城市污水處理與回用研究

【摘要】為了提高城市污水回用率，對(duì)我國(guó)城市污水處理技術(shù)、再生水處理技術(shù)及其處理后出水的適用范圍進(jìn)行了研究分析，并提出了建立健全相關(guān)法規(guī)、合理定價(jià)、加強(qiáng)監(jiān)管等建議，以期實(shí)現(xiàn)污水資源化的可持續(xù)發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】城市水；處理工藝；回用技術(shù) ；污水資源化

1、城市污水的處理工藝

1.1 一級(jí)處理工藝

1.1.1 混凝沉淀強(qiáng)化法

研究表明，混凝沉淀法多用于城市給水處理中，以及城市工業(yè)輕度污染水處理中。近幾年來，隨著一些去污效果好、價(jià)格低的新型強(qiáng)化混凝劑的出現(xiàn)，不僅可以有效去除污水中的懸浮物，且可以去除水中有機(jī)質(zhì)、氨氮等，其對(duì)污水處理效果較為明顯。

例如，對(duì)北京市城市污水進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明，兩種傳統(tǒng)混凝劑（FeCl3 和聚合硫酸鐵）及一種國(guó)外引進(jìn)的混凝劑（Biofloc）， 經(jīng)過混凝沉淀強(qiáng)化一級(jí)處理后，污水中COD的去除率可達(dá)50%～80%，而處理成本僅為二級(jí)處理的1/5～1/3。傳統(tǒng)混凝劑與引進(jìn)的新型混凝劑的聯(lián)合使用出來效果好、成本低，其推廣應(yīng)用價(jià)值顯而易見。

1.1.2 活化污泥法

活化污泥法即：具有生物絮凝吸附能力的污泥，其對(duì)污染物質(zhì)的去除作用主要有四個(gè)方面：對(duì)微小污染物顆粒的絮凝作用；對(duì)溶解于污水中污染物的吸附作用；較大懸浮固體的自然沉淀作用；活化污泥中微生物對(duì)溶解性有機(jī)污物的氧化分解作用。

1.2 二級(jí)污水處理工藝

1.2.1 普通活性污泥法

普通活性污泥法系統(tǒng)的BOD去除率可達(dá)90%以上，但曝氣池容積大， 占用的土地較多、 基建費(fèi)用高，適合于處理凈化程度和穩(wěn)定程度要求較高的污水。

例如深圳市濱河污水處理廠， 日處理水量2.5萬m3 ?；钚晕勰喙に嚨脑O(shè)計(jì)參數(shù)： 進(jìn)水水質(zhì)： BOD5=200 mg/L、SS=240 mg/L；出水達(dá)到國(guó)家二級(jí)處理排放標(biāo)準(zhǔn)，PH6.5～8.5、SS<30 mg/L、BOD5<30 mg/L、CODCr<120 mg/L。

1.2.2 氧化溝

氧化溝的特點(diǎn)是混合液在封閉式的溝渠內(nèi)連續(xù)循環(huán)且污泥負(fù)荷低。氧化溝工藝操作簡(jiǎn)便，具有穩(wěn)定的處理效果，特別是在運(yùn)行可靠性和脫氮方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

例如重慶某污水處理廠，主體工藝采用改良型Carrousel氧化溝工藝，運(yùn)行結(jié)果表明：雖然進(jìn)水水質(zhì)、水量波動(dòng)較大， 特別是以2月-5月份工業(yè)廢水混入情況較嚴(yán)重時(shí)最為明顯，但出水水質(zhì)穩(wěn)定， 各水質(zhì)指標(biāo)均能達(dá)到GB18918 -2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》

中規(guī)定的國(guó)家一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。

1.2.3 SBR處理工藝

SBR處理工藝的主要結(jié)構(gòu)是一個(gè)或多個(gè)曝氣池，又稱為非連續(xù)活性污泥處理法。在污水處理時(shí)，將污水分批次進(jìn)入曝氣池，在池中經(jīng)活性污泥凈化沉淀后，將污泥上層的清液體排放到池外，則完成一個(gè)正常的處理過程。

例如撫順市三寶屯污水處理廠2001年底建成投入使用，日處理污水25萬t。從運(yùn)行情況來看，SBR工藝取得了理想的處理效果（COD去除率88.4%，BOD5去除率93.9%，SS去除率95.1%），NH4+-N和TP也低于設(shè)計(jì)值，并且在水量超出設(shè)計(jì)規(guī)模時(shí)各種設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

1.3 脫氮除磷工藝

1.3.1 A2/O 工藝

A2/O污水處理工藝可以分為三段：好氧段、厭氧段、缺氧段。其中，厭氧段主要去除污水中的BOD5，并可以利用污泥中的聚磷菌吸收磷；在好氧段，污泥中的聚磷菌可以吸收大量的磷，使得污泥中含磷量大大增加，在排放多余污泥時(shí)，將污泥中的磷去除，并繼續(xù)去除BOD5，在此過程中消化NH3-N，從而實(shí)現(xiàn)污水脫氮除磷的雙功效，降低污水中多量元素。

例如昆明第二污水處理廠出水，處理規(guī)模為每日10萬噸。CODCr、BOD5、SS TN 和TP的平均值分別為10 mg/L、19 mg/ L、8 mg/ L、3.5 mg/ L 和0.5 mg/L，基本達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

