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.     

再生水回灌地下水风险管理建议

随着经济发展、城市化速度的加快,缺水问题日益严重。再生水人工地下回灌作为水资源回用的一种新方式,已成为解决区域水资源短缺的一种有效措施。通过对再生水回灌地下水风险分析和对国内外再生水回灌地下水应用与管理现状进行梳理,为我国的再生水回灌地下水风险管理提出对策和建议。     

再生水绿地灌溉水质标准的比较研究

灌溉城市绿地是再生水利用的重要方面 ,介绍了国外再生水灌溉绿地的水质标准 ,分析了固体悬浮物、有机质、pH值、盐分、重金属和病原体等重要水质指标的限值 ,比较了国内外标准的特点和差别 ,为我国制定相关标准提供参考     

用于地下水回灌的再生水预处理工艺研究

将再生水回灌到地下含水层前,需对再生水进行预处理,以防止污染地下水.本研究比较了5种不同的再生水深度处理技术(超滤、臭氧、磁性离子交换树脂(MIEX)及超滤和臭氧、MIEX和臭氧两套组合工艺)对城镇二级出水的净化效果,并通过分析5种工艺对含水层净化效果的影响,评价其作为回灌预处理的可行性.针对再生水中的有机污染物溶解性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)及比吸光度(specific ultraviolet absorbance,SUVA),MIEX(投加量为5 mL.L-1)能够去除20%的DOC和10%的SUVA;UF对DOC的去除率低于10%,对SUVA无显著去除效果,单独UF和MIEX预处理对后续含水层对再生水DOC的去除无促进作用;与此不同,臭氧[投加量(O3/DOC)为0.6 mg.mg-1]及其组合工艺对二级出水SUVA的去除率达60%～79%,能显著提高再生水的可生化性,强化土壤对回灌水中有机物的去除效果,使最终出水的DOC降低至1～2mg.L-1.针对再生水中的N素,MIEX(5 mL.L-1)能去除再生水中25%的NO3--N,臭氧能去除再生水中72%的NH4+-N.土壤处理能有效地去除NH4+-N,使出水浓度均在0.5 mg.L-1以下,但对NO3--N无显著去除效果.综合对比分析,在再生水回灌的预处理工艺中,需重点考察预处理对再生水中有机物和NO3--N的去除效果.臭氧和MIEX的组合工艺,能显著提高二级出水的可生化性,并去除部分溶解性有机物及NO3--N,与后续土壤处理具有较好的互补性,较适合用作地下回灌前处理工艺.     

序

再生水是指城市污水经过处理达到有关规定的水质标准,可在一定范围内重复使用的非饮用水.再生水是一种经济水源、弹性水源,开发利用再生水具有巨大的经济价值和生态环境效益,是实现可持续发展的重要环节.联合国环境规划署将再生水利用认定为环境友好技术。     

城市污水再生回用于景观水体水质安全保障技术

研究了再生水回用于景观水体时可能存在的水质安全性问题,并提出了保障再生水安全回用的处理工艺。研究表明,城市污水再生水回用于景观水体时,存在着卫生学安全、毒理学安全、富营养化以及底质二次污染等危害。为了满足景观水体的水质标准,需要重点控制的水质指标有病原性微生物、有毒有害有机物、重金属、氮磷植物性营养物质、悬浮固体。以城市污水厂二级出水作为再生水原水时,推荐采用的工艺有:二级处理混凝沉淀过滤消毒、二级处理过滤活性炭吸附消毒以及二级处理膜处理消毒工艺。     

两种水质标准的再生水及补给后景观水对典型绿藻生长及生物质的影响

再生水回用于景观水体可以解决我国景观水体补水不足的问题，但也容易诱发水体富营养化.典型绿藻中的小球藻是水体富营养化的优势藻种，因此，了解影响小球藻新陈代谢的水质因素对控制富营养化非常重要.本研究以西安两处不同水质标准的再生水及其景观补水水体的水样对小球藻进行培养测定，采用冗余分析和显著性分析探究小球藻生长及生物质组分对水质指标响应程度.结果表明，再生水中氮、磷含量比景观水体高1.09%～12.5%，小球藻在杂用水水质标准和景观环境水质标准的再生水以及相应的补给后景观水中的比增长速率分别为0.469、0.438、0.362和0.289，而总生物质（脂质、多糖和蛋白质）的占比分别为49.98%、58.59%、76.59%和71.88%.通过冗余性分析发现TN和COD对小球藻的生长影响显著，总贡献率为57%;TN、COD和磷酸盐对微藻生化组成有显著影响，总贡献率为57.4%，显著性分析发现TN对藻类多糖的合成影响最显著，相关系数为0.669.基于此，可以采取化学混凝、生物种间竞争等方法降低再生水中营养物含量来有效控制水体富营养化.     

