污水處理廠尾水資源化利用

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當(dāng)前污水處理廠尾水資源化利用刻不容緩，國(guó)家發(fā)改委加快出臺(tái)碳達(dá)峰、碳中和頂層設(shè)計(jì)政策文件，污水處理廠響應(yīng)國(guó)家政策要求，通過(guò)尾水資源化利用來(lái)契合政策形勢(shì)。為了避免水資源浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)能源平衡，污水處理廠將余熱利用、尾水資源利用提上日程，一定程度上提高資源的綜合效益，推動(dòng)我國(guó)污水處理廠向綠色化、可持續(xù)化發(fā)展。由此可見(jiàn)，本文這一論題具有探究的現(xiàn)實(shí)性意義，論題內(nèi)容如下。

一、污水處理廠尾水資源化水質(zhì)要求

新冠肺炎疫情爆發(fā)下，處理后出水回用的基本要求，即強(qiáng)制消毒。由于尾水資源化用途不同，所以不同用途用水的水質(zhì)界定標(biāo)準(zhǔn)存在差異。

用于農(nóng)田灌溉時(shí)，水作COD、BOD5、SS對(duì)應(yīng)的水質(zhì)要求分別為150mg/L、60mg/L、80mg/L；旱作COD、BOD5、SS對(duì)應(yīng)的水質(zhì)要求依次為200mg/L、600mg/L、100mg/L；蔬菜COD、BOD5、SS對(duì)應(yīng)的水質(zhì)要求即 101mg/L、40mg/L、62mg/L[1]。

用于城市沖廁時(shí)，BOD5和氨氮均為11mg/L，NTU為4.8mg/L；用于道路清掃、消防時(shí)，BOD5為14mg/L，氨氮和NTU均為9mg/L；用于城市綠化時(shí)，BOD5和氨氮均為18mg/L，NTU為9.4mg/L；大腸桿菌A標(biāo)準(zhǔn)為102mg/L。

用于工業(yè)冷卻水時(shí)，COD、BOD5、氨氮、TP、SS的水質(zhì)要求分別是55mg/L、9.6mg/L、9.4mg/L、1mg/L、28mg/L；用于工業(yè)鍋爐補(bǔ)給水時(shí)，COD、BOD5、氨氮、TP、NTU的水質(zhì)要求分別是58mg/L、9.8mg/L、9.3mg/L、1mg/L、5mg/L；大腸桿菌 A標(biāo)準(zhǔn)為103mg/L。

用于景觀觀賞水時(shí)，BOD5、TN、氨氮、TP、SS的水質(zhì)要求對(duì)應(yīng)為9.7mg/L、14.7mg/L、5mg/L、1mg/L、20mg/L；用于景觀娛樂(lè)水時(shí)，BOD5、TN、氨氮、TP、NTU的水質(zhì)要求對(duì)應(yīng)為5.5mg/L、14.7mg/L、5mg/L、1mg/L、5mg/L[2]。

二、當(dāng)前污水處理廠尾水水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

尾水水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀直接影響污水處理方式，關(guān)乎到資源化利用效果。我國(guó)部分城市污水處理廠使用二級(jí)處理工藝進(jìn)行尾水處理，但出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)，一旦尾水非標(biāo)準(zhǔn)化排放，定會(huì)影響水體環(huán)境穩(wěn)定性，造成水域污染。下文圍繞已有問(wèn)題重點(diǎn)分析，以便為尾水資源化利用提供思路。

首先，人們對(duì)尾水資源化利用的認(rèn)知偏低，因?yàn)樗枷胝J(rèn)知未達(dá)到一定高度，所以尾水再處理效果不盡如人意，導(dǎo)致尾水水質(zhì)與自來(lái)水水質(zhì)存在差距。再加上，大多數(shù)用戶對(duì)尾水再利用存在抵觸心理，這難以為尾水資源化開(kāi)發(fā)提供動(dòng)力，進(jìn)而出現(xiàn)尾水資源浪費(fèi)、尾水污染環(huán)境等現(xiàn)象。

