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再生水回用于景觀水體的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)探討

論文類型 技術(shù)與工程 發(fā)表日期 2001-12-01
來源 《中國給水排水》2001年第12期
作者 王鶴立,陳雷,程麗,李相峰
關(guān)鍵詞 再生水回用 景觀水體 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 脫氮除磷
摘要 介紹了再生水回用于景觀水體在我國的實(shí)踐狀況,對(duì)我國現(xiàn)行的有關(guān)景觀水體水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了比較分析,并從水體富營養(yǎng)化與自凈等技術(shù)措施及其與二級(jí)處理相關(guān)性等方面進(jìn)行了探討,最后提出了合理化建議。

王鶴立1,陳雷2,程麗3,李相峰3
(1.浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院,浙江杭州310027;
2.吉林建筑工程學(xué)院市政環(huán)境研究所,吉林長春130021;3.吉林大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院,吉林長春130021)

  摘 要:介紹了再生水回用于景觀水體在我國的實(shí)踐狀況,對(duì)我國現(xiàn)行的有關(guān)景觀水體水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了比較分析,并從水體富營養(yǎng)化與自凈等技術(shù)措施及其與二級(jí)處理相關(guān)性等方面進(jìn)行了探討,最后提出了合理化建議。
  關(guān)鍵詞:再生水回用;景觀水體;水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn);脫氮除磷
  中圖分類號(hào):X703
  文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
  文章編號(hào):1000-4602(2001)12-0031-05

  隨著我國城市化進(jìn)程的加快與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施,城市綜合治理與城市水環(huán)境保護(hù)已逐漸提到日程上來。我國很多城市都對(duì)那些流過城區(qū)、因污染嚴(yán)重已變得黑臭的老河道進(jìn)行了整治工作,但往往在投入巨額資金實(shí)施了污水截流、河道清淤,河底硬化、堤岸砌石等治理工程之后,臭水河變成了無水河。由于一些城市周邊可利用的地表水資源較為匱乏,為了保持城市景觀的游覽水面,在河道中設(shè)置了多道橡皮壩截流或引流蓄水,甚至打深井汲水或放入自來水來維持治理后的河道,然而截流水體經(jīng)過一段時(shí)間后水質(zhì)即逐漸劣化而變得黑臭,須放掉重新蓄水,這在社會(huì)、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益等方面都是很不合理的。因此,近年來一些城市在建設(shè)了大型城市污水處理廠后,開始考慮將污水處理廠的出水進(jìn)一步處理后作為這些干涸河道的景觀補(bǔ)給水,我國石家莊、慈溪、鄭州、北京等地均已開始實(shí)施或計(jì)劃實(shí)施此類工程。這些工程為我國再生水回用于景觀水體的大規(guī)模實(shí)踐起到了積極的推動(dòng)作用,但也由于相關(guān)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)措施尚處于經(jīng)驗(yàn)摸索階段而遇到很多問題,急切需要對(duì)此類情況下可依據(jù)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計(jì)規(guī)范做更科學(xué)合理的規(guī)定。

