我國城市污水處理回用現(xiàn)狀與展望

顏宏亮

(遼寧省錦州濱海新區(qū)(錦州經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū))市政服務中心，遼寧 錦州 121007)

1 我國城市污水處理技術現(xiàn)狀

1.1 A-A-O工藝

A-A-O工藝即厭氧+缺氧+好氧工藝，采用該工藝的城市污水處理系統(tǒng)包括：厭氧區(qū)域、缺氧區(qū)域和好氧區(qū)域，通過處理系統(tǒng)系統(tǒng)化的處理后污水中的生物氮磷得到有效去除。該工藝在城市污水處理方面的適用范圍較廣，目前在我國南方城市使用面比較廣泛。

1.2 SBR工藝

SBR工藝即續(xù)批式活性污泥法處理工藝，該工藝的核心設施是曝氣池，曝氣池的作用是對城市污水進行二次沉淀，該工藝打破了傳統(tǒng)城市污水處理對時間和空間的限制，特別適用于小型城市污水處理。

1.3 氧化溝工藝

氧化溝工藝即循環(huán)曝氣池工藝，該工藝是活性污泥法與曝氣法的聯(lián)合應用，該工藝在處理城市污水時污水在氧化溝內(nèi)與活性污泥形成混合液并在氧化溝內(nèi)不斷循環(huán)流動，采用該工藝的處理系統(tǒng)結構簡單，設施較少，系統(tǒng)運行管理簡單且處理效果較好。

2 我國城市污水深度處理回用的技術現(xiàn)狀

2.1 老三段工藝

老三段工藝即二級處理出水+混凝沉淀+過濾+消毒，該工藝能夠?qū)⒍壧幚沓鏊袣埩舻哪z態(tài)和懸浮態(tài)固體污染成分有效去除掉，經(jīng)過該工藝處理后污水的清澈度得到大幅提升，同時污水中的COD、細菌、氮磷、BOD、病毒、重金屬等也可以得到有效去除，然而該工藝對氨氮、凱式氮和高濃度總溶解性固體的去除效果較弱。老三段工藝具有技術簡單成熟、容易操作、占地不大、建設和運行成本較低的優(yōu)點，經(jīng)過老三段工藝處理的再生水主要回用在城市日常清潔和工業(yè)生產(chǎn)中，少量回用在城市景觀清潔和綠化灌溉。

2.2 單膜工藝

單膜工藝即二級處理出水+化學絮凝+沉淀+微濾或超濾，該工藝在微濾或超濾之前設置了沉淀工序可以有效延長膜的使用壽命和提升污水處理量。經(jīng)過該工藝處理后城市污水中的總溶解性固體、細菌、病毒等基本可以全部去除，膜清洗藥劑的濃度和質(zhì)量與膜使用壽命關系密切，上游來水水質(zhì)變化和膜清洗頻率對出水水質(zhì)的影響很大，因此在運用單膜工藝時需要建立起與二級處理和回用工藝緊密聯(lián)系的聯(lián)動機制。相比老三段工藝而言，運用單膜工藝的城市污水處理回用系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性更高且出水水質(zhì)更好，經(jīng)該工藝處理后的再生水水質(zhì)僅次于飲用水。單膜工藝城市污水處理回用系統(tǒng)的建設和運行成本都比較高，目前經(jīng)單膜工藝處理后的城市污水主要回用于工業(yè)循環(huán)冷卻水，城市公共建筑清潔，沖廁用水，城市景觀清潔和綠化灌溉用水。

2.3 雙模工藝

雙膜工藝即“二級處理出水+化學絮凝+微濾或超濾+反滲透”，該工藝用微濾或超濾工序取代了老三段工藝，微濾或超濾是該工藝的預處理工序為反滲透工序奠定基礎。該工藝在城市污水處理回用中建設用地較少，預處理質(zhì)量和效率很高，反滲透工序運行穩(wěn)定性和可靠性得到了大幅提升。經(jīng)實踐驗證，雙膜工藝處理后得到的再生水水質(zhì)較高，但是采用該工藝的城市污水處理回用系統(tǒng)的建設和運行成本也最高，未來雖然該工藝的應用成本會有所降低，但降低空間并不大。雖然整體來看雙膜工藝的出水水質(zhì)最好，但受到其高建設運行成本和膜壽命因素的制約導致其應用受到限制。依托于該工藝占地少、抗沖擊以及在高鹽度污水處理中的優(yōu)勢，目前該工藝主要應用于新建工業(yè)園區(qū)。

