第四节 欧洲国家再生水利用

一、英国

英国利用经处理回用的污水维持河水流量(和生态系统),并抽取河水用于饮用水源和其他用途。这种做法在英格兰南部和东部的主要河流区域特别流行,包括泰晤士河。例如,在1994年的东英格兰的水资源规划中,国家河流管理局(现环境局的前身)确认污水回用于补给谢尔梅河和在埃塞克斯郡的汉宁菲尔德水库的重要性,由此欧洲第一个污水间接饮用水回用工程在1997年实施。这个项目的水质被严格监测,包括病毒和激素的监测,有关部门还就用再生水补给的河流生态系统对环境和公众健康的影响进行大量研究。该项目开发历经两个阶段。第一阶段用临时系统通过紫外线消毒对兰福德厂的出水进行预处理,然后排入泰晤士河畔的汉宁菲尔德水库,水库容积2700万m3,覆盖354hm2,原水存储时间为214天。从水库抽水进入汉宁菲尔德处理厂经过高级处理可用于饮用。在1997年至1998年该处水库污水排放许可申请为30000万m3/d。此中期/长期计划在2000年被批准,2002年初,新的三级污水处理厂投入运行。再生水排入谢尔梅河并在河流下游4000米处被抽取到兰福德处理厂处理后,直接用于饮用水供应。

也有一些直接的再生水回用的例子,主要用于灌溉高尔夫球场、公园、道路路边以及为商业、洗车、冷却、养鱼和工业(例如发电厂冷却)提供用水。例如名为“水智慧”的项目开始于1999年1月,循环使用毕哲房屋(公司名)的水。500户家庭的污水用常规方法处理,其中70%的水排放到河流中,其余30%经过三级处理被重新分配给130间连接到一个双重管道的家庭作为回用水。

二、法国

法国人均年可用水资源量为3047m3,可认为是自给自足。然而,不均匀的水资源分布和全国水需求增加,导致在该国部分地区存在季节性缺水。自19世纪以来,法国一直实行非饮用再生水回用。最古老的项目是阿谢尔再生水厂(巴黎附近)和兰斯水厂。法国中水回用的驱动力是:(1)弥补水资源的不足;(2)改善公共卫生;(3)保护环境;(4)消除沿大西洋海岸娱乐和贝类养殖区的污染。该国多数中水回用项目集中在南部的岛屿和沿海地区。

众多无计划再生水间接饮用回用(Non-Planning Indirect Potable Water Reuse)在法国实践,地表水和污水稀释后用于饮用水源供应。一个例子是巴黎地区的奥伯格维尔,25%的废水经处理后补给塞纳河的含水层。1999年实施的克莱蒙费朗工程是一个巨大的农业回用工程,用来应对水资源短缺和经济发展问题。污水处理设施包括活性污泥工艺和熟化池消毒。每天有超过10000万m3的再生水被用来灌溉750hm2的玉米地。欧洲污水再生利用纳入统一水管理的第一个案例出现在努瓦尔穆捷岛。由于缺乏水资源,暑假期间旅游人口增加10倍以及密集的农业活动要求该岛必须实施中水回用。岛上有两个污水处理厂处理废水,总处理能力为6100m3/d。处理后的污水有30%用于灌溉500hm2蔬菜,未来计划将100%的污水全部回用。

法国的监管框架基于1989年世界卫生组织的导则制定,但其规定更为严格,其中有额外关于灌溉管理、时间、距离和其他措施的要求,以防止人类身体接触引起的健康风险和对环境的负面影响(即潜在的地下水污染)。法国新的中水回用指南对不受限灌溉引进了一些新的微生物指标(即沙门氏菌、猪带绦虫卵)以及更严格的操作限制。

三、希腊

希腊水资源失衡严重,降雨时空分布不均,这些先天不利条件促使其将再生水利用整合到水资源管理中。目前,希腊83%以上的再生水用于水失衡地区,这表明,中水回用在某种程度上要满足这些领域实际的用水需求。推动希腊使用再生水的另一个重要因素是输送成本较低,希腊88%的废水处理厂位于距离耕地不到5公里的地方。超过15个污水处理厂计划将其污水回用于农业灌溉,主要的中水回用项目见表1—9。此外,无计划回用仍然在某些地区实践着,废水间歇性排入河流,下渗后被农民通过邻井泵出。

表1-9 希腊主要中水回用项目

四、意大利

由于周期性的干旱,意大利南部存在水资源短缺问题,且缺乏优质水。此外,废水排放到河流或海洋导致重大环境问题和水体富营养化,对灌溉用水的需求在许多方面呈现稳步增加。因此,意大利自20世纪初就已经回用未经处理的污水。其中最古老的著名的案例是Marcite,工业废水和城市污水排入Vettabia河,然后农民从河中取水用于灌溉。然而,由于水质较差,越来越少的农民采纳这种做法,高浓度的硼会损坏非常敏感的作物,如柑橘。

水资源缺乏和工农业消费需求的不断增长,促使意大利的再生水研究转向非传统水供应。再生水开始被认为是一种具有成本竞争力的水源,在水资源管理中发挥着越来越重要的作用。调查估计意大利水处理厂的年总处理污水流量是24亿m3,主要的中大型厂处理了约60%城市污水量,可以生产既符合水质要求且成本合理的再生水。目前,再生水主要用于农业灌溉,灌溉面积超过4000hm2。其中最大的一个回用项目的实施在艾米利亚—罗马涅大区,每天来自郎世宁、切塞纳、切塞纳蒂科、切尔维亚和加泰奥的超过1250m3的城镇污水经处理后用于灌溉超过400hm2的农田。

在西西里岛,不受控制的污水回用是很常见的,一些新的再生水系统已计划使用季节性存储水库。在格米克里,每天大约有1500m3的再生水用于柑橘果园灌溉。最近,另外两个再生水项目已经在巴勒莫和杰拉得到授权和资助,再生水将用于数千公顷的农业灌溉。另有工业再生水回用工程是设在都灵污水处理厂中,处理能力50万m3/d,需进行脱氮除磷。约8%的出水经过三级处理,过滤,加氯消毒,然后回用于农业和工业。

五、比利时

比利时是欧盟可用水资源量最少的国家之一。污水回用量虽然不多,但再生水对工业越来越有吸引力,如电厂和食品加工厂。高耗水的其他行业、位于地下水位下降地区的产业或夏季用水需求大的产业也正在越来越多地转向利用再生水。在环境敏感地区削减污水排放量是该国开发再生水回用项目的另一个原因。目前已投产的一个间接饮用水回用工程,已被证明是一个符合经济效益和有利于环境的解决方案。该系统不仅提供了额外的水,而且还提供了一个防止海水入侵的屏障。在Wulpen污水处理厂,每年高达2.5亿m3的城市污水通过微滤和反渗透处理,在含水层中保存1~2个月,然后回用。另一种方案是日均回用10000~24000m3的废水补给海斯特的含水层,然而,由于低水力传导性,水无法通过土壤下渗,唯一的替代选择是直接再利用。最终,项目团队决定使用地表水作为原水水源。第三个可能的中水回用项目仍在研究中。它涉及瓦勒海姆污水处理厂约8000万m3/d的出水直接再利用于周边纺织行业。技术可行性研究已经表明,通过砂滤、微滤和反渗透的组合工艺,该再生水可达到行业所需的水质标准。