構思與設計

丹區城市污水再生利用項目是世界同類項目中規模最大的。 它由丹區都會區的城市廢水處理和地下水補給設施組成，丹區都會區是一個以以色列特拉維夫為中心的八個城市綜合體，居民總數約為 1.5 萬。 該項目旨在收集、處理和處置城市廢水。 回收的廢水在地下含水層中經過相對較長的滯留期後，被泵送用於不受限制的農業用途，灌溉乾旱的內蓋夫（以色列南部）。 該項目的總體方案如圖 1 所示。該項目成立於 1960 年代，並一直在不斷發展壯大。 目前，該系統收集並處理了約 110 x 10⁶ m³ 每年。 幾年內，在最後階段，系統將處理 150 到 170 x 10⁶ m³ 每年。

圖 1. 丹區污水再生利用廠：佈置圖

眾所周知，污水處理廠會造成大量的環境和職業健康問題。 丹區項目是一個具有國家重要性的獨特系統，它將國家利益與大量節約水資源、高處理效率和生產廉價水相結合，不會造成過度的職業危害。

在系統的整個設計、安裝和日常運行過程中，都仔細考慮了水衛生和職業衛生問題。 已採取所有必要的預防措施，以確保再生廢水實際上與普通飲用水一樣安全，以防人們不小心飲用或吞下它。 同樣，已適當注意將可能影響廢水處理廠本身的工人或從事處置和農業使用的其他工人的事故或其他生物、化學或物理危害的任何潛在接觸減少到最低限度的問題的再生水。

在項目的第一階段，廢水通過兼性氧化池系統進行生物處理，並通過石灰-鎂工藝進行再循環和額外的化學處理，然後將高 pH 值的廢水滯留在“拋光池”中。 部分處理過的污水通過 Soreq 擴散盆地補給到區域地下水含水層。

在第二階段，輸送到處理廠的廢水通過具有硝化-反硝化作用的活性污泥法進行機械生物處理。 二級污水通過擴展盆地 Yavneh 1 和 Yavneh 2 補給地下水。

完整的系統由許多相互補充的不同元素組成：

• 廢水處理廠系統，包括處理大部分廢物的活性污泥廠（生物機械廠）和主要用於處理過量污水流的氧化和拋光池系統

• 一個用於處理過的污水的地下水補給系統，它由位於兩個不同地點（Yavneh 和 Soreq）的散佈盆地組成，間歇性地被淹沒； 被吸收的廢水通過土壤的非飽和區和含水層的一部分，並創建一個專門用於補充廢水處理和季節性儲存的特殊區域，稱為 SAT（土壤含水層處理）

• 圍繞補給盆地的觀察井網絡（總共 53 口井），可以監測處理過程的效率

• 圍繞補給點的恢復井網絡（74 年共有 1993 口活躍井）

• 一個特殊的和獨立的再生水輸送幹線，用於內蓋夫農​​業區的無限制灌溉； 這條幹線被稱為“第三內蓋夫線”，它補充了內蓋夫的供水系統，內蓋夫包括另外兩條主要的淡水供應幹線

• 污水氯化裝置，目前包括三個氯化站點（未來將增加兩個）

• 輸送系統沿線的六個可操作水庫，用於調節沿系統泵送和消耗的水量

• 一個污水分配系統，由 13 個主要壓力區組成，沿著污水總管，將處理過的水供應給消費者

• 完善的監控系統，監督和控制項目的完整運行。

回收系統說明

回收系統的總體方案如圖 1 所示，流程圖如圖 2 所示。該系統由以下部分組成：廢水處理廠、水補給場、回收井、輸送和分配系統、氯化設置和綜合監控系統。

圖 2 丹區項目流程圖

污水處理廠

丹區都市區污水處理廠接收區內300個市的生活垃圾，也處理區內110個城市的部分工業廢棄物。 該工廠位於 Rishon-Lezion 沙丘內，主要採用活性污泥法對廢物進行二級處理。 一些廢物，主要是在高峰流量排放期間，在另一個佔地 10 英畝的舊氧化池系統中進行處理。 這兩個系統目前可以處理大約 XNUMX x XNUMX⁶ m³ 每年。

