我國(guó)城鎮(zhèn)污水再生利用技術(shù)研究進(jìn)展

王永斌

摘要：城鎮(zhèn)污水處理經(jīng)一定工藝深度處理，達(dá)到相應(yīng)的回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后，可用于農(nóng)業(yè)用水、城市雜用水、工業(yè)用水以及補(bǔ)充水源用水等，是解決當(dāng)前用水危機(jī)的一種有效方法。

關(guān)鍵詞：污水再生利用;技術(shù)

引言：城鎮(zhèn)污水回用于城市雜用水、景觀用水、河海補(bǔ)給和農(nóng)業(yè)灌溉等，可有效緩解水資源供需矛盾。城鎮(zhèn)污水廠多采用二級(jí)處理工藝，經(jīng)消毒后回用，常用消毒工藝為紫外線消毒、氯化消毒和臭氧氧化工藝。目前，我國(guó)已開(kāi)始興建再生水廠，采用化學(xué)沉淀法、高級(jí)氧化法及膜濾法等深度處理工藝后回用。再生水中殘留有毒化學(xué)物質(zhì)具有生物累積特性，長(zhǎng)期暴露其中對(duì)野生動(dòng)物和人體健康造成潛在威脅[1]。

一、目前我國(guó)污水處理情況

化工業(yè)是推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要組成部分。在過(guò)去為了更好的推動(dòng)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在化工產(chǎn)業(yè)方面的生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)要求有了大幅度的提高，在產(chǎn)生了效果明顯的經(jīng)濟(jì)收益后，也引發(fā)了較為嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。污廢水的不斷排入為城市水循環(huán)系統(tǒng)帶來(lái)了巨大的負(fù)擔(dān)，更甚至已經(jīng)影響到了人們的正常用水的水質(zhì)量。因此，為了減少化工產(chǎn)業(yè)對(duì)污廢水的排放和維護(hù)城市正常水循環(huán)，各個(gè)地區(qū)都出臺(tái)了相關(guān)的政策和應(yīng)急措施，但處理效果并不理想。一方面是已有的水源污染無(wú)法根治，另一方面是由于化工產(chǎn)業(yè)大部分在地區(qū)內(nèi)所占比重較大，并且缺乏對(duì)污廢水的源頭處理，導(dǎo)致對(duì)污廢水的處理效果始終不明顯。進(jìn)行城鎮(zhèn)污水處理廠尾水深度處理技術(shù)選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)尾水水質(zhì)、回用水的用途、尾水處理量等，因地制宜，結(jié)合技術(shù)的經(jīng)濟(jì)學(xué)和適應(yīng)性，選擇處理處理效果好、運(yùn)行成本低、運(yùn)行穩(wěn)定、便于操作管理的工藝技術(shù)。終端用戶需求問(wèn)題再生水水價(jià)與自來(lái)水相比有優(yōu)勢(shì)，但受到企業(yè)自備井取水和企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)狀況的影響，無(wú)法滿負(fù)荷供水。自備井取水成本非常低，政府應(yīng)加大關(guān)停自備井力度，減少對(duì)地下水的過(guò)度開(kāi)采，使城鎮(zhèn)污水再生利用與用戶能夠相互依存，達(dá)到雙贏[2]。

二、城鎮(zhèn)污水再生利用技術(shù)

在國(guó)家大力推進(jìn)城鎮(zhèn)污水再生利用的情況下，雙膜工藝是有效穩(wěn)定的再生水處理工藝，能有效減少企業(yè)用水成本，減少地下水開(kāi)采，保護(hù)水資源。對(duì)城鎮(zhèn)污水處理廠尾水進(jìn)行深度處理，使之達(dá)到相應(yīng)的回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，城鎮(zhèn)污水再回收利用不但可以減少污水排放量，對(duì)于減輕水體污染、緩解水資源短缺也具有重要意義。

（一）雙膜工藝是超濾膜（UF）和反滲透膜（RO）

采用外壓式超濾膜，將超濾作為反滲透的預(yù)處理工藝，滿足反滲透進(jìn)水SDI（淤泥密度指數(shù)）≤3的水質(zhì)要求，因城鎮(zhèn)污水廠出水的TDS（總?cè)芙庑怨腆w）較低，反滲透系統(tǒng)可以采用性價(jià)比較高的苦咸水膜。反滲透濃水處理問(wèn)題反滲透會(huì)產(chǎn)生約30%的濃水，較困難處理，再生水項(xiàng)目可以盡量建在城鎮(zhèn)污水處理廠附近，濃水可借助城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)行處理達(dá)標(biāo)排放，節(jié)約管網(wǎng)建設(shè)投資，但對(duì)于總?cè)芙庑怨腆w較高的地區(qū)，易富集鹽分，不利于城鎮(zhèn)污水處理廠生化系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行?；蚩山ㄔO(shè)獨(dú)立濃水處理系統(tǒng)，常用處理工藝有臭氧催化氧化、芬頓高級(jí)氧化、膜芬頓等，可進(jìn)行試驗(yàn)，選擇合適的濃水處理工藝。

（二）混凝法深度處理技術(shù)

混凝法具有投資少、投資成本低、設(shè)施操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定、效果好等優(yōu)點(diǎn)，是污水處理領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的方法之一。目前水處理混凝劑主要為鋁鹽、鐵鹽混凝劑，如聚合氯化鋁，其一般采用鋁屑、氫氧化鋁、氯化鋁、鋁土礦等原料制備，成本較高，且此類普通無(wú)機(jī)混凝劑處理效率易受水溫、濁度等外界條件影響。近年來(lái)，混凝劑的發(fā)展趨勢(shì)為從低分子向高分子、單一型向復(fù)合型、單功能型向多功能型等方面發(fā)展，以提升混凝劑的穩(wěn)定性及處理效率[3]。