1 景觀水體的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計(jì)規(guī)范

  我國已經(jīng)先后頒布了若干與景觀水體有關(guān)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),這些水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比如表1。
  1988年為控制水污染和保護(hù)水資源,國家環(huán)保局批準(zhǔn)頒布了GB 3838—88《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》,對(duì)江、河、湖泊、水庫等具有使用功能的地面水水域,依據(jù)其使用目的和保護(hù)目 標(biāo)劃分為五類,其中Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ類考慮了對(duì)景觀娛樂水體水質(zhì)的考核要求。1991年為進(jìn)一步保護(hù)和改善景觀娛樂用水水體的水質(zhì),恢復(fù)并保持水體自然生態(tài)系統(tǒng),促進(jìn)旅游業(yè)的發(fā)展,國家環(huán)境保護(hù)局批準(zhǔn)頒布了GB 12941—91《景觀娛樂用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》,按照水體的不同功 能,分為A、B、C三類,大致分別相當(dāng)于GB 3838—88Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),但指標(biāo)要求更趨嚴(yán)格。上述兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)在2000年同時(shí)被GHZB 1—1999《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》所替代廢止。這些水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氮、磷等指標(biāo)控制極為嚴(yán)格,對(duì)COD、BOD、溶解氧等指標(biāo)的控制也較為嚴(yán)格,作為國家標(biāo)準(zhǔn),其對(duì)于景觀水體的考核評(píng)價(jià)起著執(zhí)法依據(jù)的作用。
  1996年國家環(huán)境保護(hù)局批準(zhǔn)頒布的GB 8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》,對(duì)城鎮(zhèn)二級(jí)污水廠出水排放提出了更高要求,規(guī)定排入GB 3838—88的Ⅲ類水域執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn);排入Ⅳ、Ⅴ類水域執(zhí)行二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。為防止排入水體富營養(yǎng)化,保持水體作為飲用水水源或景觀水體的價(jià)值,新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氮、磷、COD、BOD、懸浮物等指標(biāo)控制更為嚴(yán)格。目前我國新建城市污水處理廠大多已執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)或接近一級(jí)的排放標(biāo)準(zhǔn)。 隨著我國再生水回用的不斷實(shí)踐,1994年中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)提出CECS61∶94《城市污水回用設(shè)計(jì)規(guī)范》(目前正考慮經(jīng)補(bǔ)充完善后提升為國家標(biāo)準(zhǔn)),2000年建設(shè)部頒布了城建行業(yè)標(biāo)準(zhǔn):CJ/T 95—2000《再生水回用于景觀水體的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》,二者都對(duì)污水再生后回用于景觀水體的水質(zhì)提出了要求,但由于考慮現(xiàn)階段的可實(shí)現(xiàn)性,目前的建議值均要求偏低,基本與GB 8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)相近,而對(duì)于磷等指標(biāo)的要求,甚至比GB 8978—1996一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)還低得多,與GHZB1—1999《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》更是相去
甚遠(yuǎn)。
  隨著我國污水再生利用技術(shù)與實(shí)踐水平的提高,這些標(biāo)準(zhǔn)必將進(jìn)一步提高完善。

表1  有關(guān)景觀用水水質(zhì)指標(biāo)的比較 規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)名稱 主要水質(zhì)指標(biāo)(mg/L) 適用范圍 頒發(fā)部門 CODCr CODMn BOD5 氨氮 總磷 懸浮物 溶解氧 地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GHZB1—1999 Ⅲ類 ≤20 ≤8 ≤4 ≤0.5 ≤0.1   ≥5 Ⅲ類:適用于水源地二級(jí)保護(hù)區(qū)、一般魚類保護(hù)區(qū)及游泳區(qū);Ⅳ類:一般工業(yè)用水區(qū)及人體 非直接接觸的娛樂用水區(qū);Ⅴ類:農(nóng)業(yè)用水區(qū)及一般景觀要求水域。 國家標(biāo)準(zhǔn),國家環(huán) 境保護(hù)局 Ⅳ類 ≤30 ≤10 ≤6 ≤1.0 ≤0.2   ≥3 Ⅴ類 ≤40 ≤15 ≤10 ≤1.5 ≤0.2   ≥2 庫湖特定       總氮0.3~1.2 0.025~0.12     景觀娛樂用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)GB 12941—91(2000年廢止) A類   ≤6 ≤4 ≤0.5 ≤0.02   ≥5 A類適用于天然浴場(chǎng)或其他與人體直接接觸的景觀、娛樂水體;B類適用于重點(diǎn)風(fēng)景游覽區(qū)及與人體非直接接觸的景觀娛樂水體;C類適用于一般景觀用水水體。 國家標(biāo)準(zhǔn),國家環(huán)境保護(hù)局 B類   ≤6 ≤4 ≤0.5 ≤0.02   ≥4 C類   ≤10 ≤8 ≤0.5 ≤0.05   ≥3 再生水回用于景觀水體的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)CJ/T95—2000 1 50   10 凱氏氮10 1.0 10   1.人體非全身性接觸的觀賞性景觀水體;2.人體非直接接觸的娛樂性景觀水體 城建行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),建設(shè)部 2 60   20 凱氏氮15 2.0 20   污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB 8978—1996 一級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 60   20 15 0.5 20   城鎮(zhèn)二級(jí)污水廠排入G B 3838Ⅲ類水域執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn);排入Ⅳ、Ⅴ類水域執(zhí)行二級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 國家標(biāo)準(zhǔn),國家環(huán)境保護(hù)局 二級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 120   30 25 1.0 30   城市污水回用設(shè)計(jì)規(guī)范CECS61:94 夏季 75   20 <10 <2 30   再生水用作市區(qū)景觀河道用水時(shí)最高允許濃度 中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì) 非夏季 75   20 <20 不控制 30  

