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水再利用:直接和间接饮用水再利用技术的基本指南
近年来，气候变化的影响意味着气温上升，水位下降。干旱和热浪迫使政府和供水商对我们的用水进行限制。然而，最近在水回用技术的发展为增加水供应的机会打开了大门。
图片来源:美国环保署
通过对水回用技术的应用和投资，全球各地的社区都有可能让他们的水走得更远。用于农业、卫生甚至饮用水的水回用(回收废水)并不是一个新概念。爱游戏首页
虽然技术已经发展和改进，但公众对水再利用的意见仍在追赶。以下文章旨在概述水的再利用过程——包括直接和间接的饮用水再利用——以及相关技术和指南。
什么是水再利用?
简单地说，水再利用是通过去除任何污染物来处理废水的过程，然后再将其添加回水源或直接发送给消耗。爱游戏首页传统的市政供水系统从湖泊或河流中取水，经过处理后达到饮用水标准，然后才释放给公众使用。
水的再利用有很多好处，特别是在小社区，它在干旱期间显著增加了社区的供水。虽然几乎所有的水最终都会以某种形式被重复利用，但有两种工艺是专门设计用于回收废水，然后用于饮用水的;爱游戏首页直接饮用水再利用(DPR)和间接饮用水再利用(IPR)。
直接饮用重复使用
图片来源:AWRA
直接饮用水回用是将处理过的废水直接添加到市政供水系统中，无需任何环境缓冲，从而产生纯净水的过程。爱游戏首页使用DPR流程有很多好处:
具有成本效益的- DPR系统通常出现在饮用水和废水处理厂或附近，因此，水只需要泵送很短的距离。爱游戏首页两者之间的距离很近，这意味着与知识产权方法相比，市政当局的成本要低得多。
澳大利亚技术科学与工程学院(ATSE)进行了一项研究研究比较DPR和IPR系统的设置和运行成本。研究发现，一个假设的DPR系统将花费6.16亿美元，而一个知识产权系统则需要12.87亿美元。运行成本也大大降低，与知识产权系统的7200万美元相比，DPR的运行费用为每年5300万美元。
减少碳足迹- DPR系统只需要能量就能抽水很短的距离，这意味着与抽水更远的距离相比，产生的二氧化碳排放量要少得多。
水安全-短的距离也提高了水的安全性。由于DPR系统的性质，它们不太可能受到外部因素的影响。同样，由于水的流动距离很短，DPR系统在地震和洪水中不太可能受损。
DPR系统也有缺点——一些系统可能需要水质检查，加上人工和规划时间所涉及的额外安装成本。迄今为止，世界上只有少数几个城市建立了DPR系统。
此外，还应考虑到公众的认知和知识的缺乏，因为在当地社区的水系统中实施DPR系统的总体理念，如果执行不力，可能会导致公众的抵制和误解。
间接饮用重用
图片来源:AWRA
这一过程是通过将处理过的废水释放到水下或地表水水库，目的是将其用于以后的饮用水供爱游戏首页应。然后，这些水被回收和处理以达到饮用水标准。使用知识产权制度有许多好处:
环境净化-知识产权的本质是将处理过的废水添加到环境系统中，如湖泊、河流或含水层。爱游戏首页当处理过的废水被添加到更大的水爱游戏首页体中时，它会被稀释以去除任何剩余的污染物。
一个已知的方法——知识产权并不是什么新鲜事物，已经在全球成功推广。在使用知识产权制度的社区中，没有报告因该制度而产生的不良健康影响，因此该制度很受欢迎。公众支持——根据ATSE进行的研究，知识产权制度近年来赢得了公众的青睐，因为与DPR制度相比，越来越多的消费者接受了知识产权制度的想法。
就像DPR系统一样，知识产权系统也有其缺点。它们不仅比DPR系统更昂贵，而且还必须将水从更远的地方泵到水处理厂，从而产生额外的成本。正如ATSE报告中提到的那样，知识产权制度在资源效率方面受到了批评，因为它们有效地将相同的水处理了两次。
尽管知识产权制度确实比DPR制度获得了更大的公众支持，但它仍然没有百分之百地赢得公众的心。公众舆论和对水再利用问题的认识是这一进程目前面临的主要障碍之一。
水回用技术
有许多因素会对水再利用技术的选择产生影响。美国国家科学院出版社的报告发现，决定技术选择的关键因素包括:水回用的应用、再生水的质量目标、水源水的特性、兼容性、工艺灵活性、运行和维护、能源和化学品要求、人员配备要求、残留处理方案和环境约束。
以下是流行的水回用技术，由水世界:
图片来源:苏伊士
膜生物反应器-该技术将生物、二级和三级污水处理结合在一起，可以将废水处理到饮用水标准。爱游戏首页它还代表了一种使废水回用的既定方法。爱游戏首页
