污水处理厂深度处理及中水回用工程设计

李海燕

摘 要：当前，由于供水不足给城市工业造成了很大的损失，同时给居民生活带来许多困难和不便，成为社会中的一种隐忧。摆在眼前的现状告诉我们，必须加快水资源可持續利用、合理配置污水资源化、缓解城市水资源紧缺。而中水回用技术就是污水资源化的一种重要方法，它既可以减少废水对环境的污染，又增加了日常可利用水的数量，具有显著的经济效益、社会效益和环境效益。

关键词：污水处理厂；中水回用；技术

1、中水的基本概念

中水是指排放的生活污水和工业废水回收后可再利用的水。再生水是指污水处理厂尾水作为原水经过进一步处理达到国家中水回用标准后可在一定范围内再利用的非饮用杂水，其用水质量介于自来水（上水）与排人管道内污水（下水）之间。城市污水的回用一方面为城市供水开辟了第二水源，可大幅度降低“上水”（自来水）的消耗量；另一方面在一定程度上解决了“下水”（污水）对水源的污染问题，从而起到保护水源、合理利用水资源和节约用水的作用。在美国、日本、以色列和其他国家的厕所冲洗、花园和农场灌溉、道路清洁、洗车、城市喷泉和冷却水供应等方面都大量使用中水。

2、污水处理厂中水回用技术探究

2.1物理化学处理技术

2.1.1过滤法

科学家们研究出了纤维球过滤用于高级废水处理的方法。当纤维球过滤二沉池时，悬浮颗粒物浓度从10-20 mg / L降至2 mg / L以下。SS去除率接近90%，COD浓度从70-80mg / L降至40mg / L左右，COD去除率接近50%。因此，纤维球过滤工艺是最佳选择。

2.1.2 吸附法

对活性炭/纳滤组合工艺深度处理污水处理厂尾水中微量有机物的研究表明，该组合工艺对COD、TOC、UV254均有较好的去除效果，平均去除率分别达42.09%、69.54%和78.53%，出水的平均浓度分别为590mg/L、1.93mg/L和0.04cm-1。可见，活性炭/纳滤组合工艺对二级出水中微量有机物的去除在技术上是可行的。因而，该技术被广泛用于饮用水和微污染水的处理中。

2.2生物处理技术

2.2.1 生物反应器

生物反应器是物理化学和生物化学处理技术的整合。采用两级膜生物反应器技术处理城市污水处理厂的二级排水。进水水质COD100mg / L，BOD≤30mg/ L，NH3-N≤440mg/ L，TP1.0mg / L，SS≤30mg/出水水质COD≤30mg/ L，BOD5≤10mg/ L，NH3-N≤10mg / L，TP≤0.5mg/ L，无SS。实践证明，该生物反应器具有良好的稳定性和可靠性，出水量优于工业用水和循环冷却水的水质要求。

2.2.2 生物滤池

有关研究表明，采用生物曝气过滤工艺处理废水中的二级生化废水，废水COD浓度由进水90-140mg / L降至80mg / L以下，色度由32级降至16级以下，出水水质为稳定。经过半年的试验，生物曝气过滤工艺占地面积小，运行稳定，成本低廉，出水水质好，对印染废水的深度处理起着重要作用。气浮-好气滤池工艺对色度、COD、氨氮、总磷、浊度等去除率高，是值得推广应用的污水厂二级出水深度处理和回用工艺。

2.2.3 人工湿地

人工湿地污水处理技术是利用植物根系吸收和微生物作用，并通过多层过滤来达到降解污染和净化水质的目的。这是一项充分利用植物、微生物和人工介质中居住的基质的理化特性来处理污水的技术。采用生态氧化塘/生态砾石床/垂直流人工湿地组合工艺，处理城市污水处理厂的尾水。处理厂出水水质为COD 50 mg / L，BOD 510 mg / L，NH 3 -N 10 mg / L，TP 0.5 mg / L。连续5个月的试运行后，COD平均去除率、BOD5和NH3-N分别为70.3%、69.0%和91.9%。出水水质为COD 20 mg / L，BOD 54 mg / L，NH3-N 1.0 mg / L，TP0.2mg / L。可见，生态氧化池/生态砾石床/垂直流人工湿地组合工艺在污水处理厂尾水深度处理方面具有明显的优势。

2.3膜分离技术

2.3.1 反渗透

反渗透技术在膜分离中应用广泛。在国内冷轧行业中，首钢冷轧薄板生产线率先利用市政污水厂处理后外排污水作为水源，采用双膜法（超滤+反渗透）处理。进水电导率1490us/cm，出水电导率稳定在40us/cm以下，远低于75us/cm的用水水质要求，可用作净循环冷却水和制冷换热水的补充。针对石化行业污水回用处理问题，科研人员开发了集成式悬浮载体生物氧化/砂滤/臭氧活性炭处理/超滤反渗透的组合工艺，处理厂外排水，浊度13.5-81.0NTU、COD170.2mg/L、NH3-N0-57.7mg/L、石油类10.7mg/L、电导率1800-2600us/cm，含盐量高。连续7个月的中试结果表明，处理后外排水中COD、NH3-N、石油类和浊度等均优于回用水标准，可作为工业循环冷却、绿化和办公等用水。

2.3.2 微滤

应用混凝动态膜工艺对印染废水的二级出水进行深度处理，研究表明，进水COD90-100mg/L。最佳投量下使用一体式混凝动态膜工艺，COD去除率达到57%，出水COD38.7-43.0mg/L，能保证印染废水达标回用。采用连续微滤膜（CMF）系统对污水厂二级排放水进行深度处理，净化后的水清澈透明、无异味、浊度<0.1NTU（低于设计值0.2NTU）、SDI值<3。CMF出水满足国家生活杂用水标准，可直接回用于绿化、景观、冲厕等；同时，CMF出水满足反渗透系统进水要求，可进一步脱盐。

3、中水回用工程经济效益和社会效益

3.1中水生产系统投资较低

城市污水处理厂的二次排放水作为再生水的来源，与自来水生产的长距离取水相比，不需要大量的引水投资，不需要支付大水资源费的费用数额，从而消除了大型水管道建设的成本需要，水电费用几乎为零。

3.3中水经营成本远低于自来水经营成本

中水水源是污水处理厂的二级处理尾水。生产景观用水具有流量短、用药量小的特点。此外，中水生产系统位于污水处理厂，可以有效利用城市污水处理厂现有工程和管理人员，可以降低中水生产系统的运行成本。根据研究，在同可比条件下中水的单位制水成本仅为自来水制水成本的42%。如果再利用水的规模增加，成本将显着降低。

3.3污水商品化经济前景可观

污水处理厂是一座再生水厂和一座工业水厂，使污水成为城市的“第二水源”。通过使用再生水，污水可以变成可以销售的“商品”或“产品”，使中水资源的利用可以进入“生产-再生-再生产”的良性循环，具有巨大的经济效益。特别是随着水资源日益稀缺，水资源保护的相关规定将越来越严格，中国利用的经济前景水将是相当可观的。

4、结语

中水再利用的直接经济效益是再利用水的水价明显低于自来水的水价，有助于污水处理厂降低成本、提高效率。中水的充分利用不仅为我们提供了一个非常经济的新水源，缓解了水资源短缺，而且减少了污水排放量，减轻了城市排水和污水处理的负担，获得了较少的较大的供水量，具有经济、合理、可行的有点，具有良好的社会、经济和环境效益。它具有广阔的应用前景。

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