污水回用前景淺析

□李秀菊 □魏思民 □張俊英

（1河南省鄭州水文水資源勘測局 2華北水利水電大學 3漯河水文水資源勘測局）

0 引言

水資源短缺是世界性的問題，在我國，尤其是北方更為突出，供需矛盾日益尖銳。由于工業污水、廢渣排放及不合理使用農藥、化肥造成地表水資源受污染嚴重，必須開源節流，采取工程措施及生物措施相結合，保護水源，合理用水，節約用水，以水資源的可持續利用支撐經濟社會的可持續發展，滿足工業、農業生產及人民生活用水日益增長的需要。

1 城市污水回用的意義

水是人類最需要的自然資源，是人類賴以生存、工農業生產賴以發展的物質條件，也是生態環境的決定因素。雖然修建了大量的水利工程，但由于蓄水工程的質量、規模、數量及調度運用等因素的制約，導致供水能力低，開發利用率只有1/3，加之河川徑流的調節能力有限，河道供水能力的保證度很低，難以滿足農業灌溉、工業用水以及城市化進程的加快導致的對水越來越大的需求量，而且污水排放量與需水量同步猛增，工業廢水和生活污水不斷增加，水污染防治沒有隨社會經濟同步發展。部分地區重視“形象工程”，忽視環保工程；重視城市的美化、綠化、亮化，忽視城市的“凈化”，偏重看經濟發展的指標，沒有把環保作為考核指標加以落實。有的地方因地方保護主義，往往掩飾水污染事故，弄虛作假，充當違法企業的保護傘，導致有些河流污染相當嚴重，污染事故時有發生。水污染日趨嚴重已成為社會經濟發展的制約因素，甚至影響到社會安定，也加重了水資源的緊張局面，必須采取有效和果斷的措施，加以治理。為了解決世界性的水資源危機，很多的國家都在尋求開辟新水源的途徑，城市污水回用是一個重要途徑。

2 水質污染現狀

2.1 點污染源

工業廢水和城鎮居民生活污水的集中排放形成的點污染源，基本上未經處理直接排入天然河道，這是污染河川徑流的主要污染源。河流水量的污染程度，除取決于廢污水排放量的多少和所排污染物的種類及其濃度以外，還取決于河流本身徑流量的大小。例如海河的污徑比高達0.21，即每4.70m3水中就有1m3是廢污水，可見污染的嚴重程度。除廢污水直接污染河川徑流外，工廠排放的廢氣、廢渣通過空氣、降水污染水源。很多粉煤灰、煤矸石直接傾倒入河道，造成污染和淤積，即使是堆積在地表或洼地，當受到降雨淋洗后，有害物質沖入河道同樣嚴重污染河水。很多干流受到鄉鎮工廠排污影響，五項毒物均高，水質明顯下降為重污染標準的4級水甚至5級水，有機污染重于5毒污染，其中酚、氰、鉻均有檢出。

2.2 面污染源

主要是來自農田、林區的地表徑流。農藥是面污染的主要污染物。尤其是一些有機氯農藥，其化學性質穩定、殘留期長、降解緩慢，余毒在土壤中經降雨淋洗而流入河道，污染河川徑流。大量使用化肥也會造成水中硝酸根及亞硝酸根離子含量增高，污染水源。

2.3 水污染對居民生活飲用水和城市集中供水產生影響巨大

許多城鎮和鄉村以地表水為供水水源，由于水質經常超標，枯水期的情況更差，容易發生大面積的污染事故，如1989年2月、1992年2月和1994年7月，淮河就曾發生了大面積的污染事故，自來水雖經深度處理，其出廠水質仍然超標10～20倍，居民飲用后發生嘔吐腹瀉癥狀。對漁業生產也產生了很大影響，加劇了水資源短缺，破壞了水體使用功能，還造成工業品的質量下降、農業減產、生態環境遭受到破壞及水利工程腐蝕等方面的影響。工業污水和生活污水基本未經處理就直接排入天然河道，枯水徑流量很小，一年中大部分時間的污水量和徑流量很接近，污水量甚至超過徑流量。

3 城市污水回用的發展

鑒于供水量遠遠滿足不了城市對水的需求量，不少國家給排水科技工作者把開辟新水源的研究工作轉向了城市污水的回用，同時應當進一步加大管理和執行力度，嚴格控制工業污染源，工業廢水排放，增加外排水處理設施，進行污染負荷削減，提高水循環利用率，做好清潔生產工作，盡可能降低污染負荷，實行達標排放，加強生活污水治理。現在的各種水處理技術，完全可以將城市污水進行深度處理，達到各種回用目的的要求。有些工業發達的國家工業用水的重復利用率很高，冷卻水回用技術研究相對成熟。冷卻污染不太嚴重，而且用量大，加上工業用水量比生活用水量大得多，冷卻水特別是間接冷卻水只是在水溫上有所提高，完全可以經過簡單處理后加以回用。

