污水處理工藝改進與中水回用

呂鐵鋒

摘要：針對目前水資源緊缺的現狀，對中水回用技術進行了探討，著重介紹了中水回用處理方法的優缺點及處理工藝，針對中水回用存在的問題，提出了相應的建議，論述了中水回用的有利條件，得出中水回用具有良好的發展前景，指出中水回用是建設美麗中國的重要方法。

關鍵詞：污水處理；中水回用；工藝改進

中圖分類號：U664.9+2 文獻標識碼： A

引言

中水是指生活污廢水、工業冷卻水等各種排水經處理后達到規定的水質標準，能夠用于城市雜用水、景觀補水、農業灌溉等的非飲用水。因此，中水回用實現了城市水資源最大程度地循環利用，實現了水的社會健康循環，在節約水資源和保護水環境兩方面具有深遠意義。

一、污水處理方法

1、污水處理方法

（1）物理處理法：利用物理作用分離污水中呈懸浮狀態的固體污染物質的處理方法，主要有篩濾法(格柵、篩網)、沉淀法(沉砂池、沉淀池)、氣浮法、過濾法(快濾池、慢濾池等)和反滲透法(有機高分子半滲透膜)等。

（2）化學處理法：利用化學反應分離污水中的污染物質的處理方法，主要有中和、電解、氧化還原和電滲析、氣提、吸附、吹脫、萃取等。

2、污水的常規處理工藝

按照處理程度，可以分為一級、二級和三級污水處理工藝。

（1）一級處理：在污水處理設施進口處，必須設置格柵，主要是采用物理處理法截留較大的漂浮物或懸浮物，以便減輕后續處理構筑物的負荷，使之能夠正常運轉。沉砂池一般設在格柵后面，也可以設在初沉池前，目的是去除比重較大的無機顆粒。初沉池對無機物有較好的去除效果，一般設在生物處理構筑物的前面。經過一級處理后的污水BOD，一般可去除30%左右，達不到排放標準，只能作為二級處理的預處理。

（2）二級處理：主要去除污水中呈膠體和溶解性狀態的有機污染物質，通常采用生物處理法。生物處理構筑物是處理流程中最主要的部分，利用微生物的代謝作用，將污水中呈溶解性、膠體狀態的有機污染物轉化為無害物質，從而達到排放的要求，一般去除率能達到90%以上，有機污染物可達到排放標準，處理后的五日生化需氧量(BOD5)可降至20-30mg/L。二沉池的主要功能是去除生物處理過程中所產生的、以污泥形式存在的生物脫落物或已經死亡的生物體。

（3）三級處理：在一級、二級處理后，用來進一步處理難以降解的有機物、磷和氮等能夠導致水體富營養化的可溶性無機物等。主要處理方法有生物脫氮除磷法、混凝沉淀法、砂濾法、活性炭吸附法、離子交換法和電滲析法等。通過三級處理，BOD5能進一步降到5mg/L以下。

（4）污泥處理：污泥是污水處理過程中的產物，城市污水處理產生的污泥中含有大量有機物，可作農肥使用，但是又含有大量細菌、寄生蟲卵以及從生產污水中帶來的重金屬離子等有害成分，需做污泥減量、穩定、無害化處理。處理的主要方法是減量處理(濃縮、脫水等)、穩定處理(消化等)，最后達到可綜合利用的目的。

二、中水回用技術

1、活性炭吸附技術

活性炭具有極大的比表面積，其顆粒越小，比表面積越大，吸附效果越好，在微污染水的預處理中是應用較為有效的方法。活性炭可以通過極大表面積的吸附和一部分生物降解作用有效地去除水中色度、臭味，同時可以去除水中所含的多數有機污染物以及有毒的重金屬和消毒副產物。研究表明活性炭固定床吸附器可以有效的去除雷瑪素活性黃染料中的溶解色度。研究了活性炭和二氧化鈦聯用技術表明，活性炭在1h內對色度的去除率可以達到90%。同時，二氧化鈦通過光催化氧化作用可以對活性炭比表面吸附的有機物進行分解，達到使活性炭可以得到再生重復利用目的。

活性炭處理技術因其占地面積小，操作簡便，對水質、水量、水溫變化的適應性強，飽和炭可再生重復使用，是一種具有廣闊應用前景的微污染水預處理技術。但是活性炭由于對大多數極性短鏈含氧有機物不能有效的吸附去除，同時活性炭再生很難進行快速處理，而且再生成本較高，在一定程度上制約了其廣泛應用。

2、生物處理技術

生物處理技術是利用微生物吸附、降解污水中有機污染物的處理方法，包括好氧生物處理和厭氧生物處理兩種，按形式分為活性污泥法、生物膜法和土地處理。好氧生物處理主要有活性污泥法、生物接觸氧化法、生物轉盤等方法，目前采用最多的是生物接觸氧化法。這幾種方法可以單獨使用，也可以組合使用，如接觸氧化+生物濾池。當一段生物處理不能達到處理目的時，可以設置多段生物處理單元。為了達到水質和經濟的要求，現在通常采用生物處理與物化處理組合的工藝。生物處理法適用于規模較大的中水工程。近年來，由于處理設備工業的發展，開發出了小型的、自動化程度較高的生物處理設施，對于水量較小的中水工程，同樣獲得了較好的效果。

