我国城市污水处理回用现状与展望

颜宏亮

(辽宁省锦州滨海新区(锦州经济技术开发区)市政服务中心，辽宁 锦州 121007)

1 我国城市污水处理技术现状

1.1 A-A-O工艺

A-A-O工艺即厌氧+缺氧+好氧工艺，采用该工艺的城市污水处理系统包括：厌氧区域、缺氧区域和好氧区域，通过处理系统系统化的处理后污水中的生物氮磷得到有效去除。该工艺在城市污水处理方面的适用范围较广，目前在我国南方城市使用面比较广泛。

1.2 SBR工艺

SBR工艺即续批式活性污泥法处理工艺，该工艺的核心设施是曝气池，曝气池的作用是对城市污水进行二次沉淀，该工艺打破了传统城市污水处理对时间和空间的限制，特别适用于小型城市污水处理。

1.3 氧化沟工艺

氧化沟工艺即循环曝气池工艺，该工艺是活性污泥法与曝气法的联合应用，该工艺在处理城市污水时污水在氧化沟内与活性污泥形成混合液并在氧化沟内不断循环流动，采用该工艺的处理系统结构简单，设施较少，系统运行管理简单且处理效果较好。

2 我国城市污水深度处理回用的技术现状

2.1 老三段工艺

老三段工艺即二级处理出水+混凝沉淀+过滤+消毒，该工艺能够将二级处理出水中残留的胶态和悬浮态固体污染成分有效去除掉，经过该工艺处理后污水的清澈度得到大幅提升，同时污水中的COD、细菌、氮磷、BOD、病毒、重金属等也可以得到有效去除，然而该工艺对氨氮、凯式氮和高浓度总溶解性固体的去除效果较弱。老三段工艺具有技术简单成熟、容易操作、占地不大、建设和运行成本较低的优点，经过老三段工艺处理的再生水主要回用在城市日常清洁和工业生产中，少量回用在城市景观清洁和绿化灌溉。

2.2 单膜工艺

单膜工艺即二级处理出水+化学絮凝+沉淀+微滤或超滤，该工艺在微滤或超滤之前设置了沉淀工序可以有效延长膜的使用寿命和提升污水处理量。经过该工艺处理后城市污水中的总溶解性固体、细菌、病毒等基本可以全部去除，膜清洗药剂的浓度和质量与膜使用寿命关系密切，上游来水水质变化和膜清洗频率对出水水质的影响很大，因此在运用单膜工艺时需要建立起与二级处理和回用工艺紧密联系的联动机制。相比老三段工艺而言，运用单膜工艺的城市污水处理回用系统的运行稳定性更高且出水水质更好，经该工艺处理后的再生水水质仅次于饮用水。单膜工艺城市污水处理回用系统的建设和运行成本都比较高，目前经单膜工艺处理后的城市污水主要回用于工业循环冷却水，城市公共建筑清洁，冲厕用水，城市景观清洁和绿化灌溉用水。

2.3 双模工艺

双膜工艺即“二级处理出水+化学絮凝+微滤或超滤+反渗透”，该工艺用微滤或超滤工序取代了老三段工艺，微滤或超滤是该工艺的预处理工序为反渗透工序奠定基础。该工艺在城市污水处理回用中建设用地较少，预处理质量和效率很高，反渗透工序运行稳定性和可靠性得到了大幅提升。经实践验证，双膜工艺处理后得到的再生水水质较高，但是采用该工艺的城市污水处理回用系统的建设和运行成本也最高，未来虽然该工艺的应用成本会有所降低，但降低空间并不大。虽然整体来看双膜工艺的出水水质最好，但受到其高建设运行成本和膜寿命因素的制约导致其应用受到限制。依托于该工艺占地少、抗冲击以及在高盐度污水处理中的优势，目前该工艺主要应用于新建工业园区。

2.4 膜生物反应器

膜生物反应器(MBR)的核心是利用膜实现对生化反应进行强化的新型污水处理技术，膜生物反应器的出水水质较高，通常出水水质可达到地表水四类标准。当污水处理量超过50000m3/d时，该工艺的处理能力无法胜任处理需要。采用该工艺的城市污水处理回用系统的建设规模较大，系统运行消耗的电量很高，该工艺的膜成本占到总建设和运行成本的大约2/3，因此，膜寿命是决定MBR工艺应用的关键要素，膜清洁和膜更换等维护管理工作是该工艺在应用中需要特别重视的一项工作。

3 我国城市污水处理回用的发展趋势

3.1 再生水回用需求层面

未来我国工业生产和景观生态对城市污水回用的需求旺盛，总溶解性固体和氨氮是这2个回用水领域的关键指标，当前回用水消毒主要采用氯消毒方式，这样的消毒方式在经济性和操作性方面具有优势，但是在灌溉用再生水中并不适用，虽然臭氧消毒和二氧化氯消毒等新型消毒方式陆续出现，但还是无法完全取代氯消毒。未来城市污水处理再生水回用应重视满足工业对再生水回用的需求，在工业再生水回用中应当综合对技术要素、水质要求、回用需求量、政策要素等进行综合考量。

3.2 技术工艺革新发展层面

膜材料和膜组件等膜技术以及其它城市污水处理工艺的革新发展在未来城市污水处理回用中发挥着决定性作用。未来随着膜技术和其它城市污水处理回用技术的不断发展，双膜工艺、膜反应器工艺、双膜工艺和超滤/微滤等工艺在城市污水处理回用中的应用将会得到快速提升。

3.3 污水处理设备更新层面

当前我国大部分城市没有做到对城市污水的深度处理及有效回用，在我国城市中整体存在着城市污水处理回用率偏低的问题。在现代化工业、经济和城市快速发展和水资源短缺的背景下，不断增大的城市用水需求量与供给量之间的矛盾异常激烈。未来城市污水的深度处理和回用应对污水深度处理设备和技术进行优化升级，提升城市污水的处理回用能力，从而缓解城市水资源短缺。

3.4 污水处理系统规模发展层面

未来城市建设和经济发展必将导致城市污水排放量不断增大，城市污水处理系统面临的压力必然会增大，城市水资源短缺矛盾也将更加剧烈，这也要求污水处理系统的规模不断扩大，污水处理量不断加大，出水水质不断提升，因此，未来城市污水处理系统的建设规模不断扩大和出水水质要求不断提高是一个必然趋势。

4 结语

城市污水处理回用与生态环境和社会经济可持续发展紧密相关，在城市污水排放量不断加大和水资源短缺的背景下，加强对城市污水处理回用技术的研究具有极其重要的现实意义。现代城市在快速发展的同时应对城市污水的处理回用能力提升引起高度关注，通过先进的处理回用技术实现对城市污水的深度处理和有效回用，从而有效缓解了我国城市水资源的供求压力。