Wastewater reclamation and reuse in China: Opportunities and challenges

The growing water stress both in terms of water scarcity and quality deterioration promotes the development of reclaimed water as a new water resource use. This paper reviewed wastewater reuse practices in China, and the opportunities and challenges of expanding reclaimed water use were analyzed. Rapid urbanization with the increasing of water demand and wastewater discharge provides an opportunity for wastewater reuse. The vast amount of wastewater discharge and low reclaimed water production mean that wastewater reuse still has a great potential in China. Many environmental and economic benefits and successful reclamation technologies also provide opportunities for wastewater reuse. In addition, the overall strategy in China is also encouraging for wastewater reuse. In the beginning stage of wastewater reclamation and reuse, there are many significant challenges to expand wastewater reuse in China including slow pace in adopting urban wastewater reuse programs, the establishment of integrated water resources management framework and guidelines for wastewater reuse programs, incoherent water quality requirements, the limited commercial development of reclaimed water and the strengthening of public awareness and cooperation among stakeholders.     

城市中水在电厂循环冷却水系统的应用与展望

中水回用对于解决水资源短缺具有其他方法无法比拟的优势,其成功应用将产生巨大的经济效益和社会效益。而城市中水经深度处理后回用于电厂循环冷却水补充水系统,不仅可以解决电厂用水紧缺的状况,而且可减轻污水排放对环境的不利影响。文章阐述了城市中水回用的发展现状,从火电厂循环冷却水系统的对补水的水质要求出发,结合电厂循环冷却水以及城市中水的水质特点,选择相应的中水处理工艺方案。此外就中水回用中存在的问题进行分析,并对其发展前景进行预测。     

区域水资源介循环利用模式:概念·结构·特征

为解决我国面临的突出水环境问题,破解经济发展需求与水资源短缺、水环境污染和水生态破坏之间的矛盾,提出区域水资源“介循环”(water meta-cycle)利用模式,系统地阐述了区域水资源介循环利用模式的结构特征、基本特点和目标定位,并通过案例分析了其适用效果. 介循环是一种人工强化生态调控的区域水资源多阶多元循环利用模式. 通过企业、家庭和社区等局部单元内的水循环利用,工业和城市等社会系统尺度内的污水再生处理与直接利用,以及区域层面上再生水的生态媒介循环利用(water natural system-mediated reuse)等,促进不同层阶和不同用途水循环利用的有机衔接与耦合,实现再生水的安全聪巧(safe and smart)利用、区域尺度上水资源的闭环循环利用和趋零排放. 区域水资源介循环利用模式以再生水的生态媒介循环利用为核心,具有闭环趋零、多阶多元、强化调控和复合高效等特点,有望成为区域水资源可持续管理、保障水环境安全的有效模式.      

水生植物法再生景观回用水水质稳定技术研究

建立了污水处理和景观回用中试试验系统,景观回用试验水量为11 m3,研究了城市污水经二级生物处理再生后用作景观环境用水的水质稳定性;构建了不同结构的水生植物系统,研究了该系统对再生景观环境用水水质的影响. 结果表明:在晴朗天气,白天水温为(28±2)　℃,夜间水温为(20±2)℃的条件下,二级生物处理的再生水在瓷砖水池中最多可以稳定3 d;结构完善的“挺水-浮叶-沉水-浮水”水生植物系统能够有效抑制再生景观回用水中藻类的滋生,并可降低其有机物和氮、磷的含量,在9 d内使ρ(COD_Cr),ρ(TP)和ρ(NH₃-N)分别降低76.9%,95.8%和95.2%,从而使水质保持稳定并得以改善,使回用水水质完全符合再生景观回用水国家标准. 因此,构建结构完善的水生植物系统可实现污水再生景观回用.      

北京市清水与再生水协同利用优化模型

开展协同利用清水与再生水的城市供水系统优化研究具有重要的科学意义和广阔的应用前景.为促进城市水资源高效利用,基于多水源转换关系以及再生水生产能力和利用潜力,构建了面向多区域多部门的城市清水与再生水协同利用优化模型,并以水资源严重短缺的北京市为例进行实证研究.设置规划方案基准情景和规划替代方案情景,分别优化了清水与再生水的协同利用方案以及再生水厂群的运行方案.在规划方案基准情景下,再生水占研究区用水总量的32%,分别占农业、工业、环境用水量的60%、30%和42%.海淀区和石景山区再生水供给矛盾将较为突出.相比之下,规划替代方案情景可以获得更高的经济效益,总效益增加6. 21亿元,同时能增加再生水利用量36. 59%、减少清水用量14. 02%.规划替代方案能更加充分地利用现有设施,促进水资源循环利用.此外,还提供了在现有设施条件下,再生水利用量由政策规划值逐渐提升至最佳规模过程中再生水厂群的运行过渡方案.本文建立的研究方法具有较广泛的适用性,可用于解决其它具有再生水利用潜力地区的水资源短缺问题.     