2.4 膜生物反應器

膜生物反應器(MBR)的核心是利用膜實現(xiàn)對生化反應進行強化的新型污水處理技術，膜生物反應器的出水水質(zhì)較高，通常出水水質(zhì)可達到地表水四類標準。當污水處理量超過50000m3/d時，該工藝的處理能力無法勝任處理需要。采用該工藝的城市污水處理回用系統(tǒng)的建設規(guī)模較大，系統(tǒng)運行消耗的電量很高，該工藝的膜成本占到總建設和運行成本的大約2/3，因此，膜壽命是決定MBR工藝應用的關鍵要素，膜清潔和膜更換等維護管理工作是該工藝在應用中需要特別重視的一項工作。

3 我國城市污水處理回用的發(fā)展趨勢

3.1 再生水回用需求層面

未來我國工業(yè)生產(chǎn)和景觀生態(tài)對城市污水回用的需求旺盛，總溶解性固體和氨氮是這2個回用水領域的關鍵指標，當前回用水消毒主要采用氯消毒方式，這樣的消毒方式在經(jīng)濟性和操作性方面具有優(yōu)勢，但是在灌溉用再生水中并不適用，雖然臭氧消毒和二氧化氯消毒等新型消毒方式陸續(xù)出現(xiàn)，但還是無法完全取代氯消毒。未來城市污水處理再生水回用應重視滿足工業(yè)對再生水回用的需求，在工業(yè)再生水回用中應當綜合對技術要素、水質(zhì)要求、回用需求量、政策要素等進行綜合考量。

3.2 技術工藝革新發(fā)展層面

膜材料和膜組件等膜技術以及其它城市污水處理工藝的革新發(fā)展在未來城市污水處理回用中發(fā)揮著決定性作用。未來隨著膜技術和其它城市污水處理回用技術的不斷發(fā)展，雙膜工藝、膜反應器工藝、雙膜工藝和超濾/微濾等工藝在城市污水處理回用中的應用將會得到快速提升。

3.3 污水處理設備更新層面

當前我國大部分城市沒有做到對城市污水的深度處理及有效回用，在我國城市中整體存在著城市污水處理回用率偏低的問題。在現(xiàn)代化工業(yè)、經(jīng)濟和城市快速發(fā)展和水資源短缺的背景下，不斷增大的城市用水需求量與供給量之間的矛盾異常激烈。未來城市污水的深度處理和回用應對污水深度處理設備和技術進行優(yōu)化升級，提升城市污水的處理回用能力，從而緩解城市水資源短缺。

3.4 污水處理系統(tǒng)規(guī)模發(fā)展層面

未來城市建設和經(jīng)濟發(fā)展必將導致城市污水排放量不斷增大，城市污水處理系統(tǒng)面臨的壓力必然會增大，城市水資源短缺矛盾也將更加劇烈，這也要求污水處理系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴大，污水處理量不斷加大，出水水質(zhì)不斷提升，因此，未來城市污水處理系統(tǒng)的建設規(guī)模不斷擴大和出水水質(zhì)要求不斷提高是一個必然趨勢。

4 結語

城市污水處理回用與生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展緊密相關，在城市污水排放量不斷加大和水資源短缺的背景下，加強對城市污水處理回用技術的研究具有極其重要的現(xiàn)實意義。現(xiàn)代城市在快速發(fā)展的同時應對城市污水的處理回用能力提升引起高度關注，通過先進的處理回用技術實現(xiàn)對城市污水的深度處理和有效回用，從而有效緩解了我國城市水資源的供求壓力。