簡(jiǎn)介：在干燥或半干燥地區(qū)，諸如大面積城市聚集區(qū)或密集型農(nóng)村地區(qū)非常需要水，回收利用民用、城市或工業(yè)污水是一種可行的方法。在一些國(guó)家的綠地灌溉、各種農(nóng)作物的生產(chǎn)及工業(yè)用途等方面的實(shí)踐證明對(duì)水進(jìn)行回收再利用是解決水量減少的一種可行、可靠和經(jīng)濟(jì)的方法。必須仔細(xì)調(diào)查這些較傳統(tǒng)的污水回收方法的長(zhǎng)期效果和可持續(xù)性，如了解農(nóng)村土壤中鹽份的增加。 美國(guó)西南各州和以色列有一些范圍小、目的性強(qiáng)的補(bǔ)充地下水的例子，這些項(xiàng)目已實(shí)施了二十五至四十年，人們收集了大量的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)。利用處理過(guò)的城市污水補(bǔ)充地下水被視為是一種有計(jì)劃的"間接再利用飲用水"的可行辦法，盡管經(jīng)過(guò)回收的地下水不會(huì)經(jīng)過(guò)蒸餾變?yōu)槊裼盟沁@種地下水卻可用于其它一些對(duì)水質(zhì)量要求高的情況，如用于無(wú)限制的農(nóng)村灌溉。現(xiàn)在只在納米比亞溫河克的一個(gè)現(xiàn)代高級(jí)污水處理廠可以完成“直接及有計(jì)劃回收飲用水”。此工廠流程包括8個(gè)步驟，自1969年以來(lái)和另外一種技術(shù)同時(shí)使用。這是個(gè)特例，可能不會(huì)被視為一種其它國(guó)家也可以采用的范例。

關(guān)鍵字：水回收 民用污水 地下水補(bǔ)充

1. 簡(jiǎn)介

在干燥或半干燥地區(qū)，諸如大面積城市聚集區(qū)或密集型農(nóng)村地區(qū)非常需要水，回收利用民用、城市或工業(yè)污水是一種可行的方法。在一些國(guó)家的綠地灌溉、各種農(nóng)作物的生產(chǎn)及工業(yè)用途等方面的實(shí)踐證明對(duì)水進(jìn)行回收再利用是解決水量減少的一種可行、可靠和經(jīng)濟(jì)的方法。必須仔細(xì)調(diào)查這些較傳統(tǒng)的污水回收方法的長(zhǎng)期效果和可持續(xù)性，如了解農(nóng)村土壤中鹽份的增加。 美國(guó)西南各州和以色列有一些范圍小、目的性強(qiáng)的補(bǔ)充地下水的例子，這些項(xiàng)目已實(shí)施了二十五至四十年，人們收集了大量的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)。利用處理過(guò)的城市污水補(bǔ)充地下水被視為是一種有計(jì)劃的"間接再利用飲用水"的可行辦法，盡管經(jīng)過(guò)回收的地下水不會(huì)經(jīng)過(guò)蒸餾變?yōu)槊裼盟�，但是這種地下水卻可用于其它一些對(duì)水質(zhì)量要求高的情況，如用于無(wú)限制的農(nóng)村灌溉。現(xiàn)在只在納米比亞溫河克的一個(gè)現(xiàn)代高級(jí)污水處理廠可以完成“直接及有計(jì)劃回收飲用水”。此工廠流程包括8個(gè)步驟，自1969年以來(lái)和另外一種技術(shù)同時(shí)使用。這是個(gè)特例，可能不會(huì)被視為一種其它國(guó)家也可以采用的范例。