对再生水利用的分析及思考

随着社会经济的持续发展和城市化步伐的加快,人们对水资源的需求日益增加;面对有限的水资源,再生水因水量稳定可控、环保可持续的特点而倍受关注,再生水的应用也在国内外城市广泛开展.现阶段对再生水技术层面的研究已经较为成熟,有必要从规划的角度出发,对国内外再生水回用的方向和不同阶段的再生水回用率情况进行梳理,避免不同地区再生水回用率标准的同质化,为科学合理的确定再生水回用途径和回用目标提供参考和依据,有效推动水资源可持续发展.     

西安高新区公园景观水体再生水利用水质标准研究

以西安高新区内一处公园景观水体利用再生水为例,分析了目前国内再生水利用水质标准的选择性控制指标,并与再生水设计处理水质进行对比,提出了要进一步改进再生水处理设施保障用水安全的建议。     

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.     

再生水在洗车利用中的暴露剂量研究

再生水暴露剂量确定是再生水洗车利用健康风险评价的前提和制定再生水水质标准的重要依据.本文研究了手工洗车和龙门式洗车机洗车过程中再生水对典型人群的暴露剂量特征.通过现场调研,确定了洗车现场的典型暴露人群及其暴露时间分布,其中手工洗车工人的清洗耗时和擦车耗时分别平均为4.8 min和8.4 min,龙门式洗车机工人的冲洗浮土耗时、洗车机清洗耗时和擦车耗时分别平均为1.5 min、2.5 min和8.0 min.利用重量法确定了洗车现场空气中的再生水水雾浓度分布(即空气含水量增加值),结果表明手工洗车的水雾浓度为2.0 mg·L-1,洗车机过程中冲洗浮土现场和龙门式洗车机清洗现场的浓度分别为1.3 mg·L-1和3.2 mg·L-1.根据典型暴露人群的呼吸速率,得出再生水的暴露剂量.结果表明,在各种典型人群中,手工洗车清洗工的再生水日暴露剂量最大,高达15.5 mL·d-1.     

地下回灌——污水回用的重要战略

介绍了污水资源化的重要技术方法——地下水回灌在战略上的重要性,并介绍了地下回灌的方法、方式、技术和国内外的现状、存在问题及发展前景。     

渗滤液浓缩液回灌出水盐分对回灌参数的敏感性研究

采用成都某垃圾填埋场的渗滤液浓缩液,对装填了填埋龄为15年垃圾的垃圾柱开展了回灌实验,研究了回灌负荷、回灌频次、回灌速度以及回灌方式对回灌出水盐分的影响;基于实验结果,利用一种新型的灰色绝对接近关联度分析方法进行建模,研究了回灌出水盐分对各参数的敏感性。研究结果表明:以0号垃圾柱的回灌出水盐分为基准,回灌出水盐分对回灌参数的敏感性大小为:回灌负荷(6 L/d)>回灌速度(24 L/h)>回灌负荷(4.5 L/d)>回灌频次(6次/d)>回灌频次(3次/d)>回灌方式(中央布水)>回灌速度(6 L/h)>回灌方式(分散布水),因此降低回灌出水盐分优先控制的因素为回灌负荷和回灌速度。     

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。     

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.     

再生水地下储存过程中金属元素的变化规律

再生水地下储存过程中增大了将有毒有害污染物质引入地下水的风险。针对再生水地下储存过程中重金属元素的变化规律开展研究。结果表明:对于碱土金属元素,K、Na主要受入渗驱替作用控制,Ca、Mg在模拟含水层中可发生混合沉淀;对于痕量金属元素,回灌后受混合作用影响,Zn、Fe、Cd、Cr、Hg浓度趋近于再生水中的浓度,As、Ba、Pb浓度高于地下水及再生水,但溶出后As、Ba、Pb的质量浓度处于GB/T 14848—93《地下水环境质量标准》Ⅲ类标准限值范围内,对水质影响不大。     

