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摘要：地下水超采会引起地下水位下降, 并可能引起地面沉降、苦咸水入侵等地质灾害。北京是国际上少有的大规模开采地下水资源的大城市, 地下水超采严重。如何利用再生水实施地下回灌, 减少污水排放、增加水资源储量, 缓解水资源短缺、避免地质灾害, 成为当务之急。对国外实施再生水回灌的经验进行分析, 希望能得到对北京实施再生水回灌的启示。

 

关键词：再生水 回灌 地下水

 

中图分类号tv213.9 文献标识码b 文章编号1673 - 4637( 2006) 05 - 0004 - 04

 

自工业化以来, 污水排放逐渐增多, 很多国家普遍面临水资源短缺和排污量增加同时并存的矛盾, 如何减少环境污染、增加污水回用、增加水资源储量成为很多国家研究的课题。

 

1 国外再生水回灌现状

 

在欧洲利用天然渗漏河床进行污水回灌已有100 多年历史, 即便是人工回灌也有半个世纪的时间。美国、以色列、德国、荷兰、奥地利、日本等国在再生水回灌方面开展了大量工作, 取得了丰富的经验。

 

1.1 美国

 

美国再生水回灌始于半个世纪以前, 经过了几十年的发展, 取得了很大进步。1992 年, 美国国家环保局提出了污水非饮用回用的建议性指南, 包括了对地下水回灌的水质和处理工艺要求。但由于美国是联邦体制, 国家和各州的水质标准、管理制度和措施也不完全相同, 实施进度也不同。相对于其他州来说, 加利福尼亚州再生水回灌工作开展得较早, 比较有代表性。

 

加利福尼亚州从20 世纪70 年代起即开始了地下水回灌, 早期主要在加州南部与中部海岸地区利用污水沿着透水河床进行回灌。60 年代开始, 在圣何塞河、惠蒂尔谷地、奥林奇县陆续实施污水回灌。

 

截至目前, 加州共有200 多个污水回用厂, 每年回用水量约3.3 亿m3, 其中约14%被回灌到地下, 到1995 年回灌比例已增加为27%, 再生水回灌地下将成为污水回用的主要方向之一。

 

为了阻止海水入侵, 1965 美国修建了21 世纪水厂。21 世纪水厂位于加州橘县( orange) 水管理区,命名为21 世纪水厂, 其意味着处理技术具有21 世纪水平。1972 年兴建有关工程, 设计能力5.7 万m3 / d,1976 年投入运行。工程将再生水与深层蓄水层井水按2︰1比例混合, 通过23 座多套管井81 个分散回灌点将再生水注入4 个蓄水层, 注水井位于距太平洋约5.6 km 的地方, 完全控制了海水入侵的势头, 处理流程见图1。

洛杉矶县于1973 — 1978 年, 先后兴建了维梯尔- 那罗斯再生水厂、圣乔斯再生水厂和帕摩那再生水厂, 并将这3 个厂的再生水人工回灌至蓄水层, 年回灌量达0.62 亿m3。

 

为了规范再生水回灌, 加州在1978 年就提出了地下水回灌的标准草案, 它包括了水质标准、处理工艺要求、操作要求、处理可靠性要求等。制订该标准草案的主要目的在于控制有机物进入作为饮用水源的地下含水层, 并认为回灌地下水的水质不必达到饮用水水质标准, 应认识到回灌水在地下停留对水质的改善。该标准建议的处理要求是将污水处理厂的二级出水经过滤、去除有机物、消毒和活性炭床吸附(接触时间不应少于30 min) 处理, 在重新抽取出来以前, 必须在地下停留6 个月以上, 这是为了保证进一步杀灭和去除肠道病菌。地下水位以上的包气带至少应有3m厚。

 

抽水点离回灌点的水平距离至少为150 m。当抽取的水中回灌水超过20%时, 要求在抽水点toc < 1 mg / l;而在回灌点, 要求toc < 3.0 mg / l, cod< 5 mg / l,no-3 < 45 mg / l, tn< 10 mg / l。在回灌之前, 水中的大肠杆菌数最好降低到2.2 个/ 100 ml 以下。要求每天检测cod 和toc, 每季检测的项目包括苯和四氯化碳等。

 

该草案不断修订, 1993 年修订后一直沿用至今,其要求是针对每项地下水回灌工程的具体情况, 都要求保证从接收回灌水的含水层抽取的水符合饮用水标准, 而且对采用注入井回灌的回灌水toc 要求比经地表渗滤回灌入含水层的严格, 因为已经证明后者能使有机物在地下非饱和区和饱和区发生进一步的降解。

 

要求回用水的tn 浓度低于10 mg/ l。除非能证明