同時(shí)也需注意到由于處理過(guò)或未經(jīng)處理的污水排放到地面水中及保存時(shí)間短的下游水的抽取等原因，進(jìn)行“無(wú)計(jì)劃、無(wú)目的直接污水回收法”可能會(huì)在全球得到采用。然而人們卻不明污水的來(lái)源。分析這些系統(tǒng)，我們可以得出一些對(duì)計(jì)劃性回收利用間接飲用水有價(jià)值的結(jié)論。“間接飲用水的回收利用”指表面儲(chǔ)存經(jīng)過(guò)處理的污水（湖中或水庫(kù)中的水）或通過(guò)補(bǔ)充儲(chǔ)存地下水。這兩種方式都是本文集中調(diào)查和討論的主題。

1.1 地下水的利用和超采

干燥地區(qū)的一個(gè)共同問(wèn)題是盡管抽取量非常高，卻沒(méi)有充足的天然地下水進(jìn)行補(bǔ)充。幾個(gè)國(guó)家的地下水位已經(jīng)下降了十米至好幾百多米。實(shí)際上地下水是在被"開(kāi)采"。這些不可逆轉(zhuǎn)的變化是顯而易見(jiàn)的，或者說(shuō)未來(lái)將會(huì)發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的變化。鹽水可能會(huì)流入沿海蓄水層，更深層的含鹽蓄水層可能會(huì)堆積起來(lái)，使得這種重要的資源不可以得到重新使用。在某些地區(qū)如加州的歐蘭哲縣甚至在歐洲地區(qū)，急需改變這些后果。

1.2　地下水污染

由于農(nóng)業(yè)、工業(yè)和一般的城市活動(dòng)，上部的蓄水層面臨受到相當(dāng)大的污染的危害。五十多年前就已經(jīng)發(fā)生了蓄水層受到污染的情況。我們必須認(rèn)識(shí)到大部分"初期的地下水"面臨的質(zhì)量問(wèn)題比較嚴(yán)峻，它們可能已經(jīng)不適合無(wú)限制地飲用，或者必須經(jīng)過(guò)特殊、高級(jí)的處理方可飲用。此種有計(jì)劃地運(yùn)用適當(dāng)質(zhì)量的水資源來(lái)補(bǔ)充地表水的方法可以有效改善這種局面，特別是在離城市較近些的地區(qū)。

1.3　現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)

世界上某些地區(qū)采用多多少少經(jīng)過(guò)處理的城市污水來(lái)補(bǔ)充地下水的歷史已經(jīng)有好幾十年，盡管還沒(méi)有達(dá)到上百年。許多大城市如柏林、鳳凰城，有很多將未經(jīng)處理的污水包括工業(yè)廢物進(jìn)行再利用的范例，現(xiàn)在大家認(rèn)識(shí)到城市（和民用）污水至少需要生物凈化過(guò)程。同時(shí)人們?cè)缫颜J(rèn)識(shí)到通過(guò)物理-化學(xué)特別是生物的機(jī)制，地下（包括滲流區(qū)和滲透的蓄水層）具有驚人的凈化效果。凈化的前提和效率可能有所不同，但是最驚人的優(yōu)勢(shì)在于蓄水層保持水份時(shí)間較長(zhǎng)，延伸的距離較長(zhǎng)。水份保持時(shí)間從幾個(gè)月到幾年內(nèi)，盡管還沒(méi)有達(dá)到幾十年。

在設(shè)計(jì)良好的系統(tǒng)內(nèi)的微生物和化學(xué)水質(zhì)中可以看到凈化效果是非�？煽康�。儲(chǔ)備和處理地下水的一個(gè)主要優(yōu)勢(shì)就是從前污水來(lái)源不明，這種"身份的喪失"有利于公眾接受這種再利用的方法。

依據(jù)無(wú)數(shù)無(wú)計(jì)劃和有計(jì)劃的回收利用水資源方面的經(jīng)驗(yàn)，在儲(chǔ)存和補(bǔ)充地下水的過(guò)程中得出的整體結(jié)論就是需基本包括自然凈化效果。無(wú)此凈化效果，則需要進(jìn)行技術(shù)處理，此費(fèi)用將會(huì)很高。 2. 反對(duì)將污水再利用成為補(bǔ)充的地下水的論據(jù)。

