污水回用前景浅析

□李秀菊 □魏思民 □张俊英

（1河南省郑州水文水资源勘测局 2华北水利水电大学 3漯河水文水资源勘测局）

0 引言

水资源短缺是世界性的问题，在我国，尤其是北方更为突出，供需矛盾日益尖锐。由于工业污水、废渣排放及不合理使用农药、化肥造成地表水资源受污染严重，必须开源节流，采取工程措施及生物措施相结合，保护水源，合理用水，节约用水，以水资源的可持续利用支撑经济社会的可持续发展，满足工业、农业生产及人民生活用水日益增长的需要。

1 城市污水回用的意义

水是人类最需要的自然资源，是人类赖以生存、工农业生产赖以发展的物质条件，也是生态环境的决定因素。虽然修建了大量的水利工程，但由于蓄水工程的质量、规模、数量及调度运用等因素的制约，导致供水能力低，开发利用率只有1/3，加之河川径流的调节能力有限，河道供水能力的保证度很低，难以满足农业灌溉、工业用水以及城市化进程的加快导致的对水越来越大的需求量，而且污水排放量与需水量同步猛增，工业废水和生活污水不断增加，水污染防治没有随社会经济同步发展。部分地区重视“形象工程”，忽视环保工程；重视城市的美化、绿化、亮化，忽视城市的“净化”，偏重看经济发展的指标，没有把环保作为考核指标加以落实。有的地方因地方保护主义，往往掩饰水污染事故，弄虚作假，充当违法企业的保护伞，导致有些河流污染相当严重，污染事故时有发生。水污染日趋严重已成为社会经济发展的制约因素，甚至影响到社会安定，也加重了水资源的紧张局面，必须采取有效和果断的措施，加以治理。为了解决世界性的水资源危机，很多的国家都在寻求开辟新水源的途径，城市污水回用是一个重要途径。

2 水质污染现状

2.1 点污染源

工业废水和城镇居民生活污水的集中排放形成的点污染源，基本上未经处理直接排入天然河道，这是污染河川径流的主要污染源。河流水量的污染程度，除取决于废污水排放量的多少和所排污染物的种类及其浓度以外，还取决于河流本身径流量的大小。例如海河的污径比高达0.21，即每4.70m3水中就有1m3是废污水，可见污染的严重程度。除废污水直接污染河川径流外，工厂排放的废气、废渣通过空气、降水污染水源。很多粉煤灰、煤矸石直接倾倒入河道，造成污染和淤积，即使是堆积在地表或洼地，当受到降雨淋洗后，有害物质冲入河道同样严重污染河水。很多干流受到乡镇工厂排污影响，五项毒物均高，水质明显下降为重污染标准的4级水甚至5级水，有机污染重于5毒污染，其中酚、氰、铬均有检出。

2.2 面污染源

主要是来自农田、林区的地表径流。农药是面污染的主要污染物。尤其是一些有机氯农药，其化学性质稳定、残留期长、降解缓慢，余毒在土壤中经降雨淋洗而流入河道，污染河川径流。大量使用化肥也会造成水中硝酸根及亚硝酸根离子含量增高，污染水源。

2.3 水污染对居民生活饮用水和城市集中供水产生影响巨大

许多城镇和乡村以地表水为供水水源，由于水质经常超标，枯水期的情况更差，容易发生大面积的污染事故，如1989年2月、1992年2月和1994年7月，淮河就曾发生了大面积的污染事故，自来水虽经深度处理，其出厂水质仍然超标10～20倍，居民饮用后发生呕吐腹泻症状。对渔业生产也产生了很大影响，加剧了水资源短缺，破坏了水体使用功能，还造成工业品的质量下降、农业减产、生态环境遭受到破坏及水利工程腐蚀等方面的影响。工业污水和生活污水基本未经处理就直接排入天然河道，枯水径流量很小，一年中大部分时间的污水量和径流量很接近，污水量甚至超过径流量。

3 城市污水回用的发展

鉴于供水量远远满足不了城市对水的需求量，不少国家给排水科技工作者把开辟新水源的研究工作转向了城市污水的回用，同时应当进一步加大管理和执行力度，严格控制工业污染源，工业废水排放，增加外排水处理设施，进行污染负荷削减，提高水循环利用率，做好清洁生产工作，尽可能降低污染负荷，实行达标排放，加强生活污水治理。现在的各种水处理技术，完全可以将城市污水进行深度处理，达到各种回用目的的要求。有些工业发达的国家工业用水的重复利用率很高，冷却水回用技术研究相对成熟。冷却污染不太严重，而且用量大，加上工业用水量比生活用水量大得多，冷却水特别是间接冷却水只是在水温上有所提高，完全可以经过简单处理后加以回用。

