城市污水回用综合版.pptx

城市污水回用第一节第一节 回用途径回用途径第四节第四节 回用处理技术方法回用处理技术方法第三节第三节 污水回用系统污水回用系统第二节第二节 回用水水质标准回用水水质标准第五节第五节 污水回用安全措施污水回用安全措施 第一节第一节 回回 用用 途途 径径第一节 回用途径技术开发背景技术开发背景技术开发背景技术开发背景水资源水资源水资源水资源短缺短缺短缺短缺，导致供求矛盾加剧，导致供求矛盾加剧，导致供求矛盾加剧，导致供求矛盾加剧水污染水污染水污染水污染严重严重严重严重，要求污染物必须减量，要求污染物必须减量，要求污染物必须减量，要求污染物必须减量水价不断水价不断水价不断水价不断提高提高提高提高，取用水成本大幅增加，取用水成本大幅增加，取用水成本大幅增加，取用水成本大幅增加环保法规环保法规环保法规环保法规严格严格严格严格，必须遵守国家法律，必须遵守国家法律，必须遵守国家法律，必须遵守国家法律国内外污水回用进展美国：美国：6060年代年代初开始大规模建设污水处理工厂，初开始大规模建设污水处理工厂，随后进行污水回用；随后进行污水回用；8080年年有有357357个城市实现污水回用，建设个城市实现污水回用，建设536536 个污水再生回用点；个污水再生回用点；20002000年年回用污水回用污水9494亿亿m m3 3，回用率高达，回用率高达72%72%。国内外污水回用进展日本：日本：6262年年开始污水回用技术开发和应用；开始污水回用技术开发和应用；7070年年代初具规模；代初具规模；9090年年已建成已建成13691369座座“中水中水”回用工程，回用工程，80%80%回回用工业；用工业；9595年年回用回用“中水中水”达到达到417417亿亿m m3 3 ，回用率高，回用率高达达77.2%77.2%。国内外污水回用进展中国中国：5050年代年代开始尝试用污水灌溉农田；开始尝试用污水灌溉农田；8080年代年代开始尝试城市污水回用生活杂开始尝试城市污水回用生活杂用水和工业；用水和工业；2121世纪初世纪初污水回用成为开发热点。污水回用成为开发热点。污水回用污水回用 污水回用，也称再生利用，是指污水经处理达到回用水水质要求后，回用于工业、农业、城市杂用、景观娱乐、补充地表水和地下水等。通常的方法是处理后直接排放，随着水资源的紧张，处理后的污水可以进一步去除有害物质后，使其安全的回用。中水回用中水回用中水：中水：指各种排水经处理后达到规定的水质标准可在生活市政环境等范围内杂用的非饮用水建筑物中水：建筑物中水：在一栋或几栋建筑物内建立的中水系统小区中水：小区中水：在小区内建立的中水系统小区主要指居住小区也包括院校机关大院等集中建筑区，统称建筑小区建筑中水：建筑中水：建筑物中水和小区中水的总称回用途径回用途径 城市污水回用途径广泛，其中，工业、农业和城市杂用是城市污水回用的主要对象。下表是城市污水再生利用分类（GB/T 18919-2002）中提出的城市污水再生利用类别。序号分 类范 围示 例1 农、林、牧、渔业用水农田灌溉种籽与育种、粮食与饲料作物、经济作物造林育苗种籽、苗木、苗圃、观赏植物畜牧养殖畜牧、家畜、家禽水产养殖淡水养殖2城市杂用水城市绿化公共绿地、住宅小区绿化冲厕厕所便器冲洗道路清扫城市道路的冲洗及喷洒车辆冲洗各种车辆冲洗建筑施工施工场地清扫、浇洒、灰尘抑制、混凝土制备与养护、施工中的混凝土构件和建筑物冲洗消防消火栓、消防水炮城市污水再生利用类别 序号分 类范 围示 例3工业用水冷却用水直流式、循环式洗涤用水冲渣、冲灰、消烟除尘、清洗锅炉用水中压、低压锅炉工艺用水溶料、水浴、蒸煮、漂洗、水力开采、水力输送、增湿、稀释、搅拌、选矿、油田回注产品用水浆料、化工制剂、涂料4环境用水娱乐性景观环境用水 