2 關(guān)于水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的討論

  從表1中可以看到,我國現(xiàn)有城建行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJ/T 95—2000《再生水回用于景觀水體的水質(zhì)標(biāo) 準(zhǔn)》及CECS61∶94《城市污水回用設(shè)計(jì)規(guī)范》,與GB 8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)相近,且對(duì)磷等指標(biāo)的要求相對(duì)偏低,同時(shí)對(duì)于再生水回用于景觀水體的具體情形 沒有區(qū)別對(duì)待和分別說明,顯得較為粗糙,因而有待于進(jìn)一步提高完善。
2.1工程實(shí)踐中出現(xiàn)的爭論
  經(jīng)過城市二級(jí)污水廠處理的出水仍然會(huì)給受納水體帶來一些污染物質(zhì),如果未超過其環(huán)境容量,則通過水體自凈作用仍然可以維持其原來等級(jí),不至于迅速劣化變質(zhì)。正是基于此原則,GB 8978—1996規(guī)定排入Ⅲ類水域執(zhí)行一級(jí)標(biāo)準(zhǔn);排入 Ⅳ、Ⅴ類水域執(zhí)行二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。這種規(guī)定的另一個(gè)潛在前提應(yīng)該是:受納水體為流動(dòng)水體,且相對(duì)于排入水量其容量較大。若非如此,必將造成水體污染累積劣化的嚴(yán)重后果。就與GB 8978—1996一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)接近的CJ/T 95—2000及CECS61∶94而言,其回用于景觀水體的前提也應(yīng)該是景觀水體為流動(dòng)水體,并可以一定程度地稀釋排入水的污染物濃度。因此,對(duì)于計(jì)劃將再生水回用于沒有任何稀釋條 件的緩流人工水體作為景觀用水的一些城市,簡單套用CJ/T 95—2000及CECS61∶94的有關(guān) 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是極為不安全的,華東某城市將城市污水廠二級(jí)出水進(jìn)行深度處理(2×104m3 /d)后回用于河道景觀用水時(shí),就采用了較為嚴(yán)格的GHZB1—1999Ⅲ類水體標(biāo)準(zhǔn)。
  另外,往往同一城市的環(huán)保與建設(shè)部門在此問題上意見很不一致。例如我國中部某缺水城市,計(jì)劃將城市污水廠的二級(jí)出水經(jīng)三級(jí)深度處理(10×104m3/d)后回流到上游一干涸 廢棄的水庫(作為調(diào)蓄池),存留數(shù)日后向兩條治理后的城市干河道間歇放流(在河道中設(shè)置數(shù)道橡皮壩以截流為城市游覽水面)。對(duì)此擬建的三級(jí)處理工程出水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),各有關(guān)部門意見分歧很大:建設(shè)管理部門認(rèn)為既然國家建設(shè)部已經(jīng)制定了《再生水回用于景觀水體的 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》,就應(yīng)該按照城建行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJ/T 95—2000來執(zhí)行;環(huán)保管理部門則堅(jiān)持參照Ⅳ類 水體標(biāo)準(zhǔn)(甚至庫湖特定指標(biāo)值)執(zhí)行,理由是其中一條城市河道下游某一斷面被定為該城 市考核斷面(規(guī)定為Ⅳ類水體),而國家標(biāo)準(zhǔn)GHZB1—1999應(yīng)更具法律效力。上述二者在水質(zhì)指標(biāo)上的差別如此之大,對(duì)建設(shè)投資以及處理工藝的選用等均將形成顯著影響。筆者認(rèn)為 ,對(duì)于此種情況,前者指標(biāo)要求過寬,如果不在后續(xù)過程中采取相應(yīng)措施,將缺乏安全保障(此人工水體可能逐漸劣化甚至黑臭)而喪失作為景觀用水水體的價(jià)值,造成巨額投資的白白浪費(fèi);后者沒有考慮利用水體的自凈功能,指標(biāo)要求過高,在資金與運(yùn)行費(fèi)用等限定條件下缺乏可操作性。綜合安全性與可行性來考慮,可以在后者的基礎(chǔ)上適當(dāng)放寬,但又缺少可供 依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn),造成責(zé)任上的顧慮。因而,此類工程實(shí)踐需要有更加全面、具體、完善、可行的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)規(guī)范加以指導(dǎo)。
