试析市政污水的再生利用处理技术及其应用

盛浩++陶丽霞

摘要：介绍了国内外市政污水再生利用的发展现状和国内污水再生利用的水质标准，阐述了国内污水再生利用的技术和应用，探究了低成本污水再生利用技术的开发和应用，讨论了选择市政污水再利用处理技术时的风险控制。

关键词：市政污水；再生水源；工艺组合；风险控制

中图分类号：X703.1文献标识码：A 文章编号：2095－6835（2014）08－0146－02

水资源短缺是我国的基本国情之一，年平均降水总量6×1013 m3，除通过土壤水直接利用于天然生态系统和人工生态系统外，可通过水循环更新的地表水和地下水的多年平均水资源总量约为3×1013 m3。另外，我国水资源在时间和空间上的分布也是不均衡的，例如：长江流域以北大部分地区受到资源型缺水的困扰，这些地区的人口和GDP分别占全国总量的三成，但水资源所占比重却不到一成，因此，水资源的再开发利用成为了当今急需解决的的问题。市政污水再生利用是以城镇污水处理厂出水为再生水源，经过再生工艺净化处理后达到可用水质标准，然后可以用于工业、绿化、农业、景观和地下水回灌、地表水补充等的水资源再利用技术。这种技术的运用既减少了污染物的排放，又缓解了水资源短缺的问题，是一个可以从根本上解决水资源短缺的有效途径。

1国外污水再生利用技术的发展现状

美国是全世界最早进行污水再生利用的国家，其科学研究、实践能力和技术水平都处于该领域的领先地位，其污水再利用的主要用途是城市杂用、工业回用、农业回用和地下水回灌等。再生水的用途不同，采用的处理技术也不同。以城市绿化、一般工业回用和城市杂用为目的的污水再生处理一般采用在二级处理（生化处理）后增加三级处理（过滤、消毒）的处理技术；而作为饮用水水源补充的应用，例如地下水回灌和地表水补充，则需在三级处理后再增加深度处理这一技术，目前较为成熟的工艺是MF＋RO. 据统计，2005年美国污水再利用量约为1×107 m3/d，并以每年约15%的增长率增加。

以色列是一个水资源匮乏的国家，也是污水再生利用率最高的几个国家之一。该国已建有200多个市政污水再生利用工程，最大的规模超过2×105 m3/d，100%生活污水和超过72%的市政污水已经得到了再生利用。在以色列，农业灌溉用水量超过总用水量的70%，因此，污水再生利用大部分应用于农业灌溉。由于处理要求不高，该国最普遍的做法是将通过氧化塘处理后的污水直接用于农业灌溉。对于其他用途，例如工业冷却水，则要在二级处理后投加石灰和絮凝剂，以达到应用标准。

日本也是开展污水再生利用较早的国家，至1996年，其污水再生利用量已达3.24×105 m3/d，主要应用于工业，其次为环境用水和灌溉用水。日本拥有较为先进的污水深度处理技术，包括新型脱氮除磷技术、MBR技术和地下毛细管渗滤系统等。

另外澳大利亚、新加坡等国家在污水再生利用方面也取得了一定的进展，将通过膜处理后的优质再生水大规模应用于工业和作为水源补充水，产生了较大的效益。

2我国污水再生利用技术的发展现状

我国污水再生利用的发展经历了四个时期：起步阶段，技术储备、示范工程引导阶段，启动阶段，稳定发展阶段。

起步阶段：1985年以前，随着城市工业的发展，城市污水中工业废水比重越来越大，直接用于农田灌溉会导致土壤板结，农作物和土壤残留积累，进而导致农产品质量下降，影响食用人群的健康。而在青岛、大连、天津等地进行的实验结果表明，污水可以通过处理回用。该阶段采用的技术工艺一般为普通曝气活性污泥法。

技术储备、示范工程引导阶段：从1986年开始，污水资源化相继被列入到国家重点科技计划当中，当时约有40个单位的攻关大军投入到对其的研制开发中，为随后的技术发展奠定了基础。由于国家经济发展水平的制约，该阶段建成的污水再生工程还比较少。此阶段开始普及二级处理，即生物处理。

全面启动、实施污水再生利用阶段：20世纪90年代后期，

片等方式，对地震科普知识、应急避险知识、农村民居抗震设防等方面的内容进行重点宣传。

2.3.3定期组织抗震防灾演习和专业队伍培训教育

增强抗震防震指挥部及其组成部门的应急快速反应能力，进一步提高各行业队伍的地震应急现场工作技能，检验各成员单位地震应急预案的完善程度和可操作性。加强人员疏散和管理，在学校、商场等人流集中的公共场所设置应急预案。

