我國(guó)城市污水處理回用現(xiàn)狀與展望

顏宏亮

(遼寧省錦州濱海新區(qū)(錦州經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū))市政服務(wù)中心，遼寧 錦州 121007)

1 我國(guó)城市污水處理技術(shù)現(xiàn)狀

1.1 A-A-O工藝

A-A-O工藝即厭氧+缺氧+好氧工藝，采用該工藝的城市污水處理系統(tǒng)包括：厭氧區(qū)域、缺氧區(qū)域和好氧區(qū)域，通過(guò)處理系統(tǒng)系統(tǒng)化的處理后污水中的生物氮磷得到有效去除。該工藝在城市污水處理方面的適用范圍較廣，目前在我國(guó)南方城市使用面比較廣泛。

1.2 SBR工藝

SBR工藝即續(xù)批式活性污泥法處理工藝，該工藝的核心設(shè)施是曝氣池，曝氣池的作用是對(duì)城市污水進(jìn)行二次沉淀，該工藝打破了傳統(tǒng)城市污水處理對(duì)時(shí)間和空間的限制，特別適用于小型城市污水處理。

1.3 氧化溝工藝

氧化溝工藝即循環(huán)曝氣池工藝，該工藝是活性污泥法與曝氣法的聯(lián)合應(yīng)用，該工藝在處理城市污水時(shí)污水在氧化溝內(nèi)與活性污泥形成混合液并在氧化溝內(nèi)不斷循環(huán)流動(dòng)，采用該工藝的處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)施較少，系統(tǒng)運(yùn)行管理簡(jiǎn)單且處理效果較好。

2 我國(guó)城市污水深度處理回用的技術(shù)現(xiàn)狀

2.1 老三段工藝

老三段工藝即二級(jí)處理出水+混凝沉淀+過(guò)濾+消毒，該工藝能夠?qū)⒍?jí)處理出水中殘留的膠態(tài)和懸浮態(tài)固體污染成分有效去除掉，經(jīng)過(guò)該工藝處理后污水的清澈度得到大幅提升，同時(shí)污水中的COD、細(xì)菌、氮磷、BOD、病毒、重金屬等也可以得到有效去除，然而該工藝對(duì)氨氮、凱式氮和高濃度總?cè)芙庑怨腆w的去除效果較弱。老三段工藝具有技術(shù)簡(jiǎn)單成熟、容易操作、占地不大、建設(shè)和運(yùn)行成本較低的優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過(guò)老三段工藝處理的再生水主要回用在城市日常清潔和工業(yè)生產(chǎn)中，少量回用在城市景觀清潔和綠化灌溉。

2.2 單膜工藝

單膜工藝即二級(jí)處理出水+化學(xué)絮凝+沉淀+微濾或超濾，該工藝在微濾或超濾之前設(shè)置了沉淀工序可以有效延長(zhǎng)膜的使用壽命和提升污水處理量。經(jīng)過(guò)該工藝處理后城市污水中的總?cè)芙庑怨腆w、細(xì)菌、病毒等基本可以全部去除，膜清洗藥劑的濃度和質(zhì)量與膜使用壽命關(guān)系密切，上游來(lái)水水質(zhì)變化和膜清洗頻率對(duì)出水水質(zhì)的影響很大，因此在運(yùn)用單膜工藝時(shí)需要建立起與二級(jí)處理和回用工藝緊密聯(lián)系的聯(lián)動(dòng)機(jī)制。相比老三段工藝而言，運(yùn)用單膜工藝的城市污水處理回用系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性更高且出水水質(zhì)更好，經(jīng)該工藝處理后的再生水水質(zhì)僅次于飲用水。單膜工藝城市污水處理回用系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)行成本都比較高，目前經(jīng)單膜工藝處理后的城市污水主要回用于工業(yè)循環(huán)冷卻水，城市公共建筑清潔，沖廁用水，城市景觀清潔和綠化灌溉用水。

2.3 雙模工藝

雙膜工藝即“二級(jí)處理出水+化學(xué)絮凝+微濾或超濾+反滲透”，該工藝用微濾或超濾工序取代了老三段工藝，微濾或超濾是該工藝的預(yù)處理工序?yàn)榉礉B透工序奠定基礎(chǔ)。該工藝在城市污水處理回用中建設(shè)用地較少，預(yù)處理質(zhì)量和效率很高，反滲透工序運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性得到了大幅提升。經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證，雙膜工藝處理后得到的再生水水質(zhì)較高，但是采用該工藝的城市污水處理回用系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)行成本也最高，未來(lái)雖然該工藝的應(yīng)用成本會(huì)有所降低，但降低空間并不大。雖然整體來(lái)看雙膜工藝的出水水質(zhì)最好，但受到其高建設(shè)運(yùn)行成本和膜壽命因素的制約導(dǎo)致其應(yīng)用受到限制。依托于該工藝占地少、抗沖擊以及在高鹽度污水處理中的優(yōu)勢(shì)，目前該工藝主要應(yīng)用于新建工業(yè)園區(qū)。