2.2水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)與富營養(yǎng)化及水體自凈的關(guān)系
   對(duì)于再生水回用于景觀水體,專業(yè)人員首先會(huì)想到氮、磷等指標(biāo)的控制問題。一般認(rèn)為,水中含氮>0.2~0.3 mg/L、含磷>0.01 mg/L、BOD5>10 mg/L就可能引起富營養(yǎng)化[1]。從這一標(biāo)準(zhǔn)來看,目前我們所利用的許多景觀水體都不同程度地存在富營養(yǎng)化現(xiàn)象,甚至 也包括一些Ⅳ、Ⅴ類水體。然而,只要水體沒有黑臭腐化就仍然具有重要的景觀用水價(jià)值,甚至可以說,再生水回用于景觀水體的目標(biāo)并非是控制其不發(fā)生富營養(yǎng)化,而是控制其不發(fā)生黑臭腐化現(xiàn)象。事實(shí)上,所謂富營養(yǎng)化是湖泊演化分類學(xué)的一個(gè)概念,其標(biāo)志著湖泊老化(在封閉或緩流水體中極易發(fā)生),嚴(yán)重的富營養(yǎng)化最終易導(dǎo)致水體黑臭。對(duì)于流動(dòng)水體,由于流動(dòng)水流不斷復(fù)氧,在水體生態(tài)系統(tǒng)的作用下將一定程度地維持水體的環(huán)境容量,即輕度的富營養(yǎng)化不會(huì)很快使流動(dòng)水體形成黑臭現(xiàn)象。基于此,再生水回用于流動(dòng)景觀水體,可以不必用控制水體富營養(yǎng)化的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)來衡量,氮磷指標(biāo)可以適當(dāng)放寬。特別是在水體生態(tài)系統(tǒng)較完善的情況下,水生植物可以吸收大量氮磷與有機(jī)營養(yǎng),并向水中釋放氧,可以在一定程度上維持水體質(zhì)量的穩(wěn)定。因此,在水體的生態(tài)系統(tǒng)或水力流動(dòng)等復(fù)氧機(jī)制完善的情況下 ,應(yīng)考慮充分利用水體的自凈作用。
2.3水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)措施及可行性的關(guān)系
  原則上,城市污水廠二級(jí)出水可以通過現(xiàn)已掌握的各種技術(shù)措施,如采用活性炭吸附、生物活性炭、臭氧—活性炭、膜分離技術(shù)及離子交換等,經(jīng)深度處理再生后能達(dá)到更高的要求,但建設(shè)投資高、運(yùn)行費(fèi)用昂貴,我國目前的大規(guī)模回用工程很難承受,因而也就難以得到普 及應(yīng)用。“七五”與“八五”期間[2],科研工作者通過人工水體模擬,進(jìn)行了大量卓有成效的研究工作[3],提出的推薦指標(biāo)為總磷≤0.5 mg/L,但由于下面一些原因,《再生水回用于景觀水體的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》CJ/T 95—2000最終將指標(biāo)定為如表1所列出的1.0 mg/L(人體非全身性接觸)和2.0 mg/L(人體非直接接觸):①由于課題組資金限制,成果的最終評(píng)議為函評(píng),評(píng)議專家與課題組成員缺乏直接交流,因此很多專家從當(dāng)時(shí)的可實(shí)現(xiàn)性來考慮,按照二級(jí)處理所能達(dá)到的較高水質(zhì)指標(biāo)推薦了較為寬松的景觀回用標(biāo)準(zhǔn);②起草上述標(biāo)準(zhǔn)之時(shí),參與起草的很多專家從當(dāng)時(shí)我國國情出發(fā),認(rèn)為我國現(xiàn)狀與污水大規(guī)模再生回用于景觀的實(shí)踐還相距甚遠(yuǎn),因此在一些水質(zhì)指標(biāo)上也沒有嚴(yán)格考慮。正因?yàn)槿绱耍叭珖鬯赜醚芯繒?huì)”2001年年會(huì)期間,由中國市政工程?hào)|北設(shè)計(jì)院主持,征集了與會(huì)專家的意見,對(duì)原《城市污水回用設(shè)計(jì)規(guī)范》CECS61:94的水質(zhì)指標(biāo),特別是再生回用于景觀水體 的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)將作出更為嚴(yán)格的規(guī)定,并將把此規(guī)范由行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提升為國家標(biāo)準(zhǔn)頒布實(shí)行。
