北京水务2007年第4期 中水回灌的水质标准比较分析 柳文华 (北京市水利科学研究所100044) 中水回灌可增加地下水资源储量,其回灌地下的方法主要有地表回灌和井灌2种。回灌用 中水水质要求较高,依据不同回灌方式和水质要求,可选择和组合不同处理工艺。国外回灌用中水水 质多以饮用水为标准,而我国中水回灌存在水质标准和监测要求偏低等问题。 关键词回灌方法标准 中图分类号Tv2139 文献标志码A 文章编号1673-4637(2007)04-0024-03 Comparison analysis on different water quality standards in different technologies for eclaimed water recharged into underground LIU Wen-hua (Beijing hydraulic research institute, Beijing, 100044, China) Abstrac Artificial utilization of reclaimed water into the underground may increase water resources quantity. There are two common methods, well injection and surface leakage. Water quality standards for reused water recharged into the underground are very strict, thus the paper suggests that different technologies are chosen to meet different requirements of methods based on different water quality standards. Drinkable water quality standards are applied to reclaimed water recharged into the aquifer in other countries. But the standards of water quality and monitoring requirements are set lower in China Key words Artificial injection Method Standard 中水回灌可增加地下水资源储量,对解决北京基本过程为:收集雨水、废水→预处理→回灌→抽 水资源问题具有重要战略意义。但要保证中水回灌取→再利用。如饮用、灌溉等。 不污染地下水,解决中水回灌技术和水质标准问题 成为关键所在,也是有效实施中水回灌的保障。 2中水回灌技术与工艺 1地下水回灌方法 中水经进一步处理回灌地下含水层已在国内外广 泛应用。中水处理的技术可组合成不同处理工艺流 地下水回灌的方式主要有2种:一种是在透水性程,满足污水处理厂出水水质及回灌地下的水质要 较好的土层上修建沟、渠、塘等蓄水建筑物,利用水求。下表是不同处理工艺的出水水质比较,方法包括 的自重进行回灌;另一种方式就是井灌。前者是人工传统的物化法、生物处理和生物膜法(简称MBR) 回灌的最简单形式。后者适合于地表土层透水性较差等。结合水质要求和处理运行成本等因素,可选择不 和回灌承压含水层,或要解决寒冷地区冬季回灌越冬同处理技术和工艺。 问题等情况。人工回灌地下水发展历史不长,现在国 3中水回灌水质标准 际上将地下含水层的人工回灌和再利用通称为ASR ( Aquifer Storage and Recovery,简称ASR)技术,其 中水回灌虽然可以实现水资源回用等多种目标 收稿日期:2007-04-17 作者简介:柳文华(1976—),女,工程师
