把握水回用法规体系
解决全球缺水问题需要建立严格监管法规,离不开创新的水回用解决方案。
简述
- 受水资源短缺加剧现状的影响,水回用从小众技术转变成保障用水安全的主流策略。
- 利用先进的水处理技术,确保再生水在各类应用中安全使用,适用于农业灌溉、工业生产,甚至饮用水生产过程。
- 水回用技术面临诸多挑战,包括严格满足水质合规要求,建立公众信任,消除人们对废水处理成本的顾虑。
- 对比间接饮用回用(IPR),直接饮用回用(DPR)的挑战更大,尽管先进的水处理技术能够保障过程安全。
- 地理位置和气候条件千差万别,用水压力各不相同,是世界上不同地区制定水回用政策的决定性因素。
- 废水分析逐渐成为监测疾病传播的重要工具,在COVID-19新冠肺炎大流行期间发挥着重要的识别作用。
- 可持续水资源管理需要多管齐下,采用多样化的方法,利用先进的技术,建立完善法规体系,大力开展教育活动,才能真正做到负责任用水,保障未来用水安全。
水回用法规和应用案例
水质要求
建立公众对水处理的信任,水质法规起着至关重要的作用。针对特定地区和特殊挑战定制指导方针,明确规定不同水体中各类污染物的浓度限值,确保水质符合关联安全标准,满足指定用途需求。公众熟悉传统的淡水处理生产饮用水的方式,但对废水处理生产饮用水就不甚了解。
深度分析
针对特定地区和特殊挑战定制水质法规,明确规定污染物浓度限值,保证始终符合安全标准的要求。
为了保证水质合规,及时响应偏差,需要持续实时监测水质参数。通常,人们会进行大量参数分析,包括:
- 微生物指标,比如粪大肠菌群和其他细菌指标,评估消毒工艺消杀有害病原体的效果。
- 化学污染物,包括重金属、杀虫剂、药剂和工业副产品。
- 感观参数,比如浊度、色度、味道和气味。此类特征并无直接健康风险,但会影响公众认可度,尤其是对水回用技术的接受度。
随着水回用技术的推广普及,法规逐步完善健全,各机构都越来越青睐使用先进的水处理技术,比如微滤、超滤、反渗透、深度氧化、紫外线消毒工艺,彻底去除顽固污染物。各种水处理技术可以灵活组合,取决于原水水质、再生水的预期用途,以及地区监管要求。
世卫组织和国际水协会等国际组织为水回用提供指导建议,帮助制定卓越行动方案。然而,指导建议变为强制指令通常需要国家和地区当局的支持。
不断健全法规体系
在全球水行业范围内,间接饮用回用(IPR)和直接饮用回用(DPR)的关联法规发展最为迅速。间接饮用回用(IPR)首先需要进行废水处理,将处理后的废水注入地表或地下水体等生态缓冲带,随后提取水,进行饮用水处理。而直接饮用回用(DPR)是按照饮用水水质标准进行水处理,处理后的水直接流入市政供水管网。
深度分析
间接饮用回用(IPR)首先需要进行废水处理,将处理后的废水注入生态缓冲带,随后提取水,进行饮用水处理。而直接饮用回用(DPR)是按照饮用水水质标准进行水处理,处理后的水直接流入市政供水管网。
IPR没有生态缓冲带,DPR需要更先进的水处理技术,才能保证处理后的废水达到饮用水水质标准。DPR能够实现高效率水回收,但人们心存顾虑,常常受到公众的强烈抵制。为了解决上述及关联问题,许多国家强制要求使用标准更加严格的多工序水处理系统,比如美国正在加强DPR许可计划。系统利用多项先进的水处理技术,额外采取保障措施,比如使用活性炭过滤去除痕量污染物。
两者相比,IPR是间接水回用方式,在将处理后的废水注入生态缓冲带的过程中,需要人们有意识进行调控。因此,允许自然过滤和生物降解发生,水被提取之前需要再次净化处理,进行水处理,确保符合饮用水标准,最后分配给公众使用。废水变为饮用水的过程中存在生态缓冲带,人们对IPR的接受度较高,但仍需遵守严格的废水排放法规,进行严格的地下水管理。
