試析市政污水的再生利用處理技術及其應用

盛浩++陶麗霞

摘要：介紹了國內外市政污水再生利用的發展現狀和國內污水再生利用的水質標準，闡述了國內污水再生利用的技術和應用，探究了低成本污水再生利用技術的開發和應用，討論了選擇市政污水再利用處理技術時的風險控制。

關鍵詞：市政污水；再生水源；工藝組合；風險控制

中圖分類號：X703.1文獻標識碼：A 文章編號：2095－6835（2014）08－0146－02

水資源短缺是我國的基本國情之一，年平均降水總量6×1013 m3，除通過土壤水直接利用于天然生態系統和人工生態系統外，可通過水循環更新的地表水和地下水的多年平均水資源總量約為3×1013 m3。另外，我國水資源在時間和空間上的分布也是不均衡的，例如：長江流域以北大部分地區受到資源型缺水的困擾，這些地區的人口和GDP分別占全國總量的三成，但水資源所占比重卻不到一成，因此，水資源的再開發利用成為了當今急需解決的的問題。市政污水再生利用是以城鎮污水處理廠出水為再生水源，經過再生工藝凈化處理后達到可用水質標準，然后可以用于工業、綠化、農業、景觀和地下水回灌、地表水補充等的水資源再利用技術。這種技術的運用既減少了污染物的排放，又緩解了水資源短缺的問題，是一個可以從根本上解決水資源短缺的有效途徑。

1國外污水再生利用技術的發展現狀

美國是全世界最早進行污水再生利用的國家，其科學研究、實踐能力和技術水平都處于該領域的領先地位，其污水再利用的主要用途是城市雜用、工業回用、農業回用和地下水回灌等。再生水的用途不同，采用的處理技術也不同。以城市綠化、一般工業回用和城市雜用為目的的污水再生處理一般采用在二級處理（生化處理）后增加三級處理（過濾、消毒）的處理技術；而作為飲用水水源補充的應用，例如地下水回灌和地表水補充，則需在三級處理后再增加深度處理這一技術，目前較為成熟的工藝是MF＋RO. 據統計，2005年美國污水再利用量約為1×107 m3/d，并以每年約15%的增長率增加。

以色列是一個水資源匱乏的國家，也是污水再生利用率最高的幾個國家之一。該國已建有200多個市政污水再生利用工程，最大的規模超過2×105 m3/d，100%生活污水和超過72%的市政污水已經得到了再生利用。在以色列，農業灌溉用水量超過總用水量的70%，因此，污水再生利用大部分應用于農業灌溉。由于處理要求不高，該國最普遍的做法是將通過氧化塘處理后的污水直接用于農業灌溉。對于其他用途，例如工業冷卻水，則要在二級處理后投加石灰和絮凝劑，以達到應用標準。

日本也是開展污水再生利用較早的國家，至1996年，其污水再生利用量已達3.24×105 m3/d，主要應用于工業，其次為環境用水和灌溉用水。日本擁有較為先進的污水深度處理技術，包括新型脫氮除磷技術、MBR技術和地下毛細管滲濾系統等。

另外澳大利亞、新加坡等國家在污水再生利用方面也取得了一定的進展，將通過膜處理后的優質再生水大規模應用于工業和作為水源補充水，產生了較大的效益。

2我國污水再生利用技術的發展現狀

我國污水再生利用的發展經歷了四個時期：起步階段，技術儲備、示范工程引導階段，啟動階段，穩定發展階段。

起步階段：1985年以前，隨著城市工業的發展，城市污水中工業廢水比重越來越大，直接用于農田灌溉會導致土壤板結，農作物和土壤殘留積累，進而導致農產品質量下降，影響食用人群的健康。而在青島、大連、天津等地進行的實驗結果表明，污水可以通過處理回用。該階段采用的技術工藝一般為普通曝氣活性污泥法。

技術儲備、示范工程引導階段：從1986年開始，污水資源化相繼被列入到國家重點科技計劃當中，當時約有40個單位的攻關大軍投入到對其的研制開發中，為隨后的技術發展奠定了基礎。由于國家經濟發展水平的制約，該階段建成的污水再生工程還比較少。此階段開始普及二級處理，即生物處理。

全面啟動、實施污水再生利用階段：20世紀90年代后期，

片等方式，對地震科普知識、應急避險知識、農村民居抗震設防等方面的內容進行重點宣傳。

2.3.3定期組織抗震防災演習和專業隊伍培訓教育

增強抗震防震指揮部及其組成部門的應急快速反應能力，進一步提高各行業隊伍的地震應急現場工作技能，檢驗各成員單位地震應急預案的完善程度和可操作性。加強人員疏散和管理，在學校、商場等人流集中的公共場所設置應急預案。

