中水利用系统的风险管理方案及措施.doc

第5章 中水利用系统的风险管理方案及措施
5.1 风险管理的范畴
经过风险识别和风险评价之后，接下来要做的工作就是进行风险管理,制定、选择和实施风险处理方案的过程，是防止和减少不利因素而采取对策的一系列活动，是实施预防性政策的基础工作。风险管理，就是要善于把握风险既是机会，又隐藏着威胁这一内在矛盾。消除所有的威胁不可能，但是消除某些威胁或者将风险降低到可以接受或可以控制的水平却是可能的。为此,系统而全面地识别出影响目标实现的风险因素和风险事件，需要通过一定的方式，并对风险事件发生的可能性和损失后果进行定量化得出风险评价的结果，以此为基础合理地使用多种管理方法、技术和手段有针对性地对项目活动所涉及的风险实行有效的控制,采取相应的风险应对措施，创造条件,尽量扩大风险事件的有利结果，以最少的成本保证安全、可靠地实现项目的总目标，妥善地处理风险事故造成的不利后果，从而达到消除某些风险因素或降低风险事件的影响的目的。
项目的风险来源、风险的形成过程、风险潜在的破坏机制、风险的影响范围以及风险的破坏力错综复杂，造成单一的管理技术或单一的工程、技术、财务、组织、教育和程序措施都有局限性,也都不能完全奏效.这时候必须综合运用多种方法、手段和措施,才能以最少的成本将各种不利后果减少到最低程度[41].因此，项目的风险管理是多学科的综合运用。
5。1.1 规划阶段的风险管理
按照中水利用的流程，要对中水利用的风险进行合理的管理，应从源头开始,即在规划阶段就应该考虑水质处理过程中可能面临的不确定性以及处理效果的不确定性。根据中水利用的规划方案，确定污水处理的技术方案，控制可能导致环境和健康风险的污染物，在工程技术上提高处理效率及设备运行的稳定性和可靠性。在规划阶段需要了解中水的利用途径、中水的暴露途径、根据水质特征进行风险源的识别、确定风险管理的节点，见图4.1。根据风险评价的结果,反馈到中水中污染物含量的控制措施上,在源头上降低风险。在水资源管理中,规划是水资源管理的重要内容,只有从规划阶段就开始进行风险分析和风险管理,才能实现水资源的可持续性管理，符合循环经济的理念,尽可能消除或减少不确定因素的影响,实现中水利用的投资效益最大化。
作为水资源管理者，在项目规划的提出和开展可行性研究、工程设计时，即要求以可持续发展为准则，对项目进行设计、论证，设计论证的依据是国家和地方有关水资源利用的政策、法律法规和各种标准、规范，还包括水资源、水环境技术的最新科研成果。同时根据中水利用的途径，以风险评价的结论为依据,不但做到水质的达标,还降低了风险事故发生及其可能产生的不良后果的概率,使中水的利用尽量做到安全可靠,消除或降低中水利用中因各种风险问题给人们带来的顾虑，从而使人们普遍接受中水的合理利用方式,为中水的普及应用提供合理的规划方案.
