王靜張華新鄭靖瑞

1河南佳昱環(huán)境科技有限公司（450000）2核工業(yè)第五研究設計院（450052）3河南首創(chuàng)環(huán)?？萍加邢薰荆?50000）

環(huán)保節(jié)能

污水處理廠中水回用技術研究

王靜1張華新2鄭靖瑞3

1河南佳昱環(huán)境科技有限公司（450000）2核工業(yè)第五研究設計院（450052）3河南首創(chuàng)環(huán)?？萍加邢薰荆?50000）

積極開展城市污水的深度處理及回用，是解決城市水資源短缺的重要措施。這里從物理化學處理技術、生處理技術及膜分離技術等方面，對污水處理廠尾水深度處理進行分析，并提醒同行針對不同性質的尾水，應注意選擇相應的深度處理技術或組合工藝。

深度處理；中水回用；水資源

0 中水回用的概念

中水指排放的生活污水、工業(yè)廢水經(jīng)回收處理后可以再利用的水，其水質介于上水(自來水)與下水(排入管道內(nèi)污水)之間，是可在一定范圍內(nèi)重復使用的非飲用水。中水主要用于農(nóng)田灌溉、城市綠化、工業(yè)用水等。

中水利用也稱作污水回用，一方面,為供水開辟了第二水源，可大幅度降低上水的消耗量；另一方面,在一定程度上解決了下水對環(huán)境的污染問題，從而起到保護水源的作用。在美國、日本等國家，廁所沖洗、園林和農(nóng)田灌溉、道路保潔、洗車、城市噴泉、冷卻設備補充用水等,都大量使用中水。

1 城市污水處理廠中水回用工程的可行性

目前，我國集中投入了大量的資金修建城市污水處理廠，治理水污染，緩解日趨嚴重的水資源緊缺問題，這為我國的中水回用奠定了良好的技術基礎。在城市污水處理廠安裝污水回用系統(tǒng)，在原有污水處理工藝上進行深度處理，就可使污水轉化為符合一定水質標準的中水。在城市污水處理廠增設中水回用系統(tǒng)，從技術上說比較簡單。

污水的回用開辟了第二水源，降低了城市新鮮水取用量。污水回用減少了污水的排放量，減輕了污染，也減少了治理環(huán)境污染的投資，具有多重效益。

2 常用中水回用技術介紹

生活污水污染物濃度較低(小于0.1%)，可生化性較好，處理難度較小，主要污染物的濃度指標COD、BOD5、SS、NH3-N可滿足處理技術要求。設計進水水質執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A標準和一級B標準。

表1 設計出水主要水質指標（一級A標準）（單位mg/L）

表2 設計出水主要水質指標（一級B標準）（單位mg/L）

2.1 物理化學處理技術

2.1.1 過濾法

科研人員研究，將纖維球過濾用于污水深度處理中，纖維球過濾二沉池出水時，懸浮顆粒濃度從10～20mg/L下降到2mg/L以下，SS去除率接近90%，COD濃度從70～80mg/L下降到40mg/L左右，COD去除率接近50%。因此，纖維球過濾工藝是當今污水深度處理的最佳選擇。

2.1.2 吸附法

對活性炭/納濾組合工藝深度處理污水處理廠尾水中微量有機物的研究表明，該組合工藝對COD、TOC、UV254均有較好的去除效果，平均去除率分別達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，活性炭/納濾組合工藝對二級出水中微量有機物的去除在技術上是可行的。因而，該技術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

生物處理技術是利用微生物自身可對有機物、含氮化合物、含磷化合物等物質進行分解吸收來產(chǎn)生能量、營養(yǎng)物質的特性，培養(yǎng)出某些特定的微生物。利用這種特性處理污水中的污染物質，能達到凈化水質的目的。

2.2.1 生物反應器

生物反應器是物化和生化處理技術的集成。應用兩級過濾膜生物反應器專利技術處理城市污水廠二級排水，進水水質COD100mg/L，BOD≤30mg/ L，NH3-N≤440mg/L，TP1.0mg/L，SS≤30mg/L；出水水質COD≤30mg/L，BOD5≤10mg/L，NH3-N≤10mg/L，TP≤0.5mg/L，無SS。實踐表明,生物反應器具有良好的穩(wěn)定性和可靠性,出水優(yōu)于工業(yè)用水、循環(huán)冷卻水的水質要求。

2.2.2 生物濾池

有關研究表明，采用曝氣生物濾池工藝處理印染廢水的二級生化出水，廢水COD濃度從進水90～140mg/L降到80mg/L以下,色度從32倍降到16倍以下，排放水質穩(wěn)定。通過近半年的試驗，曝氣生物濾池工藝具有占地面積少、運行穩(wěn)定、成本低、出水水質好等優(yōu)點，在印染廢水深度處理中有重要的作用。氣浮-好氣濾池工藝對色度、COD、氨氮、總磷、濁度等去除率高，是值得推廣應用的污水廠二級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是利用植物根系的吸收和微生物的作用，并經(jīng)過多層過濾作用來達到降解污染、凈化水質的目的。它是一種充分利用人工介質中棲息的植物、微生物以及基質所具有的物理、化學特性來處理污水的技術。