娱乐性景观河道、景观湖泊及水景观赏性景观环境用水 观赏性景观河道、景观湖泊及水景湿地环境用水恢复自然湿地、营造人工湿地5补充水源水补充地表水河流、湖泊补充地下水水源补给、防止海水入侵、防止地面沉降城市污水再生利用类别（续）直接水回用间接水回用达到回用要求的城市污水回用于工业、农业、市政杂用等需水对象，最具潜力的是回用于工业冷却水、农田灌溉及市政杂用等 城市污水按要求进行处理后排入水体，经自净后供给各类用户使用 将经过深度处理的城市污水回灌于地下水层，再抽取使用 几个城市位于同一条大河流域，都使用该水体作为给水水源和净化污水排放水体 深度处理后 第二节第二节 回用水水质标准及规范回用水水质标准及规范污水回用需要考虑的几个问题污水回用需要考虑的几个问题确定合适的回用水质，研究哪些污水可以回用，不同用确定合适的回用水质，研究哪些污水可以回用，不同用途需要什么样的水质；途需要什么样的水质；选择适用、可靠的技术方案，科学比选外排污水处理深选择适用、可靠的技术方案，科学比选外排污水处理深度，确保污水回用后对装置不产生负面影响；度，确保污水回用后对装置不产生负面影响；合理的投资和运行费用，在获得社会效益的同时获得经合理的投资和运行费用，在获得社会效益的同时获得经济效益。济效益。第二节 回用水水质标准一、回用水水质基本要求一、回用水水质基本要求 为达到污水回用安全可靠，城市污水回用水水质应满足以下基本要求：回用水的水质符合回用对象的水质控制指标；（水质）回用系统运行可靠，水质水量稳定；（水量）对人体健康、环境质量、生态保护不产生不良影 响；回用于生产目的时，对产品质量无不良影响；对使用的管道、设备等不产生腐蚀、堵塞、结垢等 损害；使用时没有嗅觉和视觉上的不快感。二、回用水水质标准二、回用水水质标准 回用水水质标准是确保回用安全可靠和回用工艺选用的基本依据。国家制定了一系列的再生水回用相关规范标准来确保再生水工程设计的安全适用性,经济合理性,技术先进性,具体如下:为引导污水回用健康发展，确保回用水的安全使用，我国已制订了一系列回用水水质标准：城市污水再生利用 工业用水水质 （GB/T 199232005）；城市污水再生利用 城市杂用水水质 （GB/T189202002）；城市污水再生利用 景观环境用水水质 （GB/T 189212002）等。二、污水回设计规范二、污水回设计规范 为引导污水回用健康发展，确保回用水的安全使用，我国已制订污水回用设计规范：l 污水再生利用工程设计规范 （GB503352002）；l 建筑中水设计规范 （GB50336-2002）l 建筑与小区雨水利用工程技术规范 （GB50400-2006）其他涉及回用的标准还有：地表水环境质量标准GB3838 2002 农田灌溉水质标准GB5084 92污水再生利用工程设计规范提出：当再生水同时用于多种用途时，其水质标准应按最高要求确定；对于向服务区域内多用户供水的城市再生水厂，可按用水量最大的用户的水质标准确定；个别水质要求更高的用户，可自行补充处理，直至达到该水质标准。1.回用于工业用水水质控制指标 工业用水种类繁多，水质要求各不相同。经深度处理后的污水主要可回用于冷却用水、洗涤用水、锅炉补给水及工艺与产品用水等。工业冷却水用量大，使用面广，水质要求相对较低，是国内外污水回用于工业的主要对象。