大生活用海水水质标准研究_张雨山

第24卷　第3期海　洋　技　术Vol.24,No.3

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

大生活用海水水质标准研究

张雨山,王　静,成　玉,单　科,姜天翔

(国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所,天津　300192)

摘　要:在水资源日益短缺的今天,海水直接利用技术作为重要的开源技术越来越受到人们的重视。大生活用海水技术是海水直接利用技术的主要组成部分,可代替沿海地区35%左右的生活用水。近年来,随着大生活用海水技术的快速发展,迫切需要建立《大生活用海水水质标准》。论文对大生活用海水的浊度、色度、BOD5、氨氮含量、合成洗涤剂含量、溶解氧含量、大肠菌群数、悬浮性固体等指标进行了研究,提出了我国大生活用海水水质标准建议。

关键词:大生活用海水;冲厕;水质标准

中图分类号:P746　　　文献标识码:B　　　文章编号:1003-2029(2005)03-0124-04　　所谓大生活用海水就是将海水作为城市生活杂用水(主要用于冲厕)。将海水作为大生活用水,可以节约大量的淡水资源,是缓解我国沿海城市淡水资源紧缺局面的有效途径之一,对于我国沿海地区经济和社会的可持续发展具有重要意义。大生活用海水的水质关系到人民群众的生活水平和健康,因此,必须有一定的水质要求。浊度、悬浮性固体含量、溶解性有机物含量要尽可能低;微生物个数要尽可能少;溶解氧含量要尽可能高,以免有异味产生。

除香港地区以外,世界上尚未有其他城市大规模使用海水作为生活用水,因而,大生活用海水的水质也就没有国际标准。本文以我国生活杂用水水质标准为基础,同时参考香港及其他国家和地区的冲厕水水质标准,对我国的大生活用海水水质标准进行了研究。

123456789

浊度(度)溶解性固体(mg/L)悬浮性固体(mg/L)

色度(度)臭pH值BOD5(mg/L)CODCr(mg/L)氨氮(以N计)(mg/L)

1012001030无不快感觉6.5～9.[1**********]501.00.40.1

管网末端水不小于0.2

3

序号

项目

表1　生活杂用水水质标准(CJ25.1-89)

指标(厕所便器冲洗、城市绿化)

1　现行的关于冲厕用水的水质标准

1.1　我国的生活杂用水标准

我国《生活杂用水水质标准》(CJ25.1-89)中规定了冲厕用水的水质标准(见表1)[1]。

2002年,建设部对该标准进行了修订,并上升为国家标准《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920-2002)。其中,对用于冲厕的杂用水水质规定如表2所示[2]。

《污水再生利用工程设计规范》(GB/T50335-2002)中对再生水用于城市冲厕时的水质指标也是根据《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920-2002)制定的。

收稿日期:2004-01-22

基金项目:国家“十五”高新技术863计划科技攻关资助项目

(10总硬度(以CaCO3计)(mg/L)[1**********]6

氯化物(mg/L)阴离子合成洗涤剂(mg/L)

铁(mg/L)锰(mg/L)游离余氯(mg/L)总大肠菌群(个/L)

　第3期　　　　　　　　　　　　　张雨山等:大生活用海水水质标准研究　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　125

表2　城市杂用水水质标准(GB/T18920-2002)序号[**************]13

项目pH值色(度)嗅浊度(NTU)溶解性总固体(mg/L)

BOD5(mg/L)氨氮(mg/L)

阴离子表面活性剂(mg/L)

铁(mg/L)锰(mg/L)溶解氧(mg/L)总余氯(mg/L)总大肠菌群(个/L)

指标(厕所便器冲

洗、城市绿化)6.0～9.0

≤30无不快感≤5≤1500≤10≤10≤1.0≤0.3≤0.1

≥1.0

接触30min后≥1.0,管网末端≥0.2

≤3

1.2　其他国家和地区对再生水用于城市冲厕时的水质规定

在淡水资源紧缺的情况下,许多国家和地区都考虑利用再生水冲厕,并根据其国家和地区的实际情况制定了不同的再生水作为城镇杂用水水质标准。因为再生水与海水同属于非常规水资源,所以其他国家和地区对再生水用于城市冲厕时的水质标准对于大生活用海水水质标准的制定极具参考价值。现将其他国家和地区有代表性的再生水用于城市冲厕时的主要水质指标列于表3。1.3　香港的冲厕海水水质指标

香港的冲厕用海水系统是一个独立的系统,其中包括抽水站、配水库及输水管。冲厕用海水的处理过程,包括以滤隔装置隔除体积大的废物,再在海边的海水抽水站进行加氯,然后才把海水泵送至各配水库,输送给用户[3]。香港水务署为海边抽水站的进水口及海水分配系统中的水质分别制定了标准(见表4)。该标准是根据海水的外观标准、海水抽水站的过滤能力以及洗浴水和污水经处理回用的有关标准而制定的。