Bioassay: A useful tool for evaluating reclaimed water safety

Wastewater reclamation and reuse has been proved to be an effective way to relieve the fresh water crisis. However, toxic contaminants remaining in reclaimed water could lead to potential risk for reuse, and the conventional water quality standards have difficulty guaranteeing the safety of reclaimed water. Bioassays can vividly reflect the integrated biological effects of multiple toxic substances in water as a whole, and could be a powerful tool for evaluating the safety of reclaimed water. Therefore, in this study, the advantages and disadvantages of using bioassays for evaluating the safety of reclaimed water were compared with those of conventional water quality standards. Although bioassays have been widely used to describe the toxic effects of reclaimed water and treatment efficiency of reclamation techniques, a single bioassay cannot reflect the complex toxicity of reclaimed water, and a battery of bioassays involving multiple biological effects or in vitro tests with specific toxicity mechanisms would be recommended. Furthermore, in order to evaluate the safety of reclaimed water based on bioassay results, various methods including potential toxicology, the toxicity unit classification system, and a potential eco-toxic effects probe are summarized as well. Especially, some integrated ranking methods based on a bioassay battery involving multiple toxicity effects are recommended as useful tools for evaluating the safety of reclaimed water, which will benefit the promotion and guarantee the rapid development of the reclamation and reuse of wastewater.     

沈阳市中水回用对策研究及前景分析

为了解决全市水资源严重短缺问题，缓解污水排放对生态环境造成的破坏，沈阳市在今后5～10a内将建成中水回用系统，使城市中水回用率达到50％。结合沈阳市中水回用现状，分析了目前全市中水供应能力及市场需求，进行了2010年相应指标的预测，同时探讨了沈阳市中水回用存在的问题和解决方法。     

系统工程视野下的再生水饮用回用安全保障体系构建

再生水是就地可取、稳定可靠的城市第二水源.再生水饮用回用（补充水源）技术经济性可行,是解决城市缺水问题的重要途径和构建可持续水循环系统的重要组成部分.作为具有复杂系统特征的非传统供水工程,再生水饮用回用的关键是保障水质安全稳定和系统可靠高效运行,因此需要构建包括水质安全管理、健康风险评价和多重屏障工程措施在内的安全保障体系.水质安全管理方面需建设包括制订科学的饮用回用水质标准和再生水处理工艺要求,建立针对再生水处理工艺和饮用回用全系统的危害分析关键控制点管理（HACCP）体系,并加强水质安全监管和认证.健康风险评价方面需开展全方位、统筹性和持续性的化学污染物和微生物风险评价方法.工程措施方面需建设包括源头控制、再生水厂净化、环境缓冲和饮用水厂净化在内的多重屏障系统,以确保水质安全.在多重屏障系统中,再生水厂是保障饮用回用水质安全的核心环节,“反渗透-高级氧化”和“臭氧-生物活性炭”是再生水处理的可行工艺.今后需深入、持续开展新兴高风险污染物控制技术、再生水环境储存和饮用回用模式等方面的研究.      

污水处理厂中水回用技术的应用

以闵行区污水处理厂为例,介绍了中水回用技术的工艺流程以及在城市污水处理厂中的应用,并对其环境和经济效益作了分析。     

A synthetical methodology for identifying priority pollutants in reclaimed water based on meta-analysis

Wastewater reclamation and reuse is an increasing global project, while the reclamation treatment on wastewater does not completely remove all pollutants in water. The residual pollutants in reclaimed water would cause potential risk on human health and ecosystem safety during the long-term use. It is impossible to analyze and control all pollutants one by one in practice, therefore, identification and control of priority pollutants will be efficient strategy to ensure the safe use of reclaimed ...     

再生水补充地下水水质指标及控制技术

再生水补充地下水是扩大污水回用最有益的一种方式,具有广阔发展前景.本文分析与总结了国内外再生水补充地下水研究与应用实例、水质标准,结合我国再生水的水质特点及水文地质状况,从保护地下水资源和人体健康的角度,探讨了我国利用再生水补充地下水应控制的水质指标及控制技术.按地表回灌和井灌方式分别提出了水质基本控制项目COD、BOD、氨氮、粪大肠菌群数等22项,选择控制项目Hg、三氯甲烷等重金属和微污染有机物52项及其建议指标值,并提出了再生水处理控制技术.     

高校中水水源分类及基于AHP方法的优质度排序

高校是我国城市用水大户,在高校校园建立中水回用系统是节约水资源、减少水污染、建设生态校园的有效途径,选择优质的中水水源是保证中水回用系统高效运行的首要前提。目前,开辟中水水源多基于简单定性分析后加以利用,少有对水源的量化评价以及优质度的排序。文章针对高校中各个单位用水类型不同、排水水质和水量呈多样性的问题,将校园内各个水源进行综合分类并运用层次分析法(AHP)进行优质度的量化评价,以各水源优质程度排序为依据筛选出可利用的中水水源。根据实地调查及实验分析数据,以北京师范大学为例应用评价方法,并将结果与校园实际的中水回用情况对比,验证指标及方法的合理性。文章将为高校中水水源的分类及筛选的量化评价提供借鉴。     

