污废水资源化的相关问题研究

摘要：伴随着世界工业城市的高速发展，污废水排放量也在急剧增加，排放的未达标的污废水导致大部分江、河、湖泊、海洋、水库乃至于地下水都遭受了程度不一的污染，加速了水资源的短缺危机。文章从实现生活污水、废水资源化、节约用水、保护环境、MBR水处理工艺、AO水处理工艺等方面论述了污废水资源化的重要性及具体工艺特点和流程。

关键词：污废水资源化；MBR水处理工艺；AO水处理工艺；污废水排放量；水资源 文献标识码：A

中图分类号：X703 文章编号：1009-2374（2016）08-0077-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.08.041

当今世界正在面临着人口的不断膨胀、资源的持续枯竭、环境的加深恶化三重并行危机，而水资源匮乏危机又和剩余的人口、环境两个危机息息关联。水是组成人类生存环境的重要因素，是人类能够顺利繁衍后代、生生不息的不可缺少的重要物质之一。伴随着人口的不断增长、社会的快速进步、经济的高速发展，人类对于水的需求范围与需求用量也是与日俱增。早在20世纪70年代，联合国就曾经向全世界发出预警：在不久的未来，水会紧跟石油危机成为下一项人类无法回避的、必须正视的重大危机。

伴随着世界工业城市的高速发展和人口的几何增长，伴随着各种用水范围及用水需量的不断提升，污废水排放量也在急剧的增加，排放的未达标的污废水导致大部分江、河、湖泊、海洋、水库乃至于地下水都遭受了程度不一的污染，使得本来就极其有限的水资源再次缩减和遭到破坏，加速了水资源的短缺危机。21世纪将面临全球性水资源匮乏、水环境破坏，人类的生存条件将会遭到前所未有的重大威胁。

中国是全球13个最缺水的国家之一，水资源短缺和水资源污染已经很严重。根据不完全统计，全国有300个城市缺水，每天供水量缺口达1200万立方米。全国城市每年排污量高达340亿立方米，然而如此巨大的污水排放量，其中95%的污水竟然未经处理却直接排放。在今天一方面水资源如此短缺、如此匮乏，而另一方面用水却存在严重的浪费，更加无法涉及和落实污废水的回用。由于水质污染而导致病发率上升、水生物死亡、水环境破坏，因此为了保护我们的生存环境不再被任意地破坏下去，加速污废水回收与利用已迫在眉睫、刻不容缓。

生活污水是人们通过日常生产及生活中排出的水，它是从住宅小区、公共建筑及工业厂房的厨房、卫生间、公共浴室及洗衣房等各种各样的设施中排出。这类水中成分复杂包含泥沙、油脂、皂液、果核、纸屑和食物屑、病菌、杂物和粪尿等，其中40%是无机物，60%是有机物。与工业废水成分不同，生活污水的水质比较单一且稳定，浓度也偏低。下面简述一下常用的两种污水处理工艺：MBR水处理法及AO水处理法。

1 MBR污水处理

第一，MBR污水处理是现代污水处理的一种常用方式，其运用的MBR膜生物反应器工艺技术是采用生物处理工艺与膜分离工艺相组合，此技术可有效地进行固体液体的分离，从而获取可以直接加以使用的中水。由于采用先进的工艺，流程中剩余污泥较少，能够高效地去除氨氮、浊度，而且其出水悬浮物基本接近于零。由于MBR污水处理技术能够大幅度地去除水中细菌和病毒，并且能耗低、占地面积小，故而膜生物反应器用于污水和废水处理的研究工作已经于20世纪70年代在欧洲、美国、日本以及南非等许多国家广泛展开。

第二，MBR污水处理的适用范围包含住宅小区、办公楼、购物中心、酒店、军队、加工的厂区等各种场所的多样生活污水，例如浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、厕所排水等，同样包括与之类似的工业有机废水。

第三，MBR污水处理工艺流程简述：经过格栅初步过滤后的污水进入调节池，通过提升泵到达生物反应器，组件内PLC控制器启动曝气机充氧，生物反应器出水通过循环泵来到膜分离处理单元，剩余的浓水则回到调节池，运行快速混合法氯化消毒后的膜分离的水，进入到中水贮水池。反冲洗泵使用来自清洗池的处理水对膜处理设备进行程序上的反冲洗，冲洗后的污水回到调节池。整个流程可以很便捷地实现自动或者手动控制膜单元的反冲洗操作以及过滤操作。可以通过关闭进水阀和污水循环阀，打开药洗阀和药剂循环阀，然后有序地启动药液循环泵，完成需要化学清洗操作的膜单元，进行一整套的组织极为有序、严谨的化学清洗操作流程。

