奥运公园再生水利用研究

2018-02-27 10:04:54
2.2.1  生态安全和人体健康安全

试验在高碑店和北小河污水处理厂进行,通过大量试验研究,得出如下结论:

1)北小河污水厂二沉出水及各种深度处理工艺出水对斑马鱼与大型水蚤未见急性毒性。混凝沉淀出水中营养物质略有减少,对栅藻的生长有一定影响。

2)经深度处理(活性炭、絮凝沉淀或反渗透)后的出水,没有致突变现象发生。

3)采用适当的处理工艺和明确不同工艺再生水的用途,可以有效控制使用再生水的风险,达到安全使用再生水的目的。其中超滤+反渗透和活性炭对慢性有毒物质的去除效果最好。

4)反渗透工艺及活性炭工艺出水中营养物质明显不足,出水有利于控制水体富营养化的发生。

5)北小河污水处理厂各深度处理工艺出水有毒有害污染物检出浓度均未超出《地表水环境质量标准》(gb 3838-2002)中特定项目的标准限值,可以安全地回用于景观环境。

2.2.2  再生水利用对生态绿地的影响

在再生水浇灌作物研究中,健康安全性一直是人们关注的一个重点。健康安全性是指:灌溉作物时,再生水中有毒有害物质(包括重金属)为作物所吸收或在其上累积,进而影响农作物产品的品质,被人类食用或为牲畜饲用时,危害健康。

文献中大部分研究是针对农作物的试验或局限于研究灌区土壤生态系统某一方面的试验,而再生水灌溉对某一地区甚至整个城市绿地生态系统的影响研究尚未见报导。本研究主要在北京市北小河污水处理厂内进行,试验分四个部分,即水培、盆栽、实地调查和大田试验。

经过调查和试验得到两方面的结论:

1)用于园林绿化、城市生态绿地浇灌的再生水的最重要指标是总硬度、溶解性总固体(全盐量)、氯化物,而再生水的这三项指标值均大于自来水值,但远小于饮用水标准值。

2)再生水与自来水浇灌的植物中,叶绿素含量未发现明显差异。

2.3  再生水水质保障系统研究

研究分小型试验和露天景观水塘的模拟试验两部分。小型试验在试验室中进行,主要是对北小河污水处理厂再生水混合槽出水、高碑店污水处理厂石灰法出水、自来水配水水样等进行人工光照培养。露天景观水塘在北小河污水处理厂内,除了模拟将来实际运行再生水质变化情况及水体流动的水力条件等,还进行了人工载体的研究,最终得到如下结论:

1)深度处理后的水中仍有部分氮磷,因此,在夏季应抑制水体富营养化的发生。

2)通过对比分析,藻类数量最大值随磷浓度的增加而增加,说明磷是水体富营养化中影响显著的因子。当水样中藻生长达到最大值时水中大部分磷已被转化为藻体内的磷,水中溶解磷的浓度一般已低于0.02mg/l.再生水体富营养化的优势藻种为栅藻,藻类转化水体中磷浓度的最大限制因素为氮营养。

3)人工载体对于控制水体富营养化有较大的作用,它可以有效地控制浮游藻类的生长,提高水体的透明度。

2.4  再生水利用的卫生学研究

根据奥运公园景观补水处理技术方案,对北小河污水处理厂深度处理中试装置出水进行氯和二氧化氯及紫外消毒试验,比较各种消毒方法的消毒效果,研究消毒副产物的产生,选择最佳的经济有效的、适于再生水回用的消毒技术。

1)紫外消毒不产生任何消毒副产物,对灭活大多数细菌、病毒、孢子均有效。与化学消毒技术相比,紫外消毒少了有毒、有害化学品的运输、储藏和投加过程,占地少,且年总运行成本比加氯消毒法低很多。

2)加氯消毒试验中,对于大多数所测污水处理厂二沉池出水,即使在采用远大于常规加氯量(高到20mg/l)的条件下,所生成的消毒副产物三卤甲烷和卤乙酸的浓度也未超过饮用水的标准。这表明再生水消毒的副产物风险较低。

3)二氧化氯消毒产生的消毒副产物不到氯消毒产生的10%,臭氧、紫外消毒则不产生三卤甲烷、卤乙酸类消毒副产物。

4)对于再生水的消毒,卫生学指标可达到饮用水标准。氨氮是再生水消毒中最重要的影响因素。

  3.建议

通过以上几方面的研究并综合分析,对奥运公园再生水利用提出如下建议:

1)降低再生水中氮、磷类相关指标应在二级生化处理工艺中解决,这是最为有效和经济的。建议污水处理厂二级处理增加脱氮除磷工艺。

2)超滤膜过滤技术出水水质可基本满足《城市污水再生利用景观环境用水水质》(gb/t18921-2002)及《城市污水再生利用城市杂用水水质》(gb/t18920-2002)标准,可以作为奥运公园补水的优选深度处理工艺。

3)再生水作为景观用水和河湖补水时,建议在景观水体的设计中,充分考虑水的循环和流态,水体中可适当设置曝气、跌落、旁滤及人工载体等系统,在温度高、光照好的7~9月,加大补水量,减少水力停留时间,以抑制富营养化的发生。

4)考虑到奥运供水安全以及经济技术可行性,建议再生水作为景观水体回用和绿化用水时采用紫外消毒处理工艺;而当再生水作为杂用水输送过程较长时,考虑管道中应保持一定的余氯,可以采用加氯消毒,也可将紫外和加氯消毒结合起来。