經(jīng)適當(dāng)程度消毒后的二級(jí)出水（100-1000個(gè)糞性大腸菌群/100mL）廣泛適用于各種用途，包括限制接觸性回用（如某些灌溉方式和非接觸性景觀用水）、環(huán)境修復(fù)和許多工業(yè)應(yīng)用。有些形式的環(huán)境修復(fù)要求去除營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，提高消毒水平�；赜盟�用作工業(yè)冷卻水時(shí)，需去除硬度、氨和溶解性固體。當(dāng)用作給水補(bǔ)充之前要求有一系列的處理過(guò)程，要取決于原有供水對(duì)回用水的稀釋程度和是否形成處理而定，例如回用水流經(jīng)土壤后匯入原水源即可認(rèn)為是行成處理工序。目前，許多回用水工程正在運(yùn)用膜處理技術(shù)生產(chǎn)回用水。其中一種為采用二級(jí)出水作為原水，經(jīng)過(guò)微濾（予處理）、反滲透、有時(shí)加上紫外線消毒。微濾膜和超濾膜也可并入生物處理工藝，取代傳統(tǒng)的二沉池。

1.簡(jiǎn)介

目前存在許多水的再生和回用方法并在實(shí)踐中正常運(yùn)作（美國(guó)EPA，1992），每一種使用方式都有不同的水質(zhì)要求，因此也要求不同的處理水平。表1總結(jié)了常用的回用水使用方式和所要求的相應(yīng)的處理水平，從最高水平到最低水平處理都有所涉及。本文將論述不同的使用方式和相應(yīng)的處理方法，還將討論一些新出現(xiàn)的處理技術(shù)。

2.非食用型作物和深加工型食用作物的農(nóng)業(yè)回用水

回用水可以灌溉人類并不直接消費(fèi)的各種作物，如灌溉那些動(dòng)物食用的作物（苜蓿、青草、高粱、玉米、大豆等各種飼料作物）和需要深加工才可食用的作物（如小麥、也許還有大米）。關(guān)系公共健康和環(huán)境的首要問(wèn)題是這種回用方式是否會(huì)將有毒物質(zhì)和致病菌帶到我們的食物供應(yīng)中來(lái)。主要有兩種機(jī)制來(lái)控制有毒物質(zhì)，其中包括不允許工業(yè)廢水（很大可能含有毒物質(zhì)）排入要回用的污水收集系統(tǒng)和污水處理系統(tǒng)中。為避免工業(yè)污水，我們可以從工廠稀少的服務(wù)區(qū)收集污水或要求工廠首先去除廢水中有毒物質(zhì)，然后再排入市政排水管。廢水中有毒物質(zhì)的去除方法有許多種。在一些實(shí)際應(yīng)用中，基本的二級(jí)處理就可予以足夠的保護(hù)。事實(shí)上，初級(jí)處理可能已經(jīng)足夠了，而二級(jí)處理則對(duì)有毒物質(zhì)又加了一道關(guān)卡。二級(jí)處理中允許回用水貯存起來(lái)以滿足不同季節(jié)變化的農(nóng)灌需水量。致病菌的傳播是通過(guò)防止一般公眾與污水直接接觸以及適度的殺菌消毒來(lái)解決的。

用于農(nóng)業(yè)性回用的水可通過(guò)許多種處理方法，包括初級(jí)處理、二級(jí)（生物）處理和傳統(tǒng)的消毒工藝。生物塘處理系統(tǒng)廣泛用于可生物降解有機(jī)物的穩(wěn)定化，因此當(dāng)回用水季節(jié)性貯存時(shí)不產(chǎn)生過(guò)多令人厭惡的問(wèn)題（氣味、病菌等），同時(shí)，生物塘還有自然的消毒作用。污水處理系統(tǒng)，包括一個(gè)厭氧或好氧塘，進(jìn)行污水的基本處理，然后是兼性塘，對(duì)污水進(jìn)行更深一步的處理和消毒，同時(shí)還可用作季節(jié)性貯水。已經(jīng)預(yù)處理和消毒的再生水則可根據(jù)作物的需水量進(jìn)行農(nóng)灌使用。這樣的一個(gè)系統(tǒng)允許回用市政污水中的水和其的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，但要控制有毒物質(zhì)的量，并進(jìn)行消毒處理。從水管理的整體和長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)看，水回用灌溉農(nóng)作物時(shí)，土壤的進(jìn)一步處理去除了污染物，減少了環(huán)境中污染物質(zhì)的排放量，因此也減少了污染物質(zhì)向地表水和地下水的排放量。而凈用水量卻下降了，因?yàn)橄惹坝米鬓r(nóng)業(yè)的水現(xiàn)在可以轉(zhuǎn)向城市供水或以地表水或地下水的方式保留在環(huán)境中。