· 水 环 境 · 北 京 水 务 2007年 第 4期 中水 回灌的水质标准比较 《／一 一 柳 文 华 i纂黪 (北京 市水利科 学研 究所 100044) 蘩 摘 要 中水回灌可增加地 下水资源储量 ，其 回灌地 下的方 法主要 有地表 回灌和 井灌 2种 。 回灌 用 中水 水质要 求较 高 ．依 据不 同回灌 方式和 水质要 求 ，可选择和 组合 不 同处理 _Y-艺。 国外回灌用 中水水 质 多以饮用水为标准 ，而我 国中水回灌存在水质标准和监测要求偏低等 问题。 关键词 回灌 方法 标 准 中图分类号 TV213．9 文 献标志码 A 文章编 号 1673—4637(2007)04—0024-03 Comparison analysis on differentwater qttality standards in diferenttechnologiesfor reclaimed water recharged into underground U U W en-hua (Beijinghydraulicresearchinstitute，Beijing，1000I44，China) Abstrac Artificial utilization of reclaimed water into the underground may increase water resources quantity．Therearetwocommonmethods，wellinjectionandsurfaceleakage．Waterqualitystandardsfor reused water recharged into the underground are very strict， thus the paper suggests that diferent technologies are chosen to meet diferent requirements of methods based on diferent water quality standards．Drinkable waterquality standards are applied to reclaimed water recharged into the aqui~rin othercountries．Butthe standards ofwaterquality and monitoring requirements are setlowerin China． Keywords Artificial injection Method Standard 中水 回灌 可 增 加地 下 水 资 源储 量 ，对 解 决 北 京 水 资 源 问题具 有 重 要 战 略意 义 。但 要 保 证 中水 回灌 不 污 染地 下 水 ．解 决 中水 回灌 技术 和 水 质 标 准 问题 成 为关键所 在 ，也是有 效实施 中水 回灌 的保 障。 1 地 下 水 回灌 方 法 地下水 回灌 的方式主要 有 2种 ：一种是 在透水性 较 好 的土层 上修建 沟 、渠 、塘 等蓄水 建筑物 ，利用水 的 自重进行 回灌 ；另 一种方式 就是井 灌 。前 者是人工 回灌的最简 单形式 。后者适合 于地 表土层透 水性较 差 和 回灌承压 含水层 ，或要解决 寒冷地 区冬季 回灌越冬 问题等情况 。人工 回灌地下 水发展 历史不长 ，现在 国 际上 将 地 下含 水 层 的人 工 回灌 和再 利 用通 称 为 ASR (AquiferStorageand Recovery。简 称 ASR)技 术 ，其 收稿 日期 ：2007—04—17 作 者 简 介 ：柳 文 华 (1976一 )，女 ，工 程 师 。 · 24 · 基 本过 程为 ：收 集 雨 水 、废水 一 预处 理一 回灌一 抽 取一再 利用 。如饮用 、灌溉等 。 2 中水 回灌技术与工艺 中水 经进一 步处理 回灌地下 含水层 已在 国内外广 泛 应 用 。 中水 处 理 的技 术 可组 合 成 不 同处 理工 艺 流 程 ．满 足污 水 处 理 厂 出水 水 质及 回灌 地 下 的水 质 要 求 。下表是不 同处 理工艺 的 出水 水质 比较 ，方法 包括 传 统 的物 化 法 、生 物 处 理 和 生 物 膜 法 (简 称 MBR) 等。结合水 质要求 和处理 运行成 本等 因素 ，可选 择不 同处理技术和工 艺。 3 中水 回灌水质标准 中水 回灌 虽然 可 以实现 水 资源 回用 等多 种 目标 ， 维普资讯 http://www.cqvip.com