第四，MBR污水处理工艺应用于污、废水再生利用方面，具备如下五个显著特点：（1）此工艺可高效地完成固液分离，通过成熟的流程与技术将污、废水中的悬浮颗粒、胶体杂质、生物单元流失的微生物菌群与净化过的水分开。所以，该工艺流程和其他传统工艺最大的区别在于，流程不繁琐，占地面积不大，出水水质很好，无须经过三级处理便可加以使用。（2）可以通过很大程度上缩短处理单元水力的停留时间，使得生物反应器的占地面积减少不少。同时因为膜分离的显著的高效性，并且通过生物处理单元内一直可以维持在高浓度的生物量，使处理工艺的容积负荷与传统工艺相比较显著提高；（3）由于在此工艺下，细菌生长的速度放缓放慢，故而可防止各种微生物菌群的不必要的流失，加速系统代谢过程；（4）为了维持MBR系统的有效使用寿命，膜的通过水量运转时间及有效的反冲洗达到高寿命的使用周期；（5）MBR污水处理工艺与其他传统工艺流程相比较，源于工艺不复杂、操作很便捷和较好实现全自动运行的管理，故而此项技术推广迅速，已经广泛应用在城市污水处理中。

2 AO污水处理

2.1 AO污水处理

AO工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，此工艺流程中通过处理使得A段DO不大于0.2mg/L，O段DO=2～4mg/L。为了提高污水的可生化性及氧的效率，把这些经缺氧水解的产物放入好氧池进行好氧处理；在缺氧段，异养菌和自养菌发挥了各自重要的功效：其中的异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化（有机链上的N或氨基酸中的氨基）游离出氨（NH3、NH4+），自养菌因氧气很充足，有效的硝化作用将NH3-N（NH4+）氧化为NO3-，通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下的异氧菌其反硝化作用将NO3-还原为分子态氮（N2）完成C、N、O在生态中的循环，因而高效便捷地实现变废为宝，废物利用。

2.2 AO污水处理工艺特点

通过与多年从事AO污水处理的技术人员接触，结合他们多年的焦化废水脱氮的经验，根据以上对AO污水处理法其生物脱氮基本流程的叙述，于是便可以总结出（AO）生物脱氮整体流程包含如下优势：

第一，效率高。AO法工艺对处于废水中的氨氮及有机物等都能达到不错的去除效果。为了有效地达到COD值降至100mg/L以下，总氮去除率在70%以上的目标，需要工艺流程中总停留时间大于54h，这样经过生物脱氮后的出水再经过混凝沉淀，其他指标也可以有效地达到国家排放标准。

第二，流程简单，投资节省，用于操作的费用少。废水中的有机物作为该反硝化工艺需要的碳源，在其他工艺流程中会用到作为碳源的甲醇无须出现在此流程中。

第三，缺氧反硝化过程对污染物具有较高的降解效率。如COD、BOD5和SCN-在缺氧段中分别为67%、38%、59%的去除率，酚和有机物分别为62%和36%的去除率，因此这个过程十分经济，AO处理法的反硝化反应名副其实。

第四，容积负荷高。与国外同类工艺流程相比较，由于硝化阶段及反硝化阶段都采用了特殊的、独到的强化生化及高浓度污泥的膜技术工艺，从而使硝化及反硝化的污泥浓度得到了行之有效的、显著的提高，因而具有效率较高的容积负荷。

其实早在几个世纪之前，很多经济学家便得出了一个显而易见却被人们忽视的重要结论，那就是“对生命至关重要的水，人们却视它不值一文”，相反“对生命无关紧要的钻石，人们却追捧至价值连城”。可是在没有粮食的条件下我们可能还能坚持生存很长一段时间，可是没有水，那么生命的迹象将很快消失。污废水资源化、中水回收利用作为缓解城市水资源紧缺、解决水资源污染的最为有效的途径，势在必行且一举两得。否则随着世界人口的迅猛增长，令人担心的生存环境在日益被破坏，如果不能有效地痛改前非、整合利用，使污废水资源化，我们将面临不可扭转的、前所未有的巨大威胁。

参考文献

[1]陈耀宗，江文源，胡鹤钧，等.建筑给水排水设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1992.

[2]建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范（GB50242-2002）[S].

[3]建筑给水排水设计规范（GB50015-2003）[S].2009.

作者简介：孟喆（1979-），男，辽宁沈阳人，天津海航建筑设计有限公司高级工程师，研究方向：给排水工程。

（责任编辑：王 波）