市政污水處理工藝與污水回用技術探討

施超 郎林

（上海市政工程設計研究總院（集團）第六設計院有限公司，安徽 合肥230031）

隨著我國社會經濟的快速發展，城市化進程逐漸加快，人們生活水平提高的同時，也對水資源利用的質量和數量也有了更高的要求。我國人口眾多，工業用水以及居民日常用水排放的污染物總量較大，因此，成熟高效的市政污水處理與回用技術能夠為實現可持續發展奠定良好基礎。

1 市政污水處理工藝

1.1 反滲透膜技術與膜生物反應器工藝

反滲透膜技術是在原有過濾技術的基礎之上，以人工半透膜為核心，通過人工干預形成的滲透壓差，將不能通過半透膜的物質分離出來，因此，這項技術成為去除水中污染物的重要技術手段。膜生物反應器工藝主要分為膜- 生物反應器和膜- 生物膜- 反應器兩種。前者的原理是以膜代替了原本的固液分離裝置，使其實現了微污染水中的污染物攔截，將污染物與水進行長時間的分離，以提高其污染處理效率，這項技術的優勢在于在占地面積小的基礎上，過濾后的水質好，因此，已經被廣泛用于處理工業廢水與生活污水中。后者則屬于水污染處理的新技術和新形勢，因為該項技術能夠有效處理地下水或地表水中的重金屬，比如亞硝酸鹽、硝酸鹽、坤酸鹽等有害物質，因此，這項技術能夠應用到重金屬污染嚴重的水處理中，以提高水資源的凈化效率和潔凈程度。

1.2 A2/O 工藝與UNITANK 工藝

A2/O 全稱為Anaerobic-Anoxic-Oxic，中文的意思就是厭氧- 缺氧- 好氧，是現階段我國應用最廣泛的污水處理技術之一，因為其能夠同時去除污水中的氮元素和磷元素，所以在二級與三級污水處理過程中都可以應用這一技術。這項技術還衍生出多種高效處理工藝，比如AO 工藝，倒置A2/O 工藝等，其原理都是將污水中大部分含氮化合物轉化為氮氣排放從而去除，而且在進行到好氧階段時，對水中的磷元素進行一定程度的吸收，最終通過剩余污泥排出。UNITANK 廢水處理工藝是在減少廢水處理池占地面積的基礎上，使三個廢水處理池共用一個長方形池壁，大大減少廢水處理池建設過程中的工程造價。而且UNITANK 廢水處理工藝是在SBR 廢水處理工藝的基礎上演變而來的，其處理方法有著很多相似之處，由于其占地面積小且造價低，在小型污水處理廠中被廣泛應用[1]。

1.3 生物濾池法與混凝沉淀法

生物濾池的原理是利用填料上附著的微生物將污水凈化，同時填料可以攔截一定粒徑的顆粒物，而且生物濾池法中的填料是工藝核心，通過不同填料的選擇以及填料深度的設計等，衍生出多種功能的生物濾池工藝，比如具有脫氮功能的深床濾池，就是通過多層濾料的組合，微生物在厭氧、缺氧及好氧的不同工況條件下實現反硝化脫氮。混凝沉淀法在處理污水的過程中，同時應用了物理方法和化學方法，在物理沉淀的基礎上，利用化學絮凝的原理將固體懸浮物和膠體從污水中分離出來，而且這種技術手段具有操作簡單、高效率和工藝穩定等優點。在現代科技迅速發展階段，科學家研發出來眾多新技術，但由于各種客觀原因沒有被廣泛應用。比如：實驗室篩選法，將聚磷菌、反硝化菌和經過改良和馴化的硝化菌固定在纖維球形填料中用于處理少量污染的水源，經過10d 后，研究團隊發現水中的氨氮、磷和氮污染物已經被徹底清除；太陽能凈化法，安裝太陽能凈化系統，對微污染水源進行缺氧或過氧富氧檢測，能夠有效解決對水體的藻類有機物聚集問題等。

2 市政污水回用技術

2.1 高科技納米篩濾技術分析

污水回用過程，首先，格柵池的濾網過濾水中雜質后進入折流復合垂直人工濕地，進水流經礫石層、多功能填料層和中間擋板后，污水經過表面砂土層到達礫石層，在出水區沉淀靜置，由折流復合垂直人工濕地內設置的折板延長污水停留時間，以增強系統處理效果；其次，折流復合垂直人工濕地的出水區上，上清液在增壓泵的作用下導入表層湍流篩濾裝置；再次，表層篩濾裝置的儲水池內納米間歇曝氣，曝氣時儲水池內氣壓增大，空氣被多孔板切割成為氣泡鼓起，打散填料表面的污染物質層并使其浮起，使得污水能順利經過篩濾填料過濾。曝氣管的氣泡將浮起的污染物推至水面，溢流至回流槽，與進水混合調節進水水質，延長篩濾裝置使用壽命；最后，表層湍流篩濾裝置的篩濾填料底部納米曝氣頭進氣，用于清潔填料；下方儲水箱內納米曝氣頭的進氣，通過納米曝氣大量獲得羥基自由基，與照射劑量為300J/m2紫外滅菌燈、半導體負載填料共同提高高級氧化效果，同時其中富含羥自由基的出水在裝置進行反洗時，沖刷篩濾填料，使篩濾填料清潔與再生；表層湍流篩濾裝置處理后的出水進入納米曝氣深度處理裝置，在高溫納米曝氣的條件下對污水進行納米曝氣處理，分解殘留難降解有機化合物及殘存的病原菌和微生物，在去除有機物、降低COD 的同時，提高污水的透明度和色度，最終達到回用水水質標準。

2.2 MBFB 膜生物流化床技術分析

MBFB 膜生物流化床工藝用于污水回用過程中，能在原有污水達標排放的基礎上，以粉末活性炭為載體，結合膜生物反應器工藝的固液分離技術，經過生物流化床和陶瓷膜分離系統，進一步有效降低COD、NH-N、濁度等指標，一方面可直接回用，另一方面也可作為RO 脫鹽處理的預處理工藝，替代原有砂濾、保安過濾、超濾等冗長過濾流程，由于PAC 具有較強的吸附性，吸附了大量的微生物菌群，并在高溶解氧條件下，對PAC 表面小分子有機物進行氧化分解，同時有機物含量的降低大大提高RO 膜使用壽命，降低回用水處理成本，利用無機陶瓷膜分離系統，吸附有機物的粉末活性炭等懸浮顆粒，并通過錯流過濾，進一步實現水源凈化，使其達到回用水標準，而且MBFB 能有效除去微污染水體中的氨氮、COD 和其他難以降解的小分子有毒有機物等，和其它的有機膜與無機膜相比，具有膜通量大、反沖性能好、全面性和自動性強操作等優勢[2]。

3 結論

根據對反滲透膜技術、膜生物反應器工藝、A2/O 工藝、UNITANK 工藝、生物濾池法、混凝沉淀法等市政污水處理工藝與高科技納米篩濾技術、MBFB 膜生物流化床技術等污水回用技術的深入探討，進一步了解我國市政污水處理方法，有效緩解水資源短缺問題，促進我國生態環境建設持續健康發展。