淺析城市污水資源化

劉宇

張家口市環(huán)境科學(xué)研究院 075000

摘要：城市生活污水是指城市機關(guān)、學(xué)校、港口、醫(yī)院和居民在日常生活中產(chǎn)生的廢水，包括廁所糞尿、洗衣洗澡水、廚房等家庭排水。城市生活污水水質(zhì)具有污水可生化性好，處理難度較小等特點，從處理技術(shù)和處理成本角度考慮，具有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)可行性和很高的回用價值。城市生活污水資源化再生利用的潛力巨大，可以作為城市水資源的重要補充。城市污水資源化工程主要包括污水收集系統(tǒng)、污水凈化處理系統(tǒng)、出水輸配系統(tǒng)、回用水應(yīng)用技術(shù)和監(jiān)測系統(tǒng)。其中污水凈化再生技術(shù)及其系統(tǒng)是關(guān)鍵，污水凈化處理的流程要簡單可靠，投資和運行費用要為該城市經(jīng)濟實力所能承受，處理后出水的水質(zhì)要滿足回用的要求。

關(guān)鍵詞：污水資源化；可行性；廢水應(yīng)用

一、基本概念

污水資源化又稱廢水回收，是把工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生活廢水引到預(yù)定的凈化系統(tǒng)中，采用物理的、化學(xué)的或生物的方法進行處理，使其達(dá)到可以重新利用標(biāo)準(zhǔn)的整個過程。這是提高水資源利用率的一項重要措施。由于各種污水的性質(zhì)和物質(zhì)組成有很大差異，所以需用不同的方法處理后回收利用。

二、城市污水資源化的必要性

水資源是指可供人類直接利用，能不斷更新的天然淡水，主要是指陸地上的地表水和淺層地下水。目前全球有60%以上的陸地淡水不足，40多個國家缺水，1/3的人口得不到安全供水。我國也同樣面臨水資源短缺的現(xiàn)實。人均水資源2770m3，僅為世界人均占有量的1/4，水污染所致的缺水量占總?cè)彼康?0%-70%。對缺水城市而言，僅依靠增加水量，并不能有效的解決缺水問題，因此，城市污水的回用就顯得比開發(fā)建設(shè)新水源更重要。城市廢水資源化就是將城鎮(zhèn)居民生活及生產(chǎn)中使用過的水經(jīng)過處理后回用。可以說，污水資源化的利用是環(huán)境保護、水污染防治的主要途徑，是社會、經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。

三、城市污水資源化的可行性及重要意義

城市污水資源化是將污水凈化處理后予以回用，使之成為城市水資源的一個組成部分。城市污水資源化之所以具有可行性，原因主要有：

1、城市污水量大且集中，水量水質(zhì)相對較穩(wěn)定，不易受季節(jié)、雨旱季、洪水枯水等影響，是水量、水質(zhì)變化幅度小，可恒量供水的水源；

2、城市污水廠一般建造在城市附近。與外流域遠(yuǎn)距離輸水相比，大大減少了輸水管線，降低了取水構(gòu)筑物、輸水管線的基建投資和運行費用：

3、與新建水廠相比，只需要污水廠一次基建投資和運行費，降低了新建水廠造價和制水成本；

4、污水回用于工業(yè)用水，不僅就地可取，而且水量穩(wěn)定，與工業(yè)用水量要求變化小的特點相符；

5、城市污水回用開辟了第二水源，減少了城市新鮮水的取用量，減輕了城市供水不足的壓力和負(fù)擔(dān)，緩解了供需矛盾，這對缺水城市來說意義尤其重大。

綜上所述。城市污水資源化具有明顯的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益，不僅可行，而且勢在必行，對于解決我國缺水危機具有現(xiàn)實和深遠(yuǎn)的意義。

四、污水資源化技術(shù)

當(dāng)前城市污水回用技術(shù)主要有：生物活性炭技術(shù)、膜技術(shù)、膜生物反應(yīng)器技術(shù)等。但是具體的使用哪種技術(shù)主要由城市污水的水質(zhì)決定。

1、生物活性炭技術(shù)