校园小区中水回用的经济技术分析

中水回用是解决中国城市水短缺和水污染问题的重要手段,对小区而言具有实践可行、技术成熟、综合效益高等优势。文章在分析城市中水回用实践存在的障碍基础上,提出化整为零的污水处理回用方式,阐述了小区中水回用系统建设的必要性和可行性。文章结合校园小区的给排水状况、校园小区的中水处理工艺,通过校园小区的中水处理系统的经济技术分析、中水供水系统的经济技术分析、中水系统综合效益的分析提出建议,认为随着膜生产技术的发展,MBR法应是小区中水回用工艺的首选。     

北京市再生水的公众认知度评估

为缓解城市水资源短缺,回收再利用市政污水日益受到广泛关注.北京市作为最早实践再生水利用的城市之一,其市政污水再利用率已达约60%.本文以问卷、SPSS等作为调查研究工具,探索了被调查者的水资源及污水、再生水认知和再生水使用意愿、受访者的社会经济背景相关数据,对北京市公众的污水回用实践认知进行了评估.结果表明,北京市公众可强烈意识到城市水资源的短缺及处理污水的需要,但是他们在北京市主要水源、北京市用水量最大领域和北京市污水主要来源等问题上存在误区;大部分受访者对废水流向也表示不明确;然而,大于80%的居民表示只要不用于饮用或食物烹调,可以接受包括家庭使用的污水再利用,而63%的居民拒绝将再生水作为公共水源的补充;教育水平较高、个人收入较高、年龄介于35～55岁之间的被访者更加支持赞同再生水的使用,性别对调查结果并没有显著影响.最后,从公众、社区、政府这3个层面提出同步提升素质与认知、宣传和管理双管齐下、加强政策导向和硬件支持等建议.     

污水再生利用微生物控制标准及其制定方法探讨

污水再生利用的关键是水质安全保障和风险控制.微生物风险是再生水安全利用过程中需要优先控制的重要问题.本文系统探讨了我国现行污水再生利用标准中的病原微生物控制要求,分析了基于病原微生物指示指标浓度控制的必要性与不足,提出了引入微生物去除能力保障控制的必要性,并详细介绍了其制定方法与保障措施.今后,需进一步深入探讨基于浓度控制与保障能力控制相结合的污水再生利用微生物控制方法,以期为我国再生水安全利用提供技术支撑.     

北京市再生水相关政策的评估与研究

为缓解城市水资源供需矛盾,回收再利用市政污水日益得到广泛关注.北京市作为最早实践再生水利用的城市之一,其市政污水再利用率已达约60%.为更好地促进北京市再生水的推广与管理,明晰北京市再生水相关政策在发展过程中存在的优势与问题,本文采用环境政策评估、调查问卷、统计分析等方法,对北京市再生水相关政策的目标、政策要素及政策实施效果进行了解析与评估.结果表明,北京市以污水回用为主题的政策仅有3部,随着再生水发展阶段的演进,其目标经历了"处置废水-节约用水-设施建设-推广利用"的调整,再生水行动目标随着政策针对主题和发展阶段不同而表现差异;政策要素的优化改进与时代、社会经济发展程度、对生态环境的重视程度等3个因子息息相关,在顶层设计、功能设置、动机、手段分配等方面欠缺考虑;政策目标的科学化较受认可但其实践完成效果受到质疑,教育程度与收入对调查结果呈显著影响.     

离散型住宅小区污水深度处理与中水回用系统的优化设计

以武汉市东西湖区园艺花城小区(三期)污水深度处理和中水回用系统建设为例,介绍具有较强实用性的生活污水生化/物化/生态组合处理工艺。该项工艺及其配套设备特别适用于含氮量偏高情况下的离散型住宅小区生活污水深度处理与回用,具有处理效果稳定、能耗低、占地省、易与周边环境协调等诸多优势。     

城市污水再生利用途径分析与利用量预测

水资源匮乏与水环境污染是制约经济社会发展的主要瓶颈,提高城市污水资源化水平是解决这一问题的重要途径.文章结合〈城市污水再生利用分类标准〉（GB/T 18919-2002）,深入分析包头市城市污水处理与再生利用现状及存在问题,提出包头市再生水近期应主要回用于城市杂用、工业和景观用水,再生水回用率可达到50%以上,为解决城市污水再生利用提供参考.     

城市污水再生利用途径分析与利用量预测

水资源匮乏与水环境污染是制约经济社会发展的主要瓶颈,提高城市污水资源化水平是解决这一问题的重要途径。文章结合《城市污水再生利用分类标准》（GB／T18919-2002）,深入分析包头市城市污水处理与再生利用现状及存在问题,提出包头市再生水近期应主要回用于城市杂用、工业和景观用水,再生水回用率可达到50％以上,为解决城市污水再生利用提供参考。     

再生水回用的标准比较与技术经济分析

近年来随着全球性水资源危机的加剧,再生水作为一种潜在的水资源得到了越来越广泛的关注,再生水回用的研究与应用也不断深入.因此,本文通过文献调研,系统总结了我国与美国、欧盟、日本和澳大利亚的再生水标准体系与处理工艺,重点比较和分析了我国再生水标准体系中存在的问题与不足,并提出相关建议,以期对我国再生水回用提供借鉴.