工业回用水
亚利桑那州的Palo Verde电站
凤凰城的回用水用于Palo Verde电站的冷却水。此电站位于凤凰城西部55km处的Sonoran沙漠地带,年平均降雨量为175mm。电站的产电量是3810兆瓦特。回用水供给冷却用水补给量大约为250,000
m3/天。
澳大利亚的Eraring电站
在澳大利亚,从Dora Creek污水处理厂来的回用水用泵抽升到悉尼北部100km处Macquarie湖边的Eraring电站。在电站对水进行了微滤和反渗透膜的深度处理,从而达到了饮用水级别,然后在现有的脱盐厂对水进一步处理,得到的纯净水用于锅炉补给水为电站涡轮机提供蒸汽。回用水取代了以往由城镇供水系统供给的1百万m3/年的饮用水(Cole
& Deans 1994)。
钢铁生产
回用水供给钢铁厂以满足不同处理过程中的用水,包括冷却用水、焚烧炉溶渣的淬火和焦炭炉的淬火。对现有的澳大利亚Port Kembla铁厂的回用水系统进行扩展,计划水量至少达到35,000
m3/天。
炼油厂
在加利福尼亚Richmond的Chevron炼油厂,从市政水区来的回用水作为冷却工艺用水。
新加坡的NEW用水
新加坡公用局计划使用10,000
m3/天的回用水示范工程展示回用水的适用性,向高技术和半导体工业供给经深度处理达到高纯度的水,处理方法采用微滤和反渗透的双膜工艺再接紫外线消毒。据最新报道,处理的水量为45,000 m3/天的项目正在建造中。
回用水补给水资源
随意的或无计划的对水资源的补给是广泛的,处理后的污水排放到河流和湖中,随后河水和湖水用于饮用水供给,常见的有泰晤士河和莱因河的水量补给,从源头到海洋之间出现多次的使用。在美国,环保局1980年对1246个供水系统所服务的人口超过25000的城镇中的8千万城镇人口进行了调查研究,研究发现水源供水流量低时,有两千六百万人的供水中含有5~100%不等的处理后的污水。
在南非,回用水在协调需水和可利用原水之间的矛盾方面起着关键的作用。1956年的用水法要求除用于有益的回用目的外,处理后的污水要返回到原河流,为满足此要求鼓励引进高水平的处理方法。其结果是回用水成为许多河流基本流量的稳定组成部分。例如,现有回用水中的50%流入了Hsrtbeespoort水坝,而此水坝是给Pretoria和Jihhannesburg供水的(Odendaal 1998)。
加利福尼亚州的洛杉矶
自从1962年以来,洛杉矶县卫生区利用回用水回灌地下饮用水层,回灌是通过Whittier
Narrows渗水盆地实现的。在1978年,回用的水首先是对二级出水进行消毒,然后通过三级过滤的高级处理。回灌进地下水域的回用水的数量每年平均为盆地流入总水量的16% 。根据回灌的位置和含水层的特性,饮用水水井中的回用水占的比例为0~23%
。通过对获得的大量数据的分析,加州的独立科学小组得到的结论是Whittier
Narrows的地下水回灌与通常采用的地表水供给一样是安全的。
加利福尼亚州的Orange 县
从1976年以来,Orange
县的第21水厂生产57,000m3/天的达到饮用水的标准的回用水,在压力的作用下,注入过量开采后的饮用水含水层以避免盐水的入侵。通过对地下水长达15年之久的严格监控,Orange
县还没有发现地下水对公众健康有影响。水厂目前已得到扩建,扩建后计划产水量为200,000m3/天,使用双膜处理工艺。
美国弗吉尼亚州的Upper Occaquan
在弗吉尼亚州,从Upper Occaquan再生水厂出来的回用水排放到42百万m3的给北弗吉尼亚的一百万人提供饮用水Upper Occaquan水库。一般情况下,回用水占水库总进水量的10~15%,在水库中的停留时间是26天。再生水厂从起初的55,000m3/天的产水量扩大到现在的100,000m3/天,计划要进一步扩展到200,000m3/天。
美国德克萨斯州的EI
Paso
从1985年以来,德克萨斯州的EI Paso使用产水量为38,000m3/天的Fred Harvey再生水厂的回用水对Hueco Bolson饮用水含水层进行回灌。从EI
Paso饮用水井抽取供水之前,回用水的停留时间大约是2年。还没有发现对与人类健康相关的水质参数有不利影响,但是含水层的总溶解固体含量有所提高。
纳米比亚的温得和克
