再生水回用要多工艺多途径相结合、因用而定

编者按：由中国水网和清华大学联合主办的“2009水业高级技术论坛”已经圆满落下帷幕，本次论坛获得了供水、排水、污泥三方面众多权威专家的大力支持，国际水科院终身院士、中国水网专家王宝贞教授专为本次会议撰“我国城市水污染治理的反思与探讨”一文，其中涉及了对于我国再生水回用的若干思考，中国水网编辑整理如下，供广大网友学习、交流。

　　我国90年代就提出“中水”回用的理念，并要求“中水”回用率要达到污水处理总量的40%，但由于中水仅限于冲厕和浇洒绿地（销售），没有考虑“中水”用作城市河道景观和生态补水（免单）。一些中水厂，也难以找到用户去冲厕和浇洒绿地。中水在我国并没有获得发展的生命力。因为“中水”回用的局限性限制了它的发展。因地制宜，广泛采用中水资源是我国解决水资源短缺的必由之路。结合中水的用途采用不同的因地制宜的技术工艺，才能更有效的实现中水回用。

（1）农田灌溉用再生水
　　
　　在污水再生和回用中，农田灌溉占的比例最大。例如美国污水回用于农业占其回用水总量的51%，我国北京再生水的最大用途也是农田灌溉，再生水农田灌溉面积58万亩，再生水年用量2.8亿m³，占再生水年总用量6.2亿m³的45.2%。用处理污水灌溉农田作物，其产量比清水灌溉高。这是因为污水不仅含有水分，还含有作物需要的营养物，如氮、磷、钾等。印度污水灌溉农作物的增产效果列于下表。我国的大面积污水灌溉的增产统计是，每使用1m³生活污水灌溉农田，小麦和水稻均平均增产0.5kg。

表：印度不同水灌溉的作物产量（t/hm².a）

　　为了保证农田灌溉的水质安全，1989年世界卫生组织（WHO）颁布了处理污水用于作物灌溉的微生物指标指南，其目的是保护那些在污水灌溉农田上作业的和使用污水灌溉作物的人们的健康。该指南中控制的两类微生物引起的疾病是：肠道线虫引起的寄生虫病，如人体内的蛔虫和人体内的钩虫和Ancylostoma duodenale）；由病原粪便细菌如沙门氏菌属(Salmonellae)、志贺氏菌属（Shigellae）、弯曲杆菌属（Campylobacter）和霍乱弧菌属（Cholera vibrios）引起的疾病。WHO污水灌溉指南规定，对于不直接被人食用的作物灌溉，其灌溉用污水含的肠道线虫卵≤1个/L；不过近来利兹大学的研究表明，10个/L肠道线虫卵含量也不会出现问题。对于人类直接食用包括生食作物的污水灌溉，WHO指南中对其灌溉用污水水质的要求是，肠道线虫卵含量≤1个/L；粪便大肠菌数≤1000cfu/100mL。为了保护处理污水灌溉作物的质量，灌溉用污水的物理化学性质应符合联合国食物和农业组织(FAO)的灌溉水质指南。对于处理的生活污水和不含大量工业废水的城市污水来说，只规定了3项指标：硼的浓度、电导率和钠吸收率。硼来源于家用洗涤剂，0.5mg/L的浓度就对柑橘类果树有毒害作用；但是大多数作物能承受的浓度为2mg/L。电导率是测定污水总溶解固体的简便方法，灌溉用污水的电导率应＜100mS/m（在25℃）。钠吸收率（SAR）应当＜18，它是衡量污水中钠的危害的尺度，如果在灌溉的土壤中有过多的钠取代钙和镁，则土壤最后将变成内部疏水能力很差的结构，在干旱时出现板结现象，并由此丧失了继续种植作物的能力。SAR的定义为：[0.044Na]/10.5(0.050Ca + 0.082Mg)]0.5；式中：化学符号表示各该化学元素的离子浓度，以mg/L计。