利用再生水涵养地下水过程中3种典型内分泌干扰物的迁移转化特性

通过土柱模拟试验研究了3种典型的内分泌干扰物——17β-雌二醇(E2)、炔雌醇(EE2)和双酚A (BPA)在再生水涵养地下水过程中的吸附、生物降解和迁移特性。结果表明:3种EDCs的衰减效果为E2>EE2>BPA,3种不同运行方式下的衰减效果为干湿交替回灌(WDAR)>连续回灌(CR)>连续灭菌回灌(CSR)。在连续回灌条件下,E2、EE2和BPA的衰减速率常数分别为0.0783,0.0505,0.0479 m~(-1);总去除率为98%、96%和92%,其去除率受温度影响。土柱微生物的分析结果表明:土柱下层微生物群落结构的多样性明显高于上层。主要微生物群落为变形菌属,包括α、β变形菌,其对EDCs的降解起主要作用。     

再生水中阴离子表面活性剂对土壤结构与水流运动的影响

为揭示再生水回灌农田所引入的阴离子表面活性剂对土壤结构性质与水流运动特征的影响,通过室内灌水入渗试验研究了再生水中阴离子表面活性剂浓度（0、0.001、0.01和0.1倍临界胶束浓度）、灌水频率（1d1次、2d1次、3d1次）、再生水-清水交替灌溉模式（纯再生水灌溉、再生水-清水交替灌溉）条件下受灌土壤容重、非毛管孔隙比、团聚体稳定性、土壤斥水性、地表入渗性能和入渗水流运动非均匀特征的变化规律.结果表明,随着再生水中的阴离子表面活性剂浓度的增大和灌溉频率的增大,受灌土壤容重减小、非毛管孔隙比和土壤团聚体稳定性增大、土壤斥水性增强、地表入渗能力降低、优先流运动非均匀程度增大,从而也增大了农田灌水管理难度;当再生水-清水交替灌溉中的清水淋洗频率增大时,受灌土壤容重增大、非毛管孔隙比和土壤团聚体稳定性降低,但却降低了土壤的斥水性、增大了地表入渗能力并降低了土壤优先流运动的非均匀程度,有利于节省灌水时间、提高灌水效率.     

再生水中阴离子表面活性剂对土壤结构与水流运动的影响

为揭示再生水回灌农田所引入的阴离子表面活性剂对土壤结构性质与水流运动特征的影响,通过室内灌水入渗试验研究了再生水中阴离子表面活性剂浓度（0、0.001、0.01和0.1倍临界胶束浓度）、灌水频率（1d1次、2d1次、3d1次）、再生水-清水交替灌溉模式（纯再生水灌溉、再生水-清水交替灌溉）条件下受灌土壤容重、非毛管孔隙比、团聚体稳定性、土壤斥水性、地表入渗性能和入渗水流运动非均匀特征的变化规律.结果表明,随着再生水中的阴离子表面活性剂浓度的增大和灌溉频率的增大,受灌土壤容重减小、非毛管孔隙比和土壤团聚体稳定性增大、土壤斥水性增强、地表入渗能力降低、优先流运动非均匀程度增大,从而也增大了农田灌水管理难度;当再生水-清水交替灌溉中的清水淋洗频率增大时,受灌土壤容重增大、非毛管孔隙比和土壤团聚体稳定性降低,但却降低了土壤的斥水性、增大了地表入渗能力并降低了土壤优先流运动的非均匀程度,有利于节省灌水时间、提高灌水效率.     

北京市再生水灌溉对土壤、农作物的重金属污染风险

如何准确、客观表征再生水长期灌溉的重金属污染风险是人们关注的主要问题之一。研究通过调查不同水源灌溉条件下土壤、小麦重金属含量,结合不同输入途径对再生水灌区土壤重金属的贡献,评估再生水灌溉对土壤、农作物的重金属污染风险。结果表明,污灌区、再生水灌区土壤均呈现不同程度的重金属累积,但不同灌区小麦籽粒的重金属含量之间没有差异。北京市再生水重金属浓度远远低于农田灌溉水质标准,再生水灌渠中采集的水样重金属浓度与地下水重金属浓度之间的差异并不显著。通过再生水灌溉途径带入的重金属与地下水灌溉相当,低于大气沉降和有机肥施用等输入途径带入的重金属。当前再生水灌溉导致土壤重金属污染的风险较小,并不会导致农作物重金属超标。再生水灌区土壤重金属污染并不一定是由于再生水灌溉导致,更大程度是早期的污水灌溉或有机肥施用造成的。