【摘要】為了提高城市污水回用率,對我國城市污水處理技術、再生水處理技術及其處理后出水的適用范圍進行了研究分析,并提出了建立健全相關法規(guī)、合理定價、加強監(jiān)管等建議,以期實現(xiàn)污水資源化的可持續(xù)發(fā)展。
【關鍵詞】城市水;處理工藝;回用技術 ;污水資源化
1、城市污水的處理工藝
1.1 一級處理工藝
1.1.1 混凝沉淀強化法
研究表明,混凝沉淀法多用于城市給水處理中,以及城市工業(yè)輕度污染水處理中。近幾年來,隨著一些去污效果好、價格低的新型強化混凝劑的出現(xiàn),不僅可以有效去除污水中的懸浮物,且可以去除水中有機質、氨氮等,其對污水處理效果較為明顯。
例如,對北京市城市污水進行試驗,結果表明,兩種傳統(tǒng)混凝劑(FeCl3 和聚合硫酸鐵)及一種國外引進的混凝劑(Biofloc), 經過混凝沉淀強化一級處理后,污水中COD的去除率可達50%~80%,而處理成本僅為二級處理的1/5~1/3。傳統(tǒng)混凝劑與引進的新型混凝劑的聯(lián)合使用出來效果好、成本低,其推廣應用價值顯而易見。
1.1.2 活化污泥法
活化污泥法即:具有生物絮凝吸附能力的污泥,其對污染物質的去除作用主要有四個方面:對微小污染物顆粒的絮凝作用;對溶解于污水中污染物的吸附作用;較大懸浮固體的自然沉淀作用;活化污泥中微生物對溶解性有機污物的氧化分解作用。
1.2 二級污水處理工藝
1.2.1 普通活性污泥法
普通活性污泥法系統(tǒng)的BOD去除率可達90%以上,但曝氣池容積大, 占用的土地較多、 基建費用高,適合于處理凈化程度和穩(wěn)定程度要求較高的污水。
例如深圳市濱河污水處理廠, 日處理水量2.5萬m3 ?;钚晕勰喙に嚨脑O計參數(shù): 進水水質: BOD5=200 mg/L、SS=240 mg/L;出水達到國家二級處理排放標準,PH6.5~8.5、SS<30 mg/L、BOD5<30 mg/L、CODCr<120 mg/L。
1.2.2 氧化溝
氧化溝的特點是混合液在封閉式的溝渠內連續(xù)循環(huán)且污泥負荷低。氧化溝工藝操作簡便,具有穩(wěn)定的處理效果,特別是在運行可靠性和脫氮方面具有獨特的優(yōu)勢。
例如重慶某污水處理廠,主體工藝采用改良型Carrousel氧化溝工藝,運行結果表明:雖然進水水質、水量波動較大, 特別是以2月-5月份工業(yè)廢水混入情況較嚴重時最為明顯,但出水水質穩(wěn)定, 各水質指標均能達到GB18918 -2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》
中規(guī)定的國家一級B標準。
1.2.3 SBR處理工藝
SBR處理工藝的主要結構是一個或多個曝氣池,又稱為非連續(xù)活性污泥處理法。在污水處理時,將污水分批次進入曝氣池,在池中經活性污泥凈化沉淀后,將污泥上層的清液體排放到池外,則完成一個正常的處理過程。
例如撫順市三寶屯污水處理廠2001年底建成投入使用,日處理污水25萬t。從運行情況來看,SBR工藝取得了理想的處理效果(COD去除率88.4%,BOD5去除率93.9%,SS去除率95.1%),NH4+-N和TP也低于設計值,并且在水量超出設計規(guī)模時各種設備運轉正常。
1.3 脫氮除磷工藝
1.3.1 A2/O 工藝
A2/O污水處理工藝可以分為三段:好氧段、厭氧段、缺氧段。其中,厭氧段主要去除污水中的BOD5,并可以利用污泥中的聚磷菌吸收磷;在好氧段,污泥中的聚磷菌可以吸收大量的磷,使得污泥中含磷量大大增加,在排放多余污泥時,將污泥中的磷去除,并繼續(xù)去除BOD5,在此過程中消化NH3-N,從而實現(xiàn)污水脫氮除磷的雙功效,降低污水中多量元素。
例如昆明第二污水處理廠出水,處理規(guī)模為每日10萬噸。CODCr、BOD5、SS TN 和TP的平均值分別為10 mg/L、19 mg/ L、8 mg/ L、3.5 mg/ L 和0.5 mg/L,基本達到標準。