2.3.4提高防震减灾政策法规的执法、监察水平

根据《防震减灾法》及省地震安全性评价管理办法，努力抓好建设工程抗震设防管理工作，提高建筑物抗震设防能力。对新建交通、能源等重大建设工程和可能发生严重次生灾害的建设工程，严格督促按照国家和我省的有关规定开展地震安全性评价，按要求进行工程抗震设计、施工。深入指导校舍安全工程建设，排查危及校舍安全的隐患，充分发挥相关部门的职能作用，保障重建校舍抗震能力高于本地房屋建筑的抗震设防标准。对县医院新址建设从工程设计到施工层层把关，使工程的抗震设防符合我国防震减灾法要求。对农村安居工程（内坑搬迁）建设严格按本地抗震设防标准建设，保证工程达到７度抗震设防能力。

参考文献

［1］刘春英.地震灾害及预防措施［J］.现代农业技术，2009（02）.

［2］白建芳.认识地震［M］.北京：中国铁道出版社，2010.

〔编辑：李珏〕

On the Earthquake Hazards and Prevention

Yang Zhi, Zhao Minxia

Abstract: The earthquake is a natural disaster, but also the starting point of a disaster chain. Human response, from the disaster caused by the earthquake itself, after the earthquake and panic induced by secondary disasters caused by hazards analyzes three aspects of seismic hazards, and to explore how to effectively prevent, mitigate damage and loss caused by the earthquake.

Key words: earthquake; natural disasters; prevention; earthquake disaster

污水处理法律法规的不断完善直接推动了再生利用工作的进行。该阶段，先进的除磷脱氮工艺，例如A2O工艺已经开始应用于城市污水处理当中了。

稳定发展阶段：进入21世纪以来，污水再生利用标准体系的建立标志着我国污水再生处理进入了一个新的发展阶段。目前，我国城市污水排放量已超过4×1011 m3/a，处理率约为45%.其中，二级处理率超过了20%，这部分处理后的出水水质相对稳定，为进一步深度处理以达到再生利用的目的创造了较好的条件。目前，国内已建成的再生水处理工程绝大多数都采用了二级处理加上三级深度处理的工艺技术对污水进行处理。

3污水再生利用的水质标准

目前，我国已制定了城市污水再生利用的系列标准，包括《城市杂用水水质》（GB/T 18920—2002）、《景观环境用水水质》（GB/T 18921—2002）、《地下水回灌水质》（GB/T 19772—2005）、《工业用水水质》（GB/T 19923—2005）和《农田灌溉用水水质》（GB 20922—2007）等几类。具体我国城市污水再生利用的水质标准（节选）如表1所示。

表1我国城市污水再生利用的水质标准（节选）

项目名称 城市绿化＊ 娱乐性景观环境用水湖泊类＊＊ 工业用水水质洗涤用水＊＊＊

BOD5/（mg/L） ≤20 ≤6 ≤30

浊度（NTU） ≤10 ≤5 —

SS/（ mg/L） — — ≤30

氨氮/（mg/L） ≤20 ≤5 —

色度 ≤30 ≤30 ≤30

总（粪）大肠菌群/（个/L） ≤3 ≤500 ≤3 000

注：＊：城市杂用水水质（GB/T 18920—2002）；＊＊：景观环境用水水质（GB/T 18921—2002）；＊＊＊：工业用水水质（GB/T 19923—2005）。

从上表可以看出，根据再生水用途的不同，对其水质的要求也不同，这就要求在设计、建设污水再生利用工程时，必须采用与再生水用途相对应的处理工艺，一方面，确保处理出水达到用水水质标准，另一方面，也可避免因过度处理而产生浪费。

4市政污水再生利用处理技术

市政污水处理技术按照处理程度可分为一级处理、二级处理和三级处理。一级处理即预处理，主要采用物理方法，例如格栅、沉淀、气浮等处理单元去除污水中的不溶性固体悬浮物（SS）。二级处理是指在一级处理的基础上采用生物方法，以进一步去除悬浮态和溶解态的污染物，主要有活性污泥法、接触氧化法、A/B法等。为强化除磷脱氮的功能，普通活性污泥法又演变出了A/O法、A2O法、氧化沟和SBR等不同的工艺。三级处理也称深度处理，是在二级处理的基础上，采用物理或化学的方法去除二级处理中尚未完全处理的污染物，以进一步提高水质，主要技术有混凝、消毒、过滤和膜处理技术等。

