污水處理廠深度處理及中水回用工程設(shè)計(jì)

李海燕

摘 要：當(dāng)前，由于供水不足給城市工業(yè)造成了很大的損失，同時(shí)給居民生活帶來(lái)許多困難和不便，成為社會(huì)中的一種隱憂。擺在眼前的現(xiàn)狀告訴我們，必須加快水資源可持續(xù)利用、合理配置污水資源化、緩解城市水資源緊缺。而中水回用技術(shù)就是污水資源化的一種重要方法，它既可以減少?gòu)U水對(duì)環(huán)境的污染，又增加了日常可利用水的數(shù)量，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。

關(guān)鍵詞：污水處理廠；中水回用；技術(shù)

1、中水的基本概念

中水是指排放的生活污水和工業(yè)廢水回收后可再利用的水。再生水是指污水處理廠尾水作為原水經(jīng)過(guò)進(jìn)一步處理達(dá)到國(guó)家中水回用標(biāo)準(zhǔn)后可在一定范圍內(nèi)再利用的非飲用雜水，其用水質(zhì)量介于自來(lái)水（上水）與排人管道內(nèi)污水（下水）之間。城市污水的回用一方面為城市供水開(kāi)辟了第二水源，可大幅度降低“上水”（自來(lái)水）的消耗量；另一方面在一定程度上解決了“下水”（污水）對(duì)水源的污染問(wèn)題，從而起到保護(hù)水源、合理利用水資源和節(jié)約用水的作用。在美國(guó)、日本、以色列和其他國(guó)家的廁所沖洗、花園和農(nóng)場(chǎng)灌溉、道路清潔、洗車(chē)、城市噴泉和冷卻水供應(yīng)等方面都大量使用中水。

2、污水處理廠中水回用技術(shù)探究

2.1物理化學(xué)處理技術(shù)

2.1.1過(guò)濾法

科學(xué)家們研究出了纖維球過(guò)濾用于高級(jí)廢水處理的方法。當(dāng)纖維球過(guò)濾二沉池時(shí)，懸浮顆粒物濃度從10-20 mg / L降至2 mg / L以下。SS去除率接近90%，COD濃度從70-80mg / L降至40mg / L左右，COD去除率接近50%。因此，纖維球過(guò)濾工藝是最佳選擇。

2.1.2 吸附法

對(duì)活性炭/納濾組合工藝深度處理污水處理廠尾水中微量有機(jī)物的研究表明，該組合工藝對(duì)COD、TOC、UV254均有較好的去除效果，平均去除率分別達(dá)42.09%、69.54%和78.53%，出水的平均濃度分別為590mg/L、1.93mg/L和0.04cm-1。可見(jiàn)，活性炭/納濾組合工藝對(duì)二級(jí)出水中微量有機(jī)物的去除在技術(shù)上是可行的。因而，該技術(shù)被廣泛用于飲用水和微污染水的處理中。

2.2生物處理技術(shù)

2.2.1 生物反應(yīng)器

生物反應(yīng)器是物理化學(xué)和生物化學(xué)處理技術(shù)的整合。采用兩級(jí)膜生物反應(yīng)器技術(shù)處理城市污水處理廠的二級(jí)排水。進(jìn)水水質(zhì)COD100mg / L，BOD≤30mg/ L，NH3-N≤440mg/ L，TP1.0mg / L，SS≤30mg/出水水質(zhì)COD≤30mg/ L，BOD5≤10mg/ L，NH3-N≤10mg / L，TP≤0.5mg/ L，無(wú)SS。實(shí)踐證明，該生物反應(yīng)器具有良好的穩(wěn)定性和可靠性，出水量?jī)?yōu)于工業(yè)用水和循環(huán)冷卻水的水質(zhì)要求。

2.2.2 生物濾池

有關(guān)研究表明，采用生物曝氣過(guò)濾工藝處理廢水中的二級(jí)生化廢水，廢水COD濃度由進(jìn)水90-140mg / L降至80mg / L以下，色度由32級(jí)降至16級(jí)以下，出水水質(zhì)為穩(wěn)定。經(jīng)過(guò)半年的試驗(yàn)，生物曝氣過(guò)濾工藝占地面積小，運(yùn)行穩(wěn)定，成本低廉，出水水質(zhì)好，對(duì)印染廢水的深度處理起著重要作用。氣浮-好氣濾池工藝對(duì)色度、COD、氨氮、總磷、濁度等去除率高，是值得推廣應(yīng)用的污水廠二級(jí)出水深度處理和回用工藝。

2.2.3 人工濕地

人工濕地污水處理技術(shù)是利用植物根系吸收和微生物作用，并通過(guò)多層過(guò)濾來(lái)達(dá)到降解污染和凈化水質(zhì)的目的。這是一項(xiàng)充分利用植物、微生物和人工介質(zhì)中居住的基質(zhì)的理化特性來(lái)處理污水的技術(shù)。采用生態(tài)氧化塘/生態(tài)礫石床/垂直流人工濕地組合工藝，處理城市污水處理廠的尾水。處理廠出水水質(zhì)為COD 50 mg / L，BOD 510 mg / L，NH 3 -N 10 mg / L，TP 0.5 mg / L。連續(xù)5個(gè)月的試運(yùn)行后，COD平均去除率、BOD5和NH3-N分別為70.3%、69.0%和91.9%。出水水質(zhì)為COD 20 mg / L，BOD 54 mg / L，NH3-N 1.0 mg / L，TP0.2mg / L。可見(jiàn)，生態(tài)氧化池/生態(tài)礫石床/垂直流人工濕地組合工藝在污水處理廠尾水深度處理方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