2．支持將污水再利用補(bǔ)充地下水的論據(jù)

2.1　污水是一種資源

在干燥地區(qū)或無(wú)規(guī)律降雨和河流的地區(qū)，城市污水是一種可靠的水資源。這要求具備一個(gè)可靠的供水的系統(tǒng)、污水收集系統(tǒng)和一個(gè)適當(dāng)高效的污水處理廠（如去除生物碳和氮）。必須具備上述這些基本設(shè)施，而且必須具備其它防范措施（見(jiàn)后文）。此水量幾乎要與飲用水的要求相適應(yīng)。由于灌溉、冷卻等原因引起的損失可能導(dǎo)致水量有所不同。然而通過(guò)綜合下水道系統(tǒng)中的表面流量可以得以平衡。另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是因?yàn)槌鞘兄袑?duì)水要求較高的地區(qū)附近隨處可得污水。事實(shí)上，由于運(yùn)輸費(fèi)用高，對(duì)季節(jié)的要求較苛刻，城市地區(qū)的污水回收后再利用到農(nóng)業(yè)上的方法可能并不經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

2 .2城市污水的質(zhì)量問(wèn)題

對(duì)于收集后的城市污水，人們有許多疑慮，人們擔(dān)心這些污水中含有家庭、工業(yè)、排泄和其它來(lái)源排放的各種污染物。盡管經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)的機(jī)械和生物處理，這些污染物并沒(méi)有完全被去除。

主要污染物有：

● 病原菌

● 病毒

● 寄生蟲(chóng)

● 持久有機(jī)污染物（POPs）

● 溶解鹽（TDS）

● 營(yíng)養(yǎng)物（N, P）

在計(jì)劃和實(shí)施再利用/補(bǔ)充系統(tǒng)的過(guò)程中，必須認(rèn)真對(duì)待這些問(wèn)題。但是首先應(yīng)該以一種綜合的態(tài)度來(lái)看待這些不同的污染物。 必須盡可能地將來(lái)源明確的污染物與民用污水份開(kāi)。比如：含鹽污水的工業(yè)排放或高負(fù)荷不可降解的有機(jī)污染物（殘留的生物污水處理）的排放。很難避免或分離那些來(lái)源（擴(kuò)散性來(lái)源）不明確的污染物。因此，整體系統(tǒng)必須考慮所有的這些問(wèn)題。

所有微生物污染物都來(lái)源于人體排泄物，在對(duì)將死的微生物中滲透性高和保留時(shí)間充分的滲透蓄水層進(jìn)行地下水補(bǔ)充的過(guò)程中，這些人體排泄物可以得到非常有效地清除。在巖溶或巖石蓄水層中，這種自我凈化功能并不可靠。在補(bǔ)充較好的情況下，無(wú)需在補(bǔ)充前對(duì)污水進(jìn)行消毒，然而在使用其它回收方法時(shí)卻要求進(jìn)行有效的消毒。 家用水將提高溶解鹽的含量（50至300mg/l TDS之間），這將會(huì)損害隨后的飲用和非飲用水的使用。建議分析家庭中鹽的來(lái)源，如通過(guò)水份軟化劑的離子交換（入口點(diǎn)處理），及思考其它方法。

營(yíng)養(yǎng)物（氮和磷）通常濃度比較高，在進(jìn)行水份補(bǔ)充之前，需要采取防范措施。特別是去除后生物氮需要達(dá)到回收后的地下水中（如今后用于飲用）的氨氣和氮化物的標(biāo)準(zhǔn)。去除磷似乎目前還不是一個(gè)主要的問(wèn)題。地下水可以去除磷，在飲用水中，不需要考慮磷的問(wèn)題。