充值領域

處理廠的廢水被泵送到位於區域沙丘內的三個不同地點，在那裡它們散佈在沙子上並向下滲透到地下含水層中進行臨時儲存和額外的時間依賴性處理。 其中兩個擴散池用於機械生物處理廠廢水的補給。 它們是 Yavneh 1（60 英畝，位於工廠以南 7 公里）和 Yavneh 2（45 英畝，位於工廠以南 10 公里）； 第三個水池用於補充氧化池污水和生物機械處理廠的一定部分的混合物，以便將污水質量提高到必要水平。 這是 Soreq 遺址，面積約 60 英畝，位於池塘的東邊。

回收井

在補給點周圍有觀察井網絡，通過這些觀察井重新抽取補給水。 74 年作業的 1993 口井在整個項目期間並非全部都處於活動狀態。 1993 年，共從該系統的水井中回收了約 95 萬立方米的水，並泵入了內蓋夫第三線。

輸送和分配系統

從各個回收井抽取的水被收集到第三線的輸送和分配系統中。 輸送系統由三部分組成，總長度為 87 公里，直徑範圍為 48 至 70 英寸。 沿著輸送系統建造了六個不同的可操作水庫，它們“漂浮”在主線上，以調節系統的水流。 這些水庫的作業容積從 10,000 m³ 到 100,000 m³.

1993 年，第三線系統中的水通過 13 個主要壓力區系統供應給客戶。 許多用水戶（主要是農場）與這些壓力區相連。

加氯系統

在三線進行的氯化處理的目的是“破壞人際關係”，這意味著消除三線水中人類來源的微生物存在的任何可能性。 在整個監測過程中發現，再生水在蓄水池停留期間，糞便微生物明顯增加。 因此，決定沿線增加更多的氯化點，到 1993 年，三個獨立的氯化點開始正常運行。 在不久的將來，系統將增加兩個加氯點。 餘氯範圍在 0.4 和 1.0 毫克/升游離氯之間。 這種方法在系統的各個點都保持低濃度的游離氯，而不是在管線開始時使用單一的大劑量游離氯，確保打破人際關係，同時使魚能夠在水庫中生活. 此外，如果污染物從初始氯化點下游的某個點進入系統，這種氯化方法將對輸送和分配系統下游部分的水進行消毒。

監控系統

內蓋夫第三線填海系統的運行取決於監測裝置的日常運作，該監測裝置由專業和獨立的科學實體監督和控制。 該機構是位於以色列海法的以色列理工學院以色列理工學院研發研究所。

建立獨立的監測系統一直是以色列衛生部的強制性要求，以色列衛生部是根據以色列公共衛生條例的地方法定機構。 建立此監控設置的需要源於以下事實：

1. 這個廢水回收項目是世界上最大的項目。
2. 它包含一些尚未試驗過的非常規元素。
3. 再生水將用於農作物的無限灌溉。

因此，監測系統的主要作用是確保系統供水的化學和衛生質量，並就水質的任何變化發出警告。 此外，監測裝置正在對整個丹區填海工程進行跟進，還調查某些方面，例如工廠的日常運作和水的化學生物質量。 為了確定三線水對無限灌溉的適應性，不僅從衛生方面而且從農業的角度來看，這是必要的。

初步監測佈局由 Mekoroth Water Co. 設計和準備，Mekoroth Water Co. 是以色列的主要供水商，也是 Dan Region 項目的運營商。 一個專門任命的指導委員會定期審查監測方案，並根據日常運作中積累的經驗對其進行修改。 監測程序涉及三線系統沿線的各個採樣點、各種調查參數和採樣頻率。 初步計劃涉及系統的各個部分，即回收井、輸送管線、水庫、有限數量的消費者連接以及工廠附近存在的飲用水井。 三線監測計劃中包含的參數列表見表 1。

表 1. 調查參數列表

回收井監測

回收井的採樣程序基於對一些“指標參數”的雙月或三個月測量（表 2）。 當採樣井中的氯化物濃度超過該井初始氯化物水平的 15% 以上時，這被解釋為地下含水層水中回收廢水的份額“顯著”增加，該井被轉移到下一個類別的抽樣。 在這裡，每三個月確定一次 23 個“特徵參數”。 在一些水井中，每年進行一次完整的水質調查，包括 54 個不同的參數。