（2）多级塘系统-灌溉是经济有效的污水处理与再生回用技术
　　
　　由厌氧塘、兼性塘和熟化塘（或称最后净化塘）组成的多级串联塘系统，能高效地去除有机污染物，如COD和BOD；它还能比活性污泥法等多种常规生物处理工艺更加有效地降解、去除一些难降解的有机化合物。4种不同生产规模的污水处理工艺（完全混合活性污泥法，深井曝气活性污泥法和UNOX纯氧曝气活性污泥法和厌氧塘-兼性塘-好氧塘组成的串联塘系统）实际运行效果的对比研究确定，串联塘系统是能够有效地去除多种难降解有机化合物的唯一生物处理技术，其进水和出水样品的检测结果对比证明，芳烃类、胺类、醚类、酯类、酮类和酚类化合物都被去除了90%以上，而且在塘底沉积的污泥中没有检测到这些化合物的明显积累。用这样的再生水灌溉农田作物，不会使收获的作物富集超标的有毒有害的有机化合物。

　　因此，污水处理厂二级处理出水经UV照射消毒（不要用氯消毒，其产生的有机氯合物，有些是致癌的，在农田灌溉中会在作物中富集而通过食物链有害人体健康）后，可直接用于农田灌溉；最好在灌溉农田中建造几个串联净化塘，它们能有效地去除二级出水中的寄生虫卵、病原菌和病毒。国外污水处理厂二级处理设施后的多级净化塘系统（2-5个单元塘串联运行），能高效地去除细菌和病毒，其去除细菌的效率高达5log-6log（去除倍数的实用对数值，或99.999%-99.9999%）。它是高效和安全的消毒设施，又是深度净化设施，德国鲁尔河协会污水处理厂二级处理后的多级净化塘，其出水SS和BOD5经常≤5mg/L，COD≤40mg/L，TP≤0.5mg/L， NH3-N≤2mg/L，TN≤5mg/L；细菌总数≤1×103cfu/ml，粪大肠菌数≤1×103/100ml。

（3）选择更为有效的再生技术
　　
　　城市河道、湖泊和水库的生态和景观用再生水，其水质应根据被补给水体的水质来决定：以奥林匹克湖为例，它必须保持湖水清澈透明、控制藻类过量增长，且景色优美靓丽。为奥运会增光添彩。作为其补给水的再生水必须是高质量，如果按照“再生水回用于景观水体的水质标准”（CJ/T 95-2000）来对二级出水作深度净化再生，其出水水质显然不能满足要求，因为其主要水质指标比GB18918-2002的1A标准值还低，如TP为1mg/L；而现在奥林匹克湖水的TP浓度仅为0.01-0.03mg/L；如果将1A标准的再生水补给奥林匹克湖，必将使该湖逐渐由清变浑变绿，最后会导致蓝藻爆发，满湖“绿油”，恶臭难闻。因此，负责补给该湖的清河再生水厂采用MBR并后加臭氧氧化-活性炭过滤，以及北小河再生水厂采用UF+RO工艺和设备生产高质量的再生水为该湖提供补给水和奥林匹克村其它建筑和设施提供非饮用的杂用水，是绝对必要的。膜生物反应器（MBR）和超滤、纳滤、反渗透技术和设备，不应是唯一的再生水生产技术和设备，它们仅适于生产高质量的再生水，在美国主要用作回注地下水层或饮用水库，即用作地下水源又用于提高地下水位防止海水入侵。作为水体景观补给水的再生水其水质，北京规定其主要指标应达到地表水环境质量标准（GB3838-2002）的4类标准，是适宜的。达到这个标准既可以使用MBR，也可以使用其它技术，但是UF+RO是杀鸡用牛刀，大才小用了。对于已建成和运行的先进二级污水处理厂出水稳定的达到1B 排放标准，其后接二沉池进水槽中投加铁盐、铝盐或硅藻精土混凝剂→二沉池中混凝-絮凝沉淀→双层滤料滤池→UV消毒→水体作景观用水；如果要使再生水TP含量更低，如TP0.1-0.2mg/L，则可采用如下再生流程：二沉池进水槽中投加铁盐、铝盐或硅藻精土混凝剂→二沉池中混凝-絮凝沉淀→二次投加混凝剂→微絮凝接触滤池→UV消毒→水体作景观用水；对于厂区内有多余空闲土地的或其周围有空地可用的污水处理厂（尤其在中小城市），可以在二沉池后建造多级净化塘系统。德国鲁尔河协会的近百座污水处理厂中，有40％采用最后多级净化塘来对二沉池出水做进一步净化，其出水水质达到德国地表水水质3级标准；这些净化塘的设计科学合先进，其进水和出水均匀布水系统，以及各座单元塘之间的过水通道种植芦苇、蒲草等挺水植物，保证塘中水流呈推流式水力流态。并形成塘－湿地复合体，能高效地对二级出水进行深度净化。

编辑：周芸