图5.1 中水利用的风险管理
Fig.5。1 Risk management of reclaimed water reusing
5.1。2 设计实施阶段的风险管理
根据国外一些专家分析，虽然设计费用一般只相当于建设全过程费用的1％左右，但这1%的费用对工程投资和质量的影响程度可达到75％以上。因此,建设学校在审查设计学校的设计时，要重视设计方案的优化，推行工程设计招标，择优确定设计方案。设计阶段风险管理的流程是根据已经批准的项目设计任务书,严格按照规划设计要求，分析项目建设和运营阶段可能面临的风险因素和风险事件，在设计时尽量采取优化的方案，如中水厂的合理布局、拟采用的工艺的先进性、可靠性和稳定性，在设备选型时充分考虑设备质量的可靠性和性能稳定性等相关措施，以尽量避免或降低实施和运营的风险，减少污染环节。
工程招投标过程涉及到多种类型的风险因素，这些因素都会使项目在施工过程中遭遇诸多不便甚至导致严重的损失。此阶段风险管理的要点是：在招标准备阶段做好施工图的编制和审查工作，认真核查招标图中表明的工作量清单和设备清单是否正确、制定的技术规范是否先进并可行等；在招标文件编制阶段，必须熟悉中水利用工程项目建设的全过程及各个分项环节，能够准确预测和预见可能面临的风险。
实施阶段则主要是按图施工的过程，即将项目由图纸转换为实物的过程，此阶段的风险管理主要是合理组织工程施工，加强合同管理，减少设计变更工程，严格按照国家和行业相关标准规范和图纸的要求施工。工程建设实施完毕,还应根据有关验收规范和图纸的要求，按规定的程序组织工程试车以及竣工验收，尤其应加强可能导致污染以及其他可能的风险因素的检查和验收，如污水处理设施的验收监测。工程竣工验收是确保质量、降低风险的最后一道关，应严格按照标准规范执行。合理的设计方案，周密的施工组织，严格的质量把关，是落实可持续水资源规划的保障，也是水资源利用工程运行管理中贯彻可持续原则的基础。
5。1.3 运行阶段的风险管理
运行阶段的风险管理是风险管理的重要环节，包括设备的维修保养、根据操作规程的正常运行保证水质稳定，以及消毒系统的稳定运行，另外还有水质检测系统以及人员的管理等。如果运行期间管理混乱,管理人员玩忽职守，再好的水环境治理工程，也不能发挥效能，甚至有可能导致事故的发生,或者污染的扩大、水环境健康风险的失控。运行风险管理涉及水资源利用的全过程，既包含了从外环境获得水资源，又包括了水资源在内部循环利用的过程。因此，运行管理的好坏直接决定着水质的稳定性，决定着中水利用过程中的风险水平高低。
5。1.4 中水利用风险管理系统
环境风险不能简单地看作是由事故释放的一种或一套多种危险性因素造成的后果，而应该被看成是风险产生、风险控制、受体暴露所有因素所构成的系统。环境风险系统应该由风险源、初级控制机制、次级控制机制、风险受体等四部分组成，环境风险系统是这些要素相互作用、相互联系,在一定条件下形成区域环境风险，造成环境危害［42].中水利用系统的风险管理系统，应该由以下三部分组成：
（1）中水风险识别
中水风险是指在中水的生产、使用过程中一切可能产生健康风险的源头。中水风险的存在,是发生与中水有关的健康环境事件的先决条件。中水的风险源主要涉及中水的生成过程中所使用的有毒有害化合物，如消毒所使用的氯气、二氧化氯等，以及在中水中存在的各种有毒有害病菌、重金属和持久性有机污染物。
（2)中水的风险控制机制
环境风险系统控制机制一般包括初级控制机制和次级控制机制,前者是指与人有关的因素，而后者则是指与自然过程有关的因素。中水的初级控制机制一般是指与中水的发生、运输、使用有关的控制设备的维护、管理，使之保持良好的运行状态，包括对污水处理站CASS池系统、中水生成系统及中水管道的使用和维护。中水的次级控制因素则包括与中水中有毒有害物质传播、传递有关的自然因素，例如湿度、风向、风力，土壤的吸附和渗透能力，这些都与中水利用过程中风险的发生有密切的关系。
（3)中水风险受体
中水风险受体即中水风险的承受者。风险总是针对一定的承受者而言的，没有受体，也就无所谓风险。中水风险的受体,核心是与中水生产、使用过程有关的人,其次则是中水使用范围内的水体、空气、土壤、动植物等.
中水利用风险系统的各个要素相互作用、相互联系.中水风险源的危险性、风险控制机制的有效性及风险受体的易损性共同形成了中水利用的环境健康风险（见图5。2）.中水利用系统中风险源、控制机制和受体之间关系见图5。3.
