第三节 污水回用深度处理的要求
不同的再生水用户对再生水水质的要求不同,深度处理工艺及处理后的出水水质所要达到的标准也不尽相同。
一、回用水水质指标
污水所含的污染物质千差万别,可用分析和检测的方法对污水中的污染物质做出定性、定量的检测以反映污水的水质。国家对水质的分析和检测制定有许多标准,其指标可分为物理、化学、生物三大类。回用水水质指标内容广泛,按性质可以分为以下6项。
(1)物理性指标 这方面的指标多以感观性状指标为主,包括浊度(悬浮物)、色度、臭、味、电导率、含油量、溶解性固体、温度等。
(2)化学性指标 主要包括N、P、pH值、硬度、金属、重金属(铅、汞、镉、铬、锑、钡、砷、硒等)、氯化物、硫化物、氰化物、挥发酚、阴离子合成洗涤剂等。这类物质中除铜、锌、铅、铬、镍、镉、锑、汞、氰化物等具有毒理学意义外,一般并不直接对人体健康构成危害,却可能对生活使用或生产过程产生不同程度的不良影响,其含量需加以限制。
(3)生物化学指标
①生物化学需氧量(BOD)。是指在一定期间内,微生物分解一定体积水中某些可被氧化物质(特别是有机物)所消耗的溶解氧的数量。以mg/L、百分率或ppm表示,它是反映水中有机污染物含量的一个综合指标。
水中有机物质的分解分为两个阶段,第一阶段为碳氧化阶段,有机物在好氧微生物作用下被降解,转化为CO2、H2O和NH3,在自然条件下,一般10~20天可以完成,为BODu或BOD20。由于测定BODu或BOD20需要20天,时间太长,一般都以五日为测定生化需氧量的标准,写为BOD5,约为BODu的70%。第二阶段为硝化阶段,大约需百日可以完成。
②化学需氧量(COD)。是指在一定的条件下,用重铬酸钾或高锰酸钾做氧化剂氧化水中有机物时所消耗的氧化剂的量,折算成每升水样全部被氧化后需要的氧的毫克数,单位为mg/L。在COD测定过程中,有机物被氧化成二氧化碳和水,水中无机还原性物质也会消耗氧化剂。重铬酸钾法用于污染严重的水样和工业废水,高锰酸钾法用于测定较清洁的水样。同一水样用这两种方法测定结果有差异,所以测定结果要注明测定方法。
③总有机碳(TOC)。是指在950℃高温下使水中有机物气化、燃烧,通过测定产生的CO2的量,以此推测总有机碳在水中的浓度,单位为mg/L。由于水中碳酸盐、重碳酸盐也会生成CO2,注意予以扣除。
如果水样在测定之前经0.45μm滤膜过滤,则为溶解性有机碳,用DOC表示。
④总需氧量(TOD)。是指在900℃高温下使水样中的有机物在已知浓度的氧气载气中燃烧生成稳定的氧化物,通过测定消耗的载气中氧气的量推测水中有机物的量,单位为mg/L。
⑤理论需氧量(ThOD)。是指用化学反应方程式推算出水中有机物完全氧化所需的氧量,单位为mg/L。
⑥紫外光消光值[EUV(254)]。是指水中芳香烃、带共轭双键化合物等有机物对紫外光的吸光度,特别是水中腐殖质类物质在260~300nm波段测定时的吸光度。EUV值与水样中的腐殖质含量呈正相关,用来反映水中有机物(特别是腐殖质类)含量及其污染程度。
水中有机物被微生物分解时会消耗水中的溶解氧,导致水体缺氧、水质腐败等一系列不良后果。上述水质指标都是反映水质污染程度或治理程度的重要指标,可视具体情况选用或兼用。一般情况下,城市污水中ThOD>TOD>CODCr>BODu>BOD5>TOC。
(4)毒理学指标 有些化学物质在水中的含量超过一定的限度就会对人体或其他生物造成危害,这些物质即属有毒化学物质,并构成水的毒理学指标。毒理学指标包括氟化物、氰化物、有毒重金属离子、汞、砷、硒、酚类,以及各类致癌、致畸、致基因突变的有机污染物(如多氯联苯、多环芳香烃、芳香胺类和以总三卤甲烷为代表的有机卤化物等)、亚硝酸盐、一部分农药和放射性物质。
(5)细菌学指标 细菌学污染指标是反映威胁人体健康的病原体的污染指标,如细菌总数、大肠杆菌数、寄生虫卵和消毒处理后的余氯量(和剩余臭氧量)等。
其中余氯是指加氯消毒后,经过一定的消毒接触时间,水中剩余的余氯量。它既表明了消毒作用效果,也表明消毒剂继续抑制水中残存的病原微生物再度繁殖,从而防止水受到再度污染的能力。
而细菌和大肠杆菌是间接反映病原体污染程度的指标。因为很多病原微生物为致病菌、病虫卵和病毒等,它们常常与细菌和大肠杆菌共存,水样中有细菌和大肠杆菌,就可能含有大量的病原体。大肠杆菌的抵抗力比一般肠道传染病致病菌的抵抗力要强,如果消毒后大肠杆菌消失,则认为其他致病菌也被完全杀死。
(6)其他指标 包括那些反映工业生产或其他用水过程对回用水水质具有特殊要求的水质指标。
二、回用水水质标准
回用水水质标准,是保证用水的安全可靠及选择经济合理水处理流程的基本依据。由于回用水方向及范围的多元化,回用水水质情况十分复杂,对回用水标准体系提出了更高的要求。所以,应制定污水再生利用的法律法规和技术标准,以污水资源化为目标,从严确立城镇污水处理的总体要求和基本标准,并对城市污水处理设施建设的规划、设计、投资、收费、监督、管理等加以规范,确保城市污水再生利用健康有序地发展。
我国于2002年编制了《城市污水再生利用》系列标准,为有效利用城市污水资源和保障回用水的质量安全提供了技术依据,主要包括:《城市污水再生利用 分类》(GB/T 18919—2002);《城市污水再生利用 城市杂用水水质》(GB/T 18920—2002);《城市污水再生利用 景观环境用水水质》(GB/T 18921—2002);《城市污水再生利用 地下水回灌水质》(GB/T 19772—2005);《城市污水再生利用 工业用水水质》(GB/T 19923—2005);《城市污水再生利用 农田灌溉用水水质》(GB 20922—2007)。
另外,2008年由农业部提出《城市污水再生回灌农田安全技术规范》(GB/T 22103—2008)。
系列标准从技术层面上明确了城市污水再生利用技术发展的方向和原则,为我国污水安全处理和资源化利用提供了技术依据。
另有一些相关标准,在不同用途回用时作为参考,如:《工业锅炉水质》(GB/T 1576—2008);《渔业水质标准》(GB 11607—92)。
以上诸回用水水质标准,详见本书附录。