2.3.4提高防震減災政策法規的執法、監察水平

根據《防震減災法》及省地震安全性評價管理辦法，努力抓好建設工程抗震設防管理工作，提高建筑物抗震設防能力。對新建交通、能源等重大建設工程和可能發生嚴重次生災害的建設工程，嚴格督促按照國家和我省的有關規定開展地震安全性評價，按要求進行工程抗震設計、施工。深入指導校舍安全工程建設，排查危及校舍安全的隱患，充分發揮相關部門的職能作用，保障重建校舍抗震能力高于本地房屋建筑的抗震設防標準。對縣醫院新址建設從工程設計到施工層層把關，使工程的抗震設防符合我國防震減災法要求。對農村安居工程（內坑搬遷）建設嚴格按本地抗震設防標準建設，保證工程達到７度抗震設防能力。

參考文獻

［1］劉春英.地震災害及預防措施［J］.現代農業技術，2009（02）.

［2］白建芳.認識地震［M］.北京：中國鐵道出版社，2010.

〔編輯：李玨〕

On the Earthquake Hazards and Prevention

Yang Zhi, Zhao Minxia

Abstract: The earthquake is a natural disaster, but also the starting point of a disaster chain. Human response, from the disaster caused by the earthquake itself, after the earthquake and panic induced by secondary disasters caused by hazards analyzes three aspects of seismic hazards, and to explore how to effectively prevent, mitigate damage and loss caused by the earthquake.

Key words: earthquake; natural disasters; prevention; earthquake disaster

污水處理法律法規的不斷完善直接推動了再生利用工作的進行。該階段，先進的除磷脫氮工藝，例如A2O工藝已經開始應用于城市污水處理當中了。

穩定發展階段：進入21世紀以來，污水再生利用標準體系的建立標志著我國污水再生處理進入了一個新的發展階段。目前，我國城市污水排放量已超過4×1011 m3/a，處理率約為45%.其中，二級處理率超過了20%，這部分處理后的出水水質相對穩定，為進一步深度處理以達到再生利用的目的創造了較好的條件。目前，國內已建成的再生水處理工程絕大多數都采用了二級處理加上三級深度處理的工藝技術對污水進行處理。

3污水再生利用的水質標準

目前，我國已制定了城市污水再生利用的系列標準，包括《城市雜用水水質》（GB/T 18920—2002）、《景觀環境用水水質》（GB/T 18921—2002）、《地下水回灌水質》（GB/T 19772—2005）、《工業用水水質》（GB/T 19923—2005）和《農田灌溉用水水質》（GB 20922—2007）等幾類。具體我國城市污水再生利用的水質標準（節選）如表1所示。

表1我國城市污水再生利用的水質標準（節選）

項目名稱 城市綠化＊ 娛樂性景觀環境用水湖泊類＊＊ 工業用水水質洗滌用水＊＊＊

BOD5/（mg/L） ≤20 ≤6 ≤30

濁度（NTU） ≤10 ≤5 —

SS/（ mg/L） — — ≤30

氨氮/（mg/L） ≤20 ≤5 —

色度 ≤30 ≤30 ≤30

總（糞）大腸菌群/（個/L） ≤3 ≤500 ≤3 000

注：＊：城市雜用水水質（GB/T 18920—2002）；＊＊：景觀環境用水水質（GB/T 18921—2002）；＊＊＊：工業用水水質（GB/T 19923—2005）。

從上表可以看出，根據再生水用途的不同，對其水質的要求也不同，這就要求在設計、建設污水再生利用工程時，必須采用與再生水用途相對應的處理工藝，一方面，確保處理出水達到用水水質標準，另一方面，也可避免因過度處理而產生浪費。

4市政污水再生利用處理技術

市政污水處理技術按照處理程度可分為一級處理、二級處理和三級處理。一級處理即預處理，主要采用物理方法，例如格柵、沉淀、氣浮等處理單元去除污水中的不溶性固體懸浮物（SS）。二級處理是指在一級處理的基礎上采用生物方法，以進一步去除懸浮態和溶解態的污染物，主要有活性污泥法、接觸氧化法、A/B法等。為強化除磷脫氮的功能，普通活性污泥法又演變出了A/O法、A2O法、氧化溝和SBR等不同的工藝。三級處理也稱深度處理，是在二級處理的基礎上，采用物理或化學的方法去除二級處理中尚未完全處理的污染物，以進一步提高水質，主要技術有混凝、消毒、過濾和膜處理技術等。

