城市污水中新兴微量有机污染物控制目标与再生处理技术

城市污水再生利用是缓解城市缺水问题和改善城市水环境质量的重要方法,其前提是水质安全保障.城市污水中近年来不断检出新兴微量有机污染物（trace organic contaminants,TOrCs）,如抗生素、全氟化合物、雌激素等,是再生水水质安全的重要威胁.针对城市污水再生深度处理需明确新兴TOrCs控制目标和处理技术的需求,系统比较了欧盟、美国、澳大利亚等再生水利用先行国家和地区在TOrCs控制目标、指南、规范、技术与工艺管理等方面的研究和实践进展.结果表明,由于TOrCs浓度低且种类多,TOrCs被分为高风险TOrCs和指示性TOrCs.美国加州地区和澳大利亚根据风险水平和检出水平分别提出了高风险TOrCs和指示性TOrCs种类清单和浓度限值,然而该清单中的TOrCs种类和浓度限值尚未列入强制标准或规范.针对再生水TOrCs风险控制需求,瑞士、美国加州等提出了多级屏障再生水处理工艺.瑞士提出,城市污水深度处理对卡马西平等药品类TOrCs去除率应大于80%,美国加州规定补充饮用水源的再生水深度处理应去除69%以上的1,4-二恶烷.此外,TOrCs控制高度依赖重源头控污（工业废水阻断）、单元协同、在线监控反馈与实时优化等全流程安全保障措施.随着我国再生水用量持续增加,用途不断拓展,亟需制定针对性强、现实可行的TOrCs控制指南和规范,包括明确高风险和指示性TOrCs,推动多级屏障再生水深度处理工艺,以TOrCs去除率为深度处理目标.      

再生水灌溉利用的生态风险研究进展

污水再生回用因其具有显著的社会、经济及生态效益,已成为缓解水资源危机的一项重要举措.城市绿地和农业灌溉作为再生水的主要利用途径之一,在国内外已经得到广泛推广实践.为了解国内外在再生水灌溉利用风险方面的研究进展,本文围绕再生水典型污染物包括盐、氮、重金属和新型污染物、病原菌等,从对土壤质量、植物生长、地下水质量和公众健康等几方面,对再生水灌溉利用的生态风险进行了系统分析.结果表明,盐分及盐离子是再生水灌溉利用的主要风险,灌溉利用导致疾病传播的风险始终存在,而新型污染物的生态风险是科学研究热点.借鉴国外经验,分别就城市绿地和农业的灌溉提出了风险管理措施.最后,提出了加强长期定位研究和模型研究,建立再生水水质、灌溉管理与生态风险的有机关联,进行再生水灌溉土壤承载力评价和建立风险管理体系等5项建议,以促进再生水安全利用.     

两种工艺对污水再生水中微量有机物的去除效果

以20种微量有机污染物为目标物,针对北京市2个再生水厂的不同工艺,系统地考察了污水再生水中目标化合物的去除效果,并采用重组酵母雌激素活性筛检法(YES法)对再生水中雌激素活性进行评价.结果表明,超滤(UF)+臭氧(O3)氧化处理工艺可有效地去除微量有机污染物,出水中雌二醇当量浓度(EEQ)低于YES法检出范围.A2/O+膜生物反应器(MBR)+反渗透(RO)处理工艺对微量有机污染物有很高的去除能力,出水中可检测出的目标化合物较少.2种工艺均可降低再生水的环境风险,保障其使用安全.     

城市污水再生利用化学污染物健康风险评价

随着城市污水回用工程增多,再生回用水的安全性问题日益受到人们的重视,回用水中化学污染物造成的人体健康风险计算评价成为要解决的重要问题,建立再生水回用造成的健康风险评价方法成为亟待解决的问题.在对城市污水中重金属检测结果的基础上,对常见的再生水回用途经,通过实例介绍了随机分析方法在健康风险评价中的应用.     

我国城市污水处理回用调查研究

在水利部主持下,开展了2007年全国城市污水处理回用现状的调查,取得了全国城市污水回用现状的基础数据.结果表明,2007年,全国城市污水回用总量为17.9×108m3,城市污水处理回用率为5.23%,主要用于工业、景观、农林牧业、城市非饮用水、地下水回灌.全国共有127座再生水厂,再生水管道总长1 421.78 km.再生水厂总投资为56.44×108元,中央财政投资、地方财政投资和其他投资分别占16%、26%和58%,再生水管网其他投资和地方财政投资分别为66%和32%,中央投资仅为2%.再生水发展状况具有较强的地域性,与当地的水资源状况、产业结构和经济状况有密切关系.     

