1、项目背景
美国橙郡约有300万居民，约75%的饮用水水源来自于橙郡地下水盆地（Orange County Ground Basin）。地下水盆地每年都需要来自于SantaAna河等周边水系及降雨的补给才能维持稳定的供水能力。自20世纪90年代，加州已经开始经历干旱，当时有专家预测加州每十年就可能会遭遇三次严重旱情，橙郡地下水盆地面临着无法得到有效补给的严重威胁。然而，橙郡当地的用水需求却与日俱增，橙郡水管理局（Orange County Water District， OCWD）的21世纪水厂急需扩建。
除了干旱问题，橙郡还一直饱受海水入侵的困扰，橙郡卫生管理局（Orange County Sanitation District，OCSD）当时打算投资2亿美元建造一个入海河口来应对海水入侵。橙郡水管理局的21世纪水厂在将污水回用于海水入侵防治上有丰富的经验，因此，其决定与橙郡卫生管理局合作，在21世纪水厂建立全新的地下水补给系统（Groundwater ReplenishmentSystem，GWRS），希望该系统不但能满足橙郡北部和中部地区的用水需求，同时也能补给地下水，解决海水入侵问题，保护当地的自然生态环境。经过十几年的设计和建造，该地下水补给系统于2008年1月开始运行，是目前世界上最大的回用水间接用于饮用水和用于生态补给的污水净化项目。
图：橙郡地下水补给系统GWRS
2、地下水补给系统
2.1 三段深度净化工艺
GWRS地下水补给系统对经过二级处理的污水采用了微滤、反渗透和紫外线-过氧化氢的三段深度处理工艺进行深度处理，再将其回注到地下含水层中，之后再进一步被用于周边地区居民的饮用水供应。
图：GWRS深度处理系统工艺流程图
三段深度净化工艺保证了GWRS生产的再生净化水在主要污染物、消毒副产物、药品、激素等指标上达到甚至优于联邦标准。二级处理出水在进入GWRS系统前会先经过过滤器和次氯酸钠的处理，以减少其中的生物附着物堵塞和污染微滤膜。GWRS净化水水质非常好，这一系统每天可以生产37.9万立方米高品质净化水，和其他水源一起为橙郡的地下水补给，同时满足橙郡北部和中部85万居民的用水需求。
