污廢水資源化的相關(guān)問題研究

摘要：伴隨著世界工業(yè)城市的高速發(fā)展，污廢水排放量也在急劇增加，排放的未達標的污廢水導(dǎo)致大部分江、河、湖泊、海洋、水庫乃至于地下水都遭受了程度不一的污染，加速了水資源的短缺危機。文章從實現(xiàn)生活污水、廢水資源化、節(jié)約用水、保護環(huán)境、MBR水處理工藝、AO水處理工藝等方面論述了污廢水資源化的重要性及具體工藝特點和流程。

關(guān)鍵詞：污廢水資源化；MBR水處理工藝；AO水處理工藝；污廢水排放量；水資源 文獻標識碼：A

中圖分類號：X703 文章編號：1009-2374（2016）08-0077-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.08.041

當今世界正在面臨著人口的不斷膨脹、資源的持續(xù)枯竭、環(huán)境的加深惡化三重并行危機，而水資源匱乏危機又和剩余的人口、環(huán)境兩個危機息息關(guān)聯(lián)。水是組成人類生存環(huán)境的重要因素，是人類能夠順利繁衍后代、生生不息的不可缺少的重要物質(zhì)之一。伴隨著人口的不斷增長、社會的快速進步、經(jīng)濟的高速發(fā)展，人類對于水的需求范圍與需求用量也是與日俱增。早在20世紀70年代，聯(lián)合國就曾經(jīng)向全世界發(fā)出預(yù)警：在不久的未來，水會緊跟石油危機成為下一項人類無法回避的、必須正視的重大危機。

伴隨著世界工業(yè)城市的高速發(fā)展和人口的幾何增長，伴隨著各種用水范圍及用水需量的不斷提升，污廢水排放量也在急劇的增加，排放的未達標的污廢水導(dǎo)致大部分江、河、湖泊、海洋、水庫乃至于地下水都遭受了程度不一的污染，使得本來就極其有限的水資源再次縮減和遭到破壞，加速了水資源的短缺危機。21世紀將面臨全球性水資源匱乏、水環(huán)境破壞，人類的生存條件將會遭到前所未有的重大威脅。

中國是全球13個最缺水的國家之一，水資源短缺和水資源污染已經(jīng)很嚴重。根據(jù)不完全統(tǒng)計，全國有300個城市缺水，每天供水量缺口達1200萬立方米。全國城市每年排污量高達340億立方米，然而如此巨大的污水排放量，其中95%的污水竟然未經(jīng)處理卻直接排放。在今天一方面水資源如此短缺、如此匱乏，而另一方面用水卻存在嚴重的浪費，更加無法涉及和落實污廢水的回用。由于水質(zhì)污染而導(dǎo)致病發(fā)率上升、水生物死亡、水環(huán)境破壞，因此為了保護我們的生存環(huán)境不再被任意地破壞下去，加速污廢水回收與利用已迫在眉睫、刻不容緩。

生活污水是人們通過日常生產(chǎn)及生活中排出的水，它是從住宅小區(qū)、公共建筑及工業(yè)廠房的廚房、衛(wèi)生間、公共浴室及洗衣房等各種各樣的設(shè)施中排出。這類水中成分復(fù)雜包含泥沙、油脂、皂液、果核、紙屑和食物屑、病菌、雜物和糞尿等，其中40%是無機物，60%是有機物。與工業(yè)廢水成分不同，生活污水的水質(zhì)比較單一且穩(wěn)定，濃度也偏低。下面簡述一下常用的兩種污水處理工藝：MBR水處理法及AO水處理法。

1 MBR污水處理

第一，MBR污水處理是現(xiàn)代污水處理的一種常用方式，其運用的MBR膜生物反應(yīng)器工藝技術(shù)是采用生物處理工藝與膜分離工藝相組合，此技術(shù)可有效地進行固體液體的分離，從而獲取可以直接加以使用的中水。由于采用先進的工藝，流程中剩余污泥較少，能夠高效地去除氨氮、濁度，而且其出水懸浮物基本接近于零。由于MBR污水處理技術(shù)能夠大幅度地去除水中細菌和病毒，并且能耗低、占地面積小，故而膜生物反應(yīng)器用于污水和廢水處理的研究工作已經(jīng)于20世紀70年代在歐洲、美國、日本以及南非等許多國家廣泛展開。

第二，MBR污水處理的適用范圍包含住宅小區(qū)、辦公樓、購物中心、酒店、軍隊、加工的廠區(qū)等各種場所的多樣生活污水，例如浴排水、盥洗排水、洗衣排水、廚房排水、廁所排水等，同樣包括與之類似的工業(yè)有機廢水。

第三，MBR污水處理工藝流程簡述：經(jīng)過格柵初步過濾后的污水進入調(diào)節(jié)池，通過提升泵到達生物反應(yīng)器，組件內(nèi)PLC控制器啟動曝氣機充氧，生物反應(yīng)器出水通過循環(huán)泵來到膜分離處理單元，剩余的濃水則回到調(diào)節(jié)池，運行快速混合法氯化消毒后的膜分離的水，進入到中水貯水池。反沖洗泵使用來自清洗池的處理水對膜處理設(shè)備進行程序上的反沖洗，沖洗后的污水回到調(diào)節(jié)池。整個流程可以很便捷地實現(xiàn)自動或者手動控制膜單元的反沖洗操作以及過濾操作?？梢酝ㄟ^關(guān)閉進水閥和污水循環(huán)閥，打開藥洗閥和藥劑循環(huán)閥，然后有序地啟動藥液循環(huán)泵，完成需要化學清洗操作的膜單元，進行一整套的組織極為有序、嚴謹?shù)幕瘜W清洗操作流程。

