污水處理工藝改進(jìn)與中水回用

呂鐵鋒

摘要：針對目前水資源緊缺的現(xiàn)狀，對中水回用技術(shù)進(jìn)行了探討，著重介紹了中水回用處理方法的優(yōu)缺點(diǎn)及處理工藝，針對中水回用存在的問題，提出了相應(yīng)的建議，論述了中水回用的有利條件，得出中水回用具有良好的發(fā)展前景，指出中水回用是建設(shè)美麗中國的重要方法。

關(guān)鍵詞：污水處理；中水回用；工藝改進(jìn)

中圖分類號：U664.9+2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

引言

中水是指生活污廢水、工業(yè)冷卻水等各種排水經(jīng)處理后達(dá)到規(guī)定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，能夠用于城市雜用水、景觀補(bǔ)水、農(nóng)業(yè)灌溉等的非飲用水。因此，中水回用實(shí)現(xiàn)了城市水資源最大程度地循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)了水的社會健康循環(huán)，在節(jié)約水資源和保護(hù)水環(huán)境兩方面具有深遠(yuǎn)意義。

一、污水處理方法

1、污水處理方法

（1）物理處理法：利用物理作用分離污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物質(zhì)的處理方法，主要有篩濾法(格柵、篩網(wǎng))、沉淀法(沉砂池、沉淀池)、氣浮法、過濾法(快濾池、慢濾池等)和反滲透法(有機(jī)高分子半滲透膜)等。

（2）化學(xué)處理法：利用化學(xué)反應(yīng)分離污水中的污染物質(zhì)的處理方法，主要有中和、電解、氧化還原和電滲析、氣提、吸附、吹脫、萃取等。

2、污水的常規(guī)處理工藝

按照處理程度，可以分為一級、二級和三級污水處理工藝。

（1）一級處理：在污水處理設(shè)施進(jìn)口處，必須設(shè)置格柵，主要是采用物理處理法截留較大的漂浮物或懸浮物，以便減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的負(fù)荷，使之能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。沉砂池一般設(shè)在格柵后面，也可以設(shè)在初沉池前，目的是去除比重較大的無機(jī)顆粒。初沉池對無機(jī)物有較好的去除效果，一般設(shè)在生物處理構(gòu)筑物的前面。經(jīng)過一級處理后的污水BOD，一般可去除30%左右，達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，只能作為二級處理的預(yù)處理。

（2）二級處理：主要去除污水中呈膠體和溶解性狀態(tài)的有機(jī)污染物質(zhì)，通常采用生物處理法。生物處理構(gòu)筑物是處理流程中最主要的部分，利用微生物的代謝作用，將污水中呈溶解性、膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，從而達(dá)到排放的要求，一般去除率能達(dá)到90%以上，有機(jī)污染物可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，處理后的五日生化需氧量(BOD5)可降至20-30mg/L。二沉池的主要功能是去除生物處理過程中所產(chǎn)生的、以污泥形式存在的生物脫落物或已經(jīng)死亡的生物體。

（3）三級處理：在一級、二級處理后，用來進(jìn)一步處理難以降解的有機(jī)物、磷和氮等能夠?qū)е滤w富營養(yǎng)化的可溶性無機(jī)物等。主要處理方法有生物脫氮除磷法、混凝沉淀法、砂濾法、活性炭吸附法、離子交換法和電滲析法等。通過三級處理，BOD5能進(jìn)一步降到5mg/L以下。

（4）污泥處理：污泥是污水處理過程中的產(chǎn)物，城市污水處理產(chǎn)生的污泥中含有大量有機(jī)物，可作農(nóng)肥使用，但是又含有大量細(xì)菌、寄生蟲卵以及從生產(chǎn)污水中帶來的重金屬離子等有害成分，需做污泥減量、穩(wěn)定、無害化處理。處理的主要方法是減量處理(濃縮、脫水等)、穩(wěn)定處理(消化等)，最后達(dá)到可綜合利用的目的。

二、中水回用技術(shù)

1、活性炭吸附技術(shù)