图5.2 中水利用风险构成
Fig。5.2 Componant of the risk in reclaimed water reusing
图5.3 中水利用系统中风险源、控制机制和受体之间关系
Fig。5。3 The relationship between risk source， controlling mechanism and receptor of reclaimed water reusing system
5。2 风险管理措施
5。2.1 化学污染物控制措施
某校中水利用的风险主要表现在污水处理站职工的健康风险和景观湖周围的挥发性有机污染物导致的公众健康风险，因此，中水处理系统能够对化学污染物的有效去除是降低风险的根本保证.挥发性有机污染物致癌风险的降低，取决于污水处理厂对化学污染物的去除效果。对于含有较高浓度的化学污染物的去除,需采用针对性强的污水处理工艺。目前，关于废水处理的工艺流程种类较多,污水再生的资源化技术需要对城市二级污水处理厂进行深度处理，达到可再生利用的目的。污水深度处理也称高级处理，即通过进一步的处理后使水质状况明显改善,污染物浓度达到某种标准或用途的要求。当中水用户对SS、COD、色度、臭味有特殊要求时，在二级处理后增加混凝过滤、生物膜过滤、臭氧氧化、活性炭吸附或膜分离净化单元即可完成.因此实质上，深度处理工艺，就是将混凝、过滤、活性炭吸附、离子交换、微滤、超滤、臭氧氧化、电渗析等单元技术组合而成。
污水深度处理技术，在经济发达国家已达到较高的普及率。在我国深度处理也都已经或即将成为主导工艺，起到了开发城市污水资源和消减污染负荷的双重作用,在北京、天津等城市都有几个示范工程。有污水深度处理技术作为生产中水的主导工艺不断发展和完善,使污水资源化即水资源可持续利用有了技术上的保证.
根据该学校的中水技术及回用状况，化学污染物的去除应从源头解决有机废水的直接排放,进一步强化生化处理功能。根据中水利用途径，可采取以下具体管理措施，降低到可接受水平：
(1）在工艺运行参数或工艺本身有所改进，采取更为有效的脱氮除磷措施；
（2）定期检测水质,确保中水的化学物质的水质指标达标;
（3)严格消毒措施,确保生物指标达标；
（4）应在景观湖周围划定非进入区域，减少人群的暴露；
（5）污水处理厂职工办公室尽可能远离CASS池,并处于当地主导风向的上风向。
5。2.2 富营养化控制措施
某学校富营养化产生的根本原因是中水中的N、P含量超标严重。由于《城市污水再生利用，景观环境用水水质》（GB/T18921—2002）中氮磷营养盐指标远远高于水华爆发的临界值,以及目前我国国内对中水进行深度处理标准和效果的限制,因此在中水投入使用后必须采取一些强化措施，对水体进行循环过滤,并且随时去除水体中的营养盐以及藻类.
富营养化的防治过程，实际上就是通过调节诱发富营养化发生的主要控制性条件，抑止富营养化发生。治理中水回用的景观水体富营养化问题，应该结合中水自身污染物本底值高、水体的稀释自净能力较天然水体差以及景观水体为缓流水体和浅水水域等特点出发进行考虑［51］。当中水回用到景观水体后,可以采取一些方法来控制富营养化发生，如增加景观水体流动的水力循环系统；循环过滤净化系统；化学药剂除藻；生物调控法和人工湿地生态系统等。
对已经出现富营养化现象的水体，需要采用一些应急措施，如投加杀藻剂或者定期投加生物制剂等改善水体，但往往给水环境带来一些负面的影响.据研究,采取循环过滤系统可以去除水体中的营养盐和藻体,维持水体的景观功能.在北京某污水处理厂内，使用一种高效过滤器建立一景观水体循环过滤系统试验, 取得很好的效果。从系统生态学的角度考虑,生态调控法具有最根本的治理作用，通过在景观水体中改善生态系统结构，种植高等水生植物来抑制水华爆发有很明显的长期效果［52-54]。
随着对富营养化生态系统研究的深入，人们逐步认识到富营养化控制是一个典型的生态问题，尤其对浅水水体的富营养化治理。单纯对外源营养盐控制采取措施无法解决浅水湖泊富营养化问题，必须重视对水体内部的营养盐控制，即生物调控法。生物调控法是通过多种水生植物建立人工复合水生生态系统,水生生物吸收利用N、P 元素进行代谢活动从而去除水体中营养物质的过程，其优点是投资少，有利于建立合理的水生生态循环。
在浅水水体由于生物分布垂直空间差异较小，因而生物调控在一定时间内对某些浮游植物控制效果较好。因此，对于景观水体这样的浅水域来说，生物调控法是可行的.