生物活性炭技術(shù)實質(zhì)上是一種生物膜處理方法，集合優(yōu)化了活性炭的吸附和生物降解兩種作用。以粒狀活性炭為載體，通過富集或人工固定微生物，在多孔性活性炭表面形成生物膜。這種生物活性炭主要通過充分協(xié)調(diào)活性炭的吸附作用和生物膜的生物降解作用來達(dá)到去除水體中污染物的目的，第一步：活性炭利用孔狀特性大量吸附水中的有機污染物：第二步：附著在活性炭上的微生物降解活性炭吸附的有機污染物。生物活性炭技術(shù)的一大特點是微生物通過對有機物的生物降解獲取營養(yǎng)和能量，從而使活性炭獲得再生，大大延長了活性炭的使用壽命。生物活性炭技術(shù)和臭氧技術(shù)、膜技術(shù)、超濾技術(shù)等其他工藝的結(jié)合，可以提高出生水質(zhì)，降低運行費用，是今后研究開發(fā)的重點。應(yīng)用生物活性炭工藝處理小區(qū)生活污水二級出水，COD去除率>85%，BOD去除率>95%，SS去除率>95%，處理出水達(dá)到城市雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

2、膜技術(shù)

膜技術(shù)主要包括納濾、超濾、滲析、電滲析、滲透以及反滲透等膜分離技術(shù)。膜技術(shù)作為一項生活污水深度處理實用技術(shù)，其優(yōu)點是幾乎可以完全脫除水中懸浮固體物、一般的細(xì)菌、病毒、大腸桿菌等，出水水質(zhì)很高。膜技術(shù)的成本較高曾一度限制了其在污水回用工程上的應(yīng)用，但隨著膜制造技術(shù)的進步和污水再生利用設(shè)施投資力度的加大，膜技術(shù)在污水深度處理方面逐漸獲得應(yīng)用。

3、膜生物反應(yīng)器技術(shù)

膜生物反應(yīng)器是將生物降解作用和膜高效分離技術(shù)相結(jié)合的一種新型水處理與回用技術(shù)，主要包括膜分離組件和生物反應(yīng)器兩個部分。膜生物反應(yīng)器用膜分離系統(tǒng)取代了二沉池，膜分離系統(tǒng)具有較好的固液分離效果，在縮小整個反應(yīng)器的體積的同時也提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。與傳統(tǒng)的污水處理和回用技術(shù)相比，MBR技術(shù)具有占地面積小、處理水質(zhì)穩(wěn)定、減少污泥排放、易于實現(xiàn)自動控制等優(yōu)點。MBR具有常規(guī)處理技術(shù)無法比擬的優(yōu)勢，在城市生活污水尤其是高濃度污水的處理和回用中得到了廣泛應(yīng)用。但膜本身成本較高，操作系統(tǒng)復(fù)雜和運行成本高等因素限制了其在經(jīng)濟不發(fā)達(dá)國家和地區(qū)的應(yīng)用。

五、處理后的廢水的應(yīng)用

1、應(yīng)用于農(nóng)業(yè)灌溉

世界上許多國家和地區(qū)都將污水回用于農(nóng)田灌溉。大約從19世紀(jì)60年代起，德、英、俄等國就將城市污水用于大面積草地灌溉。我國自20世紀(jì)60年代以來，許多地方積極推行污灌，20世紀(jì)90年代，北京市年利用灌溉農(nóng)業(yè)污水量可達(dá)2.0億m3。

2、應(yīng)用于工業(yè)

從用水量和排水量看，工業(yè)都占有很大比重。一些城市的污水二級處理廠的出水，經(jīng)適當(dāng)?shù)纳疃葍艋笏椭凉S用作冷卻水、水利輸送爐灰渣、生產(chǎn)工藝用水和油田注水等。我國大連春柳污水廠污水回用工程是我國的第一個廢水回用示范工程，處理規(guī)模是1000m3/d，處理水質(zhì)良好，其出水已成為附近大連紅星化工廠的冷卻水及熱電廠、染料廠的穩(wěn)定來源。

3、應(yīng)于用于地下水回灌

當(dāng)前許多城市，由于水資源緊缺和地下水的過量開采，導(dǎo)致地下水位急劇下降。因此，城市污水廠出水用于地下水回灌，通過慢速滲濾進入地下水，既保證了水質(zhì)，也補充了地下水量，是一種最適宜的地下水補充方式。利用再生水回灌地下水在控制海水入上也有許多優(yōu)點，能增加地下水蓄水量，改善地下水質(zhì)，節(jié)省優(yōu)質(zhì)地面水，不必遠(yuǎn)距離引水等。

結(jié)語：實踐表明，城市污水資源化是經(jīng)濟、可靠、可行的。隨著城市污水處理率的提高和回用量的增大，逐步實現(xiàn)污水資源化，對水資源的可持續(xù)利用和經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展具有重大的理論意義和現(xiàn)實價值。隨著經(jīng)濟的進一步發(fā)展，世界對污水回用技術(shù)的要求也會越來越高。因此，進一步研究，發(fā)展和挖掘污水回用的潛力是很有必要的。

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