■張振華 ■代縣自來(lái)水管理所，山西 代縣 034200

2011年我國(guó)GDP總量達(dá)到471564億元，超越日本成為全球第二大經(jīng)濟(jì)實(shí)體。隨著全面建成小康社會(huì)和城鎮(zhèn)化的不斷推進(jìn)，用水量和產(chǎn)生的污水量將大幅增加，這將對(duì)現(xiàn)有水資源的壓力越來(lái)越大。一方面，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要不斷加速攫取水資源；另一方面，產(chǎn)生的污水又對(duì)現(xiàn)有水資源產(chǎn)生極大的威脅；使其功能減弱甚至完全喪失。因此，污水的資源化利用不僅可以使有限的水資源免受污染，而且回收的再生水又可重新利用，是解決我國(guó)缺水問(wèn)題的重要舉措。

1 水污染加重了水資源短缺

我國(guó)淡水資源非常緊缺，人均占有量約為2300立方米，只相當(dāng)于世界人均水平的1/4，位列世界110位，并且分布嚴(yán)重不均，進(jìn)一步加劇了不少地區(qū)的水資源短缺程度，目前正常年份全國(guó)每年缺水量400億立方米，有400余座域市供水不足，嚴(yán)重缺水城市有110座，近2/3的城市存在不同程度的缺水。據(jù)《2011年中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)》公布2011年全國(guó)廢水排放量為652.1億噸，化學(xué)需氧量排放總量2499.9萬(wàn)噸；氨氮排放總量260.4萬(wàn)噸。全國(guó)地表水總體輕度污染，湖泊(水庫(kù))富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題依然突出。長(zhǎng)江、黃河等10大水系469個(gè)國(guó)控監(jiān)測(cè)斷面中，Ⅰ類(lèi)—Ⅲ類(lèi)，Ⅳ類(lèi)—Ⅴ類(lèi)和Ⅴ類(lèi)水質(zhì)斷面比例分別為61.0%、25.3%和13.7%。采用《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14849—93)，水利系統(tǒng)對(duì)201年北京、遼寧、吉林、黑龍江、上海、江蘇、海南、寧夏、廣東等9個(gè)省(自治區(qū)、直轄市)域內(nèi)857眼監(jiān)測(cè)井水質(zhì)監(jiān)測(cè)資料進(jìn)行了水質(zhì)分類(lèi)評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示，適用于各種用途的Ⅰ類(lèi)—Ⅱ類(lèi)監(jiān)測(cè)井占評(píng)價(jià)總數(shù)的2%；適合集中式生活飲用水源及工農(nóng)業(yè)用水水的Ⅲ類(lèi)監(jiān)測(cè)井的占21.2%；適合除飲用外其他途的Ⅳ類(lèi)—Ⅴ類(lèi)監(jiān)測(cè)井占76.8%。

近年來(lái)，飲用水中多種微量有機(jī)污染物所造成的危害越加嚴(yán)重，有些“三致”物質(zhì)采用一般的處理工藝很難去除，由于飲用水污染而造成的事故呈上升態(tài)勢(shì)。

由于水污染，破壞了水環(huán)境，使水資源利用率降低，加劇了水荒。人民健康受到了危害，經(jīng)濟(jì)受到損失。據(jù)估計(jì)，我國(guó)每年因水污染所造成的經(jīng)濟(jì)損失已達(dá)400億元。

2 污水資源化利用是解決水資源短缺的重要途徑

污水資源化利用已是世界上關(guān)注的問(wèn)題，上世紀(jì)五十年代，美國(guó)就開(kāi)展了這一領(lǐng)域的研究和試驗(yàn)。目前，美國(guó)50%以上的再生水回用于農(nóng)業(yè)，城市綠化和水景。日本，俄羅斯、沙特阿拉伯、以色列、南非等國(guó)家利用再生水已有多年歷史。從某種意義上看，污水是一種穩(wěn)定的淡水資源，可根據(jù)不同的用途，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)奶幚砗?，作為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、中水道和景觀等用水，可以緩解我國(guó)水資源嚴(yán)重短缺的狀況。