  對(duì)于城市污水廠二級(jí)出水的回用,國內(nèi)采用較多的是混凝、沉淀、過濾這一“老三段”工藝 ,其對(duì)懸浮物的去除較好,而對(duì)COD、BOD、氨氮及色度的去除很不理想,因而只局 限于二級(jí)出水再生回用于水質(zhì)要求不高的工業(yè)及生活雜用水的回用工程中。
  從我國目前城市污水處理廠排放的水質(zhì)來看,要再生處理回用于景觀用水的水體,需要對(duì)氮、磷、BOD、COD、懸浮物等進(jìn)一步有效去除,并消毒殺菌。這從深度處理的技術(shù)角度來分析,一般需要采用生化方法與物化方法結(jié)合來協(xié)同處理。
  對(duì)于氨氮的去除,一般有物化法(折點(diǎn)加氯)與生化法(硝化)兩種方案。但前者用氯量是氨氮含量的十幾倍,在氨氮較高時(shí)的運(yùn)行是很不經(jīng)濟(jì)的;后者由于活性污泥在二級(jí)出水的低濃度 有機(jī)物含量下很難培養(yǎng),一般采用生物膜處理方法,通常可以去除90%左右的氨氮,例如采用曝氣生物濾池,不但可以有效去除氨氮及部分BOD、COD,還可以去除大部分懸浮物,從而可省去沉淀池。如果二級(jí)出水達(dá)到了GB 8978—1996的一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn),則三級(jí)生化處理在常溫季節(jié)可將氨氮降至1 mg/L以下或接近1 mg/L。考慮到北方冬季氣溫較低,氨氮的去除將受到溫度的較大影響,因此可以預(yù)設(shè)折點(diǎn)加氯作為保障。同時(shí),由于景觀水體在冬季不容易變質(zhì)腐化,因而可將氨氮的指標(biāo)適當(dāng)放寬至1~3 mg/L。
  筆者建議采用氨氮而不是總氮作為二級(jí)出水回用景觀的水質(zhì)控制指標(biāo)是基于以下考慮:①在水體的富營養(yǎng)化中,氨氮所起的作用是主要和決定性的[4];②二級(jí)出水采用反 硝化脫氮會(huì)由于碳源不足需要外加而增加運(yùn)行費(fèi)用;③反硝化所需回流將使電耗大 幅度增加;④反硝化的缺氧段構(gòu)筑物會(huì)大幅度提高建設(shè)投資。
  對(duì)于磷的去除一般也有生化法與物化法兩種方案。前者依靠聚磷菌對(duì)磷的過量攝取通過排泥可以達(dá)到除磷的目的,但二級(jí)處理時(shí)沒有考慮生物除磷,那么在三級(jí)處理時(shí)采用生物法 除磷是極為困難的。后者投加金屬鹽混凝劑,通過沉淀、過濾等分離工藝予以去除,如果進(jìn)口處懸浮物濃度不高(如曝氣生物濾池的出水),可以考慮微絮凝后直接過濾,這樣做的好處是可以節(jié)省反應(yīng)沉淀池而縮減建設(shè)投資,其代價(jià)是增加濾池的負(fù)荷,縮短反沖周期,自耗水較浪費(fèi),提高了運(yùn)行成本;在處理水量相對(duì)不大時(shí),也可考慮壓力式過濾方案,其優(yōu)點(diǎn)是濾速更高、節(jié)省濾池容積和占地、節(jié)省建設(shè)投資、同時(shí)截污能力更強(qiáng),一般水頭損失為10m時(shí)才進(jìn)行反沖(重力式濾池水頭損失為2m時(shí)即需反沖),因此反沖洗周期較長、節(jié)省自耗水量,代價(jià)是由于泵的電耗增加而使運(yùn)行費(fèi)用有所提高。一般采用物化方法可使總磷去除達(dá)80%,如果城市污水廠二級(jí)出水達(dá)到GB 8978—1996一級(jí)或二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),那么,三級(jí)處理將總磷控 制在0.2~0.5 mg/L是可行的。即使二級(jí)出水總磷超標(biāo)高達(dá)5 mg/L時(shí),通過混凝過濾方法使三級(jí)出水的總磷達(dá)到0.5mg/L或更低也是可能的,但代價(jià)是投藥量的成倍增加。另外,其他有關(guān)指標(biāo)如BOD、COD、懸浮物等在脫氮除磷過程可以得到一定程度的去除,完全可以達(dá)到景觀用水水質(zhì)要求,而溶解氧等指標(biāo)應(yīng)結(jié)合水體生態(tài)系統(tǒng)的改善,強(qiáng)化水體復(fù)氧機(jī)制,才能有所保障。
  生化—物化兩段工藝將成為我國現(xiàn)階段污水再生回用于景觀水體用水的主要技術(shù)措施,但如果不進(jìn)行合理優(yōu)化,也將給建設(shè)投資及運(yùn)行成本帶來不必要的浪費(fèi)。如華東某城市將二級(jí)出 水進(jìn)行深度處理(2×104m3/d)后再生回用于河道景觀用水,出水水質(zhì)指標(biāo)采用了較為 嚴(yán)格的GHZB1—1999Ⅲ類水體標(biāo)準(zhǔn),其主體設(shè)計(jì)工藝流程為:二級(jí)出水→第一段淹沒式曝氣生物濾池(缺氧運(yùn)行)→第二段淹沒式曝氣生物濾池(好氧運(yùn)行)→混凝→沉淀(澄清)→壓力式 纖維球過濾→消毒→深度處理出水。