水資源補(bǔ)充再利用中，質(zhì)量控制的核心任務(wù)與持久的有機(jī)污染物（POP）有關(guān)。POP可以長(zhǎng)期儲(chǔ)存在蓄水層中。也有一些天然有機(jī)物（NOM）來(lái)源于飲用水及生物處理后的產(chǎn)品（污水有機(jī)物EfOM）。然而，NOM 和EfOM的化學(xué)成分幾乎或完全相似，它們不會(huì)直接對(duì)身體有害。但是在氯化過(guò)程中將生成鹵化物（包括三鹵甲烷）。

POP危害人體健康的擔(dān)憂與污染飲用水大體相似，其中我們都可以發(fā)現(xiàn)許多達(dá)到最高限度的污染物（MCL）。我們需要知道更好的POP的指導(dǎo)值。這些背景知識(shí)會(huì)有些幫助。

2.3 需要高級(jí)處理和高費(fèi)用

應(yīng)該將含有分開(kāi)后的工業(yè)排放物（那些人們擔(dān)心的）以及去除生物氮后的城市二級(jí)污水視為一種可行的補(bǔ)充地下水的資源。不同地點(diǎn)的質(zhì)量可能有所不同，補(bǔ)充前要求采用高級(jí)的處理方法。而且在設(shè)計(jì)和選擇高級(jí)處理過(guò)程時(shí)，考慮回收后的地下水的限價(jià)是非常重要的。 當(dāng)前全球全面補(bǔ)充工程的范例表明高級(jí)處理污水的方法有許多，從無(wú)第三級(jí)處理、過(guò)濾、消毒到用于有機(jī)物和鹽控制的活性碳的氧化和膜處理等。無(wú)疑它們都可以去除所有的溶解化合物，但是費(fèi)用卻很高。一些技術(shù)解決方法忽略了土壤和蓄水層（土壤-蓄水層處理，SAT）的自我凈化能力。這種忽視的態(tài)度是不對(duì)的，將帶來(lái)高昂的代價(jià)。

在已受到控制的蓄水層系統(tǒng)、天然地下水稀釋度較低或當(dāng)?shù)氐牡叵滤呀?jīng)受到污染的情況下，后期處理補(bǔ)充水是一種有用的解決辦法（聯(lián)合處理）。 總之，這種附加然而必要的處理過(guò)程是多種因素造成的（見(jiàn)上文），費(fèi)用必須與其它資源管理如進(jìn)口新鮮水的費(fèi)用相聯(lián)系和協(xié)調(diào)。

2.4 回收后的地下水的質(zhì)量

補(bǔ)充的地下水質(zhì)要求與蓄水層是用于飲用或非飲用有關(guān)。飲用或非飲用這兩種用途在一些國(guó)家如美國(guó)和以色列都存在，因此需要認(rèn)真準(zhǔn)備。一旦選擇蓄水層將用于非飲用水，就不可改變。如果想改為用于飲用水，要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間才能重新達(dá)到飲用水的質(zhì)量要求。許多國(guó)家將地下水視為"唯一資源"，它們將水份散抽取、幾乎未經(jīng)任何處理就供應(yīng)水。

鑒于地下水經(jīng)人工回收可得到重新利用，"唯一資源是蓄水層"這一概念要求對(duì)水進(jìn)行高級(jí)處理，如采用膜處理法，而非依賴天然達(dá)到凈化效果。發(fā)展中國(guó)家可能承擔(dān)不起這些費(fèi)用。依據(jù)歐洲處理天然地下水的經(jīng)驗(yàn)，如堤岸滲透法和將污染后地表水進(jìn)行處理來(lái)達(dá)到人工補(bǔ)充的效果，因而我們建議采納這種較實(shí)用的方法，考慮到現(xiàn)有的農(nóng)村和城市地區(qū)的蓄水層質(zhì)量不同及回收水的具體要求不同，策略可包括：

●勿將主要工業(yè)廢水排入污水系統(tǒng)（鹽和持久有機(jī)物）

●利用成本低見(jiàn)效快的過(guò)程去除持久有機(jī)污染物（如活性碳），預(yù)先處理二級(jí)污水。

●認(rèn)真管理地下水，回收利用補(bǔ)充和稀釋后的水，從而使之保持幾個(gè)月的時(shí)間。

●依據(jù)成功的經(jīng)驗(yàn)、合理的評(píng)估和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)，制定這些系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。