目前我國(guó)運(yùn)行的污水處理廠已達(dá)到3100余座形成污水處理能力1.36億噸/日，污水再生利用生產(chǎn)能力為10821萬(wàn)噸/日，實(shí)際再生利用總量923萬(wàn)噸/日，不到全國(guó)域鎮(zhèn)污水處理總量的10%，污水再生利用潛力巨大。

造成污水再生利用率低的原因很多，關(guān)鍵是水質(zhì)問(wèn)題，據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2010年底，按一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的污水處理廠有1500多座，按二級(jí)設(shè)計(jì)的污水處理廠有600多座，兩者合計(jì)污水處理能力有1億噸/日，約占全國(guó)總生活污水處理能力的80%。根據(jù)國(guó)家規(guī)定，城鎮(zhèn)污水處理廠出水排入重點(diǎn)流域及湖泊，水庫(kù)等封閉、半封閉水體時(shí)，要執(zhí)行一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。污水再生利用也至少要達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，此外根據(jù)再生水的用途不同，大多需要再進(jìn)行深度處理，因此許多已建污水處理廠都需進(jìn)行污水處理工藝升級(jí)改造。

除了水質(zhì)問(wèn)題外，限制污水資源化利用的原因還包括：污水水源的距離，可獲得的水量及供水的持續(xù)性；潛在的供水可靠性，更新和建設(shè)供水設(shè)施的成本；與其他可替代水源成本的比較；潛在的健康影響，公眾對(duì)水質(zhì)和水處理知識(shí)的了解和社會(huì)的理解等。

3 污水資源化利用的領(lǐng)域

(1)工業(yè)用水。從理論上說(shuō)，經(jīng)處理的污水可以回用于各種不需要達(dá)到飲用水水質(zhì)要求的工業(yè)企業(yè)，各種工業(yè)生產(chǎn)中的冷卻水、鍋爐用水、生產(chǎn)和加工用水、清洗和輔助用水等，都可以利用經(jīng)處理的污水。

(2)居民生活非飲用水。對(duì)居民生活來(lái)說(shuō)，污水回用可以用于沖洗便溺、洗車(chē)、清潔和綠化，從社區(qū)的角度來(lái)看，污水回用包括室外的灌溉及各種景觀用水。

(3)間接的飲用水循環(huán)。間接的飲用水循環(huán)是將經(jīng)過(guò)處理的污水回灌到土地，水體和濕地中，通過(guò)水體的稀釋和自?xún)糇饔茫寥赖奈郊暗貙拥慕亓?，再?jīng)過(guò)取水后的處理，確保它滿足飲用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

4 污水資源化利用的方法

(1)常規(guī)處理。常規(guī)處理主要去除有機(jī)污染物和懸浮物。通常包括一級(jí)處理和二級(jí)處理，一級(jí)處理即物理處理，通過(guò)機(jī)械的攔截去除大的漂浮物及纖維物質(zhì)。通過(guò)沉淀去除其中的無(wú)機(jī)顆粒。一般來(lái)說(shuō)，一級(jí)處理一般不單獨(dú)運(yùn)營(yíng)，通常是作為后續(xù)處理的預(yù)處理。二級(jí)處理為生物化學(xué)處理，主要通過(guò)培養(yǎng)能降解有機(jī)物的微生物來(lái)實(shí)現(xiàn)，它是水體自?xún)糇饔玫膹?qiáng)化。通常分為活性污泥法和生物膜法?；钚晕勰嗪蜕锬ぶ薪?jīng)馴化的微生物將污水中的有機(jī)污染物為食物，合成自身細(xì)胞并繁殖，通過(guò)氧化分解有機(jī)污染物來(lái)獲得能量，維持自身的生理活動(dòng)，通過(guò)這些生化作用，污水中的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)變成了微生物，超大量的微生物聚集在一起，組成了活性污泥和生物膜，再通過(guò)固液分離，就得到清澈的出水。正常運(yùn)行的污水處理廠的出水再經(jīng)消毒后均可達(dá)標(biāo)排放。但是如果回用，水質(zhì)還略嫌不足，須進(jìn)一步深度處理。