第四，MBR污水處理工藝應(yīng)用于污、廢水再生利用方面，具備如下五個顯著特點：（1）此工藝可高效地完成固液分離，通過成熟的流程與技術(shù)將污、廢水中的懸浮顆粒、膠體雜質(zhì)、生物單元流失的微生物菌群與凈化過的水分開。所以，該工藝流程和其他傳統(tǒng)工藝最大的區(qū)別在于，流程不繁瑣，占地面積不大，出水水質(zhì)很好，無須經(jīng)過三級處理便可加以使用。（2）可以通過很大程度上縮短處理單元水力的停留時間，使得生物反應(yīng)器的占地面積減少不少。同時因為膜分離的顯著的高效性，并且通過生物處理單元內(nèi)一直可以維持在高濃度的生物量，使處理工藝的容積負荷與傳統(tǒng)工藝相比較顯著提高；（3）由于在此工藝下，細菌生長的速度放緩放慢，故而可防止各種微生物菌群的不必要的流失，加速系統(tǒng)代謝過程；（4）為了維持MBR系統(tǒng)的有效使用壽命，膜的通過水量運轉(zhuǎn)時間及有效的反沖洗達到高壽命的使用周期；（5）MBR污水處理工藝與其他傳統(tǒng)工藝流程相比較，源于工藝不復(fù)雜、操作很便捷和較好實現(xiàn)全自動運行的管理，故而此項技術(shù)推廣迅速，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在城市污水處理中。

2 AO污水處理

2.1 AO污水處理

AO工藝將前段缺氧段和后段好氧段串聯(lián)在一起，此工藝流程中通過處理使得A段DO不大于0.2mg/L，O段DO=2～4mg/L。為了提高污水的可生化性及氧的效率，把這些經(jīng)缺氧水解的產(chǎn)物放入好氧池進行好氧處理；在缺氧段，異養(yǎng)菌和自養(yǎng)菌發(fā)揮了各自重要的功效：其中的異養(yǎng)菌將蛋白質(zhì)、脂肪等污染物進行氨化（有機鏈上的N或氨基酸中的氨基）游離出氨（NH3、NH4+），自養(yǎng)菌因氧氣很充足，有效的硝化作用將NH3-N（NH4+）氧化為NO3-，通過回流控制返回至A池，在缺氧條件下的異氧菌其反硝化作用將NO3-還原為分子態(tài)氮（N2）完成C、N、O在生態(tài)中的循環(huán)，因而高效便捷地實現(xiàn)變廢為寶，廢物利用。

2.2 AO污水處理工藝特點

通過與多年從事AO污水處理的技術(shù)人員接觸，結(jié)合他們多年的焦化廢水脫氮的經(jīng)驗，根據(jù)以上對AO污水處理法其生物脫氮基本流程的敘述，于是便可以總結(jié)出（AO）生物脫氮整體流程包含如下優(yōu)勢：

第一，效率高。AO法工藝對處于廢水中的氨氮及有機物等都能達到不錯的去除效果。為了有效地達到COD值降至100mg/L以下，總氮去除率在70%以上的目標，需要工藝流程中總停留時間大于54h，這樣經(jīng)過生物脫氮后的出水再經(jīng)過混凝沉淀，其他指標也可以有效地達到國家排放標準。

第二，流程簡單，投資節(jié)省，用于操作的費用少。廢水中的有機物作為該反硝化工藝需要的碳源，在其他工藝流程中會用到作為碳源的甲醇無須出現(xiàn)在此流程中。

第三，缺氧反硝化過程對污染物具有較高的降解效率。如COD、BOD5和SCN-在缺氧段中分別為67%、38%、59%的去除率，酚和有機物分別為62%和36%的去除率，因此這個過程十分經(jīng)濟，AO處理法的反硝化反應(yīng)名副其實。

第四，容積負荷高。與國外同類工藝流程相比較，由于硝化階段及反硝化階段都采用了特殊的、獨到的強化生化及高濃度污泥的膜技術(shù)工藝，從而使硝化及反硝化的污泥濃度得到了行之有效的、顯著的提高，因而具有效率較高的容積負荷。

其實早在幾個世紀之前，很多經(jīng)濟學家便得出了一個顯而易見卻被人們忽視的重要結(jié)論，那就是“對生命至關(guān)重要的水，人們卻視它不值一文”，相反“對生命無關(guān)緊要的鉆石，人們卻追捧至價值連城”?？墒窃跊]有糧食的條件下我們可能還能堅持生存很長一段時間，可是沒有水，那么生命的跡象將很快消失。污廢水資源化、中水回收利用作為緩解城市水資源緊缺、解決水資源污染的最為有效的途徑，勢在必行且一舉兩得。否則隨著世界人口的迅猛增長，令人擔心的生存環(huán)境在日益被破壞，如果不能有效地痛改前非、整合利用，使污廢水資源化，我們將面臨不可扭轉(zhuǎn)的、前所未有的巨大威脅。

參考文獻

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作者簡介：孟喆（1979-），男，遼寧沈陽人，天津海航建筑設(shè)計有限公司高級工程師，研究方向：給排水工程。

（責任編輯：王 波）