水环境 北京水务2007年第4期 表1不同处理技术出水水质比较 处理工艺 H-N/ TP 适用条件 物化法处理 级出水→调节池一混凝沉淀→过滤→消毒→再生利用≤40≤10≤10≤1≤05地表回灌 化法处理与一级出水一调节池→微絮凝过滤→生物活性炭→消毒→再生利用≤20≤4 生物处理结合 ≤5≤0.5 0.5井灌、地表回灌 题气生物滤池 级出水→调节池→曝气生物滤池→→消毒→再生利用 ≤40≤10≤10≤1 地表回灌 分体式膜生物 器 城镇污水→曝气池→超(微滤→消毒→再生利用 ≤20≤4≤5≤0.5≤0.5井灌、地表回灌 体式膜生物 城镇污水→一体式膜生物反应器(SMBR)→消毒→再生利用≤20≤4≤5≤0.5≤0.5井灌、地表回灌 膜法脱盐 级出水→调节池→超微滤→反渗透脱盐→消毒→再生利用≤10≤200 1井灌、地表回灌 但其安全性始终是人们担忧的问题。通过制定严格的美国加州的标准以其严密与科学得到了世界各国 回灌用水水质标准或指南来提高回灌后地下水安全系广泛的认可。1976年加州公布了第一个污水回灌地下 数,是世界各国普遍采用的方法。我国中水回灌起步的水质标准草案,草案规定回灌污水在经过二级处理 晚,中水回灌水质标准正处于不断完善的过程中 后必须再经过滤、消毒和活性炭吸附等深度处理,在 3.1我国中水回灌水质标准 回用前必须在地下停留6个月以上。水的注入点离地 2005年,国家质量监督检验检疫总局和国家标准下水位至少3m,抽水点离注入点水平距离至少150m, 化管理委员会发布了《城市污水再生利用地下水回灌抽取水中的回灌水不能超过50%。COD和TOC要求 水质标准》(GB/T19772-2005),对地下水回灌水质每天检测,其他每天检测的项目包括苯和四氯化碳等, 标准和检测方法做了明确规定。 目的在于控制有机污染物进入作为饮用水源的地下含 对利用回灌井直接回灌地下储水层的方式,回灌水层。 中水的水质在生物和化学特性方面要相当于或不劣于德国一般要求回灌水应优于当地的地下水水质。 现有的地下水质,混合后的地下水质应接近饮用水标在柏林地区,要求污水处理厂三级处理出水再经深度 准(生活饮用水卫生标准GB5749-1985);对于流域处理和土壤含水层处理后,最终同地下水混合的水中 水体漫流下渗方式,回灌水质应有地表水Ⅲ类标准DOC应<3mg/L,AOX应<30mg/L。其他国家多以 (地表水环境质量标准GB3838-2002)。污水处理厂处饮用水水质标准作为中水回灌水质要求。 理后的二级出水,经过进一步处理即可达到地表水饮3.3存在的差异 用水标准(地表水环境质量标准(GB3838-2002)中 中水回灌地下含水层虽可增加地下水资源储量 Ⅱ类水质标准),符合国家标准化管理委员会对于回灌但存在污染地下水质和引起人体健康和环境风险间 地下水源的水质标准,可以作为回灌地下的水源 题。因此,制定严格的回灌中水水质标准和加强监 3.2国外中水回灌水质标准 测十分必要,是中水回灌安全的重要保障。与世界 冉生水补给地下水在国外已有较长的历史,美国其他国家相比,我国对于回灌地下水的中水水质和 早在1970年就开始使用再生水补给地下水,以防止海监测要求偏低 水入侵和地下水位的下降。随着世界性大规模水资源1)回灌水质标准偏低。与其他国家标准相比较 短缺和水污染的加剧,美、法、德、以色列等发达国我国回灌水质标准偏低。回灌水质部分指标比我国饮 家都在应用中水回灌 用水水质标准偏低,而国外基本要求是回灌水质达到 表2我国不同水质标准比较 项 CoD/(mg/L)BoD3(mg/L)N2-N/(mg/L)NO3/(mg/L)浊度/MNTU总硬度/(mg/L)粪大肠菌群/(个几) 二级出水 ≤15 回灌水质地表国灌≤40 ≤10 ≤10 饮用水 总大肠菌群≤1000 注:-,未列出或未要求 25