(2)深度處理。經(jīng)過(guò)生化處理的出水中懸浮物、有機(jī)物濃度大幅下降，但是在回用時(shí)，大多與人有直接或間接的接觸，其中懸浮物是病原體的附著物，對(duì)人體健康存在潛在的威脅，而且其中的有機(jī)物會(huì)使工業(yè)產(chǎn)品品質(zhì)下降，腐蝕、堵塞管道及設(shè)備，因此除農(nóng)田灌溉等少數(shù)用途外，污水回用需進(jìn)行深度處理。深度處理的方法有：①微絮凝過(guò)濾。這種方法是將少量絮凝劑加于二級(jí)處理出水中，絮凝劑經(jīng)過(guò)水解反應(yīng)后產(chǎn)生的絮凝體對(duì)原水中的懸浮物有吸附、攔截和卷掃的作用，再通過(guò)濾池的過(guò)濾，原水中的懸浮物得到去除，使水質(zhì)更加清澈，病原微生物一并被去除，強(qiáng)化了后續(xù)的消毒效果。而且二級(jí)出水中的懸浮物大多為生物固體，因此這種方法還可以使水中的化學(xué)需氧量、生化需氧量、氨氮、總氮、總磷進(jìn)一步降低。②活性炭吸附法。活性炭是由含碳為主的物質(zhì)作為原料，經(jīng)粉碎及加黏合劑成型后，經(jīng)加熱脫水、炭化、活化而成，是一種非極性吸附劑。由干活性炭的比表面積達(dá)800—2000m2/g，具有很高的吸附能力。二級(jí)處理后的出水經(jīng)過(guò)活性炭濾池(柱)后，水中的懸浮物會(huì)被截留，而且活性炭對(duì)絕大多數(shù)有機(jī)物包括二級(jí)生物處理后的難生物降解的有機(jī)物有良好的吸附功能，并且它對(duì)某些金屬離子也有很強(qiáng)的吸附能力。據(jù)報(bào)道，活性炭對(duì)銻、鉍、錫、汞、鈷、鉛、鎳、六價(jià)鉻等都有良好的吸附能力。吸附后的活性炭可進(jìn)行再生重復(fù)利用，被吸附的有機(jī)物在再生過(guò)程中被燒掉，不產(chǎn)生污泥。研究表明，活性炭對(duì)有機(jī)物的去除，除了吸附作用外，還存在著生物化學(xué)的降解作用。經(jīng)過(guò)活性炭處理后的水再經(jīng)消毒后，可滿足大多數(shù)回用水的水質(zhì)要求。③膜分離法。膜分離法包括滲析、電滲析、超濾和反滲透等，都是通過(guò)一種特殊的半滲透性膜分離水中的離子和分子的技術(shù)。它通過(guò)電位差、壓差、濃度差等截留微粒，大分子物質(zhì)，微生物，小分子物質(zhì)等。以前多用于海水淡化，隨著膜制造技術(shù)的發(fā)展，其中價(jià)格日趨低廉，在污水處理中的應(yīng)用也日趨廣泛，被認(rèn)為是很有發(fā)展前途的技術(shù)。

除上訴所講外，水的深度處理方法還很多，只是在生產(chǎn)中實(shí)踐不多及用途單一，這里不一一贅述。

5 結(jié)論

由于我國(guó)水資源的嚴(yán)重短缺，污水不失為一種可觀的可利用資源，但是污水必須經(jīng)處理后才能轉(zhuǎn)化為可利用的資源。而目前成熟的污水深度處理技術(shù)在生產(chǎn)中已有應(yīng)用，應(yīng)在政策及制度上予以推廣和支持。減少對(duì)現(xiàn)有水資源的污染，提高水的利用價(jià)值，來(lái)應(yīng)對(duì)目前面臨的“水荒”，這也是我國(guó)當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的迫切要求。

［1］中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù).2011年中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)［M］.北京：環(huán)境保護(hù)部，2012∶4-6.

［2］哈爾濱建筑工程學(xué)院.排水工程［M］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1986∶289-318.