市政污水處理工藝與污水回用利用技術(shù)

王 卓

（北京中鐵生態(tài)環(huán)境設(shè)計院有限公司，北京 102699）

水資源是人類賴以生存的必要資源，隨著人類社會的不斷發(fā)展，在城市化進程中，市政污水排放問題逐漸顯現(xiàn)出來，與我國環(huán)境友好型社會的創(chuàng)建有所矛盾。對此，合理處理市政污水，將其進行科學(xué)的回用，可以極大程度地提升水資源利用率，避免出現(xiàn)城市用水浪費現(xiàn)象，從而促進我國社會的可持續(xù)發(fā)展。

1 市政污水處理與回用的意義

首先，市政污水處理與回用有利于緩解水資源緊張問題。在社會快速發(fā)展過程中，人類社會正面臨著全球性水資源危機，當(dāng)前大部分國家和地區(qū)都認(rèn)識到污水再利用對水資源安全的重要性，并根據(jù)自身的發(fā)展制定了一系列污水處理和回用的規(guī)劃，開始發(fā)展非傳統(tǒng)水源。對此，我國也將經(jīng)過處理之后的“污水”作為新的水源，發(fā)展一水多用水資源利用模式。經(jīng)調(diào)查研究表明，我國的污水再生利用率如果達到20%，將會解決一半以上全國城市缺水量，由此可見市政污水的處理與回用的重要意義。其次，市政污水的處理和回用可以維護生態(tài)平衡。其可以將污水中的有用物質(zhì)進行回收，降低污水排放量，極大程度地避免了市政污水對湖泊、江河的水體污染，保護現(xiàn)有的水資源不被破壞，避免水質(zhì)富營養(yǎng)化。并且經(jīng)過處理過后的污水可以應(yīng)用于農(nóng)業(yè)灌溉，具有一定程度的經(jīng)濟效用。最后，市政污水的處理與回用有利于城市的可持續(xù)發(fā)展，推動城市向現(xiàn)代化、生態(tài)化方向發(fā)展，通過國家政府機構(gòu)的頂層設(shè)計以及其具體在各個城市落實的全過程，可以提升社會對市政污水的認(rèn)識，引導(dǎo)社會節(jié)約用水，規(guī)范其用水行為，從而促進我國城市長久穩(wěn)定的發(fā)展。

2 市政污水處理工藝

2.1 UNITANK污水處理工藝

UNITANK 污水處理工藝是在SBR 污水處理技術(shù)不斷優(yōu)化下而發(fā)展的，這種工藝又被稱為活性交替污泥處理工藝，該工藝的使用需要有特定的處理池為支持，污水處理池的形狀為矩形，數(shù)量上需要有三個，并保證是三種不同的矩形，其使用的具體流程為：根據(jù)污水處理池的情況，為其設(shè)置專門的供氧設(shè)施，并在墻上或者是底部通道上進行開洞，保證可以將三個污水處理池進行連接；將負責(zé)曝氣的污水處理池放在中間，將其余兩個放在其兩側(cè)，使其可以具有沉淀和曝氣的作用，在每個污水處理上都設(shè)計專門的污泥和水的排放口；在市政污水處理過程中，保證這三個污水處理池可以進行交互式處理，保證其可以將排水和進水情況進行平衡穩(wěn)定，從而完成UNITANK污水處理工藝的全過程。該工藝在市政污水處理上應(yīng)用的優(yōu)勢很大，可以有效控制反應(yīng)時間，降解污水中的有機物，磷、氮的去除良好，同時其污水的交替式處理可以適用于不同污水的處理上，做到穩(wěn)定處理。但是，該工藝的系統(tǒng)運行控制管理較復(fù)雜且比較適用于較小規(guī)模的項目，需要結(jié)合工程自身的特點，合理進行選擇。