近年来，不少国家已经着手将经2级处理后的城市污水再经过3级处理或者深度处理后，加以回用。回收水除供居住区的中水外，还供给电站等工业使用；还可以应用于工业、冲厕所、洗刷车辆、冲洗街道、可以进行农田和园林灌溉，也可以用于美化城市的喷泉，甚至用于饮用。我国的天津、北京、青岛、大连等严重缺水的城市也已经开展了城市污水再利用的研究工作，很多城市都兴建了污水处理厂。城市污水经过2级处理后首先先应用于农田灌溉，再排入水体，但由于农业上过去不仅多采用粗放式的大水漫灌，即使后来采用了喷灌和滴灌的灌溉方式，虽然稍有改观，但是因为受到农时的限制，而且大量使用了农药和化肥，所以经灌溉后的污水又吸收了新的污染物排入水体。虽然除去了大量的悬浮物、有机物、病原菌等物质，目前经2级处理后的城市污水虽已经达到国家规定的现行排放标准，但是还存在处理后的水中带有气味、颜色、有毒物等残存有不能为生物降解的有机物。含有的钙、镁分子会使水体的硬度增高，不能有效地去除磷、氮、无机盐、硫酸盐等。残余的微粒妨碍出水的消毒，不能有效地去除固体微粒，导致病原菌带入水体，这样就致使天然水体尤其是承受能力有限的如湖泊等静止水体受到污染，一定要开辟新水源，减少水体的污染。

城市污水回用，既解决了对天然水体的污染问题，又开辟了新水源，可缓解城市用水的供需矛盾。但是，不管污水在2级处理或深度处理过程中，都会产生含水率很高的污泥，而且原来污水中的有机物、病原菌、重金属等有毒、有害物质绝大部分转入污泥中，污泥如不处理排入天然水体，同样会使水体遭受污染，例如用作农肥，运输及使用都很不便，因此也应深入研究污泥的处理技术。

4 城市污水深度处理的流程及研究方向

城市污水资源化已经受到世界各国的高度重视，城市污水回用有着广泛的发展前景，势在必行，要进一步提高城市污水回用技术。将城市污水经2级处理出水作进一步的深度处理，即物理化学处理和生物处理就是包括3级处理在内的高级处理阶段，包括混凝、沉淀、过滤、蒸馏、离子交换、电渗析、反渗透、活性炭吸附、臭氧氧化、氮消毒等,处理对象为不能为生物降解的有机物、无机盐氨、氮、磷、洗涤剂、大肠菌群等水中的悬浮物。以及处理对象为可被生物降解的有机物、氨、氮、磷等。

要根据本国的技术水平和经济实力，制定切合实际的回用水水质标准。如果标准订得过高，会增加深度处理技术的复杂性、提高回用水的费用，但水质标准订得过低，则达不到回用要求，要综合考虑多方面的因素。根据回用水的不同用途，研究处理流程的合理组合，以求得处理效果佳，运行正常，便于维护管理，而且较为经济的组合方案。改进和提高水质监测技术，向用户提供有关回用水水质的准确数据，消除用户对污水回用的不信任感，可以将各种处理技术加以组合，根据污水水质、具体用途针对水质的要求、以及回用水的不同目的，通过技术经济比较，采用最佳组合方案。以下举例说明几个国内外城市污水回用的处理流程。一是美国加州圣地亚哥城市污水回用流程：城市污水经初步沉淀、臭氧消毒、两级水葫芦净化塘、砂滤、反渗透脱盐、活性炭吸附、臭氧消毒后可直接供饮用。二是日本的中水处理流程：家庭的排污水经3级处理、臭氧氧化、氯消毒、活性炭吸附处理后再交付用户使用。日本对城市污水回用中用作工业的冷却水的工业设备的防腐蚀、防结垢等问题方面进行了大量的研究工作，开辟了城市污水回用的新途径。三是大连市春柳河污水厂深度处理流程：水质能够达到工厂循环冷却水的水质要求，采用2级处理出水、混凝、沉淀、砂滤、消毒、活性炭吸附后出水。