胡洪营:再生水利用系统的双重特征

观点

2018年11月16日,清华大学-北控水务集团环境产业联合研究院主办新生水及水资源高效利用国际研讨会。200余位国内外政府领导、行业专家、水务企业、投资机构及媒体等齐聚一堂,一同围绕新生水及水资源高效利用问题进行深入探讨。

再生水不等同于“中水”

“再生水”是污水(废水)经过适当的处理,达到要求的(规定的)水质标准,在一定范围内能够再次被有益利用的水。这里所说的污水是指在生产与生活活动中排放的水的总称,它包括生活污水、工业废水、农业污水、被污染的雨水等。“再生水”有时往往被称为“中水”,但两者有明显的区别。再生水是我国城市污水再生利用标准中规定的规范术语,“中水”是一个俗称,没有一个明确的定义。“中水”沿用了日本的叫法,是水质介于“上水”和“下水”之间的水。“新生水”并非严格的学术语言,来源于新加坡的“NEWater”(不是New Water),是一种昵称。

再生水系统具有 “两像、两不像”特征

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污水再生利用具有“供水系统”的属性,是一个复杂的非传统供水工程,既具有污水处理系统的特征,又具有供水系统的特征,但与传统的污水处理系统和传统的供水系统又有很大的区别。

①处理出水有明确的用户,具有“产品”属性。与污水处理系统显著不同;

②水源水质差、组分复杂多变,水质安全保障挑战大;用户水质要求多样,系统优化更复杂(非同一水质供水系统)。这与自来水供水系统显著不同。

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再生利用系统的特点

污水再生利用的 “供水系统”属性,使污水再生利用系统环节多,对水质安全性和可信赖性保障的要求高,在处理过程中,需对污水再生利用系统的系统构成、处理技术、水质要求、管网系统以及可信赖性等进行整体优化。

在系统构成方面,除了二级处理和深度处理之外,污水再生利用系统还包括管网、储存、用户等;在处理技术方面,高级氧化和生物滤池等被广泛应用,从而满足不同用户的高标准水质要求;污水再生利用所用的管网系统是需要对管网微生物进行生长控制的供水管道;再生水可直接储存到地表、地下;针对不同的用户,对污水再生利用的可信赖性提出了更高的要求。

污水再生利用是水科技发展的重要推动力

再生水利用的前提就是水质安全保障,其核心是安全、稳定、高效。需要回答:什么样的再生水是安全的?如何科学确定再生水的水质标准?如何保障再生水的安全(处理、储存、输配、利用)?等关键问题。

污水污染物的种类多样、性质各异、分布广泛、效应复杂,水质安全保障挑战大、对水质评价指标、研究手段、水质净化技术和工艺、系统优化运行和水质监管的要求更高,因此需要更全面、更深入、更系统、更精细、更长期的研究。污水再生利用已成为水科技发展的重要推动力。

深度处理技术的“伴生风险”——混凝沉淀导致再生水生物稳定性下降

我们研究发现,某些情况下,深度处理之后COD降低,但AOC反而升高了,说明深度处理后微生物反而更容易生长,这样的话管网输送过程中微生物会再生长。为什么会这样?我们发现二级处理中同时含有大分子和小分子,而混凝沉淀处理之后大分子物质大量减少,而大分子物质能够抑制细菌的生长,去除了大分子,其抑制作用解除,因此微生物会更容易生长。臭氧氧化也存在类似的现象。以上现象是通过深入、精细化的水质才发现的现象。

微信图片_20190105151712.jpg图1 生物可利用碳(AOC)浓度在污水再生混凝处理过程中的变化

深度处理技术的“伴生风险”——双膜(UF/RO)工艺潜在风险需关注

再生水处理中,双膜(UF/RO)工艺应用越来越多,但其系统运行中添加了多种化学试剂用,如混凝剂、软化剂、氧化剂、阻垢剂和非氧化性杀菌剂、亚硫酸氢钠、清洗剂(含有柠檬酸,盐酸、NaOH、 EDTA、Na-SDS等),这些药剂对环境的影响有待研究。

总之,目前再生水安全高效利用的理论、技术、工程和管理研究均落后于实践。从再生水安全高效利用的角度出发,未来我们要着眼于:现有技术、工艺和水质标准的重新评价和审视;现有技术、工艺、系统组合及其运行操作优化;引导新原理、新技术的研究开发和应用;构筑科学、有效的风险管理和安全保障管理体系等方面。

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