其次，尾水資源化利用技術(shù)水平較低，且管理工作不到位。發(fā)達(dá)國(guó)家在尾水資源化開(kāi)發(fā)與利用方面積累豐富經(jīng)驗(yàn)，這得益于技術(shù)支撐和高效管理。然而我國(guó)在技術(shù)層面仍需努力，現(xiàn)有技術(shù)水平較低、尾水處理工藝缺乏系統(tǒng)性，此外，管理策略與尾水再生利用需求脫節(jié)，所制定的管理策略缺乏科學(xué)性和實(shí)用性。長(zhǎng)此以往，尾水水質(zhì)短時(shí)間內(nèi)得不到提高，尾水資源化利用效果與預(yù)期要求存在差距[3]。

最后，尾水再生利用的設(shè)備資源、資金資源匱乏。一旦設(shè)備陳舊、資金中斷，那么尾水資源化處理進(jìn)程緩慢化，則不利于尾水資源化價(jià)值發(fā)揮，最終導(dǎo)致污水處理廠經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益大幅降低。究其原因，單依靠政府部門提供資金，仍無(wú)法緩解資金不足現(xiàn)狀，污水處理廠應(yīng)面向社會(huì)企業(yè)爭(zhēng)取投資機(jī)會(huì)，并高度重視資金管理，否則，設(shè)備設(shè)施短時(shí)間內(nèi)得不到更新，難以真正提高水資源循環(huán)利用率。

三、污水處理廠尾水資源化的價(jià)值體現(xiàn)

一般來(lái)說(shuō)，污水生化處理后應(yīng)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，從而減少污染物，保證水質(zhì)穩(wěn)定性，為后續(xù)資源化處理奠定良好基礎(chǔ)。下文具體介紹污水處理廠尾水資源化利用的價(jià)值：

（一）尾水資源量足

我國(guó)污水處理廠尾水資源量較豐富，足量尾水資源經(jīng)資源化利用，能夠在一定程度上緩解城市用水、工業(yè)用水壓力。我國(guó)上海某污水處理廠在尾水資源化處理方面發(fā)揮示范作用，針對(duì)足量尾水資源處理時(shí)，參照由上海市環(huán)境保護(hù)局和上海市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局聯(lián)合發(fā)布DB31/199-2018《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（2018年12月1日實(shí)施），從而為尾水資源化利用提供正向指導(dǎo)[4]。

（二）尾水資源再利用效益較高

尾水高效開(kāi)發(fā)與利用，意味著污水向優(yōu)質(zhì)水資源轉(zhuǎn)化，能為生產(chǎn)、生活提供充足水源，促進(jìn)城市穩(wěn)定、持續(xù)發(fā)展。再者來(lái)說(shuō)，尾水再生利用，能夠降低處理成本，同時(shí)，用水費(fèi)用相應(yīng)減少，能為社會(huì)發(fā)展帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。以上海為例，工商企業(yè)2020年自來(lái)水價(jià)格7.26元/m3，洗車行業(yè)自來(lái)水價(jià)格22.40元/m3，但污水處理廠尾水再生處理費(fèi)用不足3.24元/m3，對(duì)比可知，用水費(fèi)用顯著降低，使行業(yè)利潤(rùn)空間擴(kuò)大化[5]。