2.4 膜生物反應(yīng)器

膜生物反應(yīng)器(MBR)的核心是利用膜實(shí)現(xiàn)對(duì)生化反應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)化的新型污水處理技術(shù)，膜生物反應(yīng)器的出水水質(zhì)較高，通常出水水質(zhì)可達(dá)到地表水四類標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)污水處理量超過(guò)50000m3/d時(shí)，該工藝的處理能力無(wú)法勝任處理需要。采用該工藝的城市污水處理回用系統(tǒng)的建設(shè)規(guī)模較大，系統(tǒng)運(yùn)行消耗的電量很高，該工藝的膜成本占到總建設(shè)和運(yùn)行成本的大約2/3，因此，膜壽命是決定MBR工藝應(yīng)用的關(guān)鍵要素，膜清潔和膜更換等維護(hù)管理工作是該工藝在應(yīng)用中需要特別重視的一項(xiàng)工作。

3 我國(guó)城市污水處理回用的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 再生水回用需求層面

未來(lái)我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)和景觀生態(tài)對(duì)城市污水回用的需求旺盛，總?cè)芙庑怨腆w和氨氮是這2個(gè)回用水領(lǐng)域的關(guān)鍵指標(biāo)，當(dāng)前回用水消毒主要采用氯消毒方式，這樣的消毒方式在經(jīng)濟(jì)性和操作性方面具有優(yōu)勢(shì)，但是在灌溉用再生水中并不適用，雖然臭氧消毒和二氧化氯消毒等新型消毒方式陸續(xù)出現(xiàn)，但還是無(wú)法完全取代氯消毒。未來(lái)城市污水處理再生水回用應(yīng)重視滿足工業(yè)對(duì)再生水回用的需求，在工業(yè)再生水回用中應(yīng)當(dāng)綜合對(duì)技術(shù)要素、水質(zhì)要求、回用需求量、政策要素等進(jìn)行綜合考量。

3.2 技術(shù)工藝革新發(fā)展層面

膜材料和膜組件等膜技術(shù)以及其它城市污水處理工藝的革新發(fā)展在未來(lái)城市污水處理回用中發(fā)揮著決定性作用。未來(lái)隨著膜技術(shù)和其它城市污水處理回用技術(shù)的不斷發(fā)展，雙膜工藝、膜反應(yīng)器工藝、雙膜工藝和超濾/微濾等工藝在城市污水處理回用中的應(yīng)用將會(huì)得到快速提升。

3.3 污水處理設(shè)備更新層面

當(dāng)前我國(guó)大部分城市沒(méi)有做到對(duì)城市污水的深度處理及有效回用，在我國(guó)城市中整體存在著城市污水處理回用率偏低的問(wèn)題。在現(xiàn)代化工業(yè)、經(jīng)濟(jì)和城市快速發(fā)展和水資源短缺的背景下，不斷增大的城市用水需求量與供給量之間的矛盾異常激烈。未來(lái)城市污水的深度處理和回用應(yīng)對(duì)污水深度處理設(shè)備和技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，提升城市污水的處理回用能力，從而緩解城市水資源短缺。

3.4 污水處理系統(tǒng)規(guī)模發(fā)展層面

未來(lái)城市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展必將導(dǎo)致城市污水排放量不斷增大，城市污水處理系統(tǒng)面臨的壓力必然會(huì)增大，城市水資源短缺矛盾也將更加劇烈，這也要求污水處理系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，污水處理量不斷加大，出水水質(zhì)不斷提升，因此，未來(lái)城市污水處理系統(tǒng)的建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大和出水水質(zhì)要求不斷提高是一個(gè)必然趨勢(shì)。

4 結(jié)語(yǔ)

城市污水處理回用與生態(tài)環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展緊密相關(guān)，在城市污水排放量不斷加大和水資源短缺的背景下，加強(qiáng)對(duì)城市污水處理回用技術(shù)的研究具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。現(xiàn)代城市在快速發(fā)展的同時(shí)應(yīng)對(duì)城市污水的處理回用能力提升引起高度關(guān)注，通過(guò)先進(jìn)的處理回用技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)城市污水的深度處理和有效回用，從而有效緩解了我國(guó)城市水資源的供求壓力。