· 水 环 境 · 北 京 水 务 2007年 第 4期 挈 釜署暑二级出水一调节池一微絮凝过滤一生物活性炭一消毒一再生利用≤2o≤4 ≤5≤o．5≤o．5井灌、地表回灌 曝 气 滤 池 二 级 出 水一 调 节 池一 曝 气 生物 滤 池一 消 毒一 再 生 利 用 ≤ 4o ≤lo ≤ lo ≤ l ≤ l 地 表 回灌 分一 罢物 城镇污水一曝气池一超(微)滤一消毒一再生利用 ≤2o≤4 ≤5≤o．5≤o．5井灌、地表回灌 物 城 镇 污 水 一 一体式膜生物反应器(sMBR)一 消毒一再生利用 ≤2o ≤4 ≤ 5 ≤o．5 ≤o．5 井 灌、地表 回灌 二级出水一 调节池一超(微)滤一 反渗透脱盐一 消毒一 再生利用 ≤ lo ≤2 o o ≤ l 井灌、地表 回灌 但 其安全性 始终是人 们担忧 的问题 。通过制 定严格 的 回灌用水水 质标准或 指南来 提高 回灌 后地下 水安全 系 数 。是世界 各 国普遍 采用 的方法 。我 国中水 回灌起 步 晚 ，中水 回灌水质标 准正处于不断完善 的过程 中。 3．1 我 国中水 回灌 水质标 准 2005年 。国家质量监督 检验检疫 总局和 国家标 准 化管 理委 员会发布 了 《城市 污水再 生利用地 下水 回灌 水质标准》 (GB／T19772—2005)，对地下水 回灌水 质 标准和检测方法做 了明确规定。 对利用 回灌井直 接 回灌 地下储水 层 的方 式 ．回灌 中水 的水质 在生物和 化学特性 方面要 相 当于或不劣 于 现有 的地下 水质 ，混 合后 的地下水 质应接 近饮用水标 准 (生 活饮用水 卫生标 准 GB5749—1985)；对 于流域 水体 漫 流 下 渗方 式 。回灌 水 质 应有 地 表 水 Ⅲ类标 准 (地表水环境质量标 准 GB3838—2002)。污水处理 厂处 理后 的二级 出水 ，经过进一 步处理 即可达 到地表水 饮 用水标准 (地 表水 环境质量 标准 (GB3838—2002)中 Ⅱ类水质标准 )，符合 国家标 准化管理委员会对 于回灌 地下水源的水质标 准 ，可以作为 回灌地 下的水 源。 3．2 国外 中水 回灌 水质标 准 再生水补 给地 下水在 国外 已有较 长 的历 史 ，美 国 早在 1970年就开始使用再 生水 补给地下水 ，以防止海 水 入侵和地 下水位 的下降 。随着世界 性大规模 水资源 短缺 和水 污染 的加 剧 ，美 、法 、德 、以色列 等发达 国 家都在应用 中水 回灌 美 国加州 的标 准 以其严 密与科 学得 到了世界 各 国 广泛的认可 。1976年加州公 布 了第一个 污水 回灌 地下 的水质标 准草案 ．草案规 定 回灌 污水在 经过二级 处理 后必须再 经过滤 、消毒 和活性炭 吸附等 深度处 理 ，在 回用前必 须在地 下停 留 6个月 以上 。水 的注入点 离地 下水位 至少 3in，抽水点离 注入点水平距离至少 150in． 抽 取水 中 的 回灌 水不 能超 过 5O％。COD和 TOC要 求 每天检测 ，其他每天检测的项 目包括苯 和四氯化碳等 ， 目的在 于控制有机 污染物进 入作为 饮用水 源 的地 下含 水 层。 德 国一 般要 求 回灌水 应优 于 当地 的地 下水 水 质 。 在柏林地 区 ，要求 污水处 理厂三级 处理 出水再经 深度 处理和土壤 含水层 处理后 ，最终 同地下水 混合 的水 中 DOC应 <3mg／L，AOX应 <30mg／L。其 他 国家 多 以 饮 用水水 质标 准作为中水 回灌水质要求。 3．3 存 在 的差异 中水 回灌 地下 含水层 虽 可增 加地下 水 资源储 量 ， 但 存 在 污染 地 下 水 质和 引 起 人体 健 康 和 环境 风 险 问 题 。 因此 ，制 定 严格 的 回灌 中水 水 质 标 准 和加 强 监 测 十分 必要 ，是 中水 回灌 安 全 的 重要 保 障 。 与世 界 其 他 国家相 比 ，我 国对 于 回灌 地下 水 的 中水 水 质 和 监 测要求 偏低 。 (1)回灌水 质标准偏低 。与其他 国家标 准相 比较 ． 我 国回灌 水质标准 偏低 。回灌水质 部分指 标 比我 国饮 用水水质标 准偏低 ，而 国外 基本要 求是 回灌水 质达到 表 2 我 国不 同水质标准 比较 注 ：一，未 列 出或 未 要 求 。 · 25 · 维普资讯 http://www.cqvip.com