2.5 補(bǔ)充地下水的具體實(shí)施原則

無(wú)論水質(zhì)如何，水文地質(zhì)的狀況對(duì)于成功地補(bǔ)充地下水具有決定性的作用。根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)狀況，如缺乏滲透性，缺乏適醣的蓄水層的容積，蓄水層的使用權(quán)，土地的可用性，使用水的權(quán)利等等，補(bǔ)充地下水的方法可能未必可行。然而已經(jīng)證明在許多情況下，人工補(bǔ)充是可行的方法，特別是對(duì)水進(jìn)行長(zhǎng)期的管理。

關(guān)于技術(shù)解決辦法，下面是補(bǔ)充水的幾項(xiàng)原則：

●對(duì)于沙地或沙礫盆地的表面可進(jìn)行表面清潔和粘附層的再生。這些系統(tǒng)類似古典的沙漏，需要一個(gè)較大的表面積。它們可以處理含有懸浮顆粒和可生物降解的物質(zhì)等水質(zhì)較低的情況。

●對(duì)于滲透性較差的表層土壤，可利用補(bǔ)充水的溝渠或豎井。設(shè)計(jì)這些系統(tǒng)時(shí)可考慮用于清潔，因此需要不大的空間和一般的水質(zhì)。

● 直接注水井適合較深的蓄水層和承壓蓄水層。這些井對(duì)鹽份堆積和井再生非常敏感，因此要求水質(zhì)必須相當(dāng)好，必須是多年的水井或可以延長(zhǎng)再生周期（無(wú)懸浮物，可生物降解的物質(zhì)含量低）。

總之，建議設(shè)計(jì)和建造完整的補(bǔ)充系統(tǒng)之前，必須監(jiān)測(cè)地下水位和水質(zhì)，建造模型并全面調(diào)查水文地質(zhì)情況。

3. 結(jié)論

無(wú)論回收并儲(chǔ)存后的地下水是用于飲用或非飲用，將處理過(guò)的城市和民用污水進(jìn)行人工補(bǔ)充地下水是一種常用的回收水的方法。設(shè)計(jì)和實(shí)施時(shí)需要全面的調(diào)查污水質(zhì)量、計(jì)算前期處理的成本-效果、采用適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充方法、了解土壤蓄水層系統(tǒng)的凈化效果和流入抽取井的情況等等。特別是在城市地區(qū)，這種回收方法可以為民用、工業(yè)和農(nóng)業(yè)用途提供更多的水。然而應(yīng)該記住此種"水的回收"永遠(yuǎn)不會(huì)是一個(gè)封閉的、可以避免溶解鹽或其它持久化合物增加的周期。

4. 參考書(shū)目

下面列出最近以水的回收利用為題的手冊(cè)和重要的報(bào)告。

美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)（1998）：關(guān)于飲用水的再利用--利用回收水提高水供應(yīng)的可行性。國(guó)家學(xué)院出版社，華盛頓。　　Asano, T著：污水的回收和再利用（1998）水質(zhì)管理圖書(shū)館---第十冊(cè)，Technomic，蘭卡絲特/巴塞爾。

Rowe, D.R.: Abdel-Magid, L.M著：污水回收和再利用手冊(cè)（1995），CRC-Lewis出版社，波卡來(lái)頓。

Fox, Peter 等著：深入研究可持續(xù)性水回收的土壤蓄水層處理的方法（2001）。亞力桑那大學(xué)可持續(xù)性水供應(yīng)自然中心。美國(guó)亞力桑那州。

奧蘭多（1998）和圣安東尼（2000）AWWAWEF回收水的會(huì)議紀(jì)要。

2000年IWA世界水會(huì)議紀(jì)要（巴黎）。跟蹤調(diào)查水的回收再利用情況。

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