（三）促進(jìn)環(huán)保工程發(fā)展

近年來(lái)，環(huán)境保護(hù)活動(dòng)大范圍開(kāi)展，污水處理廠為環(huán)保戰(zhàn)略實(shí)施提供了助推力，由以尾水資源化利用為關(guān)鍵，隨著尾水資源化利用效果的顯現(xiàn)，環(huán)境保護(hù)工作能夠取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)步，這對(duì)城市化進(jìn)程加快、環(huán)保事業(yè)繁榮發(fā)展有重要意義。從宏觀角度來(lái)看，當(dāng)尾水資源化利用目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn)，則人與自然環(huán)境協(xié)同發(fā)展，最終為環(huán)保工程建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。實(shí)際上，環(huán)境保護(hù)是人類發(fā)展不可回避的問(wèn)題，也是人類社會(huì)進(jìn)步階段必定落實(shí)的工作，可見(jiàn)，污水處理廠尾水資源化利用具有迫切性和重要性，這是環(huán)境保護(hù)工程可持續(xù)發(fā)展的必然要求和基本路徑。

四、污水處理廠尾水資源化利用方法

為緩解水資源短缺現(xiàn)狀，針對(duì)污水處理廠尾水再生利用十分必要，為提高水資源利用率，務(wù)必清除尾水資源化阻力，并制定尾水資源化處理的有效方法，實(shí)現(xiàn)污水向可利用水資源的順利轉(zhuǎn)化，為我國(guó)環(huán)境保護(hù)事業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)積極力量。下文針對(duì)問(wèn)題處理對(duì)策和資源化利用法進(jìn)行了重點(diǎn)分析：

（一）尾水資源化問(wèn)題處理對(duì)策

首先，正確認(rèn)識(shí)尾水資源化。尾水資源化處理行為受思想認(rèn)知影響較大，要想優(yōu)化尾水再生利用效果，務(wù)必提高人們對(duì)尾水處理工作的重視程度，改變以往陳舊的思想觀念，為尾水資源化開(kāi)發(fā)與利用提供正確指導(dǎo)。對(duì)此，當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護(hù)部門，以及污水處理廠領(lǐng)導(dǎo)者，應(yīng)大范圍宣傳尾水資源化利用的意義，扭轉(zhuǎn)人們對(duì)尾水再利用的抵觸心理，使其從內(nèi)心深處認(rèn)同水資源循環(huán)利用、水資源節(jié)約與保護(hù)等觀點(diǎn)，進(jìn)而使人們能夠大力擁護(hù)尾水資源化開(kāi)發(fā)與利用，真正充實(shí)污水處理廠的工作內(nèi)容，提高污水再利用成效。在此期間，適當(dāng)調(diào)整用水價(jià)格，頒布合理的用水政策，為用水主體帶來(lái)切實(shí)利益。此外，結(jié)合當(dāng)?shù)匚鬯幚韽S尾水水質(zhì)要求，制定長(zhǎng)期水資源規(guī)劃及管理戰(zhàn)略，為尾水資源化處理實(shí)踐提供明確目標(biāo)。

其次，提高尾水資源化的技術(shù)水平。當(dāng)前污水處理廠尾水總量較多，再加上，尾水水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)逐漸提高，要想真正優(yōu)化尾水資源化利用效果，需創(chuàng)新尾水資源回用技術(shù)，并合理運(yùn)用尾水深度處理工藝，盡最大可能提高尾水再生利用率。在這一過(guò)程中，結(jié)合尾水出水用途規(guī)劃，選擇適合的回用技術(shù)與配套工藝，縮短尾水資源化利用時(shí)間，顯著提高尾水水質(zhì)改善空間，使出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)化，滿足農(nóng)業(yè)、工業(yè)、城市景觀的用水需求，實(shí)現(xiàn)水資源循環(huán)利用。

最后，為尾水資源化提供所需設(shè)備及充足資金。污水處理廠與政府部門保持聯(lián)系，盡可能多的爭(zhēng)取資金扶持，同時(shí)，主動(dòng)與社會(huì)企業(yè)溝通，力爭(zhēng)獲取投資機(jī)會(huì)，從而為尾水再生利用提供新的設(shè)備設(shè)施，大大提高尾水資源化利用率。需注意的是，合理配置資金，并動(dòng)態(tài)監(jiān)管資金流向，為尾水資源化利用提供可靠保障。