  如果從盡可能節(jié)省建設(shè)投資與運(yùn)行成本并保障水質(zhì)的角度來分析上述工藝流程,將會(huì)發(fā)現(xiàn)有如下幾方面問題有待進(jìn)一步優(yōu)化:①缺氧運(yùn)行的第一段淹沒式曝氣生物濾池可以不設(shè),原因上已述及,這樣可以節(jié)省這一部分的投資與運(yùn)行費(fèi)用;②沉淀(澄清)池可以不設(shè),因?yàn)樯舷蛄髌貧馍餅V池(BAF)出水懸浮物<10 mg/L,這樣的低濁度是可以滿足壓力式直接過濾條件的,因此可以用微絮凝—過濾代替上述混凝—沉淀—過濾,省去沉淀池,大幅度節(jié)省基建投資,同時(shí)這樣做的另一個(gè)好處是,由于礬花只需滿足過濾而不需要達(dá)到沉淀分離尺度,因此可以節(jié)省一部分藥劑;③壓力式纖維球過濾由于其纖維球填料中間扎結(jié)處很難反沖洗干凈,隨著運(yùn)行時(shí)間延續(xù),其出水質(zhì)量難以保障,因此可以用纖維束填料替代而取得更好的過濾效果。優(yōu)化上述幾方面,可以推薦如下更為節(jié)省投資與運(yùn)行成本的工藝流程:二級(jí)出水→上向流曝氣生物濾池(BAF)→微絮凝→壓力式纖維束過濾→深度處理出水。
  通過上面分析討論可知,此工藝流程是生化—物化兩段工藝進(jìn)行三級(jí)(深度)處理的精簡優(yōu)化流程。此系統(tǒng)以合理的參數(shù)運(yùn)行時(shí),對(duì)二級(jí)出水中氨氮與總磷的去除均可達(dá)到90%以上,即在經(jīng)濟(jì)合理的運(yùn)行成本下,一般可以將出水水質(zhì)控制在氨氮≤1~3 mg/L、總磷≤0.5 mg/L以下。
   因此,綜合安全性與技術(shù)可行性來考慮,對(duì)于較高要求的再生水回用于景觀水體的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),建議:總磷應(yīng)控制在0.5 mg/L以下(否則將超出GB 8978—1996一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的水質(zhì)指標(biāo),這是矛盾的與不合理的);氨氮應(yīng)控制在1~3 mg/L;CODCr應(yīng)控制在20~30 mg/L;BOD5可以控制到6 mg/L以下。
2.4水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)與二級(jí)處理工藝的關(guān)系
  國內(nèi)一些污水處理廠在建設(shè)之初并沒有作回用的計(jì)劃和準(zhǔn)備,因而再考慮回用時(shí)一般只能在二級(jí)出水后考慮三級(jí)處理,于是形成一些工藝環(huán)節(jié)重復(fù)建設(shè)的局面,造成投資與運(yùn)行的極 大浪費(fèi),同時(shí)一些可以在二級(jí)處理中合理解決的問題也留給了三級(jí)處理,極大地增加了三級(jí)處理的難度。譬如對(duì)氮、磷的去除,眾所周知,生物脫氮除磷是最為經(jīng)濟(jì)高效的辦法,但如果二級(jí)生物處理中沒有選擇可以有效脫氮除磷的工藝,則三級(jí)處理由于活性污泥難于培養(yǎng)而 難以考慮生物除磷,對(duì)氮的去除也只能考慮用生物膜法,且由于負(fù)荷較高也很不經(jīng)濟(jì)。如果城市污水處理廠建設(shè)時(shí)選擇了可以脫氮除磷的工藝,使二級(jí)出水達(dá)到GB 8978—1996一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)或更好的水質(zhì)指標(biāo),則三級(jí)處理的工藝選擇將變得更為容易,同時(shí)建設(shè)投資和運(yùn)行費(fèi)用也 將大幅度縮減。因此建議新建二級(jí)污水處理廠要優(yōu)先選擇可以有效脫氮除磷的工藝,而計(jì)劃將再生水回用于景觀水體的已建城市污水廠,也應(yīng)首先考慮二級(jí)污水廠通過部分工藝改造來 強(qiáng)化脫氮或除磷效果,這樣將更為經(jīng)濟(jì)有效。
  對(duì)于已建城市污水廠,可以考慮調(diào)整運(yùn)行方式,強(qiáng)化原工藝使其具備厭氧—好氧除磷或缺氧—好氧脫氮的功能,也可以在原曝氣池投加懸浮或固定生化填料,利于硝化菌生長繁殖,強(qiáng)化硝化作用與氨氮的去除,同時(shí)增加微生物密度,提高容積負(fù)荷,也可以使生化處理效果全面得到增強(qiáng)。

