污水處理廠深度處理及中水回用工程設計

李海燕

摘 要：當前，由于供水不足給城市工業造成了很大的損失，同時給居民生活帶來許多困難和不便，成為社會中的一種隱憂。擺在眼前的現狀告訴我們，必須加快水資源可持續利用、合理配置污水資源化、緩解城市水資源緊缺。而中水回用技術就是污水資源化的一種重要方法，它既可以減少廢水對環境的污染，又增加了日常可利用水的數量，具有顯著的經濟效益、社會效益和環境效益。

關鍵詞：污水處理廠；中水回用；技術

1、中水的基本概念

中水是指排放的生活污水和工業廢水回收后可再利用的水。再生水是指污水處理廠尾水作為原水經過進一步處理達到國家中水回用標準后可在一定范圍內再利用的非飲用雜水，其用水質量介于自來水（上水）與排人管道內污水（下水）之間。城市污水的回用一方面為城市供水開辟了第二水源，可大幅度降低“上水”（自來水）的消耗量；另一方面在一定程度上解決了“下水”（污水）對水源的污染問題，從而起到保護水源、合理利用水資源和節約用水的作用。在美國、日本、以色列和其他國家的廁所沖洗、花園和農場灌溉、道路清潔、洗車、城市噴泉和冷卻水供應等方面都大量使用中水。

2、污水處理廠中水回用技術探究

2.1物理化學處理技術

2.1.1過濾法

科學家們研究出了纖維球過濾用于高級廢水處理的方法。當纖維球過濾二沉池時，懸浮顆粒物濃度從10-20 mg / L降至2 mg / L以下。SS去除率接近90%，COD濃度從70-80mg / L降至40mg / L左右，COD去除率接近50%。因此，纖維球過濾工藝是最佳選擇。

2.1.2 吸附法

對活性炭/納濾組合工藝深度處理污水處理廠尾水中微量有機物的研究表明，該組合工藝對COD、TOC、UV254均有較好的去除效果，平均去除率分別達42.09%、69.54%和78.53%，出水的平均濃度分別為590mg/L、1.93mg/L和0.04cm-1。可見，活性炭/納濾組合工藝對二級出水中微量有機物的去除在技術上是可行的。因而，該技術被廣泛用于飲用水和微污染水的處理中。

2.2生物處理技術

2.2.1 生物反應器

生物反應器是物理化學和生物化學處理技術的整合。采用兩級膜生物反應器技術處理城市污水處理廠的二級排水。進水水質COD100mg / L，BOD≤30mg/ L，NH3-N≤440mg/ L，TP1.0mg / L，SS≤30mg/出水水質COD≤30mg/ L，BOD5≤10mg/ L，NH3-N≤10mg / L，TP≤0.5mg/ L，無SS。實踐證明，該生物反應器具有良好的穩定性和可靠性，出水量優于工業用水和循環冷卻水的水質要求。

2.2.2 生物濾池

有關研究表明，采用生物曝氣過濾工藝處理廢水中的二級生化廢水，廢水COD濃度由進水90-140mg / L降至80mg / L以下，色度由32級降至16級以下，出水水質為穩定。經過半年的試驗，生物曝氣過濾工藝占地面積小，運行穩定，成本低廉，出水水質好，對印染廢水的深度處理起著重要作用。氣浮-好氣濾池工藝對色度、COD、氨氮、總磷、濁度等去除率高，是值得推廣應用的污水廠二級出水深度處理和回用工藝。