3、膜分離技術。

膜分離技術是近些年來快速發展起來的一種新型環保水處理技術，其以能耗低、效率高、操作簡便及再生容易、無二次污染等優點而被稱作21世紀最有發展前景的水處理技術之—。膜分離技術是指利用膜的選擇透過性，依靠膜兩側的壓力、濃度或電位差值，使污水各組分得以選擇性地透過膜以達到分離和提純的目的。將膜技術應用于中水回用水處理，主要有納濾(NF)、超濾(UF)、微濾(MF)、反滲透(RO)和電滲析(ED)。膜分離技術工藝以其無污染，低能耗，占地面積小，操作簡便等優點受到廣大水處理技術者的青睞，但是由于膜比較容易污染，而且清理有一定的難度，這就在一定程度上增加了其使用的成本，所以解決了膜污染的問題后，將會進一步推進膜分離技術的廣泛應用。

4、臭氧氧化法。

臭氧是一種強的化學氧化劑，其可與污水中的大多數有機化合物和官能團發生直接或間接反應，其還可以氧化污水中不易水解的大分子物質，使其成為可以被生物利用的小分子物質。臭氧能很好的去除由于各種雜質所造成的色度和異味，其對色度的去除效果要好于活性炭。同時，臭氧可以改善絮凝作用，對濁度也有很好的去除能力。臭氧可以減少由于自來水進行加氯消毒過程中所產生的有毒有害副產物。

三、發展中水回用的建議

1、提高公眾對中水的認識，支持中水回用。

加大宣傳力度，建立示范工程，使公眾認識到我國水資源的嚴重形勢，認識到中水是一種重要的水資源，完全可以作為雜用水使用。消除公眾對中水的疑慮，讓他們從行動上支持中水回用的發展。

2、加大對中水回用技術研發投入

要消除公眾對中水的疑慮，就要保證中水的水質安全，因此要增加對中水回用技術、工藝和管理模式的研究，以實現中水處理工藝的規范化；應根據中水客戶的特點和市場需要，開發小型化和自動化程度高的中水處理裝置。

3、調整水價

水資源不是完全意義上的市場化商品，當市場規律不能起作用時，要靠政府的宏觀調控，提高自來水價格，使利用中水的經濟優勢凸顯出來。靠經濟利益驅動中水的利用。

4、建立完善的法律法規

學習國外先進經驗，制定完善的中水相關法律，對中水的各個方面做出強制、獎罰規定。出臺支持政策，優先提供中水系統建設的貸款，對經營中水的企業實行稅收優惠政策，對中水用水戶給予價格補貼等。

5、推動中水回用產業化發展

按照“誰投資、誰受益、誰使用、誰付費”的原則，將中水工程設施從公益事業轉變為經濟產業。將中水設施的所有權和經營權分離。可以將中水設施出租給國內外擁有先進經驗的專業中水公司，提高效率，降低成本。鼓勵包括私人資本、國外資本在內的各種資本進入我國的中水市場，促發競爭格局，推動中水回用發展。

5、發展中水回用的有利條件

國家政策支持。國家對中水的回用已經逐漸提高到一個比較高的層次，對中水緩解城市水資源短缺的功能越來越重視。國家已出臺相關政策規定城市大型公共建筑和居住小區都應該建立中水工程，在缺水地區更要重視中水資源的利用。綠色住宅小區的興起。綠色生態住宅小區堅持節水和減少污水排放的原則：小區的景觀用水和雜用水不應使用自來水等清潔水源，應使用再生水等非傳統水源。這就要求在規劃時設計相應的中水回用系統，筆者認為應將小區的水資源利用模式由原來的“供給—排放”模式轉變成“供給—排放—處理—回用”的循環式體系，使小區成為真正意義上的綠色小區。明顯的經濟效益。生產、生活用水中，約60%的水是用在工業、農業灌溉、雜用水等方面，這部分可用中水替代清潔水。因此所帶來的經濟效益是很可觀的。同時，中水回用相對于長距離調水、海水淡化等開源途徑是最經濟的。

結束語

隨著污水處理能力和效率的提高，中水回用處理技術的發展也已經日益成熟。中水回用既能節約清潔水源，又能減少污染水體的排放，這對建設資源節約型和環境友好型社會，對建設美麗中國具有重要的意義。隨著對中水研究的深入和各級支持中水的法規和政策出臺，中水回用將擁有良好的發展前景。

參考文獻

[1]楊承鴻．中水回用技術及其存在問題探討[J]．山西建筑，2010年．

[2]張金梅．我國中水回用的現狀與前景展望[J]．微量元素與健康研究，2010年．

[3]王增長．建筑給水排水工程[M]．北京:中國建筑工業出版社，2010年．