2023年水再生与城市水再用设计指南.docx

水再生与城市水再用设计指南 水再生与城市水再用设计指南 1.0 引言 城市水再用这个词一般用于再生水灌溉公众可能进入的场所并从中获得收益的情况，如高尔夫球场、居民区和商业区景观环境、公园、田径场和公路隔离带等。再生水还可用于消防、美观用水（景观蓄水和喷泉）、工业用水及一些农业灌溉用水。再生水是城市污水或城市污水与工业废水混合后经过处理到达严格的出水标准的水，从而可用于非限制性公众进入地区。由于大多数设计使用再生水的地区是公众可进入地区，所以保护公众健康就成为人们关心的主要问题。尽管利用再生水是一件有益的事情，但并不能保证再生水就能提供全部需要或想要的用水。 到达本指南要求的经过高级处理的再生水就是有价值的水源。污水经过处理到达城市水再用标准后，就可以代替饮用水进行农业灌溉（种子作物）、居民区和商业区景观灌溉、扬尘控制等等。再生水系统是公用系统的一个完整局部，可为饮用水事业和污水事业带来好处。佐治亚州环保局（EPD）鼓励利用再生水替代饮用水用于上述用途。 EPD通过其许可证方案，允许许可证持有者为指定用户提供再生水。在向指定用户提供再生水之前，许可证持有者必须向EPD提交书面通知，并向社会发出公告。该许可证方案要求指定用户与许可证持有者签订书面用户协议。任何污水处理系统的所有者如果方案向指定用户提供再生水，就要负责保证将合格的再生水按规定的地点和时间输送到指定用户或再生水储存池。为此许可证持有者必须建立与再生水利用有关的合理的政策、规定、决议、条例或书面协议，以保证再生水到达这些要求。 由于各个再生水处理系统互不相同，所以建议尽早与EPD联系，以确定所必须符合的要求。有关设计开发报告（DDR）、环境资料文件（EID）以及许可要求的特定资料都应在工程工程的早期予以阐述。 2.0 定义 1) 农业灌溉：指人类不直接食用的作物的灌溉。 2) 客户：指定的用户或本指南的目标用户。 3) 指定用户或用户：与许可证持有者签订的合同，再生水获益性利用的任何地点或设施。用户也可定义为与许可证持有者签订了书面用户协议，向其提供再生水的客户。此外，指定用户也可以是为其他客户提供再生水效劳的承办商。 4) 环保局或EPD：指佐治亚州自然资源部环境保护局。 5) 许可证持有者：指获得许可证的再生水处理系统所有者。 6) 供水点：将再生水输送到指定用户或再生水储存池的位点。 7) 降雨事件：任何能使依据本指南11.2节设计的储存池水位升高不超过6英寸的降水。 8) 再生水：处理后到达城市水再用标准，满足本指南中规定的处理要求，并在再用地区使用或输送到指定用户再用的处理水。 9) 再生水处理系统：指环保局批准的用于城市水再用的处理系统。 10) 不合格水：指浊度高于3 NTU未能到达标准的处理水。 11) 再用：指再生水作为替代水源，用于灌溉公众可进入的地区并从中获得收益的用水。这些地区包括高尔夫球场、居民区和商业区景观环境、公园、田径场、公路隔离带以及景观蓄水池。 12) 再用地区：指任一指定用户的灌溉地区。 13) 再生水储存池：指设计用于储藏指定容量再生水的人造蓄水池。根据本指南的目标，储存池也指建造在地面上、地面、地下或局部埋于地下的储水池。 14) 径流：指再生水足量用于再用地区，在灌溉期间或灌溉后短期内以地表流动的形式离开灌溉区的再生水。 15) 州法案：指佐治亚州水质控制法案（佐治亚官方标准，见第12款第5章第2节）。 16) 暴雨事件：指降水量超过该地理位置1年重现期24小时降雨的所有降雨事件。 17) 城市水再用：与再用含义相同。 3.0 污水处理 方案进行城市水再用时，建立该系统前必须考虑两个主要问题。第一是当灌溉用水的客户（高尔夫球场、商人、房主等）不能在不危害“遮盖作物〞的情况下消耗额外的水时，再生水放置地点的问题。这种状况一般发生在雨季。