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再生水作为城市杂用水的水质指标与准则研究

论文类型 技术与工程 发表日期 2003-10-01
来源 全国城市污水再生利用经验交流和技术研讨会——国家城市给水排水工程技术研究中心
作者 王启山,王嵩,黄国忠
关键词 再生水 城市杂用水 水质标准 准则 污水回用
摘要 水资源短缺和水污染加剧所构成的水危机也已经成为我国21世纪最严峻的问题之一。污水再生利用作为解决水资源短缺的出路之一越来越受到人们的重视。近年来,随着各地城市污水再生利用步伐加快,建立一套城市污水再生利用的政策、标准、技术体系对于指导各地具体再生水利用有着十分的必要性和紧迫性。本文就再生水作为城市杂用水的水质指标体系以及准则进行相关的研究。

王启山,王 嵩,黄国忠(南开大学 环境科学与工程学院,天津 300071)

  摘 要:水资源短缺和水污染加剧所构成的水危机也已经成为我国21世纪最严峻的问题之一。污水再生利用作为解决水资源短缺的出路之一越来越受到人们的重视。近年来,随着各地城市污水再生利用步伐加快,建立一套城市污水再生利用的政策、标准、技术体系对于指导各地具体再生水利用有着十分的必要性和紧迫性。本文就再生水作为城市杂用水的水质指标体系以及准则进行相关的研究。
  关键词:再生水;城市杂用水;水质标准;准则;污水回用

1 前言

  近年来随着世界经济发展、人口增加以及水源的污染,许多国家水资源短缺的问题日趋严重。在我国,水资源短缺和水污染加剧所构成的水危机也已经成为21世纪最严峻的问题之一。据有关统计,2001年我国城市污水排放量已达414亿立方米,其中大部分污水未经有效处理而排入江河湖海。全国90%以上的城市水域受到不同程度地污染,近50%的重点城镇的集中饮用水源不符合取水标准。我国北方城市大部分受到资源型缺水的困扰,南方丰水地区已经呈现水质型缺水趋势。为缓解水资源短缺危机,国家和地方各级政府采取了多种措施以应对,如实施远距离调水、城市污水再生利用、海水淡化等等。其中污水再生利用作为解决水资源短缺的出路之一,与其他措施相比,具有源水易于收集处理、水质水量稳定可靠、总体成本较低以及可以降低排污水对环境的污染等优点,因而越来越受到人们的重视。目前,我国北方许多缺水城市已将再生水利用列入到城市水资源利用的统一规划当中。
  再生水的使用在国外如美国、日本已有几十年的历史,其应用范围涉及工业、农业、景观、城市杂用、补充地下水等各个方面,他们在政策、标准、技术以及应用方面已经形成了较为成熟、较为完整的体系。我国虽然早在上世纪50年代末就将城市污水再生利用列入国家研究课题,但真正将污水深度处理后回用于城市生活和工业生产则是近20年才发展起来的。近年来,随着各地城市污水再生利用步伐加快,建立一套城市污水再生利用的政策、标准、技术体系对于指导各地具体再生水利用有着十分的必要性和紧迫性。本文是根据“十五”课题“城市污水再生利用政策、标准和技术研究与示范”的子课题“再生水作为市政与生活杂用水水质指标体系及准则研究”的研究工作,就再生水作为城市杂用水的水质指标体系以及准则进行相关的探讨。

2 再生水作为城市杂用水水质指标

  在城镇水资源极端紧缺的情况下,再生水作为城市杂用水水源是合理利用现有水资源、实现水资源循环利用的重要途径之一。而再生水的生产和使用的重要前提是不应对公众健康和环境产生不利影响,以保证再生水的使用安全。因此需要合理确定再生水的控制性水质指标,根据再生水作为城市杂用水的不同用途,合理进行水质指标的选择,建立符合我国国情、满足实际需要的作为城市杂用水的再生水水质指标体系,是保障再生水可以安全回用的基本条件。
2.1 国内外再生水作为城市杂用水水质指标情况概述
2.1.1 国外的再生水水质标准

  目前世界上许多国家和地区都根据其不同的实际情况制定有不同的再生水作为城镇杂用水水质标准。本文从各国现行水质标准中选取了部分有代表性的再生水作为城镇杂用水的水质标准列举在表1至表7。

表1 日本厚生省再生水作为城镇在用水水质标准 (1981)

指标

冲厕及消防

城市绿化用水

环境用水

总大肠菌群 (CFU/mL)

≤10*

未检出

未检出

余氯 (化合的) (mg/L)

≥2.0

≥0.4

表观

无不良感官效果

无不良感官效果

无不良感官效果

浊度

≤10

BOD (mg/L)