2.2 AAO污水處理工藝

AAO 污水處理工藝是當(dāng)前市政污水處理中常用的一種工藝，對氮和磷有良好的去除效果，在實際使用過程中該工藝可以劃分為厭氧段、缺氧段以及好氧段，各個階段中都會對污水產(chǎn)生不同的處理效果。其基本流程為：污水與從沉淀池排出的回流污泥同步進入?yún)捬醭兀?jīng)釋磷、氨化后污水進入缺氧池，在缺氧池中反硝化細菌以原水中的有機物為碳源與好氧池末端回流來的消化液中的硝態(tài)氮進行反硝化反應(yīng)，硝態(tài)氮被降解后污水流入好氧池，去除BOD、硝化和吸收磷等均在好氧池進行。在厭氧池中，市政污水中的可生物降解有機物會被轉(zhuǎn)化為具有揮發(fā)性質(zhì)的有機酸等低分子物質(zhì)，該物質(zhì)容易被生物降解，除磷細菌會將環(huán)境中的有機酸類低分子有機物進行吸收，并在細胞內(nèi)部將其轉(zhuǎn)化為聚β-羥丁酸的形式進行儲存；在缺氧池階段中，污水中的可生物降解有機物以及經(jīng)過混合液回流出現(xiàn)的硝酸鹽，會將反硝化細菌進行反硝化作用，使硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化為氮氣；而好氧池階段主要是其中的除磷細菌將體內(nèi)儲存的聚β-羥丁酸進行分解，并且種類眾多的好氧微生物將污水中剩下的可生物降解有機物分解，從而在其中獲取相應(yīng)的自身生長的物質(zhì)。同時，其可以將溶解性磷酸鹽吸收，在體內(nèi)以聚合磷的形式進行儲存，硝化氨氮使其可以反應(yīng)成為硝酸鹽。該工藝發(fā)展歷史較長，是當(dāng)前較為成熟的市政污水處理工藝。

2.3 超濾污水處理工藝

超濾污水處理工藝主要是利用污水中雜質(zhì)的物理性質(zhì)和污水本身的物理性質(zhì)將其進行篩分，實現(xiàn)液體分離，需要其處于靜壓狀態(tài)下。在實際應(yīng)用過程中，需要技術(shù)人員根據(jù)污水情況制定具體的操作方案，選擇由分子膜和無機膜共同組成的超濾微孔膜，將液體進行有目的性的施加壓力，讓超濾微孔膜吸附污水中懸浮的高分子粒子和膠質(zhì)，保證超濾微孔膜表面能夠擁有篩分性質(zhì)，在污水經(jīng)過時可以將其中的雜質(zhì)進行攔截。超濾污水處理工藝在應(yīng)用過程中需要注意對處理環(huán)境的處理，包括工作溫度、施加壓力大小等，保證工作效率可以符合超濾處理工藝要求。在具體環(huán)境處理上，工作人員可以結(jié)合操作壓力、運行周期以及液體流速等相關(guān)參數(shù)，選擇最佳通透量，從而提升其對污水的處理效果。

2.4 AB污水處理工藝

AB 污水處理工藝的全稱為吸附生物降解法，其和傳統(tǒng)的污水處理工藝不同，沒有初沉池等設(shè)施，是具有高負荷的處理方式。其應(yīng)用方式是將曝氣池整體劃分為AB 兩個高低負荷階段，并分別設(shè)置專屬的回流系統(tǒng)和污泥沉淀。其中A 段是高負荷段，污水在此階段正常情況下的時間是30min，在這30min 過程中，A 段可以通過活性污泥的吸附、降解作用，利用活性污泥具有絮凝沉降以及易吸附的特點，迅速將市政污水中的有機物吸附，進行相應(yīng)的降解分化工作，盡可能地將回流出水負荷降低，其中選擇的吸附生物一般為泥齡不長的群落細菌。B 段處于低負荷段，其對市政污水的處理方式和以往常規(guī)污泥處理方式有一定的相似性。AB 污水處理工藝應(yīng)用的優(yōu)勢主要是可以將污水進行兩段式處理，具有較高的去污效率，可以保證處理系統(tǒng)運行的穩(wěn)定和安全，具有良好的耐負荷和耐沖作用。此外，該工藝的停留時間更短，且對于電力資源的消耗低，在一定程度上可以降低市政污水的處理成本。但是，該工藝由于出水水質(zhì)濃度較高，只能適用于出水水質(zhì)要求不高的工程，而且該工藝的脫氮除磷效果并不理想，因此在實際項目中應(yīng)用并不廣泛。

3 市政污水回用利用技術(shù)

3.1 深度處理回用技術(shù)

深度處理回用技術(shù)是當(dāng)前污水再利用技術(shù)中的常見技術(shù)手段，其在處理過程中的要點一般是在市政污水經(jīng)過一級處理和二級處理之后，根據(jù)回用水標(biāo)準(zhǔn)而進行的進一步回用處理，從而保證其水質(zhì)可以達到回用水要求。其技術(shù)可以細化為砂濾法、離子交換法、絮凝沉淀法等，需要工作人員結(jié)合具體的水質(zhì)情況和回用方向進行合理選擇，將水中的有機污染物質(zhì)進行進一步的去除，保證回用水質(zhì)量，切實做到水資源的循環(huán)再利用。以深度回用技術(shù)中的絮凝沉淀法為例，其主要采用聚合氯化鋁，利用該物質(zhì)中的高價金屬離子具有吸附電中和、架橋網(wǎng)捕等作用，水中的污染物保證可以結(jié)合成分子量較大的顆粒，再經(jīng)過沉淀使其可以起到優(yōu)化水質(zhì)的作用。該技術(shù)具有絮凝體成型快、沉淀性能好的特點，在使用過程中不受潮解的影響，不需要格外添加堿性助劑，具有較強的適應(yīng)性，使水質(zhì)可以達到回用水標(biāo)準(zhǔn)?？傊?，在市政污水的回用利用上，需要工作人員在理解回用水標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，將市政污水進行進一步回用處理，保證其可以滿足回用需求。