1.3.2 UCT工藝
若含有硝酸鹽的污水采用A/O 處理工藝,難以有效地除去水中的磷元素。為了完全避免污水中硝酸鹽對除磷的影響,可以采用UCT污水處理工藝,它是污水處理過程中,可不降污泥放入磷釋放池,直接將污泥放入到反硝化池,從而徹底去除污泥中的硝酸鹽物質后,再將污泥放入到磷釋放池,從而實現(xiàn)徹底脫氮除磷功效。
例如江蘇徐州某工業(yè)園區(qū)污水處理廠,設計規(guī)模為3×104 m3 /d,污水處理廠進水中約50%為工業(yè)廢水。目前該廠實際進水量僅為5000m3 /d,低于設計能力,出水各項指標均達到《 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918—2002) 的一級A標準。
1.3.3 CASS 工藝
CASS 工藝是利用微生物周期性地處于好氧、缺氧、厭氧的變化,充分應用好氧菌、兼性菌和厭氧菌各自的特點,以達到脫氮除磷的作用。例如:湖州碧浪污水處理廠和北京航天城污水處理廠均采用此工藝。
2、污水回用技術
按回用水的用途分為物理化學處理技術、生物處理技術、膜分離技術三大類。
2.1 物理化學處理技術
以物理化學處理技術為核心的污水深度處理工藝是我國早期部分城市污水處理廠的再生工程采用此類工藝。例如,西安北石橋污水凈化中心、大連春柳河污水廠等都是采用此類工藝。這類工藝比較適合城市污水集中再生處理工程,可以在城市污水處理廠內增建再生處理設施,將現(xiàn)有的污水處理廠轉換為集收集污水和生產再生水為一體的水質轉化樞紐,真正實現(xiàn)城市污水資源化。
2.2 生物處理技術
以生物處理技術為核心的污水深度處理工藝。處理后的水能滿足城市雜用水、簡單工業(yè)用水(例如冷卻用水)、農業(yè)灌溉的水質要求。其優(yōu)點是流程短、運行穩(wěn)定、管理方便,基建費用較低,但出水水質較物理化學處理技術工藝的出水水質低。
2.3 膜分離技術
膜分離技術是一種利用隔膜使溶劑與溶質或微粒分離的技術,包括電滲析、擴散滲析、反滲透和超過濾法等,處理后出水水質好,且結構緊湊、占地小、剩余污泥量少,易于自動控制和運行管理,但是具有運行成本較高的缺點。
例如烏魯木齊米東科發(fā)再生水有限公司設計規(guī)模4.0萬m3/d,采用“MBR-膜生物反應器”技術。烏魯木齊米東區(qū)的市政生活污水經過該工藝處理后,出水水質優(yōu)于國家一級A標準,可以直接作為城市景觀、綠化及部分工業(yè)用水的水源。
3、建議
由于我國是世界人均水資源占有量較少的國家,人均水資源緊缺很大程度上限制了農業(yè)生產和工業(yè)發(fā)展。對大多數(shù)城市工業(yè)用水量進行調研分析,發(fā)現(xiàn)其用水量約占總城市用水量的50%~70%。從全國層面看,2009年全國城市污水處理回用總量為 21.8億m 3 ,回用率為7.99% 。為了提高污水處理后的回用率,提出以下幾點建議。
3.1 加強國家層面的相關政策、法規(guī)建設
當前再生水回用率低,人們對再生水利用的重要性和緊迫性還認識不足,尤其是水價的差距不大,為此首先需要加強國家層面的相關政策、法規(guī)建設,使得各級政府重視再生水的回用工作,并指導再生水生產企業(yè)科學管理,降低運行成本,同時引導更多的用戶使用再生水,已提高我國的再生水回用率。
3.2 建立合理的定價機制
我國目前城市水價普遍存在需要調整的問題。應從宏觀層面上建立合理的定價機制,一方面應提高自來水的價格,另一方面應采取其實有效的運行管理方法進一步降低再生水的運行成本。
3.3 加強再生水回用的安全監(jiān)管
再生水的水質是再生水水廠發(fā)展的命脈,如果監(jiān)管不到位,有可能使一些再生水廠的管理者用降低再
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作者簡介:胡世琴(1967-),女,漢族,重慶人,副教授,碩士學位,全國注冊公用設備工程師(給排水),研究方向:給排水工程技術