由于污水仍将继续进入处理设施，必须采纳以下方案中之一或以上： l 能建立充足的储存能力，以便在恢复灌溉前能够调节流量；可在现场或在客户所在地进行。 l 不会危害“遮盖作物〞的额外可灌溉预备用地，包括高尔夫球场、非常崎岖的地区和树木繁茂地区。 l 流量的全部或一局部得到国家污染物排放消除系统（NPDES）的排放许可。 第二个必须考虑的问题是灌溉后再生水中的某些成分（如盐类）对遮盖作物的可能影响。对特定用户，如高尔夫球场、苗圃等，可能要对出水中的化学成进行详细评估，从而确定用于城市灌溉的再生水中是否可以含有这些成分。附录A是有关这一问题的资料。 3.1 总论 二级处理出水再经过化学絮凝、过滤和消毒工艺处理后，能有效的去除病原微生物。因此预先处理至少要使再生处理水到达40 CFR 133.102中定义的二级处理标准（BOD5 30 mg/L，SS 30 mg/L），然后再经过絮凝、过滤和消毒处理，或者经过节3.1.1中定义的等同处理。消毒前再生水的浊度不应高于3 NTU。超过3 NTU的水不能输送到再生水储存池或指定用户，而应作为废弃水输送到特定地点、NPDES的排放点、废弃塘或用于其他适宜的用途。 3.1.1 等同处理 其他处理方法如物理-化学处理后再加膜过滤等，可能可以到达等同的处理效果。根据替代技术得来的处理方法的效果如果得到环保局的认可就可以实施。如果要采取其他处理方法，建议先与EPD联系，尽量减少由于说明该方法具有相同的处理效果，而推迟方案的实施。 3.2 处理设施 3.2.1 过程控制 ·浊度≤ 3 NTU 3.2.2 处理标准 ·生化需氧量（BOD5）≤5 mg/L ·总悬浮固体（TSS）≤5 mg/L ·粪便大肠菌数 ≤ 23个/100mL（月几何均值）， ≤ 100个/100mL（任意水样） ·pH值 6 - 9标准单位 ·浊度 ≤ 3 NTU ·管网末端残留消毒剂可测（强烈建议） 4.0 监测要求 消毒前应连续监测过滤出水的浊度。浊度不应超过3 NTU，否那么应自动排放掉。监测工作包括浊度仪和其他在线分析仪器的常规校准在内。 TSS和BOD应每周取样监测，如果环保局认为必要并发布通知就要增加取样次数。 粪便大肠菌的取样和监测应每天进行，如果环保局认为必要并发布通知就要增加次数。再生水中粪便大肠菌的月几何均值不应超过23个/100mL，该值由每个报告期内完成的所有有效检测的结果计算而得。如果单个水样的粪便大肠菌超过100个/100mL，就要调查原因并采取有效措施防止再次发生。采用多种消毒方法的系统可以不必每日监测。 应每日监测pH值，如果环保局认为必要并发布通知就要增加次数。 可测消毒剂残留量的监测包括余氯的测定，或者检测、校准并记录紫外线（UV）的输出和传送。 再用系统一般不要求监测地下水和地表水。但环保局可以根据具体情况在许可方案中要求监测地下水。 除非在许可方案中说明，所有取样和分析都应符合40 CFR 136的要求。涉及人工操作时必须加强常规的仪器检查和校准。 5.0 系统要求和可靠性 可靠性是一个要素或一个系统成功实现其预定功能的能力，它对维持任何高质量操作的连续运转至关重要。这里推荐采用多个处理工艺单元。设计中还必须考虑别离和超越这些处理单元的能力。系统必须能够在最大处理单元不运行的情况下处理顶峰流量。系统还必须具有备用部件，这样才能维修，也才能使系统在最多不超过三日内重新投入运行，或者为系统提供紧急储藏。在处理设施中应保持重要备件的库存。对于没有替代处置方案的设施，关键处理单元要有多个系列。除了提供多个处理单元外，对于流量变化大的系统，需要具备流量均衡能力。选择何种可靠性方法由EPD根据具体情况而定，如，独立土地处理系统（LAS）布洒，额外的废弃水储存等。 5.1 生物氧化 所有再用设施都应采用生物氧化工艺（或其它等同工艺），已降低生化需氧量物质。推荐采用多个氧化池。同时还需要备用曝气设备，以便在最大单元不运行时能够满足曝气量需求。所有曝气设备必须能够易于检修。 5.2 澄清 需要多个单元。