温得和克是纳米比亚的首府,位于纳米比亚中心高地,处于喀拉哈里沙漠东部和纳米比沙漠西部之间。离此最近的常年河流是距离为750km外的Kavango河。为了解决旱季严重缺水的问题,1968年在温得和克建造了一座产量为4800m3/天的再生水厂。此水厂是世界上第一座饮用水的再生水厂。运行30年中,水厂一直稳定地生产出可接受的饮用水水质的回用水。经过几次的扩建,水厂的现行的产水量已经达到21,000m3/天,采用的处理技术是双膜过滤技术。
从1968年以来,回用水占温得和克总供水量的4%。但是在旱季严重缺水的季节,回用水所占的比例可以达到31%。回用水配水之前同Goreangab水处理厂的处理后的水相混合,旱季时最大的混合比为1:1,1968年以来平均的混合比为1:3.5。从Goreangab水处理厂来的混合水再同来自几个其他水源水库的水相混合,所以通常情况下,回用水在任何时期和任何区域所占的最大比例是25%(Van der Merwe 1996)。
健康问题
美国供水协会(AWWA)颁布了如下的回用水政策。
首先,AWWA认为最好的可接受的水质的水应当满足饮用水目的。采用回用水可以明显减少对有限的传统饮用水供水的需求。其次,AWWA鼓励在把饮用水用于非饮用水目的的场所使用回用水。最后,AWWA说明当区域原水有限且回用水的水质相当于或者超过其他原水的水质时,AWWA不反对将回用水用于非直接饮用目的。这种情况下,回用水成为现有的水源的补充水源,但是应当对其进行相应的适当处理。各种水源的水质必须是卫生部门和水的用户可接受的。
为了确保供水安全性,应当对饮用水水源进行密切监控。总的目标是回用水工程至少应该提供同传统的供水工程一样等级的保护公众健康的水质。回用于饮用水的水质问题同任何饮用水供水工程相同。涉及的参数包括致病菌、有机物和无机物。由于回用水的来源是污水,所以处理技术必须能够解决高度的微生物和化学污染问题。当缺乏回用于饮用水的专门标准时,工业上采用了"多级屏障"的方法确保用水的安全性和可靠性。多级处理单元或其他技术能够去除或灭活涉及的每一种水质参数值,尤其对微生物指数更加有效。
1976年到1983年间,温得和克进行了回用水的流行病学研究。还没有发现癌症或其他疾病的异常情况。使用回用水的地区腹泻病的发病率并不比未使用的地区高。研究者用老鼠作了致癌性研究,还作了回用水的诱变分析,以及对鱼进行了生物学监视,结果都为阴性。研究者的结论是使用回用水对人类健康不会有不利影响(Isaacson et al 1987)。
美国的丹佛市对水量为3800m3/天的饮用回用水示范设施进行了10年的实验研究。试验包括水的综合测试和健康研究。结果表明饮用回用水采用的深度处理水工艺保证了供水的安全可靠性,能够满足美国现行的及提议的饮用水标准。研究发现回用水的水质比丹佛市目前的供水水质还好。研究者对回用水和现有的饮用供水作了整整两年的慢性毒理性和致癌性研究,任一试样均未显示其生命期中有对健康不利的影响。研究者对回用水和现有的饮用供水还作了生殖研究,通过对两代人的生殖研究表明使用这两种水没有不利影响。即使污染物的限定量减少了,研究者在任一水样中还没有发现生物体(细菌或病毒),也没发现任何致病化合物(有机或无机)(Lauer 1996)。
美国的圣地亚哥市最近对补给饮用水供给的回用水进行了健康影响风险评价研究(HES)。HES对回用水和饮用水原水作了对比研究。回用水从处于Mission流域的Aqua Ⅱ(200m3)深度处理的再生水厂而来,饮用水原水是城市的Miramar饮用水处理厂的进水,此进水后来混合了位于San
Pasquel的Aqua
Ⅲ深度处理的再生水厂来的回用水。健康顾问委员会得出的结论是:使用Aqua
Ⅱ的回用水作为原水供水所带来的健康影响风险少于或者等于现有的城市原水供水(Oliveril &
Eisenburg 1998)。
前景展望
国际性问题
尽管回用水计划取得了成功,但是仍存在未解决的问题。即使回用目的相似,水质标准也有所不同。采用回用水作为饮用水补充供水是否安全仍处于争论之中。此外,还没有确定妨碍回用水使用的关键问题是什么,究竟是增加了费用还是影响了环境?
国际水协会的回用水小组是一个国际性的网络组织,在世界范围内一起工作,通过水的回用达到对水进行更加可持续的管理,目标是找到回用水需要解决的关键问题,以及为消除水回用的障碍所需采取的行动。关键问题包括:
·水的回用和可持续管理:项目决策中如何才能建立可持续性?
·不同的回用目的要求怎样的回用水水质?
·如何才能解决淡水水源中有计划的和无计划的水循环的矛盾?
·实行者能保证水质和运行可靠性吗?
·水回用的国际准则能得到发展吗?
·采取怎样的步骤才能提高公众对水回用的理解?
·如何最好的利用专业知识和水回用的世界性团体对水实施可持续管理?