项目冷却用水洗涤用水锅炉补给水工艺与产品用水直流式敞开式基本要求色度(度)30嗅pH6.09.06.58.56.09.06.58.5溶解氧CODCr6060BOD530103010悬浮物SS3030溶解性总固体1000浊度(NTU)55氨氮1010总磷(以P计)1.01.0总氮石油类1.01.0城市污水再生利用 工业用水水质(GB/T 199232005)项目冷却用水洗涤用水锅炉补给水工艺与产品用水直流式敞开式阴离子表面活性剂0.50.5铁0.3锰0.1氯离子250二氧化硅5030硫酸盐600250总硬度（以CaCO3计）450总碱度（以CaCO3计）350总余氯0.05粪大肠菌群/（个/L）2000备注 当循环冷却系统为铜材换热器时，循环冷却系统水中的氨氮指标应小于1mg/L。续表 冷却水和洗涤用水锅炉补给水水工艺与产品用水而又无回用经验可借鉴时，则需要对回用水做补充处理试验，直至达到相关工艺与产品的供水水质指标要求。达标达标不不达标达标一般可以直接使用；必要时也可进行补充处理或与新鲜水混合使用。尚不能直接补给锅炉，应根据锅炉工况，对水源水再进行软化、除盐等处理，直至满足相应工况的锅炉水质标准。尚应根据不同生产工艺或不同产品的具体情况，通过回用试验或者相似经验证明可行时，工业用户可以直接使用；达标达标达标达标上表所列的控制指标2.回用于城市杂用水水质主要控制指标 城市杂用水指经深度处理的城市污水回用于城市绿化、冲厕、道路清扫、车辆冲洗、建筑施工、消防等。一般而言，回用于城市杂用水需要建设双给水系统，国内目前也有采用给水车送水的供水方式，但成本较高。回用于城市杂用水的水质控制指标见下表。城市污水再生利用 城市杂用水水质(GB/T189202002)项目冲厕道路清扫消防城市绿化车辆冲洗建筑施工基本要求色度(度)30嗅无不快感pH 6.09.0溶解氧1CODCrBOD51015201015悬浮物SS溶解性总固体1500150010001000浊度(NTU)51010520氨氮1010201020总磷(以P计)总氮石油类项目冲厕道路清扫消防城市绿化车辆冲洗建筑施工阴离子表面活性剂1.01.01.00.51.0铁0.30.3锰0.10.1氯离子二氧化硅硫酸盐总硬度（以CaCO3计）总碱度（以CaCO3计）总余氯接触30min后1.0，管网末端0.2粪大肠菌群/（个/L）3备注 混凝土拌合用水还应符合混凝土用水标准（JGJ 63-2006）的有关规定。续表 项目观赏性景观环境用水娱乐性景观环境用水河道类湖泊类水景类河道类湖泊类水景类基本要求无漂浮物，无令人不愉快的嗅、味色度(度)30嗅pH 6.09.0溶解氧1.52.0CODCr3.回用于景观环境用水水质主要控制指标 景观环境回用指经深度处理的城市污水回用于观赏性景观环境用水、娱乐性景观环境用水、湿地环境用水等。回用于景观环境用水水质主要控制指标见下表。城市污水再生利用 景观环境用水水质(GB/T189212002)项目观赏性景观环境用水娱乐性景观环境用水河道类湖泊类水景类河道类湖泊类水景类BOD51066悬浮物SS2010溶解性总固体浊度(NTU)5氨氮5总磷(以P计)1.00.51.00.5总氮15石油类1.0阴离子表面活性剂0.5铁锰氯离子二氧化硅续表 项目观赏性景观环境用水娱乐性景观环境用水河道类湖泊类水景类河道类湖泊类水景类硫酸盐总硬度（以CaCO3计）总碱度（以CaCO3计）总余氯0.05粪大肠菌群/（个/L）100002000500不得检出备注氯接触时间不应低于30min，对于非加氯消毒方式无此项要求。注：1 对于需要通过管道输送再生水的非现场回用情况必 须加氯消毒；面对于现场回用情况不限制消毒方式。2 若使用未经过除磷脱氮的再生水作为景观环境用水，鼓励使用本标准的各方在回用地点积极探索通过人工培养具有观赏价值水生植物的方法，使景观水体的氮磷满足本表中回用于景观环境用水的水质要求，使再生水中的水生植物有经济合理的出路。