利用生態(tài)氧化池/生態(tài)礫石床/垂直流人工濕地組合工藝，用于處理城市污水處理廠尾水，處理廠出水水質為COD50mg/L、BOD510mg/L、NH3-N10 mg/L、TP0.5mg/L，連續(xù)5個月試運行后，COD、BOD5和NH3-N的平均去除率分別為70.3%、69.0%、91.9%，出水水質為COD20mg/L，BOD54 mg/L，NH3-N1.0mg/L，TP0.2mg/L。可見，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。

2.3 膜分離技術

膜分離技術起步于20世紀60年代，是一種新型高效的污水處理技術，包括微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)等方法。

2.3.1 反滲透

反滲透技術在膜分離中應用廣泛。在國內(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。進水電導率1490us/cm，出水電導率穩(wěn)定在40us/cm以下，遠低于75us/cm的用水水質要求，可用作凈循環(huán)冷卻水和制冷換熱水的補充。

針對石化行業(yè)污水回用處理問題，科研人員開發(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10.7mg/L、電導率1800～2600us/cm，含鹽量高。連續(xù)7個月的中試結果表明，處理后外排水中COD、NH3-N、石油類和濁度等均優(yōu)于回用水標準，可作為工業(yè)循環(huán)冷卻、綠化和辦公等用水。

2.3.2 微濾

應用混凝動態(tài)膜工藝對印染廢水的二級出水進行深度處理，研究表明，進水COD90～100mg/L。最佳投量下使用一體式混凝動態(tài)膜工藝,COD去除率達到57%,出水COD38.7～43.0mg/L，能保證印染廢水達標回用。采用連續(xù)微濾膜(CMF)系統(tǒng)對污水廠二級排放水進行深度處理，凈化后的水清澈透明、無異味、濁度＜0.1NTU(低于設計值0.2NTU)、SDI值＜3。CMF出水滿足國家生活雜用水標準，可直接回用于綠化、景觀、沖廁等；同時，CMF出水滿足反滲透系統(tǒng)進水要求，可進一步脫鹽。

2.3.3 納濾

采用微濾/納濾深度處理COD為125.70mg/L的二級出水，經(jīng)微濾處理后出水COD為65.13mg/L去除率在50%左右，經(jīng)納濾處理后出水COD為24.00mg/L，其他指標如硬度、電導率、吸光率等完全滿足回用要求。

2.4 其他處理技術

一些新型的污水深度處理技術如超導磁分離技術能有效地提高廢水的可生化性，具有投資少、反應時間短、效率高、能耗低等優(yōu)點。盡管該法分離效果很好，但是需加入有機絮凝劑，沒有完全擺脫因有機絮凝劑的加入帶來的二次污染。另外，高壓脈沖放電技術、超聲波、生物酶、生物制劑增效法、三維電極、光敏化半導體等，作為催化劑處理有機廢水技術也逐漸應用于污水研究中。許多組合技術更是應用廣泛，如混凝沉淀/過濾/氨解析/炭柱組合工藝、雙介質過濾/反滲透組合工藝、超濾/紫外光/反滲透生產(chǎn)新生水組合工藝、混凝沉淀/精密過濾/臭氧氧化/石英砂過濾/活性炭過濾/中空超濾組合工藝等對城市污水的深度處理都有較好的效果。

3 展望

對污廢水進行有效處理、回用是解決水資源短缺問題、開辟第二水資源、減少新鮮水用量、緩解供需矛盾的有效措施，具有顯著的環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益。污水深度處理技術在國內(nèi)已經(jīng)有成功的工程應用，很多實際工程應用效果較好。但不同尾水水質差異較大，因此，應選擇合理的處理技術，在傳統(tǒng)技術上不斷創(chuàng)新，更好地推動深度處理技術的發(fā)展。

[1]陳亞萍,康永祥.城市污水回用及其用途[J].干旱區(qū)研究, 2005,22(3)：382～386.

[2]耿土鎖,吳晨波.纖維球過濾用于污水深度處理的技術經(jīng)濟優(yōu)勢[J].環(huán)境科學與技術,2010,33(SI)：317～320.

[3]劉健生.簡介新型中水過濾設施-濾布濾池[J].西南給排水，2004,26(1)：4～6.

[4]李清雪,肖偉,吳偉,等.活性炭/納濾工藝深度處理污水廠二級出水[J].中國給排水,2010,26(3)：100～102.

[5]韓寒,陳新春,尚海利.電吸附除鹽技術的發(fā)展及應用[J].工業(yè)水處理,2010,30(2)：20～23.

[6]徐綺坤,汪曉軍.曝氣生物濾池在印染廢水處理中的應用[J].環(huán)境科學與技術,2010,33(6)：177～180.

[7]康麗萍.市政污水回用深度處理中雙膜法的應用[J].甘肅科技,2010,26(14)：58～59.