（二）尾水資源化利用的具體方法

1.一體化處理法

污水處理廠的尾水資源化利用不是一蹴而就的，這需要各處理系統(tǒng)共同協(xié)作。上海市某污水處理廠積極響應(yīng)水資源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)號(hào)召，大力推廣一體化尾水再生利用系統(tǒng)，即運(yùn)用預(yù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)、砂濾系統(tǒng)、超濾系統(tǒng)、高效沉淀系統(tǒng)處理尾水水質(zhì)，實(shí)現(xiàn)水資源循環(huán)利用，避免水資源浪費(fèi)。具體來(lái)說(shuō)，尾水進(jìn)入預(yù)調(diào)節(jié)系統(tǒng)→在高效沉淀系統(tǒng)中攪拌→絮凝微電解處理→雜質(zhì)分離→污染物清除→清液進(jìn)入濾池→濾料作用下清除所剩懸浮物→超濾處理。最后處理后的尾水達(dá)到凈化水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)，使尾水資源再次投入使用。

2.典型處理方法

凈化處理后的水資源能夠滿足人們生產(chǎn)生活用水需求，一定程度上緩解水資源短缺現(xiàn)狀。此外，污水處理廠的尾水先后經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)池、沉淀池、接觸氧化池和無(wú)閥濾池排放，接下來(lái)工作人員對(duì)其臭氧消毒、清水池排放，使其達(dá)到生產(chǎn)用水的要求。為了最大限度地發(fā)揮水資源的使用效率，將尾水經(jīng)過(guò)深層次的一二級(jí)處理，進(jìn)而處理后的尾水能夠?yàn)檗r(nóng)業(yè)用水、農(nóng)業(yè)灌溉提供便利。對(duì)于混凝沉淀處理（如圖1），借助微渦流反應(yīng)技術(shù)消除大尺度渦旋，該技術(shù)配備的裝置主要有折板反應(yīng)池、反應(yīng)箱、反應(yīng)器，當(dāng)技術(shù)及裝置協(xié)配，能夠優(yōu)化絮凝效果。微渦旋反應(yīng)技術(shù)處理5min～8min后，尾水出水濁度比約1.5NTU[6]。對(duì)于過(guò)濾處理，尾水處理人員參照《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)規(guī)定，尾水經(jīng)過(guò)混凝劑處理發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（中和反應(yīng)、絮凝反應(yīng)）后，利用斜管沉淀、介質(zhì)反復(fù)性過(guò)濾完成處理。準(zhǔn)備無(wú)閥濾池、活性砂過(guò)濾器（移動(dòng)床向上流連續(xù)過(guò)濾器處理技術(shù)），并加裝充氧曝氣裝置，達(dá)到氨氮去除效用。過(guò)濾處理后，具有原水過(guò)濾、污染物減少、成本低、水頭損失小等優(yōu)點(diǎn)。

圖1 混凝沉淀處理流程

3.連續(xù)流微濾膜處理法

尾水資源化處理的過(guò)程中，連續(xù)流微濾膜處理（如圖2）法實(shí)用性較強(qiáng)，尾水再生利用環(huán)節(jié)，需要用到壓縮空氣系統(tǒng)、微濾膜柱、反沖洗系統(tǒng)、PLC自控系統(tǒng)等，其中工作參數(shù)總結(jié)為：工作壓力35kpa～200kpa；壓縮空氣沖洗頻率每半小時(shí)一次，根據(jù)膜污染程度，適當(dāng)增減沖洗頻次，盡可能延長(zhǎng)連續(xù)流微濾膜使用壽命。尾水二級(jí)處理環(huán)節(jié)用到CMF膜系統(tǒng)，即每間隔15d～28d處理一次，從而保證整體系統(tǒng)穩(wěn)定性[7]。