表3　其他国家和地区关于再生水用于冲厕时的主要水质指标日本厚生省

1981年再生水标准(冲厕)5.8～8.6

美国环保局1992年准则

6～9

美国华盛顿州1997年标准(冲厕及集中消防)

美国加州2001年紫皮书(立法)(冲厕及建筑消防)

我国台湾省建议标准(冲厕)5.8～8.6≤40

无不快感

月均值≤2最大值≤5月均值≤5最大值≤30BOD≤30BOD5≤10

≤1.0

月均值≤2最大值≤5≤30≤30

日均值≤295%值≤5最大值≤10

序号项目

1234

pH色度(度)

臭浊度(NTU)悬浮物(mg/L)BOD5(mg/L)阴离子表面活性剂(mg/L)溶解氧(mg/L)游离性余氯(mg/L)总大肠菌群(个/100mL)

56

7≤5.0

89

保有溶解氧

≥2.0(化合的)≤10CFU/mL

接触30min≥1.0管网≥0.57日50%不得检出,最大≤14(粪大肠菌群)

需消毒7日50%≤2.2最大值≤23

保有溶解氧接触30min后≥1.030日50%≤2.2最大值≤23

保有余氯≤3个/L(总大肠菌数)

10

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表4　香港海水冲厕水质标准项　目颜色度(度)混浊度(度)气味阈限数氨氮(mg/L)悬浮固体(mg/L)溶解氧(mg/L)BOD5(mg/L)合成洗涤剂(mg/L)

2

冲厕水分配系统的海水水质指标目标值最大值2

2

规定我国大生活用海水的悬浮性固体目标值为10mg/L,L。

允许极限值为20mg/L。

2.2　物理化学指标(包括pH、阴离子表面活性剂、溶解氧、

氨氮)

pH:海水的pH值范围在7.5～8.4之间,处于国内外冲厕水质标准允许的范围内,故本标准中不对该项目进行规定。

阴离子表面活性剂:阴离子表面活性剂会发泡,影响美观。一般认为表面活性剂在0.5mg/L以下基本无泡沫,5.0mg/L以下气泡不明显。香港和台湾的指标中规定阴离子表面活性剂含量≤5mg/L,而我国的杂用水标准和日本的再生水标准均规定为≤1.0mg/L。大生活用海水水质标准对此项的规定以沿用我国杂用水标准为宜,即规定阴离子表面活性剂含量≤1.0mg/L。

溶解氧:水中溶解氧的含量太低时,水会在输送过程中形成厌氧环境,造成厌氧菌增殖,导致水质恶化,产生令人难以忍受的气味。我国杂用水标准控制溶解氧≥1.0mg/L,香

大肠杆菌(个/100mL)

2　大生活用海水水质指标的确定

大生活用海水水质指标主要包括感官性指标(色度、悬浮物、臭、浊度)、物理化学指标(pH、阴离子表面活性剂、溶解氧)、生物化学指标(BOD5)和卫生学指标(总大肠菌群)。2.1　感官性指标(包括色度、悬浮物、臭、浊度)

浊度:浊度是由于水中含有泥砂、粘土、有机物、无机物、浮游生物和微生物等悬浮物质所造成的。我国新的杂用水水质标准规定浊度≤5NTU。香港海水冲厕标准中规定浊度≤10度,最大不超过20度,美国对浊度的要求则比较严格,规定浊度月均值≤2NTU,最大值≤5NTU(见表4)。而日本和我国的台湾省则对冲厕水中浊度没有给出具体限制值。根据我国实际情况,规定我国大生活用海水的浊度目标值≤5NTU,允许极限值为10NTU。

色度:色度虽然无害,但会引起感官的不适。香港海水冲厕标准中规定颜色度≤20,台湾省冲厕水质建议值为40,我国杂用水水质标准规定色度≤30度。参照以上标准和建议,确定大生活用海水色度的目标值≤30度,允许极限值为40度。

臭:无臭无味的水有利于饮用者对水质的信任,然而,由于生活污水或工业废水污染、天然物质分解和细菌的作用,水中常常出现一些产臭的有机物或无机物。目前,只有香港海水冲厕中对气味阈限值作了数值上的规定,其他规范均以“无不快感”作为标准,故大生活用海水水质标准对此项指标的规定也以“无不快感”作为标准。

悬浮物:悬浮物即悬浮性固体,是水体质量的重要参数。我国旧的杂用水水质标准中规定悬浮性固体≤10mg/L,而新版杂用水水质标准未对此项做出规定。香港海水冲厕标准规定/