活性炭具有極大的比表面積，其顆粒越小，比表面積越大，吸附效果越好，在微污染水的預(yù)處理中是應(yīng)用較為有效的方法。活性炭可以通過極大表面積的吸附和一部分生物降解作用有效地去除水中色度、臭味，同時(shí)可以去除水中所含的多數(shù)有機(jī)污染物以及有毒的重金屬和消毒副產(chǎn)物。研究表明活性炭固定床吸附器可以有效的去除雷瑪素活性黃染料中的溶解色度。研究了活性炭和二氧化鈦聯(lián)用技術(shù)表明，活性炭在1h內(nèi)對色度的去除率可以達(dá)到90%。同時(shí)，二氧化鈦通過光催化氧化作用可以對活性炭比表面吸附的有機(jī)物進(jìn)行分解，達(dá)到使活性炭可以得到再生重復(fù)利用目的。

活性炭處理技術(shù)因其占地面積小，操作簡便，對水質(zhì)、水量、水溫變化的適應(yīng)性強(qiáng)，飽和炭可再生重復(fù)使用，是一種具有廣闊應(yīng)用前景的微污染水預(yù)處理技術(shù)。但是活性炭由于對大多數(shù)極性短鏈含氧有機(jī)物不能有效的吸附去除，同時(shí)活性炭再生很難進(jìn)行快速處理，而且再生成本較高，在一定程度上制約了其廣泛應(yīng)用。

2、生物處理技術(shù)

生物處理技術(shù)是利用微生物吸附、降解污水中有機(jī)污染物的處理方法，包括好氧生物處理和厭氧生物處理兩種，按形式分為活性污泥法、生物膜法和土地處理。好氧生物處理主要有活性污泥法、生物接觸氧化法、生物轉(zhuǎn)盤等方法，目前采用最多的是生物接觸氧化法。這幾種方法可以單獨(dú)使用，也可以組合使用，如接觸氧化+生物濾池。當(dāng)一段生物處理不能達(dá)到處理目的時(shí)，可以設(shè)置多段生物處理單元。為了達(dá)到水質(zhì)和經(jīng)濟(jì)的要求，現(xiàn)在通常采用生物處理與物化處理組合的工藝。生物處理法適用于規(guī)模較大的中水工程。近年來，由于處理設(shè)備工業(yè)的發(fā)展，開發(fā)出了小型的、自動(dòng)化程度較高的生物處理設(shè)施，對于水量較小的中水工程，同樣獲得了較好的效果。

3、膜分離技術(shù)。

膜分離技術(shù)是近些年來快速發(fā)展起來的一種新型環(huán)保水處理技術(shù)，其以能耗低、效率高、操作簡便及再生容易、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)而被稱作21世紀(jì)最有發(fā)展前景的水處理技術(shù)之—。膜分離技術(shù)是指利用膜的選擇透過性，依靠膜兩側(cè)的壓力、濃度或電位差值，使污水各組分得以選擇性地透過膜以達(dá)到分離和提純的目的。將膜技術(shù)應(yīng)用于中水回用水處理，主要有納濾(NF)、超濾(UF)、微濾(MF)、反滲透(RO)和電滲析(ED)。膜分離技術(shù)工藝以其無污染，低能耗，占地面積小，操作簡便等優(yōu)點(diǎn)受到廣大水處理技術(shù)者的青睞，但是由于膜比較容易污染，而且清理有一定的難度，這就在一定程度上增加了其使用的成本，所以解決了膜污染的問題后，將會進(jìn)一步推進(jìn)膜分離技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

4、臭氧氧化法。

臭氧是一種強(qiáng)的化學(xué)氧化劑，其可與污水中的大多數(shù)有機(jī)化合物和官能團(tuán)發(fā)生直接或間接反應(yīng)，其還可以氧化污水中不易水解的大分子物質(zhì)，使其成為可以被生物利用的小分子物質(zhì)。臭氧能很好的去除由于各種雜質(zhì)所造成的色度和異味，其對色度的去除效果要好于活性炭。同時(shí)，臭氧可以改善絮凝作用，對濁度也有很好的去除能力。臭氧可以減少由于自來水進(jìn)行加氯消毒過程中所產(chǎn)生的有毒有害副產(chǎn)物。