≤10

嗅味

无不快感

无不快感

无不快感

pH

5.8~8.6

5.8~8.6

5.8~8.6

   *相当于1000CFU/100mL。

表2 美国环保局1992年准则

指标

冲厕及消防

城市绿化用水

建筑施工

道路清扫及洗车

PH(无量纲)

6~9

6~9

6~9

6~9

浊度(NTU)

月均值≤2
最大值≤5

月均值≤2
最大值≤5

 

月均值≤2
最大值≤5

SS(mg/L)

月均值≤5
最大值≤30

月均值≤5
最大值≤30

≤30

月均值≤5
最大值≤30

BOD5(mg/L)

BOD≤30
BOD5≤10

BOD≤30
BOD5≤10

≤30

BOD≤30
BOD5≤10

氨氮(mg/L)

进出水符合各流域
二级出水限制值

进出水符合各流域
二级出水限制值

进出水符合各流域二级出水限制值

进出水符合各流域
二级出水限制值

余氯(mg/L)

接触30min≥1.0

接触30min≥1.0

 

接触30min≥1.0

总大肠菌群
(个/L)

7日50%不得检出;最大≤14个/100mL
(粪大肠菌群)

7日50%不得检出;最大≤14个/100mL
(粪大肠菌群)

7日50%≤200个/100mL或≤14(接触较多时)
(粪大肠菌群)

7日50%不得检出;最大≤14个/100mL
(粪大肠菌群)

表3 California 州2001年紫皮书

指标

冲厕及消防

城市绿化用水

建筑施工

道路清扫

洗车

浊度(NTU)

日均值≤2
95%值≤5
最大值≤10

日均值≤2
95%值≤5
最大值≤10

   

日均值≤2
95%值≤5
最大值≤10

溶解氧(mg/L)

保有溶解氧

保有溶解氧

≤30

保有溶解氧

保有溶解氧

氨氮
(mg/L)

进出水符合各流域二级出水限制值

进出水符合各流域二级出水限制值

进出水符合各流域二级出水限制值

进出水符合各流域二级出水限制值

进出水符合各流域二级出水限制值

余氯(mg/L)

接触30min≥1.0

接触30min后≥1.0

 

接触30min≥1.0

接触30min≥1.0

总大肠菌群(MPN/100mL)

30日50%≤2.2
最大值≤23

30日50%≤2.2
最大值≤23

30日50%≤23
最大值≤240

30日50%≤23
最大值≤240

30日50%≤2.2
最大值≤23

表4 美国部分州非限制性市区回用水水质标准

水质指标

标准

田纳西州

BOD (mg/L)

≤30

TSS (mg/L)

≤30

粪便大肠菌数 (/100mL)

≤200

南卡罗来州

BOD (mg/L)

5(月平均)

TSS (mg/L)

5(月平均)

粪便大肠菌数 (/100mL)

≤4(月平均)

2.2(7天平均)

蒙大拿州

粪便大肠菌数 (/100mL)

23(单个水样)

浊度 (NTU)

2(平均)

5(24小时期间的5%)

得克萨斯州

BOD (mg/L)

5

浊度 (NTU)

3

粪便大肠菌数 (/100mL)

不超过75

犹他州

BOD (mg/L)

任何时候≤10

TSS (mg/L)

任何时候≤5

总大肠菌数 (/100mL)

任何时候≤3

怀俄明州

BOD (mg/L)

≤10(白天)

≤30(尘雾—黎明)

pH

4.5~9.0

粪便大肠菌数 (/100mL)

≤200

TDS (mg/L)

≤480

氯化物 (mg/L)

≤213

表5 意大利阿普利亚区回用水标准

指标

单位

标准(MAC)

指标

单位

标准(MAC)

pH

 

6~8.5

氯化物

mg/L

200

TSS

mg/L

10

总磷

mg/L

10

BOD5

mg/L

10

总氮

mg/L

35

SAR

 

<10

动植物油

mg/L

10

ECw

mg/L

2

mg/L

0.5

COD

mg/L

50

表面活性剂

mg/L

0.5

硫酸盐

mg/L

500

杀虫剂

mg/L

0.01

表6 澳大利亚城镇回用水水质指标

指标

单位

标准

指标

单位

标准

总大肠杆菌数

(/100mL)

<2

浊度

NTU

2

粪便大肠杆菌数

 

<1

余氯

mg/L

1

BOD5

mg/L

20

pH

mg/L

6~9

表7 其他部分国家和地区、组织的有关水质标准

 

水质指标

标准

香港(海水冲厕)

浊度 (NTU)

≤20

DO

≥2.0

SS (mg/L)

≤20

LAS (mg/L)

≤5.0

台湾省建议标准(冲厕)

pH

5.8~8.6

余氯 (mg/L)

