生活污水處理與回用

醫(yī)院、港口、公園、商業(yè)中心、新建的郊外住宅區(qū)、高級住宅區(qū)、療養(yǎng)區(qū)、學校、農場、漁場、狩獵場等均可稱為小區(qū)，我們最常遇到的主要是由居住區(qū)、療養(yǎng)院、商業(yè)中心、機關學校等一種功能或多種功能構成的相對獨立的區(qū)域，其排水系統(tǒng)通常不在城市市政管網覆蓋范圍之內。根據當地的環(huán)保標準，必須設置獨立的污水處理設施，這就是我們所指的小區(qū)污水處理。

小區(qū)污水不同于城市污水(常包括部分工業(yè)廢水)，屬于生活污水范疇。其水質水量特征可概括為:水質水量變化較大，污染物濃度偏低，即比城市污水低，污水可生化性良好，處理難度小。

小區(qū)污水的處理工藝依據小區(qū)污水排入水體的功能不同而異，常用處理方法有:化糞池、一級處理(初次沉淀池)、生物二級處理及二級處理后再經消毒回用等。由于小區(qū)污水處理水量較小，管理水平不高，所以，在工藝設計時盡可能選用無污泥或少污泥的處理工藝，以防止因污泥處理不善造成二次污染。

1.小區(qū)污水處理工藝原理

生活污水處理的目標是有機污染物的去除，因此生活污水的處理設計主要圍繞降解去除有機污染物和隔油處理展開。目前生活污水的處理方法很多，不同的處理工藝均有一定的針對性、獨特性，現對目前常用的適于小規(guī)模的污水生物處理工藝進行比較分析和選擇。

1.1接觸氧化法

生物接觸氧化法也稱淹沒式生物濾池，其主要特點是在反應器內設置填料作為微生物的載體，使反應器內保持一個相對高的保持量，進而可提高處理效率。其反應原理為反應器內附著填料生長的生物膜的吸附、氧化等作用，將污水中有機污染物逐步氧化成二氧化碳、水和細胞物質，污水得到凈化。同時控制氧化池內溶氧水平，保證污水中氨態(tài)氮由硝化細菌轉化成為硝態(tài)氮。生物接觸氧化法由于反應器內微生物量大，能耐受較大的水質沖擊，且污泥齡長，污泥產量低。

廢水均勻地淋灑在介質表層上，在充分供氧的條件下，接種的或廢水中原有的微生物就在介質表面增殖。這些微生物吸附廢水中的有機物并對其進行降解，逐漸在介質表面形成粘液狀的膜，即生物膜。生物膜呈蓬松的絮狀結構，微孔多，表面積大，具有很強的吸附能力，在其表面有一層很薄的水層，稱之為附著水層。生物膜微生物以水層內的有機物為營養(yǎng)料，將一部分物質轉化為細胞物質，另一部分物質轉化為排泄物。附著于水層內的有機物被氧化后，其濃度下降由于濃度差的作用，有機物會從廢水中轉移到附著水層中去。如此循環(huán)往復，使廢水中的有機物不斷減少，從而得到凈化隨著微生物的生長繁殖，生物膜變厚，當它的厚度達到一定程度就會脫落，被新的生物膜取代，生物膜得到更新。

1.2 SBR處理工藝

SBR及CASS均為活性污泥法。SBR法是一種利用微生物在反應器中按照一定的時間順序間歇式操作污水處理技術。這種技術集曝氣、沉淀于一池，而需要設置二沉池及污泥回流設備，也無需初沉池。在該系統(tǒng)中，反應池在一定時間間隔內充滿污水，以間歇處理方式運行處理后混合液沉淀一段時間后，從池中排除上清液，沉淀的生物污泥則留于池內，這樣依次反復運行，則構成了序批式處理工藝。典型的SBR系統(tǒng)分為:進水、反應、沉淀、排水與閑置5個階段。廢水經過一段時間的曝氣后，水中會產生一種褐色絮凝體，這就是活性污泥，它以大量的活性微生物為主體。活性污泥結構疏松，表面積很大，對有機污染物有強烈的吸附凝聚和氧化分解能力。活性污泥去除水中有機物主要經歷吸附、氧化、絮凝體形成與凝聚沉降三個階段。

SBR的核心是SBR反應池，該池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一體。典型SBR工藝的一個完整運行周期由五個階段組成，即進水階段、反應階段、沉淀階段、排水階段和閑置階段。從第一次進水到第二次進水稱為一個工作周期。

從目前的污水好氧生物處理的研究、應用及發(fā)展趨勢來看，SBR稱得上簡易、快速、低耗的污水處理工藝。與連續(xù)式活性污泥法比較，SBR 法具有以下特點:SBR裝置結構簡單，運轉靈活，操作管理方便;投資省，運行費用低。Ketchum等人的統(tǒng)計結果表明:采用SBR法處理小城鎮(zhèn)污水，要比用普通活性污泥法節(jié)省基建投資30%;可抑制絲狀菌生長繁殖，不易發(fā)生污泥膨脹，污泥指數SVI較低，有利于活性污泥的沉淀和濃縮;SBR處于好氧/厭氧的交替運行過程中，能夠在去除碳物質的同時實現脫氮除磷;SBR處理工藝系統(tǒng)布置緊湊、節(jié)省占地;運行穩(wěn)定性好，能承受較大的水質水量沖擊;各項運行控制參數都能通過計算機加以控制，易于實現系統(tǒng)優(yōu)化運行。