表 2. 回收井調查的各種參數

輸送系統監控

輸送系統的長度為 87 公里，在廢水管線沿線的七個中心點進行監控。 在這些點上，每月對 16 個不同的參數進行一次採樣。 它們是：PHFD、DO、T、EC、SS₁₀, 不銹鋼₅₅, 紫外線, TURB, NO₃ ⁺、PTOT、ALKM、DOC、TOTB、TCOL、FCOL 和 ENTR。 預計不會沿系統發生變化的參數僅在兩個採樣點進行測量 - 在傳輸線的起點和終點。 它們是：Cl、K、Na、Ca、Mg、HARD、B、DS、SO₄ ^{- 2}，NH₄ ⁺，沒有₂ ^- 和工商管理碩士。 在這兩個採樣點，每年一次，對各種重金屬進行採樣（Zn、Sr、Sn、Se、Pb、Ni、Mo、Mn、Li、Hg、Fe、Cu、Cr、Co、Cd、Ba、As、鋁、銀）。

水庫監測

三線水庫的監測設置主要基於對數量有限的參數的檢查，這些參數作為水庫生物發育的指標，並用於精確定位外部污染物的進入。 每月對五個水庫進行一次採樣，用於：PHFD、T、DO、總 SS、揮發性 SS、DOC、CLRL、RSCL、TCOL、FCOL、STRP 和 ALG。 在這五個水庫中，還對 Si 進行了採樣，每兩個月一次。 所有這些參數也在另一個水庫 Zohar B 以每年六次的頻率進行採樣。

總結

丹區填海工程為以色列內蓋夫的無限制灌溉提供優質再生水。

一期工程從1970年開始部分運行，1977年開始全面運行。1970年至1993年，共向兼性氧化池輸送原污水373億立方米（MCM），總水量為243 MCM 在 1974 年至 1993 年期間從含水層中抽出並供應到該國南部。 部分水流失了，主要是由於池塘的蒸發和滲漏。 1993 年，這些損失約佔輸送到第一階段工廠的原污水的 6.9%（Kanarek 1994）。

該項目第二階段的機械生物處理廠自 1987 年開始運行。在 1987-1993 年運行期間，共向機械生物處理廠輸送了 478 MCM 的原污水。 1993 年，大約 103 MCM 的水（95 MCM 再生水加 8 MCM 飲用水）通過該系統輸送，並用於 Negev 的無限灌溉。

回收井水代表地下含水層水質。 由於污水滲入其中，含水層的水質一直在變化。 對於那些不受土壤-含水層處理 (SAT) 過程影響的參數，含水層水質接近出水水質，而受土壤層通道影響的參數（例如，濁度、懸浮固體、氨、溶解有機碳等）顯示出相當低的值。 值得注意的是含水層水中的氯化物含量在最近四年內增加了 15% 至 26%，恢復井水質的變化就是證明。 這種變化表明含水層的水不斷被氯化物含量高得多的廢水所取代。

三線系統的六個水庫的水質受到開放水庫內發生的生物和化學變化的影響。 由於藻類的光合作用和大氣中氧氣的溶解，氧含量增加。 由於居住在水庫附近的各種水生動物的隨機污染，各種細菌的濃度也增加了。

沿系統向客戶供應的水質取決於回收井和水庫的水質。 系統水的強制氯化構成了防止將水錯誤用作飲用水的額外保障。 三線水質數據與以色列衛生部關於無限期農業用水水質要求的比較表明，大部分時間水質完全滿足要求。

總之，可以說第三線廢水回收和利用系統是一個成功的環境和以色列國家項目。 它解決了丹區污水的衛生處理問題，同時使全國水平衡增加了約5%。 在像以色列這樣乾旱的國家，供水特別是農業用水非常有限，這是一項真正的貢獻。

1993 年再生水的回灌運行和維護成本約為每立方米 3 美分³ （ 0.093 NIS /米³).

該系統自 1960 年代後期以來一直在以色列衛生部和 Mekoroth 的職業安全與衛生部門的嚴格監督下運行。 目前還沒有任何報告稱，由於這個複雜而全面的系統的運作而導致任何職業病。

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