通过可靠的有机物监测来实现饮用水再利用
简介
回收与再利用水能够提高运营效率、节约成本，但目前企业和城市只是偶尔实施水的再利用。气候变化、城市化加剧、人口增长等因素要求发展水的再利用技术、发掘更多更安全的可用水源。为此，监管机构致力于提高批量水处理的可靠性、制定充分的分析标准来确保安全运营。有机物监测就是满足高水质要求、保障公众健康、保证污染物去除的较优处理效率的重要部分。
挑战
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
解决方案
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
实例
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）是专业者。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。
总结
监测toc，能使操作人员根据实际数据作出实时决策以优化工艺，还能使处理厂监控整个处理系统的功效，并达到出水质量目标。对再生水的日益增长的需求，以及新兴的污水处理技术，推动着直接饮用水再利用（dpr）的架构发展。该架构将依赖于toc分析等可靠的实时监控，以保障公众健康、确保高效运行。
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挑战
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：
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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。
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实例
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。
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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
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总结
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