污水處理廠尾水資源化利用

綿津環保科技（上海）有限公司 鄒學圣

當前污水處理廠尾水資源化利用刻不容緩，國家發改委加快出臺碳達峰、碳中和頂層設計政策文件，污水處理廠響應國家政策要求，通過尾水資源化利用來契合政策形勢。為了避免水資源浪費，實現能源平衡，污水處理廠將余熱利用、尾水資源利用提上日程，一定程度上提高資源的綜合效益，推動我國污水處理廠向綠色化、可持續化發展。由此可見，本文這一論題具有探究的現實性意義，論題內容如下。

一、污水處理廠尾水資源化水質要求

新冠肺炎疫情爆發下，處理后出水回用的基本要求，即強制消毒。由于尾水資源化用途不同，所以不同用途用水的水質界定標準存在差異。

用于農田灌溉時，水作COD、BOD5、SS對應的水質要求分別為150mg/L、60mg/L、80mg/L；旱作COD、BOD5、SS對應的水質要求依次為200mg/L、600mg/L、100mg/L；蔬菜COD、BOD5、SS對應的水質要求即 101mg/L、40mg/L、62mg/L[1]。

用于城市沖廁時，BOD5和氨氮均為11mg/L，NTU為4.8mg/L；用于道路清掃、消防時，BOD5為14mg/L，氨氮和NTU均為9mg/L；用于城市綠化時，BOD5和氨氮均為18mg/L，NTU為9.4mg/L；大腸桿菌A標準為102mg/L。

用于工業冷卻水時，COD、BOD5、氨氮、TP、SS的水質要求分別是55mg/L、9.6mg/L、9.4mg/L、1mg/L、28mg/L；用于工業鍋爐補給水時，COD、BOD5、氨氮、TP、NTU的水質要求分別是58mg/L、9.8mg/L、9.3mg/L、1mg/L、5mg/L；大腸桿菌 A標準為103mg/L。

用于景觀觀賞水時，BOD5、TN、氨氮、TP、SS的水質要求對應為9.7mg/L、14.7mg/L、5mg/L、1mg/L、20mg/L；用于景觀娛樂水時，BOD5、TN、氨氮、TP、NTU的水質要求對應為5.5mg/L、14.7mg/L、5mg/L、1mg/L、5mg/L[2]。

二、當前污水處理廠尾水水質排放標準現狀

尾水水質排放標準現狀直接影響污水處理方式，關乎到資源化利用效果。我國部分城市污水處理廠使用二級處理工藝進行尾水處理，但出水水質不達標，一旦尾水非標準化排放，定會影響水體環境穩定性，造成水域污染。下文圍繞已有問題重點分析，以便為尾水資源化利用提供思路。

首先，人們對尾水資源化利用的認知偏低，因為思想認知未達到一定高度，所以尾水再處理效果不盡如人意，導致尾水水質與自來水水質存在差距。再加上，大多數用戶對尾水再利用存在抵觸心理，這難以為尾水資源化開發提供動力，進而出現尾水資源浪費、尾水污染環境等現象。

其次，尾水資源化利用技術水平較低，且管理工作不到位。發達國家在尾水資源化開發與利用方面積累豐富經驗，這得益于技術支撐和高效管理。然而我國在技術層面仍需努力，現有技術水平較低、尾水處理工藝缺乏系統性，此外，管理策略與尾水再生利用需求脫節，所制定的管理策略缺乏科學性和實用性。長此以往，尾水水質短時間內得不到提高，尾水資源化利用效果與預期要求存在差距[3]。

最后，尾水再生利用的設備資源、資金資源匱乏。一旦設備陳舊、資金中斷，那么尾水資源化處理進程緩慢化，則不利于尾水資源化價值發揮，最終導致污水處理廠經濟效益和社會效益大幅降低。究其原因，單依靠政府部門提供資金，仍無法緩解資金不足現狀，污水處理廠應面向社會企業爭取投資機會，并高度重視資金管理，否則，設備設施短時間內得不到更新，難以真正提高水資源循環利用率。

三、污水處理廠尾水資源化的價值體現

一般來說，污水生化處理后應達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）的相關標準，從而減少污染物，保證水質穩定性，為后續資源化處理奠定良好基礎。下文具體介紹污水處理廠尾水資源化利用的價值：

（一）尾水資源量足

我國污水處理廠尾水資源量較豐富，足量尾水資源經資源化利用，能夠在一定程度上緩解城市用水、工業用水壓力。我國上海某污水處理廠在尾水資源化處理方面發揮示范作用，針對足量尾水資源處理時，參照由上海市環境保護局和上海市質量技術監督局聯合發布DB31/199-2018《污水綜合排放標準》（2018年12月1日實施），從而為尾水資源化利用提供正向指導[4]。