表2我国部分城市污水处理厂采用的处理工艺和回用情况

污水处理厂 设计规模

/（1×104 m3/d） 处理工艺 回用量

/（1×104 m3/d） 回用目的

北京高碑店 100 A/O法＋过滤消毒 21 电厂、市政

天津纪庄子 26 活性污泥法＋过滤消毒 10 工业、冲厕

青岛海泊河 8 AB法＋过滤消毒 4 工业、建筑小区

淄博 14 AB法＋过滤消毒 9 工业冷却水

泰安 5 A2O＋过滤消毒 2 工业、景观

邯郸 10 氧化沟＋过滤消毒 6 工业冷却水

根据市政污水的水质情况，要达到污水再生利用的水质标准，基本上都要在二级处理的基础上进行三级处理，而在三级处理中也往往采用多种处理技术组合的方式。我国部分城市污

水处理厂采用的处理工艺和回用情况如表2所示。

在选用污水再生处理技术时需要考虑以下因素：①污水处理厂进出水水质和回水水质要求；②技术的可靠性；③处理技术在整个流程中的适应性；④工程投资和运营成本。在综合考虑这些因素后，选用合适的处理技术，以达到最高的性价比。

5低成本污水再生利用处理技术的应用

低成本污水处理技术，顾名思义，就是比传统污水处理技术成本更低的技术。采用低成本处理技术可以有效缓解污水再生成本过高和资金短缺的问题。目前，德国、荷兰和美国等国家在开发简易、高效、低能耗和运行灵活、稳定的低成本污水再利用处理技术方面具有较高的水平。而我国对研发低成本出水处理技术可以从工艺复合型、工艺简化型、人工处理和自然净化结合型的工艺形式入手。

工艺简化型，即将不同阶段的几个工艺简化，用一个构筑物完成多道程序。在设计中将池体结构、曝气方式和污泥处理部分进行相应的调整，保证整个系统的处理效果，例如，有些工艺取消初沉池，直接利用水解酸化池去除SS，并利用多级人工土块滤床进行污水净化。这样的处理方式比传统的二级处理工艺最高可节省1/2的投资，处理成本可降低3/4，土地资源也可节省六成以上。常规的工艺复合型则是应用多种工艺的相互作用实现高效率抗冲击负荷的目的，例如，有些工艺综合了生物接触氧化法和SBR的特点，形成了组合工艺。新工艺具有处理效率高、运用灵活、稳定的特点。人工处理和自然净化相结合的工艺形式是一种比较理想的形式，既可保证出水水质，处理成本又比较低。这三种形式是低成本污水处理技术的主要手段，也可以作为再生用水的技术加以应用。

6市政污水再生利用的风险控制

市政污水处理再生利用虽然可以作为缓解水资源缺乏的一种方法，但由于受到技术水平的限制，再生水在应用的过程中还是存在一定的风险。如果采用的工艺流程、单元技术或参数不合理，会造成系统运行不稳定、出水水质出现波动、生物处理硝化、反硝化速率慢而造成氨氮超标和原水质的水量变化引起系统超负荷运行等现象，从而造成出水水质恶化。以上情况将导致再生水中含有超标的病原体、微量有毒有害物质和其他未知污染物，会给人体健康带来一定的危害，也会造成生态环境的污染和用户设备、产品的损害。因此，准确地对风险进行评价也是选择污水再生利用处理技术的一项重要课题。

7结束语

选择何种市政污水再生利用处理技术组合，主要取决于以下几点：①潜在需求量的预测；②现有再生水源的确认评估；③出水指标预期值；④不同用水季所带来的水量波动和对系统运行的调控。在选择污水处理技术组合中，应对其作全面、系统的研究，选择出简单、有效、出水稳定达标且经济上可行的处理技术。另外，污水再生利用处理项目较高的投资费用和运行成本影响了其进一步的推广和应用，而低成本污水再生技术的开发可以有效弥补这一缺憾。市政污水再生利用处理技术的开发和合理利用还有很长的路要走，需要从业者立足长远发展，不断开拓新思路、创造新技术。

参考文献

［1］林跃勤.污水再生利用——城市节约用水的关键［J］.科学决策，2005（11）.

［2］王少君.浅议国内外污水再利用现状［J］.价值工程，2010（27）.

［3］韩云清.城市中水回用技术分析与发展［D］.呼和浩特：内蒙古大学，2011.

〔编辑：王霞〕

Analysis of Municipal Wastewater Recycling Processing Technology and Its Applications

Sheng Hao, Tao Lixia

Abstract: This paper introduces the development status of domestic and municipal wastewater recycling and reuse of domestic wastewater quality standards, describes the technology and application of domestic wastewater recycling, explores the development and application of low-cost wastewater recycling technologies, discuss the selection of municipal risk control wastewater reuse treatment technologies when.

Key words: municipal sewage; renewable sources; technology portfolio; risk control