再生水回用于景观水体的风险分析与经验对策

本文简要介绍了再生水回用于景观水体的工程现状,从病原微生物的控制问题、氮磷营养物质导致的水华问题以及微量有毒有害污染物对人体的潜在健康风险等三方面着手,阐述了再生水回用于景观水体存在的风险,并在水质标准、再生水处理工艺以及景观水体水质保育等角度提出相应的经验对策。     

城市绿化草坪再生水灌溉对地下水水质影响研究

再生水是城市绿化的良好水源,但其潜在的地下水污染问题不容忽视.本研究基于对地下水及其灌溉水水质的长期监测,探讨了绿化草坪地下水主要理化性质和污染物浓度的变化规律及其与灌溉用水水质的关系.连续5 a的监测结果表明,再生水氨氮超出用于城市绿化的城市杂用水水质标准（GB/T 18920-2002）,总氮偏高,二者变化范围分别为0.05～65.4 mg·L-1和2.56～78.0 mg·L-1,平均值分别为12.0 mg·L-1和28.3 mg·L-1.使用自来水灌溉,地下水水质指标正常,波动不大;用再生水灌溉草坪（冬末初春4个月未浇）对地下6 m浅井水质影响明显,对20 m深井水质影响不明显,主要变化表现在硝态氮浓度值升高.浅井地下水硝态氮浓度与灌溉的再生水溶解态氮呈滞后的显著正相关性,表明用再生水灌溉草坪可能会引起地下浅层水硝态氮污染.因此,需要根据城市绿化用水量大的特点,进一步完善再生水回用标准,避免再生水回用造成新的环境污染风险.     

天津经济技术开发区再生水回用情况

介绍了天津开发区污水再生回用的情况，新水源一厂(一期)的处理规模、工艺及各单体构筑物的组成，说明了再生水的用途，总结了该工程的效果。     

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.     

基于改进蒙特卡罗方法的再生水回用健康风险评价

传统的健康风险评价主要是进行单值点计算的确定性评价,为了解决再生水回用对人体健康风险影响的不确定性,利用Logistic混沌系统方法来产生可靠、简单、高效的随机数,进而改进传统蒙特卡罗方法中利用线性同余产生随机数的方法,以提高随机数输入的可靠性程度,最终提出了一种基于改进蒙特卡罗算法的再生水回用健康风险评价方法.最后,以西安市某污水处理厂再生水中的风险指标(As、Cd、Cr、Mn、Pb和Zn)为研究对象进行蒙特卡罗模拟计算.结果表明,各指标满足终生可接受风险水平的概率分别为97.25%、93.48%、97.86%、98.69%、97.13%和96.38%,影响各指标进入人体的单位体重日均暴露剂量和终生风险水平的主要因素为污染物浓度和胃肠吸收因子.研究结果可为再生水回用的不确定性健康风险评价提供一定的依据.     

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。     

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。     

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.     

热电厂再生水回用工艺分析

介绍一套日处理量14 400 t的再生水回用工艺,该工艺应用预处理+反渗透工艺深度处理二级城市污水并将产水回用于热电厂的循环冷却水及锅炉补给水的源水,分析了该工艺关键单元的特点。运行结果表明:该工艺可行,产水各项指标满足该热电厂对回用水的要求。最后,对工艺运行过程中出现的问题提出解决办法和改进建议。     

校园中水系统研究

为建设绿色生态校园,以江苏某高校新校区为例,对校园中给排水进行了系统规划;通过计算自来水、中水的用量和污水的排放量,确定中水处理厂的规模;介绍中水处理工艺和生态功能设计,并进行了经济分析.     

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.     

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。     

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。     

Assessment and management of the performance risk of a pilot reclaimed water disinfection process

Chlorination disinfection has been widely used in reclaimed water treatment plants to ensure water quality. In order to assess the downstream quality risk of a running reclaimed water disinfection process, a set of dynamic equations was developed to simulate reactions in the disinfection process concerning variables of bacteria, chemical oxygen demand （COD）, ammonia and monochloramine. The model was calibrated by the observations obtained from a pilot disinfection process which was designed to simulate the actual process in a reclaimed water treatment plant. A Monte Carlo algorithm was applied to calculate the predictive effluent quality distributions that were used in the established hierarchical assessment system for the downstream quality risk, and the key factors affecting the downstream quality risk were defined using the Regional Sensitivity Analysis method. The results showed that the seasonal upstream quality variation caused considerable downstream quality risk; the effluent ammonia was significantly influenced by its upstream concentration; the upstream COD was a key factor determining the process effluent risk of bacterial, COD and residual disinfectant indexes; and lower COD and ammonia concentrations in the infiuent would mean better downstream quality.