3.環(huán)境修復(fù)

環(huán)境修復(fù)指污水處理后以合格的水質(zhì)向環(huán)境排放以保持水環(huán)境的流量，維持環(huán)境的功能。所要求的處理則根據(jù)修復(fù)環(huán)境對(duì)污染物的同化容量而定。一般至少要求傳統(tǒng)的二級(jí)（生物）處理和一定程度的消毒。有些環(huán)境修復(fù)則要求更高級(jí)的處理方式，如去除營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等。一些傳統(tǒng)的處理系統(tǒng)可用于這些情況。而目前新興的一種處理工藝是二級(jí)處理（傳統(tǒng)二級(jí)處理或生物塘二級(jí)處理）后加濕地處理。濕地不僅提供處理（提高了水質(zhì)），也改善了環(huán)境�？梢詫�濕地設(shè)計(jì)成野生生物棲息地或者設(shè)計(jì)成市區(qū)開(kāi)放性的綠地。

PalmBeach縣屬于潮濕的亞熱帶氣候。而恰恰相反，TresRios濕地位于阿利桑那州Phoenix城附近，屬于沙漠地區(qū)。但TresRios濕地處理系統(tǒng)和Wakodhatchee濕地處理系統(tǒng)有許多相似之處，如圖3所示，他們都有淺水水生植物生長(zhǎng)區(qū)、深水區(qū)和棲息島。綠色濕地對(duì)于Phoenix城的沙漠景觀是一個(gè)很受歡迎的補(bǔ)充，同時(shí)也改善了水質(zhì)，為野生生物提供了棲息地。

4.限制接觸性回用

限制接觸性回用包括城市水回用，這種回用方式應(yīng)控制公眾接觸回用水以保護(hù)公眾健康。對(duì)于農(nóng)業(yè)性回用，主要風(fēng)險(xiǎn)的是這類回用可能將有毒物質(zhì)引入環(huán)境中和傳播疾病，有毒物質(zhì)可以采用降低回用水中有毒物濃度來(lái)控制，可采用多種方法，如控制排放源和污水處理。而疾病傳播的控制則可采用一定的消毒措施，同時(shí)防止公眾直接接觸回用水。恰當(dāng)?shù)南拗平佑|性回用還包括灌溉和景觀水面。

限制接觸性回用一般至少采用二級(jí)處理，衛(wèi)生指標(biāo)為100-1000個(gè)糞性大腸菌群/100mL。二級(jí)處理可以控制原水（工業(yè)廢水或生活污水）中有毒物質(zhì)的量，也能減少水回用時(shí)配水系統(tǒng)中的麻煩問(wèn)題。不完全消毒的回用水僅能保證系統(tǒng)操作者偶爾接觸回用水時(shí)的安全，因操作者能采取常規(guī)的、適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。然而不能保證普通公眾廣泛接觸回用水時(shí)的安全。為保護(hù)公眾的安全，不允許他們與回用水經(jīng)常接觸。例如，使用回用水澆灌時(shí)，將澆灌時(shí)間限制在公眾不在現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)候，或者采用公眾與回用水隔絕的灌溉方式（滴灌）。又例如，當(dāng)回用水用于限制公眾與之接觸的景觀水面時(shí)，不允許在湖中釣魚(yú)和（或）游泳。

5.非限制接觸性回用

非限制接觸性回用水是經(jīng)過(guò)更高級(jí)的處理工藝產(chǎn)生的，公眾與之接觸（并非消耗）是安全的。盡管一個(gè)地區(qū)與另一個(gè)地區(qū)之間具體要求有變化，但加利福尼亞州在其“22條”中所確定的條款提供了一個(gè)一致的解決方案，已被廣泛接受。這些要求進(jìn)行高度的消毒，明顯地減少再生水中致病菌的存在機(jī)會(huì)。其基本的處理工藝為生物處理，用來(lái)減少可生物降解的有機(jī)物濃度和總懸浮固體（TSS）.