表2我國部分城市污水處理廠采用的處理工藝和回用情況

污水處理廠 設計規模

/（1×104 m3/d） 處理工藝 回用量

/（1×104 m3/d） 回用目的

北京高碑店 100 A/O法＋過濾消毒 21 電廠、市政

天津紀莊子 26 活性污泥法＋過濾消毒 10 工業、沖廁

青島海泊河 8 AB法＋過濾消毒 4 工業、建筑小區

淄博 14 AB法＋過濾消毒 9 工業冷卻水

泰安 5 A2O＋過濾消毒 2 工業、景觀

邯鄲 10 氧化溝＋過濾消毒 6 工業冷卻水

根據市政污水的水質情況，要達到污水再生利用的水質標準，基本上都要在二級處理的基礎上進行三級處理，而在三級處理中也往往采用多種處理技術組合的方式。我國部分城市污

水處理廠采用的處理工藝和回用情況如表2所示。

在選用污水再生處理技術時需要考慮以下因素：①污水處理廠進出水水質和回水水質要求；②技術的可靠性；③處理技術在整個流程中的適應性；④工程投資和運營成本。在綜合考慮這些因素后，選用合適的處理技術，以達到最高的性價比。

5低成本污水再生利用處理技術的應用

低成本污水處理技術，顧名思義，就是比傳統污水處理技術成本更低的技術。采用低成本處理技術可以有效緩解污水再生成本過高和資金短缺的問題。目前，德國、荷蘭和美國等國家在開發簡易、高效、低能耗和運行靈活、穩定的低成本污水再利用處理技術方面具有較高的水平。而我國對研發低成本出水處理技術可以從工藝復合型、工藝簡化型、人工處理和自然凈化結合型的工藝形式入手。

工藝簡化型，即將不同階段的幾個工藝簡化，用一個構筑物完成多道程序。在設計中將池體結構、曝氣方式和污泥處理部分進行相應的調整，保證整個系統的處理效果，例如，有些工藝取消初沉池，直接利用水解酸化池去除SS，并利用多級人工土塊濾床進行污水凈化。這樣的處理方式比傳統的二級處理工藝最高可節省1/2的投資，處理成本可降低3/4，土地資源也可節省六成以上。常規的工藝復合型則是應用多種工藝的相互作用實現高效率抗沖擊負荷的目的，例如，有些工藝綜合了生物接觸氧化法和SBR的特點，形成了組合工藝。新工藝具有處理效率高、運用靈活、穩定的特點。人工處理和自然凈化相結合的工藝形式是一種比較理想的形式，既可保證出水水質，處理成本又比較低。這三種形式是低成本污水處理技術的主要手段，也可以作為再生用水的技術加以應用。

6市政污水再生利用的風險控制

市政污水處理再生利用雖然可以作為緩解水資源缺乏的一種方法，但由于受到技術水平的限制，再生水在應用的過程中還是存在一定的風險。如果采用的工藝流程、單元技術或參數不合理，會造成系統運行不穩定、出水水質出現波動、生物處理硝化、反硝化速率慢而造成氨氮超標和原水質的水量變化引起系統超負荷運行等現象，從而造成出水水質惡化。以上情況將導致再生水中含有超標的病原體、微量有毒有害物質和其他未知污染物，會給人體健康帶來一定的危害，也會造成生態環境的污染和用戶設備、產品的損害。因此，準確地對風險進行評價也是選擇污水再生利用處理技術的一項重要課題。

7結束語

選擇何種市政污水再生利用處理技術組合，主要取決于以下幾點：①潛在需求量的預測；②現有再生水源的確認評估；③出水指標預期值；④不同用水季所帶來的水量波動和對系統運行的調控。在選擇污水處理技術組合中，應對其作全面、系統的研究，選擇出簡單、有效、出水穩定達標且經濟上可行的處理技術。另外，污水再生利用處理項目較高的投資費用和運行成本影響了其進一步的推廣和應用，而低成本污水再生技術的開發可以有效彌補這一缺憾。市政污水再生利用處理技術的開發和合理利用還有很長的路要走，需要從業者立足長遠發展，不斷開拓新思路、創造新技術。

參考文獻

［1］林躍勤.污水再生利用——城市節約用水的關鍵［J］.科學決策，2005（11）.

［2］王少君.淺議國內外污水再利用現狀［J］.價值工程，2010（27）.

［3］韓云清.城市中水回用技術分析與發展［D］.呼和浩特：內蒙古大學，2011.

〔編輯：王霞〕

Analysis of Municipal Wastewater Recycling Processing Technology and Its Applications

Sheng Hao, Tao Lixia

Abstract: This paper introduces the development status of domestic and municipal wastewater recycling and reuse of domestic wastewater quality standards, describes the technology and application of domestic wastewater recycling, explores the development and application of low-cost wastewater recycling technologies, discuss the selection of municipal risk control wastewater reuse treatment technologies when.

Key words: municipal sewage; renewable sources; technology portfolio; risk control