（二）尾水資源再利用效益較高

尾水高效開發與利用，意味著污水向優質水資源轉化，能為生產、生活提供充足水源，促進城市穩定、持續發展。再者來說，尾水再生利用，能夠降低處理成本，同時，用水費用相應減少，能為社會發展帶來可觀的經濟效益。以上海為例，工商企業2020年自來水價格7.26元/m3，洗車行業自來水價格22.40元/m3，但污水處理廠尾水再生處理費用不足3.24元/m3，對比可知，用水費用顯著降低，使行業利潤空間擴大化[5]。

（三）促進環保工程發展

近年來，環境保護活動大范圍開展，污水處理廠為環保戰略實施提供了助推力，由以尾水資源化利用為關鍵，隨著尾水資源化利用效果的顯現，環境保護工作能夠取得實質性進步，這對城市化進程加快、環保事業繁榮發展有重要意義。從宏觀角度來看，當尾水資源化利用目標順利實現，則人與自然環境協同發展，最終為環保工程建設奠定堅實基礎。實際上，環境保護是人類發展不可回避的問題，也是人類社會進步階段必定落實的工作，可見，污水處理廠尾水資源化利用具有迫切性和重要性，這是環境保護工程可持續發展的必然要求和基本路徑。

四、污水處理廠尾水資源化利用方法

為緩解水資源短缺現狀，針對污水處理廠尾水再生利用十分必要，為提高水資源利用率，務必清除尾水資源化阻力，并制定尾水資源化處理的有效方法，實現污水向可利用水資源的順利轉化，為我國環境保護事業發展貢獻積極力量。下文針對問題處理對策和資源化利用法進行了重點分析：

（一）尾水資源化問題處理對策

首先，正確認識尾水資源化。尾水資源化處理行為受思想認知影響較大，要想優化尾水再生利用效果，務必提高人們對尾水處理工作的重視程度，改變以往陳舊的思想觀念，為尾水資源化開發與利用提供正確指導。對此，當地環境保護部門，以及污水處理廠領導者，應大范圍宣傳尾水資源化利用的意義，扭轉人們對尾水再利用的抵觸心理，使其從內心深處認同水資源循環利用、水資源節約與保護等觀點，進而使人們能夠大力擁護尾水資源化開發與利用，真正充實污水處理廠的工作內容，提高污水再利用成效。在此期間，適當調整用水價格，頒布合理的用水政策，為用水主體帶來切實利益。此外，結合當地污水處理廠尾水水質要求，制定長期水資源規劃及管理戰略，為尾水資源化處理實踐提供明確目標。

其次，提高尾水資源化的技術水平。當前污水處理廠尾水總量較多，再加上，尾水水質排放標準逐漸提高，要想真正優化尾水資源化利用效果，需創新尾水資源回用技術，并合理運用尾水深度處理工藝，盡最大可能提高尾水再生利用率。在這一過程中，結合尾水出水用途規劃，選擇適合的回用技術與配套工藝，縮短尾水資源化利用時間，顯著提高尾水水質改善空間，使出水水質達標化，滿足農業、工業、城市景觀的用水需求，實現水資源循環利用。

最后，為尾水資源化提供所需設備及充足資金。污水處理廠與政府部門保持聯系，盡可能多的爭取資金扶持，同時，主動與社會企業溝通，力爭獲取投資機會，從而為尾水再生利用提供新的設備設施，大大提高尾水資源化利用率。需注意的是，合理配置資金，并動態監管資金流向，為尾水資源化利用提供可靠保障。

（二）尾水資源化利用的具體方法

1.一體化處理法

污水處理廠的尾水資源化利用不是一蹴而就的，這需要各處理系統共同協作。上海市某污水處理廠積極響應水資源節約、環境保護號召，大力推廣一體化尾水再生利用系統，即運用預調節系統、砂濾系統、超濾系統、高效沉淀系統處理尾水水質，實現水資源循環利用，避免水資源浪費。具體來說，尾水進入預調節系統→在高效沉淀系統中攪拌→絮凝微電解處理→雜質分離→污染物清除→清液進入濾池→濾料作用下清除所剩懸浮物→超濾處理。最后處理后的尾水達到凈化水質的標準，使尾水資源再次投入使用。