5.2。3 中水回用设施及运行的管理
从水质检测和调查结果可以看出，某学校中水的水质波动较大，与操作人员的责任心和是否遵守操作规程有关。中水的供给部门应配备受过培训的专业维修技术人员及制定详细的维修维护办法，应有完善的事故排除和设备抢修的应变机制。对中水的使用人员包括居民、清洁工、消防人员、园林绿化浇灌人员等进行中水使用方面的必要培训，以防止中水与人体大量或大面积接触，造成对人体健康的危害。
中水运行过程中,设备的损坏也是造成水质不稳定的因素之一。如曝气泵质量不过关，维修周期短，造成氧化反应不彻底，影响了有机物的去除效果.目前社会上可承担中水工程设计的学校很多,但设计水平差距很大,设备质量也存在较大差距。在一些中水回收利用工程中出现工艺流程不够合理、技术参数选择不当、设备质量低、安装不合格等一些问题。回收设备的自动化程度不一,主要设备易坏,易堵又不易拆卸等问题造成的.加之有些中水设施运行单位不够重视，运行管理人员专业水平较低,维修不当，管理松散等，导致中水设施运行不正常或被迫停运。
5.2。4 中水技术的改进
某学校污水处理厂已经建成并运行时间较长,如挥发性有机污染物的去除效果还不能达到风险可接受水平,应考虑从技术改进方面进一步增大有机污染物的去除效果,降低风险.也可以对原有的污水处理工艺进行适当的改进，或摸索出最佳处理效果的工艺运行条件。
城市污水再生处理工艺方案的优化选择，取决于二级出水水质及中水水质的要求。通常需要根据中水水质的要求,从整体优化的思路出发,结合设计规模、污水水质特性以及当地的实际条件和要求，选择切实可行的处理工艺和实施方式。污水回用目的不同，对水质的要求差异很大，水质要求越高，处理费用也越大.
由于污水成分的复杂性及中水水质的要求不同，污水再生工艺也有很多不同方向。在实际操作过程中要遵循经济、可靠、整体优化原则，可采用多种工艺的合理组合方式，以满足中水水质要求，达到经济高效的效果。
活性炭、膜分离为主的组合工艺活性炭具有巨大的比表面积，可有效的去除色度、臭味，能除去水中大多数的某些无机物和有机污染物,包括某些有毒的重金属。活性炭能有效吸附氯代烃、有机磷和氨基甲酸脂类杀虫剂，还能吸附苯醚、正硝基氯苯、乙烯、二甲苯酚、苯酚、DDT及许多脂类和芳烃化合物。
能有效解决单独使用膜过滤而引起的膜阻塞和膜污染问题，就是活性炭与膜一起使用。通过活性炭对进水进行必要的前处理，以减少水中的有机物、无机物、微生物等在膜表面和膜内孔积累，能够最大化延长膜的使用寿命。而膜的存在又可以克服单独使用活性炭的弱点解决活性炭出水中细菌数偏高的问题。