保有余氯

色度 (度)

≤40

总大肠菌数 (个/L)

≤3

LAS (mg/L)

≤5.0

以色列国家标准
(城市绿化用水)

总大肠菌数 (个/L)

≤12 MPN/100mL

TSS (mg/L)

≤15

DO (mg/L)

≥0.5

余氯 (mg/L)

接触120min≥0.5

BOD5 (mg/L)

总BOD5≤15

CBOD5≤10

WHO 1989(灌溉用水标准)

肠线虫卵(个/L)

<1

粪大肠菌群(个/100 mL)

<1000

塞浦路斯(灌溉用水标准)

非限制性

SS(mg/L)

10(最大不超过15)

BOD(mg/L)

10(最大不超过15)

粪大肠菌群(MPN/100mL)

50(最大不超过100)

限制性

SS(mg/L)

30(最大不超过45)

BOD(mg/L)

20(最大不超过30)

粪大肠菌群(MPN/100mL)

200(最大不超过1000)

  这些水质标准按照由来可以分为三类:WHO、California以及其他。与WHO相关的标准主要参照的是WHO1989年颁布的“污水用于农业和水产业健康准则”。美国各州的标准虽然不尽相同,但大多还是依据加州22条(1978)和EPA1992指导准则而来。其他国家(如澳大利亚、南非)则采取独自制定自己的标准。在各现存标准中最为常见的指标就是微生物指标。目前,注意力还仅仅在一些排泄物指标如总大肠菌群和粪大肠菌群(TC和FC)以及寄生虫类。其他病原体如病毒和原生动物则很少被定为控制指标。因此需要建立更为全面的再生水标准以反映近年来在这一领域研究所取得的快速进展。但是这些新的标准需要开发新的分析手段(如对病毒和寄生虫类),以及相应的规划和管理措施。需要强调指出的是,如果没有合适的分析手段,再严格的措施都是难以实现的。
2.2.2 国内的城市杂用水水质标准情况
  
1989年建设部颁布的《生活杂用水水质标准》(CJ 25.1-89) 是我国有关城市杂用水水质的第一个部颁标准。该标准规定了厕所便器冲洗、城市绿化、洗车、扫除等生活杂用水水质要求。2002年中南市政设计研究院主持对该标准进行了修订并上升为国家标准(GB/T 18920—2002 《城市污水再生利用 城市杂用水质》)。修订中将杂用水的适用范围进行了调整,增加了消防和建筑施工用水。具体水质标准见表8。

表8 城市杂用水水质标准(GB/T 18920-2002)

序号

项 目

冲厕

道路清扫、消防

城市绿化

车辆冲洗

建筑施工

1

pH

6.0~9.0

2

色(度)≤

30

3

无不快感

4

浊度 NTU≤

5

10

10

15

20

5

溶解性总固体(mg/L)≤

1500

1500

1000

1000

6

五日生化需氧量(BOD5)(mg/L)≤

10

15

20

10

15

7

氨氮(mg/L)≤

10

10

20

10

20

8

阴离子表面活性剂(mg/L)≤

1.0

1.0

1.0

0.5

1.0

9

铁(mg/L)≤

0.3

0.3

10

锰(mg/L)≤

0.1

0.1

11

溶解氧(mg/L)≥

1.0

12

总余氯(mg/L)

