簡介

       回收與再利用水能夠提高運(yùn)營效率、節(jié)約成本，但目前企業(yè)和城市只是偶爾實施水的再利用。氣候變化、城市化加劇、人口增長等因素要求發(fā)展水的再利用技術(shù)、發(fā)掘更多更安全的可用水源。為此，監(jiān)管機(jī)構(gòu)致力于提高批量水處理的可靠性、制定充分的分析標(biāo)準(zhǔn)來確保安全運(yùn)營。有機(jī)物監(jiān)測就是滿足高水質(zhì)要求、保障公眾健康、保證污染物去除的Z優(yōu)處理效率的重要部分。

挑戰(zhàn)

       間接飲水用再利用（IPR，Indirect Potable Reuse）事業(yè)發(fā)展迅猛，各種項目遍布美國和世界各地。但水資源的日益短缺迫使研究和監(jiān)管機(jī)構(gòu)制定直接飲用水再利用（DPR，Direct Potable Reuse）的規(guī)則框架。在回收水時，水處理廠將污水處理和飲用水處理結(jié)合起來，設(shè)置多道安全屏障，以保障公眾健康。這些工作包括：

       ? 降低生物需氧量（BOD） 

       ? 控制養(yǎng)分

       ? 去除病菌/病毒

       ? 確保正確的消毒

       ? 控制味道/氣味

       ? 消除微量有機(jī)污染物

       正確的消毒要求在殺滅活性病菌/病毒和產(chǎn)生致癌消毒副產(chǎn)物（DBP，Disinfection Byproduct）之間取得合理平衡。致癌消毒副產(chǎn)物產(chǎn)生于消毒劑和天然有機(jī)物（NOM，Natural Organic Matter）的反應(yīng)。為了進(jìn)行監(jiān)測和平衡，處理廠必須更好地了解各個回收階段的進(jìn)、出水水質(zhì)和工藝水水質(zhì)。總有機(jī)碳（TOC）分析是確定水質(zhì)的可靠方法。同其它標(biāo)準(zhǔn)（詳見表 1）相比，TOC 測量具有諸多優(yōu)點。TOC 包括 NOM、味道和氣味化合物、微生物和細(xì)菌、微量有機(jī)污染物、有機(jī)工業(yè)廢水等。

表 1：TOC 與其他可替代參數(shù)的比較

解決方案

       TOC 監(jiān)測可以改善污水處理工藝，提高目標(biāo)污染物的去除效率 。 TOC 監(jiān)測的優(yōu)勢在于 ：

       ? 控制污水處理工藝

       ? 根據(jù)實際數(shù)據(jù)作出決策

       ? 維護(hù)系統(tǒng)的整體健康

       ? 使出水水質(zhì)達(dá)到要求

       在設(shè)計水再利用處理系統(tǒng)時，關(guān)鍵在于找出關(guān)鍵控制點（CCP，Critical Control Point）和質(zhì)量控制點

（QCP，Quality Control Point），才能監(jiān)視系統(tǒng)性能、確保工藝水質(zhì)。除了監(jiān)測水源變化和Z終出水水質(zhì)之外，表 2 還列出了得益于有機(jī)物監(jiān)測的水處理工藝應(yīng)用實例。

表 2：有機(jī)物監(jiān)測解決方案

實例

       加州地下水回灌的回收水量（RWC，Recycled Water Contribution）由 TOC 量來決定，加州用TOC 量作為替代參數(shù)，表征未被規(guī)定的有機(jī)污染物的量。美國其他州也將 TOC 標(biāo)準(zhǔn)，作為回灌水法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，如表 3 所列。

表 3：各州的回灌與回收水的 TOC 水平

http://www.reno.gov/home/showdocument?id=30769

       回收水處理廠以 TOC 監(jiān)測為分析手段，用于改進(jìn)工藝控制、滿足補(bǔ)充水規(guī)則、改善處理工藝，如表 4所列。

表 4：回收處理和 TOC 監(jiān)測實例

       BAC-Biological Activated Carbon，生物活性炭過濾；GACGranulated Activated Carbon, 顆粒活性炭；GMF-Granular Media Filtration，顆粒介質(zhì)過濾；MF-Microfiltration，微過濾；O3-Ozone, 臭氧；RO-Reverse Osmosis，反滲透；UF-Ultrafiltration，超濾；UV AOP-Ultraviolet Disinfection 

Advanced Oxidation，紫外線消毒高級氧化

       在為回灌地下水提供可靠的高品質(zhì)再生水方面，以及在防止海水浸入地下水方面，奧蘭治縣水（OCWD）是ling先者。從二級污水到 MF、RO、UV高級氧化，OCWD 的處理工藝生產(chǎn)了滿足或超過再生水標(biāo)準(zhǔn)以及州、聯(lián)邦飲用水標(biāo)準(zhǔn)的高質(zhì)水。OCWD 采用 TOC 分析來測試膜完整性、監(jiān)測去除效率、防止膜污染。對MF、UF、RO進(jìn)行不當(dāng)?shù)念A(yù)處理，都可能導(dǎo)致高昂的能源成本和昂貴的清潔費用，并可能被迫更換膜。了解有關(guān)膜過濾前后的 TOC 濃度，有助于幫助優(yōu)化有機(jī)物去除效率，以及監(jiān)控入廠水質(zhì)的變化。

總結(jié)

       監(jiān)測 TOC，能使操作人員根據(jù)實際數(shù)據(jù)作出實時決策以優(yōu)化工藝，還能使處理廠監(jiān)控整個處理系統(tǒng)的功效，并達(dá)到出水質(zhì)量目標(biāo)。對再生水的日益增長的需求，以及新興的污水處理技術(shù)，推動著直接飲用水再利用（DPR）的架構(gòu)發(fā)展。該架構(gòu)將依賴于TOC 分析等可靠的實時監(jiān)控，以保障公眾健康、確保GX運(yùn)行。