6.工業(yè)性回用

不同的工業(yè)性回用方式要求不同的回用水質(zhì)。一般需要二級(jí)處理和適度消毒以盡量減少回用水中的污染物質(zhì)，保護(hù)工廠工人的健康。回用水作為工廠冷卻水應(yīng)用較為廣泛。它要求去除水中的會(huì)引起冷卻裝置結(jié)垢的硬度，還要求去除會(huì)引起裝置腐蝕和生物污垢的氨。圖4列出了這類回用水的處理工藝流程。二級(jí)出水（一般來(lái)自現(xiàn)有的污水處理廠）需經(jīng)過(guò)石灰軟水裝置和粒狀介質(zhì)過(guò)濾。如果作為回用水原水的二級(jí)出水未進(jìn)行硝化處理，硝化需合并入過(guò)濾工序中進(jìn)行。目前新興的一種應(yīng)用于工業(yè)性回用的處理方法是使用膜裝置進(jìn)行脫鹽處理。

特別是采用微濾或超濾預(yù)處理的二級(jí)出水再接反滲透的工藝流程在這一領(lǐng)域的應(yīng)用日益增多，這種工藝流程的進(jìn)一步的討論將和補(bǔ)充給水的工藝流程結(jié)合在一起進(jìn)行。

然后是過(guò)濾以減少顆粒物質(zhì)的濃度，最后為消毒。顆粒物質(zhì)的去除可以從幾個(gè)方面幫助消毒的進(jìn)行。首先，一些較大的致病菌，如賈第鞭毛蟲(chóng)（Giardia）和隱性芽孢蟲(chóng)（cryptosporidia）等，可以通過(guò)過(guò)濾直接去除；其次，顆粒物質(zhì)的去除使得下面的消毒處理更為有效，這是因?yàn)榻?jīng)過(guò)生物處理和過(guò)濾后，水中殘留的致病菌是呈游離狀態(tài)的，當(dāng)然更容易在消毒工序中被殺死。氯消毒和紫外線（UV）消毒都是常用的方法。為了使回用水達(dá)到非限制接觸性應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)，表2總結(jié)了一些處理要求。

7.補(bǔ)充給水和新興技術(shù)

補(bǔ)充給水就是故意將回用水加入飲用水供應(yīng)的回用方式�；赜盟�可以引入供給飲用水的地表水（如水庫(kù)）或地下水源。和工業(yè)性回用的處理方法一樣，這種回用方式也可采用許多種處理方法。其所需要的處理程度則根據(jù)回用水和天然水體的混合程度以及在被提取用作公共給水供應(yīng)之前的處理能力而定。

如果通過(guò)地表漫流方式注入地下水的回用水所占比例相當(dāng)小，則僅需要經(jīng)過(guò)二級(jí)處理和適度消毒。土壤的滲濾作用可將回用水中大量的有機(jī)物和致病菌去除，然后再與地下水混合。這種情況下要考慮的主要的問(wèn)題是可能引入氮，而氮可以在土壤中轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。天然地下水和回用水混合后在取水井抽取之前流經(jīng)地下蓄水層時(shí)也會(huì)進(jìn)行一些處理。

自然環(huán)境所提供的處理程度越低，和回用水混合的天然水比例越小，回用水所需要的處理程度就越高，就需要更高級(jí)別的處理方法去除有機(jī)物和致病菌。圖5列出UpperOccoquan污水管理部門（UOSA）使用的傳統(tǒng)處理工藝。UOSA廠從服務(wù)區(qū)域收集包括生活污水、商業(yè)污水和達(dá)標(biāo)排放的工業(yè)廢水在內(nèi)的原污水，處理后出水接近飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，排放至Occoquan水庫(kù)，這是美國(guó)弗吉尼亞州東北部的主要飲用水源。處理工藝為傳統(tǒng)的初級(jí)處理和帶硝化的二級(jí)處理、石灰再碳酸化處理、過(guò)濾、粒狀活性炭吸附，最后進(jìn)行消毒處理。在pH﹥11的情況下石灰澄清處理起到消毒、去除高分子有機(jī)物、阻攔重金屬的作用。粒狀活性炭更進(jìn)一步地去除溶解性有機(jī)物，尤其是上道工藝的生物處理中無(wú)法去除的非生物降解性有機(jī)物。加氯消毒為最后一個(gè)環(huán)節(jié)。