2.2.3 人工濕地

人工濕地污水處理技術是利用植物根系吸收和微生物作用，并通過多層過濾來達到降解污染和凈化水質的目的。這是一項充分利用植物、微生物和人工介質中居住的基質的理化特性來處理污水的技術。采用生態氧化塘/生態礫石床/垂直流人工濕地組合工藝，處理城市污水處理廠的尾水。處理廠出水水質為COD 50 mg / L，BOD 510 mg / L，NH 3 -N 10 mg / L，TP 0.5 mg / L。連續5個月的試運行后，COD平均去除率、BOD5和NH3-N分別為70.3%、69.0%和91.9%。出水水質為COD 20 mg / L，BOD 54 mg / L，NH3-N 1.0 mg / L，TP0.2mg / L。可見，生態氧化池/生態礫石床/垂直流人工濕地組合工藝在污水處理廠尾水深度處理方面具有明顯的優勢。

2.3膜分離技術

2.3.1 反滲透

反滲透技術在膜分離中應用廣泛。在國內冷軋行業中，首鋼冷軋薄板生產線率先利用市政污水廠處理后外排污水作為水源，采用雙膜法（超濾+反滲透）處理。進水電導率1490us/cm，出水電導率穩定在40us/cm以下，遠低于75us/cm的用水水質要求，可用作凈循環冷卻水和制冷換熱水的補充。針對石化行業污水回用處理問題，科研人員開發了集成式懸浮載體生物氧化/砂濾/臭氧活性炭處理/超濾反滲透的組合工藝，處理廠外排水，濁度13.5-81.0NTU、COD170.2mg/L、NH3-N0-57.7mg/L、石油類10.7mg/L、電導率1800-2600us/cm，含鹽量高。連續7個月的中試結果表明，處理后外排水中COD、NH3-N、石油類和濁度等均優于回用水標準，可作為工業循環冷卻、綠化和辦公等用水。

2.3.2 微濾

應用混凝動態膜工藝對印染廢水的二級出水進行深度處理，研究表明，進水COD90-100mg/L。最佳投量下使用一體式混凝動態膜工藝，COD去除率達到57%，出水COD38.7-43.0mg/L，能保證印染廢水達標回用。采用連續微濾膜（CMF）系統對污水廠二級排放水進行深度處理，凈化后的水清澈透明、無異味、濁度<0.1NTU（低于設計值0.2NTU）、SDI值<3。CMF出水滿足國家生活雜用水標準，可直接回用于綠化、景觀、沖廁等；同時，CMF出水滿足反滲透系統進水要求，可進一步脫鹽。

3、中水回用工程經濟效益和社會效益

3.1中水生產系統投資較低

城市污水處理廠的二次排放水作為再生水的來源，與自來水生產的長距離取水相比，不需要大量的引水投資，不需要支付大水資源費的費用數額，從而消除了大型水管道建設的成本需要，水電費用幾乎為零。

3.3中水經營成本遠低于自來水經營成本

中水水源是污水處理廠的二級處理尾水。生產景觀用水具有流量短、用藥量小的特點。此外，中水生產系統位于污水處理廠，可以有效利用城市污水處理廠現有工程和管理人員，可以降低中水生產系統的運行成本。根據研究，在同可比條件下中水的單位制水成本僅為自來水制水成本的42%。如果再利用水的規模增加，成本將顯著降低。

3.3污水商品化經濟前景可觀

污水處理廠是一座再生水廠和一座工業水廠，使污水成為城市的“第二水源”。通過使用再生水，污水可以變成可以銷售的“商品”或“產品”，使中水資源的利用可以進入“生產-再生-再生產”的良性循環，具有巨大的經濟效益。特別是隨著水資源日益稀缺，水資源保護的相關規定將越來越嚴格，中國利用的經濟前景水將是相當可觀的。

4、結語

中水再利用的直接經濟效益是再利用水的水價明顯低于自來水的水價，有助于污水處理廠降低成本、提高效率。中水的充分利用不僅為我們提供了一個非常經濟的新水源，緩解了水資源短缺，而且減少了污水排放量，減輕了城市排水和污水處理的負擔，獲得了較少的較大的供水量，具有經濟、合理、可行的有點，具有良好的社會、經濟和環境效益。它具有廣闊的應用前景。

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