间接饮水用再利用(IPR,Indirect Potable Reuse)事业发展迅猛,各种项目遍布美国和世界各地。但水资源的日益短缺迫使研究和监管机构制定直接饮用水再利用(DPR,Direct Potable Reuse)的规则框架。在回收水时,水处理厂将污水处理和饮用水处理结合起来,设置多道安全屏障,以保障公众健康。这些工作包括:
- 降低生物需氧量(BOD)
- 控制养分
- 去除病菌/病毒
- 确保正确的消毒
- 控制味道/气味
- 消除微量有机污染物
正确的消毒要求在杀灭活性病菌/病毒和产生致癌消毒副产物(DBP,Disinfection Byproduct)之间取得合理平衡。致癌消毒副产物产生于消毒剂和天然有机物(NOM,Natural Organic Matter)的反应。为了进行监测和平衡,处理厂必须更好地了解各个回收阶段的进、出水水质和工艺水水质。总有机碳(TOC)分析是确定水质的可靠方法。同其它标准(详见表1)相比,TOC测量具有诸多优点。TOC包括NOM、味道和气味化合物、微生物和细菌、微量有机污染物、有机工业废水等。
表1:TOC与其他可替代参数的比较
TOC监测可以改善污水处理工艺,提高目标污染物的去除效率。TOC监测的优势在于:
- 控制污水处理工艺
- 根据实际数据作出决策
- 维护系统的整体健康
- 使出水水质达到要求
在设计水再利用处理系统时,关键在于找出关键控制点(CCP,Critical Control Point) 和质量控制点(QCP,Quality Control Point),才能监视系统性能、确保工艺水质。除了监测水源变化和最终出水水质之外,表2还列出了得益于有机物监测的水处理工艺应用实例。
表2:有机物监测解决方案
加州地下水回灌的回收水量(RWC,Recycled Water Contribution)由TOC量来决定,加州用TOC量作为替代参数,表征未被规定的有机污染物的量。美国其他州也将TOC标准,作为回灌水法规标准,如表3所列。
表3:各州的回灌与回收水的TOC 水平
回收水处理厂以TOC监测为分析手段,用于改进工艺控制、满足补充水规则、改善处理工艺,如表4所列。
表4:回收处理和TOC 监测实例
BAC-Biological Activated Carbon,生物活性炭过滤;GAC-Granulated Activated Carbon,颗粒活性炭;GMF-Granular Media Filtration,颗粒介质过滤;MF-Microfiltration,微过滤;O3-Ozone,臭氧;RO-Reverse Osmosis,反渗透;UF-Ultrafiltration,超滤;UV AOP-Ultraviolet Disinfection Advanced Oxidation,紫外线消毒高级氧化
在为回灌地下水提供可靠的高品质再生水方面,以及在防止海水浸入地下水方面,奥兰治县水区(OCWD)是领先者。从二级污水到MF、RO、UV高级氧化,OCWD的处理工艺生产了满足或超过再生水标准以及州、联邦饮用水标准的高质水。OCWD采用TOC分析来测试膜完整性、监测去除效率、防止膜污染。对MF、UF、RO进行不当的预处理,都可能导致高昂的能源成本和昂贵的清洁费用,并可能被迫更换膜。了解有关膜过滤前后的TOC浓度,有助于帮助优化有机物去除效率,以及监控入厂水质的变化。
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来源于:Sievers分析仪(威立雅)
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