UOSA設(shè)施從1978年便開(kāi)始運(yùn)行，已經(jīng)顯示了滿足常規(guī)的具體排放標(biāo)準(zhǔn)和保護(hù)公眾健康的能力。其目前的能力為130，000m3/d，正在擴(kuò)建為210，000m3/d。進(jìn)入Occoquan水庫(kù)的水中回用水（UOSA廠出水）占的比例為雨季時(shí)不到10%，旱季時(shí)超過(guò)90%。

目前新興的一種處理流程為二級(jí)處理后接微濾（MF）、反滲透（RO）和紫外線消毒（UV）（AWWA，1996）。MF可很大范圍地去除顆粒物質(zhì)，放在RO處理工藝的前面是十分必要的。RO廣泛去除有機(jī)物和無(wú)機(jī)物，這兩級(jí)順序的膜處理工藝也起到了廣泛的消毒作用。UV消毒則是公眾免受致病菌侵襲的又一道保護(hù)屏障。如上所述，MF后接RO工藝也成為生產(chǎn)各種工業(yè)用水的新興技術(shù)。另一新興的處理技術(shù)為膜生物反應(yīng)器，以置于反應(yīng)器外部或浸沒(méi)在反應(yīng)器內(nèi)部的生物膜取代傳統(tǒng)的二沉池（Gunder，2001;Stephenson，etal.，2000）。膜上留有必要的生物量，用于處理污水，也能去除顆粒物質(zhì)，所以出水的顆粒物質(zhì)含量很低。生產(chǎn)的出水可用于許多回用目的，或經(jīng)活性炭吸附、RO和UV消毒可用于非直飲水的回用。

8.總結(jié)與結(jié)論

總之，不同回用方式所要求的水質(zhì)同相應(yīng)的處理技術(shù)之間的關(guān)系已經(jīng)列出，如表1所示。大范圍的水質(zhì)及其相應(yīng)的生產(chǎn)回用水所用的處理方法取決于不同的回用目標(biāo)�；�本的二級(jí)處理，或更低程度的處理對(duì)農(nóng)業(yè)性回用來(lái)說(shuō)就足夠了。這種農(nóng)業(yè)性回用，一般不允許公眾接觸回用水，而且所澆灌的作物是人類不直接食用的和（或）需要深加工的作物。由于生物塘處理工藝可以使進(jìn)入的污水中可生物降解有機(jī)物穩(wěn)定化，具有消毒的作用，生物塘還可將季節(jié)性貯水與處理系統(tǒng)結(jié)合，使供水量和農(nóng)灌需水量更為吻合，因而常被采用。在所有情況下都應(yīng)控制來(lái)自工業(yè)廢水中的有毒物質(zhì)量，不允許工業(yè)廢水排入要進(jìn)行回用的污水集水系統(tǒng)中和（或）要求工廠去除廢水中有毒物質(zhì)后再排入集水系統(tǒng)。

二級(jí)出水經(jīng)過(guò)適度消毒（100-1000個(gè)糞性大腸菌群/100mL）后適合于許多用途，包括限制接觸性回用（如某些方式的灌溉和非接觸性景觀水體）、某些方式的環(huán)境修復(fù)和許多工業(yè)性回用。一些環(huán)境修復(fù)要求去除營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，加強(qiáng)消毒，當(dāng)用作工業(yè)冷卻水則要求先去除硬度、氨和溶解性固體。用作給水補(bǔ)充時(shí)，可有許多種需要的處理方法，取決于回用水和現(xiàn)有給水源的稀釋程度以及是否進(jìn)行了處理，如流經(jīng)土壤時(shí)進(jìn)行的處理。膜處理系統(tǒng)正在回用水應(yīng)用領(lǐng)域興起。其中一種新興的膜處理工藝流程為二級(jí)出水作為原水，由微濾（予處理）、反滲透、有時(shí)加紫外線消毒工藝組成。微濾膜和超濾膜也可并入生物處理工藝取代傳統(tǒng)的二沉池。