（三）重組酵母菌雌激素活性檢測(cè)方法

重組酵母菌購(gòu)自無(wú)錫中科水質(zhì)環(huán)境技術(shù)有限公司。該菌株將人類雌激素受體基因（HER）、雌激素應(yīng)答表達(dá)子（ERE）質(zhì)粒和編碼β?半乳糖苷酶的Lac.Z基因轉(zhuǎn)染入酵母中。當(dāng)雌激素和雌激素活性物質(zhì)與雌激素受體結(jié)合，可激活轉(zhuǎn)錄因子，使Lac.Z基因表達(dá)，生成β?半乳糖苷酶，即可間接定量檢測(cè)化學(xué)物和環(huán)境樣品的雌激素活性[9]。將酵母干粉和培養(yǎng)基加入無(wú)菌錐形瓶中，置于轉(zhuǎn)速200r·min-1、30℃恒溫震蕩培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48h。10倍稀釋下，使600nm的光密度（OD600，以超純水為空白）讀數(shù)為0.7～0.9。將5μL樣品與995μL菌液混合，取200μL置于96孔板中，設(shè)3個(gè)平行孔。于800r·min-1、30℃振蕩暴露培養(yǎng)2h。用酶標(biāo)儀（Tecaninfinite200，Switzerland）測(cè)定OD600，隨后棄去150μL混合菌液，加入120μL緩沖溶液及20μL氯仿，放置于平板搖床中1350r·min-1、30℃破碎細(xì)胞10min。加入40μL反應(yīng)底物，800r·min-1、30℃震蕩培養(yǎng)60min，加入100μL碳酸鈉終止反應(yīng)，吸取200μL上清液測(cè)定OD420。雌激素效應(yīng)均在無(wú)細(xì)胞毒性濃度下測(cè)定，以0.5%DMSO作為溶劑對(duì)照，以雌二醇（E2）為陽(yáng)性對(duì)照將樣品中雌激素活性物質(zhì)濃度換算成雌激素當(dāng)量（estradiolequivalent，EEQ）。多數(shù)體內(nèi)測(cè)試和體外測(cè)試結(jié)果表明，城鎮(zhèn)污水處理廠及其受納水體中造成雌激素活性的化學(xué)物主要為類固醇雌激素，包括17β?雌二醇（E2）、雌酮（E1）、雌三醇（E3）及17α?乙炔雌二醇（EE2），其作用占總雌激素活性的90%以上，此外城鎮(zhèn)污水中也檢測(cè)到乙氧基化壬基酚、多環(huán)芳烴、多氯聯(lián)苯和鄰苯二甲酸酯等具有雌激素活性的污染物。三級(jí)處理工藝如砂濾、膜濾、活性炭吸附、混凝和臭氧氧化等可不同程度提高雌激素污染物的削減率。

（四）膜生物反應(yīng)器技術(shù)

膜生物反應(yīng)器是一種膜分離與生物處理有機(jī)結(jié)合的處理工藝，主要有分置式膜生物反應(yīng)器和一體式膜生物反應(yīng)器兩種類型，其中以一體式膜生物反應(yīng)器應(yīng)用較為廣泛。膜生物反應(yīng)器具有出水水質(zhì)良好、水質(zhì)穩(wěn)定、處理效率高、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)今倍受國(guó)內(nèi)外學(xué)者重視的一種水處理技術(shù)。但膜生物反應(yīng)器易發(fā)生膜的污染，膜使用壽命問(wèn)題是制約該技術(shù)發(fā)展的主要因素。為增加膜的使用壽命、降低運(yùn)行成本，尋找有效控制膜污染和膜清洗方法是目前膜生物反應(yīng)器研究的重點(diǎn)[4]。

（五）二氧化氯物消毒法

近些年來(lái)，也開(kāi)始逐漸使用二氧化氯消毒法來(lái)處理污水，這是因?yàn)槎趸染邆浞€(wěn)定性強(qiáng)、高效性等優(yōu)良特點(diǎn)。二氧化氯在一方面能夠去除污水之中的有害細(xì)菌、病毒等，還能與污水中的一些堿性物質(zhì)等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。除此之外，二氧化氯還能夠更深次地凈化污水，例如提高污水的潔凈度等等，且與污水中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)所需要的時(shí)間比較短，制造成本和儲(chǔ)存成本都比較低。故而，隨著近些年的科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，二氧化氯越來(lái)越被頻繁地應(yīng)用到了處理污水的工作之中[5]。

結(jié)束語(yǔ)：綜上所述，城鎮(zhèn)污水之中存在著許多不利于人們身體健康和環(huán)境的危害成分，例如傳染性病毒等等，若是不經(jīng)由處理便排放，會(huì)在很大范圍內(nèi)危害人身健康和破壞環(huán)境，不利于社會(huì)的和諧與穩(wěn)定。此外，現(xiàn)如今水資源比較緊缺，但是社會(huì)用水需求卻不斷在增長(zhǎng)，無(wú)法得到滿足。故而，采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)處理醫(yī)院污水，并實(shí)現(xiàn)污水回收再利用將會(huì)成為今后的必然趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王文忠.污水再生利用探討[J].同煤科技，2012（03）：13-14.

[2]馬志榮，劉洋.壓氣站生活污水回收再利用技術(shù)研究[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2012，33（10）：119-120.

[3]宿希強(qiáng).寄望城市“第二水源”[J].中國(guó)質(zhì)量萬(wàn)里行，2012（09）：23-26.