接触30 min后≥1.0,管网末端≥0.2

13

总大肠菌群 (个/L)≤

3

2.2 再生水作为城市杂用水指标讨论
  本课题组在综合分析、研究国内外再生水作为城镇杂用水水质标准的基础上,通过对于示范工程和其他相关工程的跟踪,测定了部分常规参数(如pH、COD、BOD5等),确定出了与园林绿化、冲厕、街道清洗、车辆清洗、建筑施工、消防等用途相关的再生水水质标志性参数。并根据不同用途在保证再生水使用效果、不会造成二次污染、不会对人体健康造成危害、同时在保证经济性上可行的前提下,分项从不同的具体回用用途进行再生水作为城镇杂用水水质指标的选择论证,总结并提出了再生水作为城镇杂用水水质控制指标体系
  一般性指标:pH、BOD、嗅、氨氮、余氯、细菌总数、总大肠菌群
  特殊指标:
  1 再生水用于园林绿化
   TDS/EC、TSS
  2 再生水用于冲厕
   色度、浊度、Fe、Mn、LAS。
  3 再生水用于道路清扫
   TSS、LAS。
  4 再生水用于车辆清洗
   色度、浊度、Fe、Mn
  5 再生水用于建筑施工
   JGJ 63 混凝土拌合用水标准
  6 再生水作为城镇杂用水消防用水水质指标
   LAS、浊度
   关于城市杂用水水质标准的几点建议:
  (1) 色度 如果用于冲厕和洗车的杂用水颜色明显,会影响到使用者对再生水的信任度。因此建议对冲厕和洗车的色度标准宜单独列出,标准值更为严格一些。而对建筑施工用水、道路清扫和消防用水色度标准可适当放宽;
  (2) BOD 根据《消防法》、《建筑设计防火规范》(GBJ 16-87)和《高层民用建筑设计防火规范》(GB 50045-95)规定,建筑物一般都设有消防设施,对于高层建筑会有消防水池或高位消防水箱。消防用水是短时间用水,再生水在消防系统中贮存,更多的时间是备而不用,而消防用水在水池或水箱以及消防管网内长期存放会有变质的问题。如果采用再生水作为消防用水,水中BOD值的高低会直接影响到水中微生物的生长从而影响到消防用水水质。因此建议消防用水水质采用更为严格的标准,或者必需将消防用水系统设计为循环流水系统,与再生水其他用水系统串联使消防系统中的存水成为活水;
  (3) 氨氮 国内污水处理厂常规二级处理工艺不具备脱氮功能,出水氨氮值一般都超过10mg/L,如果以二级出水作为再生水的原水,常规深度处理工艺难以达到要求,需要采用脱氮的处理工艺;
  (4) 浊度 洗车用再生水浊度应进一步降低,浊度过高会影响到使用者对再生水的信任度,同时也降低了洗车的效果;
  (5) 考虑增加病毒类和寄生虫类指标的可能性。从城市杂用水的几项用途看,公众暴露在再生水下的可能性还是比较大的,单纯以细菌类指标作为微生物控制指标应是不足的,特别在经历了SARS之后,大家对于再生水中病毒存在的情况更为关注。因此,建议加强对这两类指标的研究,寻找适合的指示物。

3 再生水用于城镇杂用水相关准则

  再生水回用工程是复杂的系统工程,不仅涉及到经济、技术、标准方面,还涉及政策、法规、管理以及使用等方面。为了帮助投资者、设计者、运营商、管理者以及用户更好的参与到再生水项目中,推动再生水回用事业的发展,建立相应的指导准则是十分必要的。美国、澳大利亚等国在再生水回用方面都制定了比较全面的指导准则,其中以USEPA 1992年发布的Guidelines for Water Reuse最具影响力。目前USEPA和USAID(U.S. Agency of International Development)正在对该准则进行修订当中,以反映自1992年以来技术上和法规上的新进展,预计2003年底新的准则将会面世。我国在再生水指导准则的制定方面还较为落后,目前还没有专门的再生水指导准则。这里本文在借鉴国外再生水指导准则的基础上,结合我国实际及跟踪示范工程的情况,就再生水用于城市杂用水的处理工艺、输配水系统、再生水的使用等方面的指导准则进行讨论。
3.1处理工艺
  再生水处理工艺的选择取决于要达到的再生水的水质指标,再生水的水质指标取决于再生水回用目的,再生水回用必须保障再生水不会对用户人体健康和自然生态环境造成影响和危害。在考虑经济效益的同时选择能达到用户要求的水质标准的再生水处理工艺。
3.1.1 处理工艺概述
  城市污水处理回用设施可由已建成的城市污水处理厂增建深度处理部分来实现;也可在新建污水处理厂中包括再生处理部分;再生水厂可完全再生或部分再生污水处理厂的出水。再生水厂的处理工艺的选择应考虑到污水处理厂的处理工艺,例如国内污水处理厂常规二级处理工艺不具备脱氮功能,出水氨氮值一般都超过10mg/L,如果以二级出水作为再生水的原水,再生处理工艺需要采用脱氮的处理工艺。相反,如果在污水处理厂已具备硝化反硝化工艺,再生处理工艺中不必考虑脱氮的问题。
  再生水处理工艺的选择工作必须在大量资料调研和系统实验研究的基础上慎重进行,如果再生水处理工艺标准选择过高,会增加再生水处理设施的初期投资、运行费用和日常维护费用,导致再生水处理成本和再生水用户的负担费用增加;但如果再生水处理工艺标准选择过低,会使再生水水质不能达到相关标准的规定,影响再生水的正常使用。
  图1为美国污水管理部门(UOSA)使用的是传统处理工艺。UOSA厂从服务区域收集包括生活污水、商业污水和达标排放的工业废水在内的原污水,处理后出水接近饮用水质标准。