圖2 連續(xù)流微濾膜處理流程

4.微絮凝高效纖維過(guò)濾器處理法

增設(shè)小型加藥裝置，滿足尾水再生處理需求。濾池工作期間，借助纖維濾池發(fā)揮纖維束作用，同時(shí)，合理調(diào)節(jié)纖維密度，使過(guò)濾纖維時(shí)的密實(shí)性達(dá)到既定要求。利用由大到小的濾料孔隙率來(lái)保證尾水過(guò)濾的質(zhì)量和效率。

5.其他處理方法

對(duì)于混合處理法，這一方法是污水處理廠尾水再生利用的基礎(chǔ)方法，處理工作者務(wù)必注意所選混凝劑的類型和規(guī)格，并按比例去配置混凝劑，進(jìn)而提高污水處理的效率，使處理后的尾水達(dá)到再生利用要求。對(duì)于生物氧化法即利用微生物的獨(dú)特性處理污水處理廠尾水，這一方法是目前較為先進(jìn)的處理法。具體步驟總結(jié)為：首先在調(diào)節(jié)池中放置適量的填料，接下來(lái)使尾水以相同的速度接觸填料，直到尾水接觸填料的生物膜，最后利用微生物自身的獨(dú)特性對(duì)尾水進(jìn)行處理，從而達(dá)到凈化目的。對(duì)于雙膜處理法，即借助超濾方式和反滲透方式聯(lián)合處理污水處理廠的尾水，超濾作為預(yù)處理，能保證反滲透水質(zhì)的通透度和凈化度。需注意的是，超濾和反滲透的出水按比例調(diào)和，目的是確保處理后的污水能更好地滿足人們生產(chǎn)生活用水需要。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，污水處理廠在環(huán)境保護(hù)方面發(fā)揮著重要作用，尾水資源化利用的過(guò)程中，污水處理廠探索尾水資源化問(wèn)題處理對(duì)策，并提出尾水資源化利用的具體方法，如一體化處理法、典型處理法、連續(xù)流微濾膜處理法、微絮凝高效纖維過(guò)濾器處理法等。從整體上提高尾水資源化利用率，取得環(huán)境保護(hù)的良好效果，真正貫徹碳達(dá)峰、碳中和頂層設(shè)計(jì)政策文件精神，彰顯尾水資源化利用政策的導(dǎo)向意義。

相關(guān)鏈接

污水處理廠是從污染源排出的污(廢)水，因含污染物總量或濃度較高，達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)要求或不符合環(huán)境容量要求，從而降低水環(huán)境質(zhì)量和功能目標(biāo)時(shí)，必需經(jīng)過(guò)人工強(qiáng)化處理的場(chǎng)所。一般分為城市集中污水處理廠和各污染源分散污水處理廠，處理后排入水體或城市管道。有時(shí)為了回收循環(huán)利用廢水資源，需要提高處理后出水水質(zhì)時(shí)則需建設(shè)污水回用或循環(huán)利用污水處理廠。處理廠的處理工藝流程是有各種常用的或特殊的水處理方法優(yōu)化組合而成的，包括各種物理法、化學(xué)法和生物法，要求技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，費(fèi)用最省。設(shè)計(jì)時(shí)必須貫徹當(dāng)前國(guó)家的各項(xiàng)建設(shè)方針和政策。因此，從處理深度上，污水處理廠可能是一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)或深度處理。污水處理廠設(shè)計(jì)包括各種不同處理的構(gòu)筑物，附屬建筑物，管道的平面和高程設(shè)計(jì)并進(jìn)行道路、綠化、管道綜合、廠區(qū)給排水、污泥處置及處理系統(tǒng)管理自動(dòng)化等設(shè)計(jì)，以保證污水處理廠達(dá)到處理效果穩(wěn)定，滿足設(shè)計(jì)要求，運(yùn)行管理方便，技術(shù)先進(jìn)，投資運(yùn)行費(fèi)用省等各種要求。