续表 4.回用于补充水源水质控制指标 补充水源有补充地表水和补充地下水两类，我国还没有专门的水质控制标准。地表水的补充是将经处理过的城市污水放流到地表水体，水质可按地表水环境质量标准（GB3838-2002），结合环境评价等要求综合确定。地下水回灌可以是直接注水到含水层或利用回灌水池，回灌水可用于工业、农业，以及用于建立水力屏障以防止沿海地区由于地下水过量开采引起的海水侵入。5.回用于农业用水水质主要控制指标 城市污水经净化后回用于农业灌溉的主要水质指标有含盐量、选择性离子毒性、重碳酸盐、pH等。原污水不允许以任何形式用于灌溉，一方面是感官上不好，另一方面是粪便聚集于农田可能直接污染作业工人（农民）或通过灰蝇、喷灌产生的气溶胶传播病原体。我国目前还没有专门的农业回用水水质标准，一般可参照农田灌溉水质标准（GB5084-92），确定回用水水质控制指标。第三节第三节 污水回用系统污水回用系统一、污水回用系统类型一、污水回用系统类型污水回用系统按服务范围可分为三类。1.建筑中水系统 建筑中水系统：在一栋或几栋建筑物内建立的中水系统；处理站一般设在裙房或地下室；中水用作冲厕、洗车、道路保洁、绿化等。2.小区中水系统 在小区内建立的中水系统，可采用的水源较多；小区中水系统包括：有覆盖全区回用的完全系统，供给部分用户使用的部分系统，以及简易系统。杂排水作为水源的小区中水系统 3.城市污水回用系统 城市污水回用系统：又称城市污水再生利用系统，是在城市区域内建立的污水回用系统。城市污水回用系统以城市污水、工业洁净排水为水源，经污水处理厂及深度处理工艺处理后，回用于工业用水、农业用水、城市杂用水、环境用水和补充水源水等。建筑或小区中水系统可就地回收、处理和利用，管线短，投资小，容易实施，但水量平衡调节要求高、规模效益较低。从水资源利用的综合效益分析，城市污水回用系统在运行管理、污泥处理和经济效益上有较大的优势，但需要单独铺设回用水输送管道，整体规划要求较高。二、城市污水回用系统组成二、城市污水回用系统组成污水收集主要依靠城市排水管道系统实现；收集工业洁净水为源水的回用系统，可以利用城市排水管道，或另行建设收集管道 应根据用水设施的要求确定用户的管理要求和标准 应建成独立系统，管道宜采用非金属管道，当使用金属管道时，应进行防腐蚀处理；当水压不足时，用户可自行建设增压泵站；回用水输配中必须采取严格的安全措施 污水收集用户用水管理回用水输配回用水处理（1）污水处理厂内部深度处理（2）用户自行深度处理 城市污水回用系统 景观水体污水处理厂污水收集管网工业企业用水居民生活用水给水处理深度处理（再生水厂）地下水取 水给水管网市政与公共建筑用水农业用水图例：排水给水回用水江河湖泊城市污水回用系统 城市污水回用将给水和排水联系起来，实现水资源的良性循环，促进城市水资源动态平衡。第四节第四节 回用处理技术方法回用处理技术方法城市污水回用处理技术是在城市污水处理技术的基础上，融合给水处理技术、工业用水深度处理技术等发展起来的。在处理的技术路线上，城市污水处理以达标排放为目的，而城市污水回用处理则以综合利用为目的，根据不同用途进行处理技术组合，将城市污水净化到相应的回用水水质控制要求。因此，回用处理技术是在传统城市污水处理技术的基础上，将各种技术上可行、经济上合理的水处理技术进行综合集成，实现污水资源化。一、预处理技术一、预处理技术污水二级处理出水水质主要指标基本上能达到回用于农业的水质控制要求。除浊度、固体物质和有机物等指标外，基本接近回用于工业冷却水水质控制指标。