  目前在欧洲如法国、荷兰、意大利等国普遍采用新兴的一种处理流程—二级处理后接微滤(MF)、反渗透(RO)和紫外线消毒(UV)(AWWA,1996),即所谓的双膜工艺。其中MF可很大范围地去除颗粒物质,因此,MF放在RO处理工艺的前面是十分必要的,可以有效地保护RO工艺和提高RO工艺的工作效率,RO可最大限度地广泛去除有机物和无机物,这两级顺序的膜处理工艺已起到了广泛的消毒作用,可去除绝大多数的大肠杆菌、细菌、病原体、寄生虫卵等。UV消毒则可杀灭包括病毒在内的剩余病原微生物,是公众免受致病菌侵袭的又一道保护屏障。天津开发区新水源公司的再生水厂处理工艺即采用了上述的双膜工艺。

  另一新兴的处理技术为膜生物反应器,以置于反应器外部或浸没在反应器内部的生物膜取代传统的二沉池(Gunder,2001)。膜上留有必要的生物量,用于处理污水,也能去除颗粒物质,所以出水的颗粒物质含量很低。这种工艺比较适宜于分散的小型再生水厂的处理工艺。
  国内城市污水再生处理基本工艺还有:
  二级处理→消毒
  二级处理后→砂过滤→消毒
  二级处理→混凝→沉淀(澄清、气浮)→砂过滤→消毒
  二级处理→微孔过滤→消毒
3.1.2 示范工程城市杂用再生水的处理工艺

  进出水水质情况:

 

pH

CODCr(mg/L)

BOD5(mg/L)

浊度(NTU)

色度(度)

SS(mg/L)

入水

7.8

42.6

14.6

无不快感

14.5

34

15.3

出水

7.8

18.7

2.5

无不快感

1.4

12

1.5

 

TDS(mg/L)

氨氮(mg/L)

TP(mg/L)

LAS(mg/L)

余氯(mg/L)

细菌总数(个/mL)

总大肠菌群(个/L)

入水

1533

19.7

0.64

0.25

 

3.4E+04

8.3E+05

出水

1296

13.5

0.15

0.11

0.3

21

未检出

3.1.3 再生水处理推荐工艺
  再生水的处理工艺首先取决于对再生水水质的要求,参照国外经验,再生水用于城市杂用水时应分为非限制性接触与限制性接触两种用水,在再生水使用中,应尽可能地避免再生水与人体的直接接触,但在某些场所不可避免地确实存在着发生与人体接触的机会,把其中可能会与人体接触的用水定为非限制性接触再生水,而不可能与人体接触的用水定为限制性接触再生水。非限制性接触的含义并不是鼓励人们让再生水与人体接触,而是在确定再生水水质时要考虑到再生水有与人体直接接触的可能,而制定更安全的水质标准。用于城镇杂用的非限制性再生水应包括居民和公共设施冲厕,建筑消防用水,商业性洗车用水等用途,因为这些用水场所均存在用户或工作人员的人体直接与再生水接触的机会,为确保安全用水,要求水质较高,需要相应的再生水处理工艺。在对示范工程及其他相关工程的处理工艺全面、系统的跟踪监测的基础上,本课题经综合研究,建议作为城镇杂用的非限制性接触再生水,宜采用三级(深度)处理和严格的消毒,提高出水水质,增加再生水回用的可靠性;典型的城镇杂用的非限制性接触再生水处理工艺流程举例如图4所示。限制性接触再生水严格禁止用户人体与再生水接触,而且要求对操作工人进行必要的防护。作为城镇杂用水的限制性接触再生水包括非建筑消防用水,混凝土搅拌,街道路面清洗,园林绿化和高速公路绿化带浇灌等,限制性接触再生水的用水场所不存在或极少存在再生水与人体直接接触的机会,可采用二级强化处理、常规三级处理和消毒处理,以保障再生水水质达标和使用的安全性及经济合理性。典型的限制性接触再生水的处理工艺流程举例如图5所示。