1.3 CASS處理工藝

CASS(Cyclic Activated Sludge System)工藝是近年來國際公認的處理生活污水及工業(yè)廢水的先進工藝。該工藝是在序批式活性污泥法(SBR)的基礎上，反應池沿長度方向設計為兩部分，前部為生物選擇區(qū)也稱預反應區(qū)，后部為主反應區(qū)，在主反應區(qū)后部安裝了可升降的自動撇水裝置，曝氣、沉淀、排水等過程在同一池子內周期循環(huán)運行，省去了常規(guī)活性污泥法的二沉池和污泥回流系統(tǒng)。

1.4 A/O法(缺氧/好氧)工藝該工藝是在普通的活性污泥法基礎上研究開發(fā)的，其好氧池是與普通曝氣池相似的推流池，在好氧池內可完成對含碳有機物的氧化、含氮有機物的硝化和聚磷菌對磷的大量吸收;其缺氧池容積較小，但由于它與好氧池的結合使用，所以使處理系統(tǒng)具有一定的除磷作用和抗沖擊負荷能力等優(yōu)點。

2.小區(qū)生活污水的回用技術

近年來，通過對國外成熟技術的借鑒和國內的研究實踐，小區(qū)回用技術得到了很快的發(fā)展。生活污水深度處理的目的是進一步去除污水中的懸浮物(SS) 、有機物、氮磷等營養(yǎng)鹽以及可溶的無機鹽等。根據污水回用用途和地理條件的不同，處理工藝與流程也有著很大的區(qū)別。隨著小區(qū)生活污水處理技術的發(fā)展，二級處理及深度處理的差異不再像以往明顯，諸如生物膜技術、生物活性炭技術、BAF 工藝等作為二級強化處理，一般二級生化處理出水經過混凝沉淀和過濾等深度處理，消毒后就可以達到回用要求。隨著回用要求的提高，對于生物活性炭技術、膜生物反應器、膜技術等深度處理技術也正逐步為人們所重視。

2.1生物活性炭技術

生物活性炭是一種去除微量有機物的有效方法，其實質是生物降解與炭的物理吸附兩者的協調作用。王占生等以生物活性炭理論為基礎，選用廉價的多孔性物質或惰性物質(比如陶粒或爐渣等)來代替活性炭的一種新型工藝——顆粒填料生物接觸氧化法，在城市污水深度處理中已經得到了成功的應用。應用生物活性炭工藝處理小區(qū)生活污水二級出水，可以使最終出水COD 降至30 mg/ L左右，BOD、SS、色度等也可達到回用要求。與傳統(tǒng)的混凝、澄清、過濾工藝相比，該工藝工程投資略高，但運行費用較低。

2.2膜技術

膜技術主要是指納濾、超濾、滲透以及反滲透等膜分離技術。小區(qū)生活污水經二級處理出水， 經反滲透(RO) 等膜技術深度處理，其出水可作為工業(yè)用水或生活用水。不過，由于膜技術的成本很高，且運行管理比較麻煩，目前在國內的應用不是很廣。

2.3膜生物反應器(MBR)

MBR作為一種新型的污水處理和水回用技術，在小區(qū)生活污水回用方面具有很好的應用前景。MBR 集生物反應器的生物降解作用和膜的高效分離作用于一體，具有出水水質好、處理負荷高、裝置占地面積小、產泥量少、易于實現自動控制等優(yōu)點。其出水經消毒后可直接回用，甚至可回用于飲用水水源。MBR 在發(fā)達國家的污水回用工業(yè)中已經得到了很好的應用，但是膜本身成本高，操作系統(tǒng)復雜以及運行成本較高，阻礙了其在小區(qū)生活污水回用處理中的應用。

我國許多城市面臨著嚴峻的水資源匱乏，小區(qū)生活污水回用作為一個切實可行的緩解水資源和防止污染的辦法，已經逐步為人們所重視。按照我國新的城市污水處理及污染防治技術政策，要求2010年實現城市污水處理率50%以上，污水回用率30%以上，污水回用于市政、工農業(yè)等各個行業(yè)。而北京市在最近出臺的《北京市中水設施建設管理試行辦法》已經對小區(qū)生活污水回用提出了明確的要求，要求現有和新建小區(qū)必須配建污水回用設施。小區(qū)生活污水回用盡管規(guī)模比較小，且分散，對運行管理帶來一定的難度。但由于小區(qū)生活污水就近處理并回用，水源穩(wěn)定可靠，可減少供水管網的壓力，同時也緩解了城市下水管網和污水處理設施的壓力;且對于水資源匱乏也有一定的緩解。小區(qū)生活污水回用技術正逐步成為污水處理的一個重要方向。

(作者單位:石家莊高新區(qū)供水排水公司)