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.     

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。     

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.     

An overview of reclaimed water reuse in China

China is facing severe water problems including scarcity and pollution which are now becoming key factors restricting developments. Creating an alternative water resource and reducing effluent discharges, water reuse has been recognized as an integral part of water and wastewater management scheme in China. The government has launched nationwide efforts to optimize the benefits of utilizing reclaimed water. This article reviewed the water reuse activities in China, including: (1) application history and current status; (2) potentials of reclaimed water reuse; (3) laws, policies and regulations governing reclaimed water reuse; (4) risks associated with reclaimed water reuse; (5) issues in reclaimed water reuse. Reclaimed water in Beijing and Tianjin were given as examples. Suggestions for improving the efficiencies of reusing urban wastewater were advanced. Being the largest user of reclaimed wastewater in the world, China's experience can benefit the development of water reuse in other regions.     

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.     

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.     

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。     

北京市城镇污水再生利用现状与潜力分析

北京市水资源严重匮乏,污水再生利用是支撑城市可持续发展和生态文明建设的重要途径和必然选择。近年来,北京市总用水量逐年递增,其中生态用水量增幅最大,截至2018年已达到13.4亿m3,占全市用水总量的34.1%。同年,北京市城镇污水处理能力达到19.1亿m3,污水处理率达到93.4%,污水处理量达到16.7亿m3,90%以上处理出水的COD、氨氮、总磷指标均已达到GB/T 18921—2019《城市污水再生利用景观环境用水水质》（湖、库）。目前,北京市的污水再生利用率约为56.3%。如将以色列82%的污水再生利用率作为发展目标,未来仍然有4.9亿m3的增长空间（以2018年北京市污水处理量为计算依据）,相当于2018年南水北调供水量的53%、全市生态用水量的37%。北京市农业、工业、生活和生态用水均存在再生水利用潜力。但污水再生水利用不同于常规水资源利用,目前利用体系仍有需要完善的部分,需要政策、科研、宣传教育等多方面提供支持。污水再生利用是解决北京市水资源短缺问题的重要途径,未来发展潜力巨大。     

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.      

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.     

澳大利亚污水处理与再生水利用现状分析及经验

对澳大利亚水资源赋存现状、污水处理和再生水利用的历史与现状进行了详细整理与分析,梳理了澳大利亚污水处理与再生水利用发展历程、相关标准、政策和法律法规以及再生水利用典型案例。该经验可为我国开展再生水循环利用研究和工程实践提供重要指导和技术支撑。借鉴澳大利亚水回用技术与管理方法,我国可进一步发展污水再生深度处理技术与工艺,提高再生水生产品质,拓展再生水利用途径,通过浓度控制与处理工艺要求相结合提升再生水水质安全保障能力,建立健全污水资源化利用技术和管理标准体系。     

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.      

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。     

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.     

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 ...     

Integrated water resource management model for process industry in Lithuania

Water resource management has become an important operational and environmental issue. The increasing costs of dependable water supplies and wastewater disposal have increased the economic incentive for implementing technologies that are more environmentally friendly, and that can ensure efficient use of natural resources. A structured “integrated water resources management,” (IWRM) model for water management is presented as a useful tool for research into complex water using production systems in industrial companies. The step-by-step procedure and the consistent relationships between the diagram types allow straightforward implementation of water saving projects. By performing various case studies, it became clear that the IWRM model is applicable to various types of water using industrial companies. Therefore, wastewater reclamation and reuse are effective procedures for more sustainable industrial development programs.     

污水资源化利用技术及其应用

污水经深度处理后进行资源化利用已逐渐成为我国今后缓解城市水资源紧缺的现实选择,污水资源化利用的关键是按需求确定回用对象及其水质目标,重点是选择合适的污水深度处理技术。本文在概述目前污水深度处理技术的基础上,介绍了国内外大量污水资源化利用的工程实例,并分析了其采用的深度处理技术,对进一步推动我国污水资源化利用工程实践的应用以及探讨污水新型深度处理组合工艺技术具有的重要意义。     

Toxicity-based assessment of the treatment performance of wastewater treatment and reclamation processes

The reclamation and reuse of wastewater is one of the possible ways to relieve the serious fresh water resource crisis in China. Efficient reclamation treatment technologies ensure the safe reuse of reclaimed water. In order to screen out and evaluate technologies appropriate for reclamation treatment, a great deal of efforts have been brought to bear. In the present study, a toxicity-based method including a Photobacterium phosphoreum test for acute toxicity and SOS/umu test for genotoxicity, accompanied by the traditional physicochemical parameters DOC (dissolved organic carbon) and UV₂₅₄ (absorbance at 254 nm), was used to measure the treatment performance of different reclamation processes, including the anaerobic-anoxic-oxic biological process (A²O) and subsequent physical/chemical reclamation processes (ultrafiltration, ozonation, chlorination). It was found that for the secondary effluent after the A²O process, both the toxicity and physicochemical indices had greatly decreased compared with those of the influent. However, chemical reclamation processes such as ozonation and chlorination could possibly raise toxicity levels again. Fortunately, the toxicity elevation could be avoided by optimizing the ozone dosage and using activated carbon after ozonation. It was noted that by increasing the ozone dosage to 10 mg/L and employing activated carbon with more than 10 min hydraulic retention time, toxicity elevation was controlled. Furthermore, it was shown that pre-ozonation before activated carbon and chlorination played an important role in removing organic compounds and reducing the toxicity formation potential. The toxicity test could serve as a valuable tool to evaluate the performance of reclamation processes.