1.3.2 UCT工藝

若含有硝酸鹽的污水采用A/O 處理工藝，難以有效地除去水中的磷元素。為了完全避免污水中硝酸鹽對(duì)除磷的影響，可以采用UCT污水處理工藝，它是污水處理過程中，可不降污泥放入磷釋放池，直接將污泥放入到反硝化池，從而徹底去除污泥中的硝酸鹽物質(zhì)后，再將污泥放入到磷釋放池，從而實(shí)現(xiàn)徹底脫氮除磷功效。

例如江蘇徐州某工業(yè)園區(qū)污水處理廠，設(shè)計(jì)規(guī)模為3×104 m3 /d，污水處理廠進(jìn)水中約50%為工業(yè)廢水。目前該廠實(shí)際進(jìn)水量?jī)H為5000m3 /d，低于設(shè)計(jì)能力，出水各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到《 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002） 的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

1.3.3 CASS 工藝

CASS 工藝是利用微生物周期性地處于好氧、缺氧、厭氧的變化，充分應(yīng)用好氧菌、兼性菌和厭氧菌各自的特點(diǎn)，以達(dá)到脫氮除磷的作用。例如：湖州碧浪污水處理廠和北京航天城污水處理廠均采用此工藝。

2、污水回用技術(shù)

按回用水的用途分為物理化學(xué)處理技術(shù)、生物處理技術(shù)、膜分離技術(shù)三大類。

2.1 物理化學(xué)處理技術(shù)

以物理化學(xué)處理技術(shù)為核心的污水深度處理工藝是我國(guó)早期部分城市污水處理廠的再生工程采用此類工藝。例如，西安北石橋污水凈化中心、大連春柳河污水廠等都是采用此類工藝。這類工藝比較適合城市污水集中再生處理工程，可以在城市污水處理廠內(nèi)增建再生處理設(shè)施，將現(xiàn)有的污水處理廠轉(zhuǎn)換為集收集污水和生產(chǎn)再生水為一體的水質(zhì)轉(zhuǎn)化樞紐，真正實(shí)現(xiàn)城市污水資源化。

2.2 生物處理技術(shù)

以生物處理技術(shù)為核心的污水深度處理工藝。處理后的水能滿足城市雜用水、簡(jiǎn)單工業(yè)用水（例如冷卻用水）、農(nóng)業(yè)灌溉的水質(zhì)要求。其優(yōu)點(diǎn)是流程短、運(yùn)行穩(wěn)定、管理方便，基建費(fèi)用較低，但出水水質(zhì)較物理化學(xué)處理技術(shù)工藝的出水水質(zhì)低。

2.3 膜分離技術(shù)

膜分離技術(shù)是一種利用隔膜使溶劑與溶質(zhì)或微粒分離的技術(shù)，包括電滲析、擴(kuò)散滲析、反滲透和超過濾法等，處理后出水水質(zhì)好，且結(jié)構(gòu)緊湊、占地小、剩余污泥量少，易于自動(dòng)控制和運(yùn)行管理，但是具有運(yùn)行成本較高的缺點(diǎn)。

例如烏魯木齊米東科發(fā)再生水有限公司設(shè)計(jì)規(guī)模4.0萬m3/d，采用“MBR-膜生物反應(yīng)器”技術(shù)。烏魯木齊米東區(qū)的市政生活污水經(jīng)過該工藝處理后，出水水質(zhì)優(yōu)于國(guó)家一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，可以直接作為城市景觀、綠化及部分工業(yè)用水的水源。

3、建議

由于我國(guó)是世界人均水資源占有量較少的國(guó)家，人均水資源緊缺很大程度上限制了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和工業(yè)發(fā)展。對(duì)大多數(shù)城市工業(yè)用水量進(jìn)行調(diào)研分析，發(fā)現(xiàn)其用水量約占總城市用水量的50%～70%。從全國(guó)層面看，2009年全國(guó)城市污水處理回用總量為 21.8億m 3 ，回用率為7.99% 。為了提高污水處理后的回用率，提出以下幾點(diǎn)建議。

3.1 加強(qiáng)國(guó)家層面的相關(guān)政策、法規(guī)建設(shè)

當(dāng)前再生水回用率低，人們對(duì)再生水利用的重要性和緊迫性還認(rèn)識(shí)不足，尤其是水價(jià)的差距不大，為此首先需要加強(qiáng)國(guó)家層面的相關(guān)政策、法規(guī)建設(shè)，使得各級(jí)政府重視再生水的回用工作，并指導(dǎo)再生水生產(chǎn)企業(yè)科學(xué)管理，降低運(yùn)行成本，同時(shí)引導(dǎo)更多的用戶使用再生水，已提高我國(guó)的再生水回用率。

3.2 建立合理的定價(jià)機(jī)制

我國(guó)目前城市水價(jià)普遍存在需要調(diào)整的問題。應(yīng)從宏觀層面上建立合理的定價(jià)機(jī)制，一方面應(yīng)提高自來水的價(jià)格，另一方面應(yīng)采取其實(shí)有效的運(yùn)行管理方法進(jìn)一步降低再生水的運(yùn)行成本。

3.3 加強(qiáng)再生水回用的安全監(jiān)管

再生水的水質(zhì)是再生水水廠發(fā)展的命脈，如果監(jiān)管不到位，有可能使一些再生水廠的管理者用降低再

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作者簡(jiǎn)介：胡世琴（1967-），女，漢族，重慶人，副教授，碩士學(xué)位，全國(guó)注冊(cè)公用設(shè)備工程師（給排水），研究方向：給排水工程技術(shù)