3.2 输配水系统
  
输水系统的设计与运行对于保证再生水在被使用前水质不会下降是十分重要的。
3.2.1 再生水输配水系统设计原则
  
再生水输配水系统包括管网、泵站和贮水设施。再生水输配系统的设计原则需视用户的需要而定。如果采用双配水系统,再生水系统的设计原则应与自来水系统的设计相似,可根据压力和水量的要求而定。此外,主要用于园林绿化灌溉、街道清扫等方面的城市再生水输配系统,其设计流量需符合日变化、季节变化以及需求高峰的要求,所采用的设计参数应不同于一般设计饮用水系统时所使用设计参数。
  ① 再生水水量计算原则
  再生水输配系统的设计应按照自来水供水系统设计提供全天的“按需”供水,但不同的地区可以根据实际情况制定再生水的供水时间。如一些地区的再生水回用系统可以允许无时间限制使用,而另一些地区可以限制供水的具体时间。因此决定系统如何运行对系统的设计有重大影响。限制园林绿化灌溉、街道清扫等再生水的用水时间能转移需求高峰,但比全天用水需要更大的提升能力。同时还可以通过规划再生水的回用周期来降低高峰需求量,而另一方面为建筑中水供应冲厕用水则应保证不间断供水。
  再生水的最高用水量时配水管的使用率,是设计输水泵和配水干管尺寸的关键因素,最好是通过观察和研究当地实际情况,并考虑运行时间和使用率来确定。通常可以使用计算机建模完成再生水输水系统的设计,一般采用与给水管网设计相同的节点流量法。
  对于包括消防系统的再生水系统,设计系统时应当考虑消防水量加上最大日需求量,对于设计配水干管很重要。
  ② 再生水水压计算原则
  再生水输配系统的压力应足够满足用户需要,压力的选择应取决于再生水的主要用途。在进行再生水输配系统的设计时应当采用一些灵活的控制形式,以满足高峰需水量及不同的用水压力要求。用水量较大的使用者,如园林绿化,其灌溉水量对再生水每日需求曲线的影响很大,建议与其他用水高峰时间错开,例如把园林绿化浇灌用水安排在夜间,已减少用水大户对再生水水压变化的过大影响。
  ③ 输配水系统中需设置调节水量的蓄水池、水箱、水塔时,要避免形成死水区,并定期清洗。
3.2.2 公众健康安全保障
  
在进行再生水作为城镇杂用水用途的输配系统的设计过程中,最需要考虑的是其服务的可靠性和健康的保证性。为了防止不当或不慎将再生水作为饮用水使用,能够从始至终保护公众的健康,一个完整的再生水输配系统应包括健康标志、批准供水程序、设计规定、建造说明以及配备必要的人员进行管理检查和维护。本准则推荐在设计再生水作为城镇杂用水用途的输配系统时,必须考虑下面安全措施。
  ① 标明管线及附属设施
  再生水作为城镇杂用水用途的回用系统所有部分和附属设施都应在整个系统中清楚一致的标明。要用有色的符号和标志标记。再生水回用系统(包括管线、泵、出水口、阀门盒等)必须可以与自来水系统轻易的被区分、辨别。最常用的方法有:用特殊颜色、标签和记号标示。
  ② 自来水和再生水管道的水平和垂直分隔
  本课题推荐自来水管道和再生水管道应互相平行铺设,水平间距不小于3m,垂直间距不小于0.3m。不能满足这个间距时,需要得到相关部门的批准,但一般规定最小水平间距不小于1.2m。自来水管道应尽量置于再生水管道上方。有时采用再生水干管埋深不同于自来水干管方法,以进一步防止不慎交叉连接。一般再生水管道埋深至少为90cm。
  ③ 防止再生水使用现场用水管线错接
  再生水系统连接阀套的颜色和材料都应不同于自来水系统,一般不允许使用活塞、小龙头等,因为偶然的使用也可能使人员误用再生水。
  ④ 防止回流
  由于自来水和再生水管道之间交叉连接的可能性确实存在,所以向用户提供这两项服务时,应该在现场安装回流保护设备。回流保护设备应布置在自来水管线上,以防止两者非法连接时再生水从其输配系统回流到自来水系统。
  ⑤ 利用现有自来水管线转为再生水管线的安全措施
  如果给水系统的某些部分正在升级,或一些废弃的自来水管道要转为再生水管道,一定要注意防止交叉连接。每个工段完工之后,都应该关停新系统,检查每个用户,以确保没有交叉连接情况的发生。也可向再生水系统中加入示踪剂,如高锰酸钾,然后检查示踪剂是否会在饮用水设备中出现。尤其是将现有的使用自来水的园林绿地浇灌系统转为使用再生水,必须用示踪剂或其它方法检查新的设备,以确保饮用水源和再生回用水源的分离。
3.2.3 运行和维护
  
① 排气
  即使加氯消毒再充分,残留有机物和细菌还是会在再生水输配系统的“死水区”生长,产生臭气和堵塞问题。排气阀和定期的系统排气维护能有效的改善这一问题。
  ② 流量记录
  精确的流量记录对再生水管理系统是非常重要的。流量数据可以用来说明系统总用水量和供水的空间分布。再生水处理出水管设置的仪表用来记录总流量,再生水回用系统中用水量特别高的地区也应设置流量检测设备。用户入户管的流量计水表则是计量收费的依据。
  ③ 许可和检查
  许可程序包括规划、现场调查以及定期的设备检测。监视程序包括检测现场的及现场外的设备。尽管各系统检测和检查的规定不尽相同,但其基本程序本质上是一样的。具体的步骤是:
  ⅰ 规划检查
  承包商(或居民用户)必须向负责许可提供再生水服务的单位或部门提出供水要求,并签署协议。现场设备的规划和说明必须符合有关规定。再生水设备与普通供水设备的区别是要求有识别标记和特殊的附属设备,防止交叉连接。
  ⅱ 现场检查
  现场检查一般由进行规划检查的相同人员进行。检查并更正不当连接、说明书、管道埋深不够等情况。进行交叉连接控制测试,最终运行实际的再生水输配系统。通常还应建立有后续检查制度,可以采用固定时间间隔(如半年)或随机抽检的方式进行。
  ⅲ 监测
  应确保对相关操作员工进行必要的关于再生水设备的使用、维护等方面的培训。
  所有的设备改造,必须符合相关规定,并经责任单位批准。
  检测再生水输水干管的任何故障。
  随机检查用户,调查有无设备故障、违反规定的情况及其再生水的用水时间。
  设置全系统监测站,检查压力、余氯及其它一些水质参数。
3.3 再生水的使用
3.3.1 一般要求
 