处理单元的设计必须保证在最大单元不运行的情况下负荷率（固体负荷、水力负荷和堰负荷）仍然在可接受的变化范围内（各种土木/环境教材、实践手册等中有相应的实例）。作为澄清的替代方法，一些其他处理方法（如膜技术）的效果如果能得到环保局的认可就可以采纳。 5.3 絮凝 参加化学絮凝剂一般可以提高病原菌的去除效果。除非有厂商资料、中试数据或其他合理说明可以不必设置化学药剂投加系统，否那么均应提供投加化学絮凝剂的系统，化学絮凝剂包括助凝剂、石灰、高分子电解质等。如果系统启动后不投加化学药剂就能到达3 NTU的要求，化学投加系统可以停止运行。但化学药剂投加系统必须每月至少运行（练习）两次，以保证需要时整个加药系统能够投入运行。 5.4 过滤 过滤是生产再生水的污水处理厂的重要组成局部。过滤处理可以在消毒之前去除固体物质和浊度，从而能提高消毒效果，使病原微生物失活或去除。过滤还可以作为去除原生动物病原体（似隐孢子虫Cryptosporidium、贾第鞭毛虫Giardia及其他）的主要屏障。 必须采取过滤措施以控制浊度。最大（顶峰）过滤速率不应超过制造商提供的性能数据。负荷率应以制造商的资料、中试实验数据和处理单元的实际运行记录为依据来确定。 5.5 浊度 滤池混合出水在通过自动切换阀门之前应通过浊度仪测定浊度。自动切换阀门应能够自动将处理后达不到3 NTU要求的处理水转向废弃塘、NPDES的许可排放处、废弃LAS等处，而不是送入再用水储水设施。一旦开始转换排放，必须持续到能到达3 NTU的标准，由员工以人工方式切换阀门。 5.6 消毒 需要采取消毒措施以保证粪便大肠菌小于23个/100mL（几何均值），任何水样不超过100个/100mL。如果粪便大肠菌检测结果超过100个/100mL，必须调查原因并采取运行/维护安排中制定的适当措施，防止以后再次发生。必须为消毒系统可能出现的任何局部的任何失效制定相应的自动切换措施。所有消毒系统必须包括连续消毒的规定。需要考虑的工程包括： ·自动切换的投加系统 ·备用消毒措施 ·每组设置备用反响器或设置备用反响器组（串联） ·不间断电源 建议所有消毒系统在管网末端的残留消毒剂可测。设计时应考虑采用多点消毒（在储水池前后，长距离输送管线之前，配水系统的关键点等），或者制定能使处理水流到许可的替代地点的措施。 5.7电力供应 必须提供充足的电源以防再生水处理系统出现运行中断。可选择的方案有： ·现场配备发电机作为备用电源 ·不间断电源 ·不同分电站的独立供电线路 应设置电源切换装置以启用备用电源。在备用电源运行期间，与主电源的连接应切断。 5.8 报警 应设置报警装置，为以下事件发出报警信号： ·正常供电中断 ·泵送系统故障 ·消毒系统故障 ·浊度≥3 NTU 必须建立自动测量记录传导系统，以便立即向操作人员告示报警信号。 6.0 运行要求 许可证持有者应始终全过程控制全部再生水，直到再生水输送到指定用户的位点。许可证持有者应制定一个预处理方案或一个可强制执行的污水管使用条例/协议，其中规定要监测全部主要工业用户。对于私有性质的开发，作为污水管使用条例的替代方式，需要签订书面污水管协议。许可证持有者应实施公众教育方案，该方案在向用户供应再生水之前得到环保局同意。使用再用系统的所有人员都应得到许可证持有者的授权，并符合许可证、书面用户协议、条例以及已有的公众教育方案。 水厂的主管员工必须是一级的。再生水系统的运行需要由二级及以上操作员工现场操作，每周7天每天8小时工作。如果操作人员能远程监测，并能立即接收报警信号，那么可根据具体情况减少二级及以上操作员现场操作的工作时间。 在输送再生水到任意指定用户之前，运行操作手册必须经EPD审核和批准。 7.0 储水 再生水在输送到指定用户或储存池前必须到达要求的浊度标准。如果由于任何原因没有到达浊度标准，就必须将处理水废弃排放掉。如果灌溉作为出水处置排放的唯一方法，对各种再用设施都应设储存废弃水的离线系统