2.3膜分離技術(shù)

2.3.1 反滲透

反滲透技術(shù)在膜分離中應(yīng)用廣泛。在國(guó)內(nèi)冷軋行業(yè)中，首鋼冷軋薄板生產(chǎn)線率先利用市政污水廠處理后外排污水作為水源，采用雙膜法（超濾+反滲透）處理。進(jìn)水電導(dǎo)率1490us/cm，出水電導(dǎo)率穩(wěn)定在40us/cm以下，遠(yuǎn)低于75us/cm的用水水質(zhì)要求，可用作凈循環(huán)冷卻水和制冷換熱水的補(bǔ)充。針對(duì)石化行業(yè)污水回用處理問(wèn)題，科研人員開(kāi)發(fā)了集成式懸浮載體生物氧化/砂濾/臭氧活性炭處理/超濾反滲透的組合工藝，處理廠外排水，濁度13.5-81.0NTU、COD170.2mg/L、NH3-N0-57.7mg/L、石油類(lèi)10.7mg/L、電導(dǎo)率1800-2600us/cm，含鹽量高。連續(xù)7個(gè)月的中試結(jié)果表明，處理后外排水中COD、NH3-N、石油類(lèi)和濁度等均優(yōu)于回用水標(biāo)準(zhǔn)，可作為工業(yè)循環(huán)冷卻、綠化和辦公等用水。

2.3.2 微濾

應(yīng)用混凝動(dòng)態(tài)膜工藝對(duì)印染廢水的二級(jí)出水進(jìn)行深度處理，研究表明，進(jìn)水COD90-100mg/L。最佳投量下使用一體式混凝動(dòng)態(tài)膜工藝，COD去除率達(dá)到57%，出水COD38.7-43.0mg/L，能保證印染廢水達(dá)標(biāo)回用。采用連續(xù)微濾膜（CMF）系統(tǒng)對(duì)污水廠二級(jí)排放水進(jìn)行深度處理，凈化后的水清澈透明、無(wú)異味、濁度<0.1NTU（低于設(shè)計(jì)值0.2NTU）、SDI值<3。CMF出水滿足國(guó)家生活雜用水標(biāo)準(zhǔn)，可直接回用于綠化、景觀、沖廁等；同時(shí)，CMF出水滿足反滲透系統(tǒng)進(jìn)水要求，可進(jìn)一步脫鹽。

3、中水回用工程經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

3.1中水生產(chǎn)系統(tǒng)投資較低

城市污水處理廠的二次排放水作為再生水的來(lái)源，與自來(lái)水生產(chǎn)的長(zhǎng)距離取水相比，不需要大量的引水投資，不需要支付大水資源費(fèi)的費(fèi)用數(shù)額，從而消除了大型水管道建設(shè)的成本需要，水電費(fèi)用幾乎為零。

3.3中水經(jīng)營(yíng)成本遠(yuǎn)低于自來(lái)水經(jīng)營(yíng)成本

中水水源是污水處理廠的二級(jí)處理尾水。生產(chǎn)景觀用水具有流量短、用藥量小的特點(diǎn)。此外，中水生產(chǎn)系統(tǒng)位于污水處理廠，可以有效利用城市污水處理廠現(xiàn)有工程和管理人員，可以降低中水生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行成本。根據(jù)研究，在同可比條件下中水的單位制水成本僅為自來(lái)水制水成本的42%。如果再利用水的規(guī)模增加，成本將顯著降低。

3.3污水商品化經(jīng)濟(jì)前景可觀

污水處理廠是一座再生水廠和一座工業(yè)水廠，使污水成為城市的“第二水源”。通過(guò)使用再生水，污水可以變成可以銷(xiāo)售的“商品”或“產(chǎn)品”，使中水資源的利用可以進(jìn)入“生產(chǎn)-再生-再生產(chǎn)”的良性循環(huán)，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益。特別是隨著水資源日益稀缺，水資源保護(hù)的相關(guān)規(guī)定將越來(lái)越嚴(yán)格，中國(guó)利用的經(jīng)濟(jì)前景水將是相當(dāng)可觀的。

4、結(jié)語(yǔ)

中水再利用的直接經(jīng)濟(jì)效益是再利用水的水價(jià)明顯低于自來(lái)水的水價(jià)，有助于污水處理廠降低成本、提高效率。中水的充分利用不僅為我們提供了一個(gè)非常經(jīng)濟(jì)的新水源，緩解了水資源短缺，而且減少了污水排放量，減輕了城市排水和污水處理的負(fù)擔(dān)，獲得了較少的較大的供水量，具有經(jīng)濟(jì)、合理、可行的有點(diǎn)，具有良好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。它具有廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫鐵珩，蔣侃，孫麗娜，王書(shū)文，李海波.污水處理和回用技術(shù)的應(yīng)用：中水回用在沈陽(yáng)的發(fā)展前景和存在的問(wèn)題[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)，2006（12）：2441-2444.

[2]葉曉燕，王菲鳳，王珊珊.城市中水回用環(huán)境經(jīng)濟(jì)效益分析——以福州市洋里污水處理廠出水回用為例[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2006（08）：51-55.

[3]曾波，施青軍，查凱.城市污水處理與中水回用系統(tǒng)分析與優(yōu)化[J].中國(guó)給水排水，2002（06）：82-84.

[4]籍國(guó)東，姜兆春，趙麗輝，丁蘊(yùn)錚，袁星.我國(guó)污水資源化的現(xiàn)狀分析與對(duì)策探討[J].環(huán)境科學(xué)進(jìn)展，1999（05）：85-95.