(1)严格规范再生水作为城镇杂用水的使用范围,严禁将再生水挪作它用或非法使用
  再生水作为城镇杂用水用途时是具有其特定的使用范围的,上面在第二章有关再生水水质指标体系的论述中已经针对于再生水的不同用途提出了详细的水质指标,由于各种再生水的用水途径中的再生水水质要求不尽相同,因此在再生水的使用时应尽量避免不同用水途径的再生水的混用和共用。其次由于再生水作为城镇杂用水的处理和出水水质要求不同于工业再生水回用和农业灌溉再生水回用的要求,因此不能将处理程度较好的城镇杂用用途的再生水用作工业冷却和农业灌溉的用水,以避免水资源的浪费。作为城镇杂用的再生水处理和出水水质的要求是按照不与人体、餐具和食用性物质(如蔬菜、水果、肉类等)接触而制定的,因此必须严禁非法将再生水作为公共洗浴、饭店、宾馆等设施的洗浴、洗菜及餐具清洗等用途的用水。
  (2)必须对再生水的用水量进行必要的限制,用户需按需水量要求使用,做到物尽其用,严禁浪费
  再生水作为城镇杂用水用途的用水量限制应与饮用水量限制相同,用户应根据其需水量的多少合理使用再生水。如居民使用再生水冲厕时,仍应按使用自来水进行冲厕时的相关规定执行,其它用途如消防、建筑施工、街道清扫、园林绿化等方面也应按自来水用量的要求来进行使用。而不应因再生水是由城市污水经再生处理后进行回用而不加以用量限制,造成再生水资源的浪费。
  (3)用户必须严格遵守再生水收费制度,保证再生水回用的经济性
  在再生水作为城镇杂用水的使用过程中,用户必须严格遵守相关的再生水交费制度,及时足额的缴纳再生水费,不应由于是使用再生水而拖欠甚至拒绝缴纳相关费用,以保证再生水的处理成本可以得到及时的回收,为再生水处理回用工程正常运转和进一步扩大再生水生产回用规模提供足够的资金保障。
  (4) 建立完善的事故排除和设备抢修的应变机制
  再生水作为城镇杂用水的使用过程中,其供水的连续性和可靠性要求也应与饮用水的相关要求相同。再生水的供给机构或部门应配备受过专门技术培训的维修技术人员及制定详细的维修维护条例,当再生水使用过程中发生突发性事故时,可以及时进行事故的排除和设备的抢修,同时应对再生水的使用人员包括居民、清洁工、消防人员、园林绿化浇灌人员等进行再生水使用方面的必要培训,尽量避免或减少上述人员自行对再生水设备或设施的维修工作,以防止由于不慎或误操作所造成的再生水与人体大量或大面积接触,从而避免由于接触再生水所引起的对人体健康的危害。
  (5)其它
  用户应定期对再生水使用设施如大小便器及其冲洗水箱进行清洗和消毒,并注意卫生间内要保持良好的通风。
  园林绿化和消防用户应对其使用区域内的再生水临时贮存设施进行定期清洗和消毒,并同时进行再生水的定时更换和排空工作。
3.3.2 特殊要求
  