近年來，不少國家已經著手將經2級處理后的城市污水再經過3級處理或者深度處理后，加以回用。回收水除供居住區的中水外，還供給電站等工業使用；還可以應用于工業、沖廁所、洗刷車輛、沖洗街道、可以進行農田和園林灌溉，也可以用于美化城市的噴泉，甚至用于飲用。我國的天津、北京、青島、大連等嚴重缺水的城市也已經開展了城市污水再利用的研究工作，很多城市都興建了污水處理廠。城市污水經過2級處理后首先先應用于農田灌溉，再排入水體，但由于農業上過去不僅多采用粗放式的大水漫灌，即使后來采用了噴灌和滴灌的灌溉方式，雖然稍有改觀，但是因為受到農時的限制，而且大量使用了農藥和化肥，所以經灌溉后的污水又吸收了新的污染物排入水體。雖然除去了大量的懸浮物、有機物、病原菌等物質，目前經2級處理后的城市污水雖已經達到國家規定的現行排放標準，但是還存在處理后的水中帶有氣味、顏色、有毒物等殘存有不能為生物降解的有機物。含有的鈣、鎂分子會使水體的硬度增高，不能有效地去除磷、氮、無機鹽、硫酸鹽等。殘余的微粒妨礙出水的消毒，不能有效地去除固體微粒，導致病原菌帶入水體，這樣就致使天然水體尤其是承受能力有限的如湖泊等靜止水體受到污染，一定要開辟新水源，減少水體的污染。

城市污水回用，既解決了對天然水體的污染問題，又開辟了新水源，可緩解城市用水的供需矛盾。但是，不管污水在2級處理或深度處理過程中，都會產生含水率很高的污泥，而且原來污水中的有機物、病原菌、重金屬等有毒、有害物質絕大部分轉入污泥中，污泥如不處理排入天然水體，同樣會使水體遭受污染，例如用作農肥，運輸及使用都很不便，因此也應深入研究污泥的處理技術。

4 城市污水深度處理的流程及研究方向

城市污水資源化已經受到世界各國的高度重視，城市污水回用有著廣泛的發展前景，勢在必行，要進一步提高城市污水回用技術。將城市污水經2級處理出水作進一步的深度處理，即物理化學處理和生物處理就是包括3級處理在內的高級處理階段，包括混凝、沉淀、過濾、蒸餾、離子交換、電滲析、反滲透、活性炭吸附、臭氧氧化、氮消毒等,處理對象為不能為生物降解的有機物、無機鹽氨、氮、磷、洗滌劑、大腸菌群等水中的懸浮物。以及處理對象為可被生物降解的有機物、氨、氮、磷等。

要根據本國的技術水平和經濟實力，制定切合實際的回用水水質標準。如果標準訂得過高，會增加深度處理技術的復雜性、提高回用水的費用，但水質標準訂得過低，則達不到回用要求，要綜合考慮多方面的因素。根據回用水的不同用途，研究處理流程的合理組合，以求得處理效果佳，運行正常，便于維護管理，而且較為經濟的組合方案。改進和提高水質監測技術，向用戶提供有關回用水水質的準確數據，消除用戶對污水回用的不信任感，可以將各種處理技術加以組合，根據污水水質、具體用途針對水質的要求、以及回用水的不同目的，通過技術經濟比較，采用最佳組合方案。以下舉例說明幾個國內外城市污水回用的處理流程。一是美國加州圣地亞哥城市污水回用流程：城市污水經初步沉淀、臭氧消毒、兩級水葫蘆凈化塘、砂濾、反滲透脫鹽、活性炭吸附、臭氧消毒后可直接供飲用。二是日本的中水處理流程：家庭的排污水經3級處理、臭氧氧化、氯消毒、活性炭吸附處理后再交付用戶使用。日本對城市污水回用中用作工業的冷卻水的工業設備的防腐蝕、防結垢等問題方面進行了大量的研究工作，開辟了城市污水回用的新途徑。三是大連市春柳河污水廠深度處理流程：水質能夠達到工廠循環冷卻水的水質要求，采用2級處理出水、混凝、沉淀、砂濾、消毒、活性炭吸附后出水。