水环境 北京水务2007年第4期 表3中国与美国回灌水质比较 COD ) Ni (nW/L) (/L(g/l H F/C/大肠杆菌/粪大肠菌群数 L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(mg/L)(个/00mL)(个/L) 美国<50每天检测<45<10<30,每天检测<0.05<0005<001<08<120<2 国井灌≤15地表回灌≤ ≤15 ≤0.05≤0.001≤0.01≤1.0 ≤250 注:-,未要求 饮用水标准。同时,我国饮用水中有部分指标缺失,2001,127(19):1 如没有TOC的标准等,因此不推荐作为中水回灌水质[3]何星海,马世豪再生水补充地下水水质指标及控制技术 参考。 环境科学,2004,25(5):61-64 (2)监测要求偏低。我国对地下水回灌项目分为郭金敏,田长勋,刘书芳地下水回灌与再利用资源节 基本控制项目和选择控制项目,对基本控制项目要求约与利用,2001:3839 每天监测,对选择控制项目则只要求半年监测1次。(]谢娟,姜凌,李泉地下水人工补给水质的研究—以西安 我国虽然将有机污染物(如农药)和重金属列入控制 市回灌为例门西安工程学院学报,2004,24(4):67-72 项目,但只作为选择控制项目,监测要求为半年16王新娟,谢振华,周训邵景力北京西郊地区大口井人工 回灌的模拟研究J水文地质工程地质,2005,1:70-84 次,标准较低。这加大了回灌的环境与健康风险。中 门仝贵婵,蹇兴超,吴天宝,等城市污水地下回灌深度处理 水回灌应提高对环境风险较髙控制项目的监测频率, 技术中国环境科学,1999,19(3):219-22 以便掌握地下水水质变化,及时化解风险。 [8]成徐洲,吴天宝,陈天柱城市污水地下回灌技术现状与发 参考文献 展门中国给水排水,199,15(6):20-21 ]石秋池国外回收水再生利用水质标准和处理要求印中国云桂春皮运正胡俊浅谈再生污水地下回灌的健康危害 风险给水排水,2004,30(4):7-10 水利,2003,6:26-28 ]聂梅生.美国污水回用技术调研分析卩给水排水 (责任编辑:林跃朝) ssvsssMA990990900950905955459900A 简讯 刘淇调研绿色奥运水系设施建设 2007年7月7日,市委书记刘淇、市长王岐山就理新技术的应用和为奥运公园供水情况。刘淇详细询问 绿色奥运”主题,调研奥运水系设施建设情况。市委常了工艺流程、水质和水量情况,对膜技术的运用非常满 委、秘书长李士祥,副市长牛有成,市政府秘书长黎晓意,高度赞扬污水资源化利用和服务奥运的功能 宏,副秘书长王云峰一同调研。 王岐山讲话说,要落实市第十次党代会精神,紧抓 市领导首先来到奥林匹克森林公园主山,察看奥林奥运契机加强城市环境建设,实现“新北京、新奥运”战 匹克森林公园水系。市水务局局长焦志忠向市领导汇报略构想,落实好“绿色奥运、科技奥运、人文奥运”三大理 了奥运生态水系设计理念和水资源配置情况。奥运湖配念,在水环境治理和绿化美化工作中,要处理好建设与 置了4种水源:清河与北小河再生水厂中水、奥运中心养护的关系,体现节俭办奥运的原则打造“阳光工程”。 区和森林公园雨洪水、地表水和自来水。实现了水的循 刘淇充分肯定了水务工作取得的成效。他指出,在 环利用、雨洪控制与中水回用。雨水利用率达70%。 奥运筹办工作中,要认真落实“绿色奥运、科技奥运、人文 接着,市领导察看了清洋河治理环境整治情况。清奥运”三大理念,整治河湖水系,加强污水治理,扩大再生 洋河是奥运公园的排水河道,同时也是奥运公园水系景水利用,建设水资源循环利用系统。要以科学发展观为统 观的重要组成部分。水体与奥运主湖水系连通,参与水领,实践“新北京新奥运”战略构想,为北京留下宝贵的 循环,奥运公园区域内的雨水全部由雨水管道收集后,财富。当前要弘扬奥运精神努力将“三大理念”转化为推 通过清洋河退入清河。 动北京在奥运会后实现可持续发展的强劲动力,努力建 最后,市领导来到清河再生水厂,察看了该厂膜处设更加繁荣、文明和谐、宜居的首善之区。(王民洲) 26