3.2 選擇性回用技術(shù)

選擇性回用技術(shù)主要是針對其回用環(huán)節(jié)的方式和方向，一般有三種方式。

（1）分區(qū)回用方式，即將具體的市政區(qū)域作為污水收集、回用的基本單位，通過相關(guān)部門的合理規(guī)劃，將回用管道作為污水回用的途徑，為區(qū)域內(nèi)人們活動提供水資源。該技術(shù)適用于和污水處理廠距離不遠的區(qū)域。

（2）全程回用方式，即通過市政排水管網(wǎng)系統(tǒng)將市政污水進行收集、處理之后再以管網(wǎng)進行回用。在選擇這種市政污水回用利用技術(shù)的過程中，需要認(rèn)識到其對污水處理廠有較高的規(guī)模要求，需要構(gòu)建完善的市政污水管網(wǎng)系統(tǒng)才能實現(xiàn)，適用于新型城市。

（3）選擇性回用方式，即有選擇性地鋪設(shè)回用管道，將管道設(shè)計在市政大型建筑、居民小區(qū)周圍，將其產(chǎn)生的污水進行回收，并在合適的位置建立小型的污水處理點，將小規(guī)模的污水進行處理，并將處理過的污水應(yīng)用在市政綠化等環(huán)節(jié)中，提升對水資源的利用率。該種技術(shù)方式相較于前面兩種具有靈活多變的形式、簡單便捷的工藝，能夠更加適應(yīng)不同區(qū)域的不同污水處理需求，提升了需求量和系統(tǒng)供給之間的吻合度，保證市政的健康發(fā)展。

3.3 脫鹽污水回用技術(shù)

污水的回用利用方向需要與經(jīng)過處理之后的水質(zhì)相一致，在脫鹽污水處理設(shè)計中需要將污水分離的化學(xué)污泥進行有效處理。例如，將含有豐富化學(xué)物質(zhì)的污泥摻雜利用在其他工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，保證不會由于污泥造成二次污染，實現(xiàn)高效率、更環(huán)保的污水回用。此外，在處理過程中需要以回用水用途為出發(fā)點選擇合適的技術(shù)手段。以脫鹽污水處理技術(shù)為例，脫鹽水多用于工業(yè)回用技術(shù)中，原水可以采用石灰、純堿法去除硬度后，通過膜裝置將回用水進行處理，直到達到相關(guān)工業(yè)的用水標(biāo)準(zhǔn)。

3.4 接觸限制回用利用技術(shù)

接觸限制回用技術(shù)是現(xiàn)階段市政污水回用利用的關(guān)鍵技術(shù)手段之一，適合在對回用水有較高要求的情況下使用。正常情況下，對回用水合格指標(biāo)的判斷依據(jù)是能否滿足相應(yīng)回用點的水質(zhì)需求，在實際進行處理的過程中往往會應(yīng)用三級處理方法，實現(xiàn)有效控制市政污水當(dāng)中的有害物質(zhì)，保證其在水中的含量可以符合國家控制標(biāo)準(zhǔn)，從而可以投入到回用利用環(huán)節(jié)中，實現(xiàn)水資源再利用。同時，三級處理法方式對接觸性以及限制性回用水的過程中，需要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范設(shè)計，同時相關(guān)單位需要加強對工作人員的技術(shù)培訓(xùn)和安全教育，并加強對其進行污水處理操作過程中的監(jiān)督，避免因違規(guī)操作造成損失，從而促進市政污水回用安全性和穩(wěn)定性的提升，加強污水排放和回用利用之間的平衡性，使水資源可以得到有效的保護。

4 結(jié)束語

總而言之，市政污水處理工藝和回用利用技術(shù)的運用可以將水資源進行最大化的應(yīng)用，需要相關(guān)人員結(jié)合市政污水情況，選擇合適的回用途徑，加強對污水處理工藝的學(xué)習(xí)，緩解城市水資源壓力，加大污水處理廠的建設(shè)，從而將其工藝技術(shù)進行切實應(yīng)用，實現(xiàn)水資源的可持續(xù)發(fā)展，保證我國社會的健康發(fā)展情況。