港海水冲厕标准中规定溶解氧≥2.0mg/L,在实际使用中,该标准值也比较容易达到,故大生活用海水水质标准中该项目按照香港海水冲厕标准进行规定。

氨氮:氨氮值是一项重要的水质指标,水中氨氮含量高,排入湖泊、河流等水体,会造成这些水体富营养化。冲厕水中氨氮含量高,极易产生令人难以忍受的气味。国外将再生水用于冲厕时,对氨氮值一般未作规定,只有美国要求进出水符合各流域二级出水限制值,这是因为发达国家二级污水处理厂一般都具有脱氮功能,其二级出水中,氨氮含量已很低。我国将再生水用于冲厕时,规定氨氮含量≤10mg/L。国内污水处理厂常规二级处理工艺不具备脱氮功能,出水氨氮值一般都超过10mg/L[4],将二级处理出水作为再生水水源时,必须增加脱氮工艺,其出水氨氮值才能达到冲厕用水要求,这也是目前国内再生水利用成本较高的原因之一。香港海水冲厕水质标准规定氨氮含量≤1mg/L。我国近岸海域海水的氨氮含量很低,以青岛近岸海域水质为例,其氨氮值一般在0.006mg/L至0.033mg/L之间,海水养殖区氨氮值较高,在0.076mg/L至2.510mg/L之间。根据我国近岸海域海水水质情况和我国对生活杂用水水质的要求,大生活用海水水质标准限定氨氮含量≤3mg/L,较为适宜,此值不仅比我国将再生水用于冲厕时,对氨氮含量的规定值已低很多,而且从我国近岸海域海水水质情况来看,无需脱氮工艺即能达到要求。

2.3　生物化学指标(BOD5)

BOD5可以间接表示水中有机物的含量,从而反映水体的洁净程度。我国杂用水标准和香港海水冲厕标准都规定BOD5≤10mg/L,大生活用海水水质标准也以此为限定值。2.4　卫生学指标(总大肠菌群)

　第3期　　　　　　　　　　　　　张雨山等:大生活用海水水质标准研究　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　127通过总大肠菌群或粪大肠菌群数来表示。我国杂用水标准中采用的是总大肠菌群数(≤3个/L),香港海水冲厕采用的是大肠杆菌数(

大生活用海水是一项利国利民的开源技术,但其得到推广应用的前提是不应对公众健康和环境产生不利影响,故应对各项水质指标都要有严格的规定。但规定越严,则对预处理工艺的要求也越严格,无疑会增加投资和运行费用。综合以上分析,考虑我国的实际情况,建议我国的大生活用海水参考文献:

[1]　中华人民共和国城镇建设行业标准.《生活杂用水水质标准》(CJ25.1-89).

[2]　中华人民共和国国家标准.《城市污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T18920-2002).[3]　黄仲杰.香港供水技术和管理[J].中国给水排水,1999,15(1):30～32.

[4]　王启山,王嵩,黄国忠.再生水作为城市杂用水的水质指标与准则研究.全国城市污水再生利用经验交流和技术研讨会,2003.

水质标准如表5所示。

表5　大生活用海水水质标准建议

指　　标

项　目

目标值

浊度(度)色度(度)臭

氨氮(以N计)(mg/L)悬浮性固体(mg/L)BOD5(mg/L)合成洗涤剂(mg/L)溶解氧(mg/L)大肠菌群(个/100mL)

≤5≤30无不快感≤3≤10≤10≤1.0≥2.0≤1000

[1**********]允许极限值

1040

Studyonthestandardsofdomesticseawaterquality

ZHANGYu-shan,WANGJing,CHENGYu,SHANKe,JIANGTian-xiang

(TianjinInstituteofSeawaterDesalinationandMulti-purposeUtilization,SOA,Tianjin,300192)

Abstract:Nowadaysmoreandmoreattentionisbeingdrawntoseawaterdirectlyutilizationtechnologywiththeseverelackoffreshwaterresources.Domesticseawatertechnologyisoneofthemostlypartsofseawaterdirectlyutilizationtechnology.Itcansaveabout35%ofdomesticwaterinlittoral.Itisurgenttostipulateforthestandardsofdomesticseawaterqualitybecausethedomesticseawatertechnologyisprogressingrapidlyinrecentyears.Theguidelineofturbidity,color,BOD5,NH3-N,syntheticdetergent,DO,coliformandsuspendedsolidsetcindomesticseawaterisdiscussedinthispaper,andthestandardsofdomesticseawaterqualityarealsoproposed.

Keywords:domesticseawater;toiletflushing;waterqualitystandards