图片来源:MyEarthWater&Sky
超滤-用于饮用水处理，超滤系统设计用于二级废水处理过程的下游，不需要进一步的生物处理，但目标是高质量的水。爱游戏首页该系统的优点之一是它的占地面积小，几乎可以放置在任何地方。
图片来源:ESP Water Products
反渗透(RO)在废水经过预处理后，使用反渗透系统去除任何可能氧化膜的有机物、固爱游戏首页体和金属。预处理过的水被送到RO进行脱盐，用于饮用水，水的回用，或作为系统的一部分来生产超纯水。这种技术被选择用于间接和直接的饮用水回用应用，因为它提供了一个很好的细菌和病原体的屏障，并可以去除农药。
图片来源:Alfaa UV
消毒技术(UV /臭氧/高级氧化)-这些技术被用作水回用应用的最后一步，以去除任何剩余的有机物。
图片来源:Waterions
电透析逆转(EDR)-这是一种电驱动的膜过程，使用电压将离子吸过膜。由于极性反转设计，EDR是一种自清洁，耐用的膜系统，适用于浑浊废水。爱游戏首页EDR技术在缺水地区实现了最高的水回收率。
图片来源:Condorchem Evitech
热蒸发和结晶系统-这些系统对于实现零液体排放和回收剩余废水至关重要。爱游戏首页对于任何废水回用系爱游戏首页统，通常都有一些剩余的废水流过于饱和，无法采用常规的物理/化学和膜技术。蒸发和结晶将这些最后难以处理的废水减少为干燥的固体，从而实现了具有成本效益的处理，并挤出最后一点清洁的水，以最大限度地回爱游戏首页收和再利用。
爱游戏首页废水回用作饮用水
废水回用的主要吸引力之一是它的应用，以增加饮用水供应。爱游戏首页DPR和IPR这两种回用工艺都是将废水回收为饮用水的可行方法，但处理后的水通常用于农业和卫生用途。爱游戏首页
图片来源:Science Direct
正如国家研究委员会的研究中所述，目前对废水再利用的反爱游戏首页对意见。饮用水再利用的问题:用再生水增加饮用水供应的可行性，是“饮用水标准是否足以确保所有水的安全，无论来源如何”。
当然，任何被考虑用于饮用水的废爱游戏首页水都必须符合项目所在地区或国家的饮用水标准。目前，世界各地将废水用于饮用水的例子数量有限。爱游戏首页
在美国，圣地亚哥于2013年参加了一项知识产权研究，将废水作为其主要饮用水源。爱游戏首页他们从北加州和科罗拉多河进口了该市85%的水，将从拉斯维加斯排放的废水处理成饮用水。爱游戏首页这个耗资1180万美元的项目每天生产100万加仑的纯净水。
将废水用作饮用水的最大挑战不是技术或应用;爱游戏首页越来越多的舆论反对这个想法。许多社区仍然拒绝使用废水的想法，因为他们认为废水不安全，或者处理后用于饮用仍然不干净。爱游戏首页
EPA关于水再利用的指导方针
2017年，美国环境保护署更新了2012年的水再利用指南，该指南是根据2004年的水再利用指南建立的。
图片来源:KWR
你可以找到2017年的水再利用纲要在这里以及2012年EPA水再利用指南在这里．
随着水的再利用在世界范围内变得越来越流行，EPA指南为寻求投资水再利用项目的机构提供了最新的研究、专业指导和当前的行业实践。
指南分为章节和封面;规划和管理考虑因素，水再利用应用的类型，水再利用的监管计划，水再利用的区域差异，当前的处理技术，资助水再利用系统，公众宣传，参与和咨询，以及水再利用的全球经验。
任何用于爱游戏首页饮用水再利用的废水都必须符合这些准则，并且必须符合其所在地区的饮用水标准。
引用:
- https://www.nap.edu/read/13514/chapter/1#5
- https://ec.europa.eu/environment/water/reuse.htm
- https://www.wateronline.com/doc/direct-potable-reuse-vs-indirect-weighing-the-pros-and-cons-0001
- https://www.waterworld.com/drinking-water/treatment/article/14070801/water-reuse-technology
- https://www.epa.gov/sites/production/files/2018-01/documents/potablereusecompendium_3.pdf