对要求出水回用的污水处理厂，可在技术上通过工艺改进和工艺参数优化，使二级处理后的城市污水出水大多数指标达到或接近回用水质控制要求，可以较大程度上减轻后续深度处理的负担。污水再生利用工程设计规范指出：出水供给回用水厂的二级处理的设计应安全、稳妥，并应考虑低温和冲击负荷的影响。当回用水水质对氮磷有要求时，宜采用二级强化处理。二、深度处理技术二、深度处理技术需对二级处理后的城市污水进行深度处理，去除污水处理厂出水中剩余污染成分，达到回用水水质要求。这些污染物质主要是氮磷、胶体物质、细菌、病毒、微量有机物、重金属以及影响回用的溶解性矿物质等。应根据回用水处理的特殊要求采用相应的深度处理技术及其组合。城市污水回用深度处理基本单元技术有：混凝沉淀（或混凝气浮）、化学除磷、过滤、消毒等。对回用水水质有更高要求时，可采用活性炭吸附、脱氨、离子交换、微滤、超滤、纳滤、反渗透、臭氧氧化等深度处理技术。污 染 物处 理 方 法有 机物悬浮性快滤（上向流、下向流、重力式、压力式、移动床、双层和多层滤料）、混凝沉淀（石灰、铝盐、铁盐、高分子）、微滤、气浮溶解性活性炭吸附（粒状炭、粉状炭、上向流、下向流、流化床、移动床、压力式、重力式吸附塔）、臭氧氧化、混凝沉淀、生物处理无机盐溶解性反渗透、纳滤、电渗析、离子交换营养盐磷生物除磷、混凝沉淀氮生物硝化及脱氮、氨吹脱、离子交换，折点加氯二级处理出水深度处理方法 根据去除污染物的对象不同，二级处理出水可采用的相应处深度理方法参见下表。2024/9/15 周日47河北科技大学环境科学与工程学院第四节第四节 回用处理技术方法回用处理技术方法(1)去除悬浮物及细菌 过滤方式 重力式无阀滤池普通快滤池虹吸滤池滤罐2024/9/15 周日48河北科技大学环境科学与工程学院第四节第四节 回用处理技术方法回用处理技术方法(2)消毒 液氯消毒工艺液氯消毒工艺2024/9/15 周日49河北科技大学环境科学与工程学院第四节第四节 回用处理技术方法回用处理技术方法(2)消毒 臭氧消毒臭氧消毒2024/9/15 周日50河北科技大学环境科学与工程学院第四节第四节 回用处理技术方法回用处理技术方法(2)消毒 臭氧消毒臭氧消毒 污污水水的的净净化化再再生生技技术术三、处理技术组合与集成三、处理技术组合与集成污水回用处理工艺应根据处理规模、回用水水源的水质、用途及当地的实际情况，经全面的技术经济比较，将各单元处理技术进行合理组合，集成为技术可行、经济合理的处理工艺。在处理技术组合中，衡量的主要技术经济指标有：处理单位回用水量投资、电耗和成本，占地面积、运行可靠性、管理维护难易程度、总体经济与社会效益等。预沉池中间泵站配水井机械加速澄清池砂滤池清水池二泵房用户源水加氯加药加氯北京高碑店污水处理厂回用深度处理工艺流程图 下图为北京高碑店污水处理厂回用深度处理工艺流程图：源水：污水处理厂二级处理出水；经深度处理后回用用途：主要供给热电厂冷却循环用水，以及城市绿化、道路喷洒和冲刷、河道景观用水等。新加坡裕廊岛污水回用深度处理项目新加坡裕廊岛污水回用深度处理项目 裕廊岛是化工工业区，包括石化公司、化学公司及精炼公司等，回用项目以污水处理厂生化处理出水为源水，采用以双介质过滤作预处理的反渗透技术，深度处理后的出水达到了工业区内企业高级工业用水水质要求，解决了工业区水资源短缺的问题。美国加利福尼亚州美国加利福尼亚州21世纪水厂回用水处理世纪水厂回用水处理 回用深度深度处理后的出水与深层地下水按一定比例混合后，通过注水系统注入地层，可以有效地控制海水入侵，并将经地下水层渗滤后的水回用于工业、农业等。