3 結(jié)論

  從以上對(duì)有關(guān)景觀用水水質(zhì)指標(biāo)與技術(shù)措施的討論來看,筆者提出以下建議:
  ①我國現(xiàn)有城建行業(yè)標(biāo)準(zhǔn):CJ/T 95—2000《再生水回用于景觀水體的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》及CECS6 1∶94《城市污水回用設(shè)計(jì)規(guī)范》,水質(zhì)指標(biāo)要求偏低,且對(duì)于再生水回用于景觀水體的具體情形沒有區(qū)別對(duì)待和分別說明,有待于進(jìn)一步提高完善。
  ②再生水回用于景觀水體的水質(zhì)目標(biāo)并非是控制其不發(fā)生富營養(yǎng)化,而是控制其不發(fā)生黑臭腐化現(xiàn)象,輕度富營養(yǎng)化不會(huì)很快使流動(dòng)水體形成黑臭現(xiàn)象,因此氮、磷等指標(biāo)可以適當(dāng)放寬。
  ③在水體生態(tài)系統(tǒng)及水流復(fù)氧機(jī)制完善的情況下,水生植物可以吸收大量氮、磷與有機(jī)物質(zhì),并復(fù)氧自凈保持環(huán)境容量。因此人工水體應(yīng)考慮建立完善的生態(tài)系統(tǒng)(如種植蘆葦?shù)人参铩?qiáng)化復(fù)氧機(jī)制等),充分利用水體的自凈功能。
  ④強(qiáng)化二級(jí)生物處理的脫氮除磷效果將使三級(jí)處理的負(fù)荷大為縮小,建設(shè)投資與運(yùn)行費(fèi)用 也將大幅度降低,因此建議新建二級(jí)污水處理廠要優(yōu)先選擇可以有效脫氮除磷的工藝,而計(jì)劃將再生水回用于景觀水體的已建城市污水廠,應(yīng)首先考慮二級(jí)污水廠通過部分工藝改 造來強(qiáng)化脫氮或除磷效果,這樣將更為經(jīng)濟(jì)有效。
  ⑤綜合安全性與技術(shù)可行性來考慮,對(duì)于較高要求的再生水回用于景觀水體的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),建議:總磷應(yīng)控制在0.5mg/L以下,氨氮應(yīng)控制在1~3mg/L,CODCr應(yīng)控制在20~30 mg/L,BOD5應(yīng)控制在6 mg/L以下。
  ⑥對(duì)于再生水回用于景觀水體的不同具體情形應(yīng)區(qū)別對(duì)待,可以參考現(xiàn)有水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(正在完善之中)而不可簡單套用,建議通過更充分的論證與模擬試驗(yàn)確定選用的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),避免巨額投資的浪費(fèi)。

參考文獻(xiàn):

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  [4]Takashi Asano.Wastewater reclamation and reuse[J].Technomic Publishing Company ,1998,465-471.


  電 話:13958034917
  收稿日期:2001-09-27

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