我國城鎮污水再生利用技術研究進展

王永斌

摘要：城鎮污水處理經一定工藝深度處理，達到相應的回用水水質標準后，可用于農業用水、城市雜用水、工業用水以及補充水源用水等，是解決當前用水危機的一種有效方法。

關鍵詞：污水再生利用;技術

引言：城鎮污水回用于城市雜用水、景觀用水、河海補給和農業灌溉等，可有效緩解水資源供需矛盾。城鎮污水廠多采用二級處理工藝，經消毒后回用，常用消毒工藝為紫外線消毒、氯化消毒和臭氧氧化工藝。目前，我國已開始興建再生水廠，采用化學沉淀法、高級氧化法及膜濾法等深度處理工藝后回用。再生水中殘留有毒化學物質具有生物累積特性，長期暴露其中對野生動物和人體健康造成潛在威脅[1]。

一、目前我國污水處理情況

化工業是推動我國經濟發展的重要組成部分。在過去為了更好的推動我國社會經濟的發展，在化工產業方面的生產技術和生產要求有了大幅度的提高，在產生了效果明顯的經濟收益后，也引發了較為嚴重的環境問題。污廢水的不斷排入為城市水循環系統帶來了巨大的負擔，更甚至已經影響到了人們的正常用水的水質量。因此，為了減少化工產業對污廢水的排放和維護城市正常水循環，各個地區都出臺了相關的政策和應急措施，但處理效果并不理想。一方面是已有的水源污染無法根治，另一方面是由于化工產業大部分在地區內所占比重較大，并且缺乏對污廢水的源頭處理，導致對污廢水的處理效果始終不明顯。進行城鎮污水處理廠尾水深度處理技術選擇時，應根據尾水水質、回用水的用途、尾水處理量等，因地制宜，結合技術的經濟學和適應性，選擇處理處理效果好、運行成本低、運行穩定、便于操作管理的工藝技術。終端用戶需求問題再生水水價與自來水相比有優勢，但受到企業自備井取水和企業生產經營狀況的影響，無法滿負荷供水。自備井取水成本非常低，政府應加大關停自備井力度，減少對地下水的過度開采，使城鎮污水再生利用與用戶能夠相互依存，達到雙贏[2]。

二、城鎮污水再生利用技術

在國家大力推進城鎮污水再生利用的情況下，雙膜工藝是有效穩定的再生水處理工藝，能有效減少企業用水成本，減少地下水開采，保護水資源。對城鎮污水處理廠尾水進行深度處理，使之達到相應的回用水水質標準，城鎮污水再回收利用不但可以減少污水排放量，對于減輕水體污染、緩解水資源短缺也具有重要意義。

（一）雙膜工藝是超濾膜（UF）和反滲透膜（RO）

采用外壓式超濾膜，將超濾作為反滲透的預處理工藝，滿足反滲透進水SDI（淤泥密度指數）≤3的水質要求，因城鎮污水廠出水的TDS（總溶解性固體）較低，反滲透系統可以采用性價比較高的苦咸水膜。反滲透濃水處理問題反滲透會產生約30%的濃水，較困難處理，再生水項目可以盡量建在城鎮污水處理廠附近，濃水可借助城鎮污水處理廠進行處理達標排放，節約管網建設投資，但對于總溶解性固體較高的地區，易富集鹽分，不利于城鎮污水處理廠生化系統長期穩定運行。或可建設獨立濃水處理系統，常用處理工藝有臭氧催化氧化、芬頓高級氧化、膜芬頓等，可進行試驗，選擇合適的濃水處理工藝。

（二）混凝法深度處理技術

混凝法具有投資少、投資成本低、設施操作簡單、運行穩定、效果好等優點，是污水處理領域應用最廣泛的方法之一。目前水處理混凝劑主要為鋁鹽、鐵鹽混凝劑，如聚合氯化鋁，其一般采用鋁屑、氫氧化鋁、氯化鋁、鋁土礦等原料制備，成本較高，且此類普通無機混凝劑處理效率易受水溫、濁度等外界條件影響。近年來，混凝劑的發展趨勢為從低分子向高分子、單一型向復合型、單功能型向多功能型等方面發展，以提升混凝劑的穩定性及處理效率[3]。