· 水 环 境 · 北 京 水 务 2007年第 4期 注 ：一．未要求 。 饮 用水标 准 。同 时 ，我 国饮用 水 中有 部分 指标 缺 失 ， 如没有 TOC的标 准等 。因此不推荐作 为 中水 回灌水 质 参考 。 (2)监测要 求偏低 。我 国对地 下水 回灌项 目分 为 基本控 制项 目和选 择控制 项 目。对 基本控 制项 目要 求 每 天监测 。对选择 控制 项 目则 只要求 半年 监测 1次 。 我 国虽 然将有机 污染物 (如农药 )和重金 属列入控 制 项 目，但 只作 为 选 择 控 制项 目 ，监 测 要 求 为 半 年 1 次 ，标 准较低 。这加大 了 回灌 的环境 与健 康风 险 。中 水 回灌应 提 高对环 境 风险较 高控 制项 目的监测 频率 ， 以便 掌握地下水水 质变化 ，及 时化解风险 。 参 考 文 献 [1】石秋池．国外 回收水再生利用水质标 准和处理要求[J]．中国 水利 ，2003，6：26—28． 2O01，127(19】：1-3． [3】何星海 ，马世豪．再生水补充地下水水质指标及控制技术[J]． 环 境科 学 ，2004，25(5)：61—64． [4]郭金 敏 ，田长勋 ，刘 书芳 ．地 下水 回灌 与再利 用叨．资源节 约 与 利 用 ，2O00，2：38—39． 【5】谢娟 ，姜凌 ，李 泉．地下水 人工补给水 质的研 究—— 以西安 市回灌 为例叨．西安工程 学院学报 ，2004，24(4)：67—72． 【6]王新娟 ，谢振 华 ，周训 ，邵 景力 ．北 京西郊 地区大 口井人 工 回灌 的模拟研 究[J]．水 文地质工程 地质 ，2005，l：70—84． [7】仝贵婵 ，蹇兴 超 ，吴天宝 ，等．城市 污水地 下 回灌深 度处 理 技术[J]．中国环境科 学 ，1999，19(3)：219—222． [8】成徐洲 ，吴天宝 ，陈天柱．城市污水地 下回灌技术现状与 发 展【J】．中国给水排水 ，1999，15(6)：20—21． [9]云桂春 ，皮运正 ，胡俊．浅谈再生污水地 下回灌的健康危 害 风险叨．给水排水 ，2004，30(4)：7—10． [21聂梅 生．美国污水 回用技术调研分析 田．给水排水 ， (责任 编辑 ：林 跃朝 ) · 简 讯 · 刘淇调研绿色奥运水系设施建设 2007年 7月 7日，市 委书记刘淇 、市 长王岐 山就 “绿色奥运”主题 ，调研奥运水 系设施 建设情况 。市委 常 委 、秘书 长李 士祥 ，副市 长牛 有成 ，市政 府秘 书 长黎 晓 宏 ，副秘书长王云峰一 同调研 。 市领导首先来到奥 林匹克森林公 园主山 ．察 看奥林 匹克森林公园水系。市水务局局 长焦志 忠向市 领导汇 报 了奥运生态水系设计理 念和水 资源配置情况 。奥运湖配 置 了 4种水 源 ：清河 与北小河再 生水 厂中水 、奥 运 中心 区和森林 公园雨洪水 、地表水 和 自来 水 。实现 了水 的循 环利用 、雨洪控 制与中水 回用 。雨水 利用率 达 70％。 接着 ，市领导察看 了清洋河治理环境整治情况 。清 洋河是奥运公 园的排水河道 ，同时也 是奥运公 园水系景 观的重要组成 部分。水体 与奥运 主湖水系连通 ．参与水 循 环 ，奥运公 园区域 内的雨水全部 由雨水 管道收集后 ． 通过清洋河退人 清河 。 最后 ，市领 导来到清河再 生水 厂 ，察 看 了该 厂膜处 · 26 · 理新技术 的应用 和为奥运公 园供水 情况。刘 淇详细询问 了工艺流程 、水 质和水 量情况 ，对膜技 术 的运 用非 常满 意 ，高度赞扬 污水资 源化利用 和服务奥运的功能 。 王岐山讲话说 ，要 落实市第 十次 党代会精 神 ，紧抓 奥 运契机加强 城市环境建 设 ，实 现“新 北京 、新 奥运 ”战 略构想 ，落实好 “绿 色奥运 、科 技奥运 、人文奥 运”三大理 念 ，在水环境 治理和绿 化美化 工作 中 ，要处理 好建设 与 养护 的关 系 ，体 现节 俭办奥 运的原则 ，打造“阳光工程”。 刘淇充分肯定 了水务 工作取得 的成效 。他指出 ，在 奥运筹办工作 中，要认真落实“绿色奥运 、科技奥运 、人文 奥运”三大理念 ，整治河湖水系 ，加强污水 治理 ，扩大再生 水利用 ，建设水资源循环利用系统。要以科学发展观为统 领 ，实践 “新北京 、新奥运 ”战 略构想 ，为北京 留下 宝贵的 财富。当前要弘扬 奥运精神 ，努力将 “三大理念 ”转化为推 动北京在奥运会后实现可持续发展的强劲动力 ，努力建 设更加繁荣 、文明 、和谐 、宜居的首 善之区。 (王民洲) 维普资讯 http://www.cqvip.com