新加坡裕廊岛污水回用项目深度处理工艺流程图 出水回灌地下生化处理出水56775m3/d美国加利福尼亚州21世纪水厂回用处理工艺流程图美国左治亚州美国左治亚州Clayton县城市污水回用土地处理系统县城市污水回用土地处理系统lClayton县有几个二级污水处理厂出水直接排放到地表水Flint河。Flint河的年平均流量仅为0.34m3/s，而污水处理厂的出水则达到年平均0.14m3/s。在夏季，污水处理厂的出水流量超过了Flint河的自然径流量。lClayton县土地处理系统的主体包括3个污水处理厂：Casey污水处理厂，设计能力5.7万m3/d；Jackson污水处理厂，设计能力1.7万m3/d；Shoal Creek污水处理厂，扩建后处理能力0.83万m3/d。二级出水经过水泵提升至贮水池，然后喷洒到土地处理场。土地处理系统共有8个主要林区，其中7个是每周循环喷洒，第8个作为备用林区。每周在林区上约6.5cm的水经土壤渗透入供水水源地。北京奥林匹克公园水系 第五节第五节 污水回用安全措施污水回用安全措施（一）对人体健康的评价一、风险评价的主要内容一、风险评价的主要内容 污水回用风险评价的主要内容：回用水对人体健康、生态环境和用户设备与产品的影响。1.危害鉴别危害鉴别的目的：确定损害或伤害的潜在可能。鉴别方法：危害统计研究、流行病学研究、动物研究、非哺乳动物系统的短期筛选和运用已知的危害模型等。危害鉴别包括：描述有害物质的性质，鉴别急性和慢性的有害影响和潜在危害等。2.危害判断危害判断又称危害评价，是设法定量地对损害或伤害的潜在可能进行评价。在各种接触情况下，确定某物质的可能致病危害，需评价下述因素：产生不利影响时某物质的剂量(剂量越大，危害就越大)；危害物在介质(回用水)中的浓度、危害源距离(距危害源越近、浓度越大，危害就越大)；吸收的介质总量(数量越大，危害越大)；持续接触时间(接触时间越长，吸收量越大)；有接触人员的特点(可能接触的人数越多，危害越大)。危害判断的方法：根据危害统计作出基本判断、根据流行病学的研究作出基本判断和根据疾病传播模式作出基本判断等。3.社会评价社会评价是危害评估的最后阶段工作，判断危害是否可以被人们接受。常用的评价方法：成本效益分析或危害效益分析，包括危害评价的基本准则、危害的描述、疾病治疗的预计费用等。（二）对生态环境的评价城市污水回用对生态环境产生的危害如下：（1）对地表水水体环境的影响；（2）对地下水水体环境的影响；（3）对植被和作物的影响；（4）对土壤环境的影响。生态风险评价主要是鉴别可能产生的潜在影响，提出相应的安全对策，控制回用水可能产生的生态风险。（三）对用户的设备与产品影响的评价1.评价回用水是否引起产品质量下降 2.评价回用水是否引起设备损坏 3.评价回用水是否引起效率下降或产量降低 回用水引起的产品质量下降主要表现如下：（1）由于微生物活动造成的影响；（2）产品上发生污渍；（3）化学反应和污染；（4）产品颜色、光泽方面的影响。主要评价内容为对设备的腐蚀。（1）起泡；（2）滋生微生物；（3）结垢 二、安全措施和监测控制二、安全措施和监测控制保障用水安全的主要安全措施如下：污水回用系统的设计和运行应保证供水水质稳定、水量可靠，并应备用新鲜水供应系统；回用水厂与用户之间保持畅通的信息联系；回用水管道严禁与饮用水管道连接，并有防渗防漏措施；回用水管道与给水管道、排水管道平行埋设时，其水平净距不得小于0.5m；交叉埋设时，回用水管道应位于给水管道下面、排水管道上面，净距均不得小于0.5m；不得间断运行的回用水水厂，供电按一级负荷设计；回用水厂的主要设施应设故障报警装置；在回用水水源收集系统中的工业废水接入口，应设置水质监测点和控制闸门；回用水厂和用户应设置水质和用水设备监测设施，控制用水质量。