(1)用户冲厕使用过程中,严禁私自改建管线及供水设备位置。
  再生水作为冲厕用水时,其管道会伸入到公共建筑或普通居民的室内,当用户进行房屋装修时有可能会涉及到再生水管道的改线或供水设备的移位,这时必须要经过相关部门的批准和专业设计人员的认可,严禁私自改建管线及移动供水设备的位置。同时对于家中有儿童的居民,必须将再生水管道上的阀门及其它开启装置设置到儿童触摸不到的位置,以防止儿童的误接触与误饮。
  (2)规范园林绿化、街道清扫等方面的再生水使用时间和使用方式,以调节用水高峰,同时减小与周围活动人群的接触。
  在再生水作为园林绿化及街道清扫等方面的用水时,用户应根据实际情况进行使用时间上的必要调整,如街道清扫的时间可选择在人流量较少的清晨以前或黄昏以后,园林绿化的浇灌时间可选择在活动人群较少的时间,这样既可以避开居民使用再生水的高峰期,减轻再生水管网及提升设备的流量和压力负荷,又同时最大程度的减小了再生水与人体接触的可能性。
  绿化灌溉方式宜采用滴灌或微喷灌,若采用普通喷灌方式应设有一定的缓冲距离(隔离带),并在浇灌时有警示标志告诉公众正在使用再生水灌溉,或将喷灌作业安排在夜间进行。
  (3)应控制再生水的使用率以保护地表水和地下水水质不会恶化。
  (4)再生水用于绿化灌溉时必须限定在批准的区域内。应尽量避免再生水形成径流;产生的飞沫(直接或风吹的)应被限定在指定区域内;应采取预防措施保证再生水的飞沫不会喷到指定区域以外的设施如居民建筑、饮用水设施等。
  (5)在车辆清洗、街道清扫、园林绿化等方面,使用人员应采取必要的防护措施。
  尽管再生水的处理工艺和出水水质是按照有关规定严格执行的,但作为可能与再生水发生长时间和大面积接触的再生水使用人员(如车辆清洗、街道清扫以及园林绿化等的工作人员)还是应该采取一些必要的常规防护措施,如带口罩、带手套、穿工作服等,以保证这些工作人员的身体健康不会受到不必要的影响。
  (6)使用再生水的消防系统的设计和运行必须符合当地的消防法规、条例和规定要求。
3.4 再生水经营管理体制
  
再生水回用于城市杂用的水处理工艺可分为集中处理和分散处理两种形式,各自对应着不同的经营管理体制。集中经营管理一般是利用城市污水厂出水,经再生处理后经管网分配到用户。污水的收集输送已由污水处理厂完成,不需另外铺设污水收集管道,但要铺设从集中再生处理厂到广大用户的输配水总管、干管和管网。因经营规模较大,可降低经营成本,经济效益好,但规模大,初期投资也大。分散经营是指在居民小区内或大的单位内部自行将其产生的污水收集处理后进行再生回用,其优点是规模小投资少,且不需铺设远距离输送水的总管、干管。缺点是水量少,难以形成规模,经营效益差。目前仅适宜于一些大学、饭店、写字楼等场所。如何实施在居民小区内的分散式经营管理体制,并能在节水的同时实现经济效益和安全供水,其经营管理模式尚在探索研究之中。

3.5 再生水的水源管理
  
再生水厂的水源的水质关系到再生水厂的出水水质,因此,必须保护再生水的水源,除要求二级污水处理厂出水水质必需达标外,还需要污水排放、收集系统加强管理,建立污水也是水资源的理念,制定必要的法规,禁止向下水道排放有毒有害物,严禁医院污水未经处理进入城市排水系统,确保再生水的供水安全。

参考文献

  [1] US. EPA (1992). Guidelines for water reuse. EPA/625/R-92/004, US. Environmental Protection Agency, Center for Environmental Research Information, Cincinnati, Ohio.
  [2] James Crook and Rao Y. Surampalli. Water Reclamation and Reuse Criteria in the U.S. Wat. Sci. Tech. Vol. 33, No.10~11,pp.451~462,1996.
  [3] California Health Laws Related to Recycled Water “The Purple Book”. June 2001 Edition.
  [4] Guidelines for the Treatment and Use of Recycled Water. Hawaii State Department of Health Wastewater Branch, May 2002.
  [5] Guidelines for Water Reclamation and Urban Water Reuse. Environmental Protection Division. Department of Natural Resources, State of Georgia. Feb, 2002.
  [6] Water Reclamation and Reuse Standards. State of Washington, Department of health and Department of ecology, Sept, 1997
  [7] Reuse of reclaimed Water and Land Application (Florida 62-610) 1999.
  [8] Guidelines for Environmental Management: Use of Reclaimed Water. Environmental Protection Agency of Victoria, Australia. Sept. 2002.
  [9] 中华人民共和国国家标准GB/T 18920-2002《城市污水再生利用 城市杂用水水质》.
  [10] 中华人民共和国国家标准GB 50335-2002《污水再生利用工程设计规范》.
  [11] 中华人民共和国国家标准GB 50336-2002《建筑中水设计规范》.
  [12] 唐炎等. 天津市纪庄子污水回用工程试验研究及工程设计. 给水排水技术动态, 2002(1):6~15.
  [13] George Tchobanoglous. Water Engineering-Treatment and Reuse (4th Edition). Metcalf & Eddy, Inc. 2003.

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