（三）重組酵母菌雌激素活性檢測方法

重組酵母菌購自無錫中科水質環境技術有限公司。該菌株將人類雌激素受體基因（HER）、雌激素應答表達子（ERE）質粒和編碼β?半乳糖苷酶的Lac.Z基因轉染入酵母中。當雌激素和雌激素活性物質與雌激素受體結合，可激活轉錄因子，使Lac.Z基因表達，生成β?半乳糖苷酶，即可間接定量檢測化學物和環境樣品的雌激素活性[9]。將酵母干粉和培養基加入無菌錐形瓶中，置于轉速200r·min-1、30℃恒溫震蕩培養箱中培養48h。10倍稀釋下，使600nm的光密度（OD600，以超純水為空白）讀數為0.7～0.9。將5μL樣品與995μL菌液混合，取200μL置于96孔板中，設3個平行孔。于800r·min-1、30℃振蕩暴露培養2h。用酶標儀（Tecaninfinite200，Switzerland）測定OD600，隨后棄去150μL混合菌液，加入120μL緩沖溶液及20μL氯仿，放置于平板搖床中1350r·min-1、30℃破碎細胞10min。加入40μL反應底物，800r·min-1、30℃震蕩培養60min，加入100μL碳酸鈉終止反應，吸取200μL上清液測定OD420。雌激素效應均在無細胞毒性濃度下測定，以0.5%DMSO作為溶劑對照，以雌二醇（E2）為陽性對照將樣品中雌激素活性物質濃度換算成雌激素當量（estradiolequivalent，EEQ）。多數體內測試和體外測試結果表明，城鎮污水處理廠及其受納水體中造成雌激素活性的化學物主要為類固醇雌激素，包括17β?雌二醇（E2）、雌酮（E1）、雌三醇（E3）及17α?乙炔雌二醇（EE2），其作用占總雌激素活性的90%以上，此外城鎮污水中也檢測到乙氧基化壬基酚、多環芳烴、多氯聯苯和鄰苯二甲酸酯等具有雌激素活性的污染物。三級處理工藝如砂濾、膜濾、活性炭吸附、混凝和臭氧氧化等可不同程度提高雌激素污染物的削減率。

（四）膜生物反應器技術

膜生物反應器是一種膜分離與生物處理有機結合的處理工藝，主要有分置式膜生物反應器和一體式膜生物反應器兩種類型，其中以一體式膜生物反應器應用較為廣泛。膜生物反應器具有出水水質良好、水質穩定、處理效率高、占地面積小等優點，是當今倍受國內外學者重視的一種水處理技術。但膜生物反應器易發生膜的污染，膜使用壽命問題是制約該技術發展的主要因素。為增加膜的使用壽命、降低運行成本，尋找有效控制膜污染和膜清洗方法是目前膜生物反應器研究的重點[4]。

（五）二氧化氯物消毒法

近些年來，也開始逐漸使用二氧化氯消毒法來處理污水，這是因為二氧化氯具備穩定性強、高效性等優良特點。二氧化氯在一方面能夠去除污水之中的有害細菌、病毒等，還能與污水中的一些堿性物質等發生化學反應。除此之外，二氧化氯還能夠更深次地凈化污水，例如提高污水的潔凈度等等，且與污水中的物質發生化學反應所需要的時間比較短，制造成本和儲存成本都比較低。故而，隨著近些年的科學技術的不斷發展，二氧化氯越來越被頻繁地應用到了處理污水的工作之中[5]。

結束語：綜上所述，城鎮污水之中存在著許多不利于人們身體健康和環境的危害成分，例如傳染性病毒等等，若是不經由處理便排放，會在很大范圍內危害人身健康和破壞環境，不利于社會的和諧與穩定。此外，現如今水資源比較緊缺，但是社會用水需求卻不斷在增長，無法得到滿足。故而，采取適當的措施來處理醫院污水，并實現污水回收再利用將會成為今后的必然趨勢。

參考文獻：

[1]王文忠.污水再生利用探討[J].同煤科技，2012（03）：13-14.

[2]馬志榮，劉洋.壓氣站生活污水回收再利用技術研究[J].中國石油和化工標準與質量，2012，33（10）：119-120.

[3]宿希強.寄望城市“第二水源”[J].中國質量萬里行，2012（09）：23-26.