在干旱或半干旱地区,比如澳大利亚、纳米比亚、卡塔尔、以色列,以及美国西南部部分地区,IPR项目已在水资源管理战略中成功落地实施。这些地区的水循环利用基础设施完善,当地地质结构有利于自然过滤。但IPR的长期维护非常复杂,因此,IPR计划被视为DPR的实施基础。
全球应用案例
地理位置和气候条件的影响远大于IPR和DPR法规的作用,对于制定全球水回用政策至关重要。缺水地区,尤其是长期干旱或淡水资源有限的地区,往往需要采取更加积极的方法进行水回用。
以新加坡为例,它是陆地面积狭小、淡水资源有限的岛国,深陷缺水困境。因此,新加坡率先使用高净化纯度的再生废水,遵循远高于世界上其他地方的饮用水标准。处理后的废水满足安全直饮要求,但大部分都会与地表水混合,确保天然矿物质平衡。
澳大利亚也面临淡水资源有限的严峻挑战,该国建立有全球最先进、最全面的水回用法规。澳大利亚各行政州区都颁布有地区法规,国家水行动倡议是总体框架,推动包括水回用在内的可持续水资源管理。针对具体应用和潜在风险还可以定制法规。比如,农业灌溉的水回用要求就较饮用水回用宽松。
西澳水务公司成功运作了多个IPR项目,首先将严格按照高标准处理后的废水注入地下,随后提取水,进行后续饮用水处理。澳大利亚也意识到DPR的发展潜力,制定有严格的指导方针,辅助DPR的落地实施和推广普及,要求采用先进的水处理技术,进行全面监测,确保饮用水水质。
美国各州的水回用方式大相径庭。加利福尼亚州、亚利桑那州等严重缺水地区干旱频发,人口增长迅速,引领西方世界实施IPR项目,很快将实施DPR项目,而其他地区尚未开始。基于美国环境保护局现有指导方针制定监管框架体系是扩大使用范围的基础。不仅如此,实施方很快就意识到,普及水回用的安全性和可持续性的公众教育对于计划成功落地至关重要。
欧洲各地的地理环境和供水情况也不一样,代表了不同的水回用应用。面对气候变化和农业需求带来的缺水问题,西班牙、意大利等南欧国家正在积极探索和实施水回用技术,特别是农业灌溉项目。在水资源丰富的北方国家,并非一定要改变传统的水资源管理方式。不过,欧盟颁布了《水框架指令》,鼓励采用可持续的水资源管理方法,在整个欧洲大陆推广水回用技术,激发人们的兴趣,吸引投资。
基于废水的流行病学
监管机构重点关注水质监测,旨在保护人类健康和环境安全,近年来也制定了其他监测目标。其中在2020年COVID-19新冠肺炎大流行期间,采集检测废水中的病原体信息成为跟踪病毒传播途径的强大工具。在采用此方法的社区中,人们可以得到早期疫情预警,有助于确定病毒变异。
分析废水水样中的特定病原体,包括病毒、细菌和原生动物,卫生组织的官员可以深入了解疾病的传播情况和严重程度。这种方法被称之为基于废水的流行病学,追踪病原体在社区中的移动轨迹,预测重点感染区域,方便有针对性采取公共卫生干预措施。
通过立法强化可持续发展能力
缺乏水回用通用监管法规既是挑战,也是机遇。世卫组织和国际水协会等国际组织制定卓越行动指南,宣传科学的框架体系,推动水回用和可持续发展,国家和地区政府是项目实施的责任主体。
推进水回用计划,尤其是推行IPR和DPR项目,需要坦诚沟通,普及教育,提高公众接受度。上述工作必须引起公众关注,细致解释水处理过程,强调水回用的环境效益,赢得日趋重要的水资源管理战略的强有力支持。
保证技术发展进步和强大监管框架彼此适应,和谐平衡,才能实现用水安全。有效掌控复杂的新水情,需要全球范围和地区间的通力合作,离不开对水资源可持续发展的集体承诺。