2.典型處理方法

凈化處理后的水資源能夠滿足人們生產生活用水需求，一定程度上緩解水資源短缺現狀。此外，污水處理廠的尾水先后經過調節池、沉淀池、接觸氧化池和無閥濾池排放，接下來工作人員對其臭氧消毒、清水池排放，使其達到生產用水的要求。為了最大限度地發揮水資源的使用效率，將尾水經過深層次的一二級處理，進而處理后的尾水能夠為農業用水、農業灌溉提供便利。對于混凝沉淀處理（如圖1），借助微渦流反應技術消除大尺度渦旋，該技術配備的裝置主要有折板反應池、反應箱、反應器，當技術及裝置協配，能夠優化絮凝效果。微渦旋反應技術處理5min～8min后，尾水出水濁度比約1.5NTU[6]。對于過濾處理，尾水處理人員參照《污水綜合排放標準》的相關規定，尾水經過混凝劑處理發生化學反應（中和反應、絮凝反應）后，利用斜管沉淀、介質反復性過濾完成處理。準備無閥濾池、活性砂過濾器（移動床向上流連續過濾器處理技術），并加裝充氧曝氣裝置，達到氨氮去除效用。過濾處理后，具有原水過濾、污染物減少、成本低、水頭損失小等優點。

圖1 混凝沉淀處理流程

3.連續流微濾膜處理法

尾水資源化處理的過程中，連續流微濾膜處理（如圖2）法實用性較強，尾水再生利用環節，需要用到壓縮空氣系統、微濾膜柱、反沖洗系統、PLC自控系統等，其中工作參數總結為：工作壓力35kpa～200kpa；壓縮空氣沖洗頻率每半小時一次，根據膜污染程度，適當增減沖洗頻次，盡可能延長連續流微濾膜使用壽命。尾水二級處理環節用到CMF膜系統，即每間隔15d～28d處理一次，從而保證整體系統穩定性[7]。

圖2 連續流微濾膜處理流程

4.微絮凝高效纖維過濾器處理法

增設小型加藥裝置，滿足尾水再生處理需求。濾池工作期間，借助纖維濾池發揮纖維束作用，同時，合理調節纖維密度，使過濾纖維時的密實性達到既定要求。利用由大到小的濾料孔隙率來保證尾水過濾的質量和效率。

5.其他處理方法

對于混合處理法，這一方法是污水處理廠尾水再生利用的基礎方法，處理工作者務必注意所選混凝劑的類型和規格，并按比例去配置混凝劑，進而提高污水處理的效率，使處理后的尾水達到再生利用要求。對于生物氧化法即利用微生物的獨特性處理污水處理廠尾水，這一方法是目前較為先進的處理法。具體步驟總結為：首先在調節池中放置適量的填料，接下來使尾水以相同的速度接觸填料，直到尾水接觸填料的生物膜，最后利用微生物自身的獨特性對尾水進行處理，從而達到凈化目的。對于雙膜處理法，即借助超濾方式和反滲透方式聯合處理污水處理廠的尾水，超濾作為預處理，能保證反滲透水質的通透度和凈化度。需注意的是，超濾和反滲透的出水按比例調和，目的是確保處理后的污水能更好地滿足人們生產生活用水需要。

五、結束語

綜上所述，污水處理廠在環境保護方面發揮著重要作用，尾水資源化利用的過程中，污水處理廠探索尾水資源化問題處理對策，并提出尾水資源化利用的具體方法，如一體化處理法、典型處理法、連續流微濾膜處理法、微絮凝高效纖維過濾器處理法等。從整體上提高尾水資源化利用率，取得環境保護的良好效果，真正貫徹碳達峰、碳中和頂層設計政策文件精神，彰顯尾水資源化利用政策的導向意義。

相關鏈接

污水處理廠是從污染源排出的污(廢)水，因含污染物總量或濃度較高，達不到排放標準要求或不符合環境容量要求，從而降低水環境質量和功能目標時，必需經過人工強化處理的場所。一般分為城市集中污水處理廠和各污染源分散污水處理廠，處理后排入水體或城市管道。有時為了回收循環利用廢水資源，需要提高處理后出水水質時則需建設污水回用或循環利用污水處理廠。處理廠的處理工藝流程是有各種常用的或特殊的水處理方法優化組合而成的，包括各種物理法、化學法和生物法，要求技術先進，經濟合理，費用最省。設計時必須貫徹當前國家的各項建設方針和政策。因此，從處理深度上，污水處理廠可能是一級、二級、三級或深度處理。污水處理廠設計包括各種不同處理的構筑物，附屬建筑物，管道的平面和高程設計并進行道路、綠化、管道綜合、廠區給排水、污泥處置及處理系統管理自動化等設計，以保證污水處理廠達到處理效果穩定，滿足設計要求，運行管理方便，技術先進，投資運行費用省等各種要求。