三、發(fā)展中水回用的建議

1、提高公眾對中水的認(rèn)識，支持中水回用。

加大宣傳力度，建立示范工程，使公眾認(rèn)識到我國水資源的嚴(yán)重形勢，認(rèn)識到中水是一種重要的水資源，完全可以作為雜用水使用。消除公眾對中水的疑慮，讓他們從行動(dòng)上支持中水回用的發(fā)展。

2、加大對中水回用技術(shù)研發(fā)投入

要消除公眾對中水的疑慮，就要保證中水的水質(zhì)安全，因此要增加對中水回用技術(shù)、工藝和管理模式的研究，以實(shí)現(xiàn)中水處理工藝的規(guī)范化；應(yīng)根據(jù)中水客戶的特點(diǎn)和市場需要，開發(fā)小型化和自動(dòng)化程度高的中水處理裝置。

3、調(diào)整水價(jià)

水資源不是完全意義上的市場化商品，當(dāng)市場規(guī)律不能起作用時(shí)，要靠政府的宏觀調(diào)控，提高自來水價(jià)格，使利用中水的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢凸顯出來?？拷?jīng)濟(jì)利益驅(qū)動(dòng)中水的利用。

4、建立完善的法律法規(guī)

學(xué)習(xí)國外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，制定完善的中水相關(guān)法律，對中水的各個(gè)方面做出強(qiáng)制、獎(jiǎng)罰規(guī)定。出臺支持政策，優(yōu)先提供中水系統(tǒng)建設(shè)的貸款，對經(jīng)營中水的企業(yè)實(shí)行稅收優(yōu)惠政策，對中水用水戶給予價(jià)格補(bǔ)貼等。

5、推動(dòng)中水回用產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

按照“誰投資、誰受益、誰使用、誰付費(fèi)”的原則，將中水工程設(shè)施從公益事業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)。將中水設(shè)施的所有權(quán)和經(jīng)營權(quán)分離?？梢詫⒅兴O(shè)施出租給國內(nèi)外擁有先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)中水公司，提高效率，降低成本。鼓勵(lì)包括私人資本、國外資本在內(nèi)的各種資本進(jìn)入我國的中水市場，促發(fā)競爭格局，推動(dòng)中水回用發(fā)展。

5、發(fā)展中水回用的有利條件

國家政策支持。國家對中水的回用已經(jīng)逐漸提高到一個(gè)比較高的層次，對中水緩解城市水資源短缺的功能越來越重視。國家已出臺相關(guān)政策規(guī)定城市大型公共建筑和居住小區(qū)都應(yīng)該建立中水工程，在缺水地區(qū)更要重視中水資源的利用。綠色住宅小區(qū)的興起。綠色生態(tài)住宅小區(qū)堅(jiān)持節(jié)水和減少污水排放的原則：小區(qū)的景觀用水和雜用水不應(yīng)使用自來水等清潔水源，應(yīng)使用再生水等非傳統(tǒng)水源。這就要求在規(guī)劃時(shí)設(shè)計(jì)相應(yīng)的中水回用系統(tǒng)，筆者認(rèn)為應(yīng)將小區(qū)的水資源利用模式由原來的“供給—排放”模式轉(zhuǎn)變成“供給—排放—處理—回用”的循環(huán)式體系，使小區(qū)成為真正意義上的綠色小區(qū)。明顯的經(jīng)濟(jì)效益。生產(chǎn)、生活用水中，約60%的水是用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)灌溉、雜用水等方面，這部分可用中水替代清潔水。因此所帶來的經(jīng)濟(jì)效益是很可觀的。同時(shí)，中水回用相對于長距離調(diào)水、海水淡化等開源途徑是最經(jīng)濟(jì)的。

結(jié)束語

隨著污水處理能力和效率的提高，中水回用處理技術(shù)的發(fā)展也已經(jīng)日益成熟。中水回用既能節(jié)約清潔水源，又能減少污染水體的排放，這對建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會，對建設(shè)美麗中國具有重要的意義。隨著對中水研究的深入和各級支持中水的法規(guī)和政策出臺，中水回用將擁有良好的發(fā)展前景。

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