市政污水處理工藝與污水回用技術探討

李科

（中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司，成都610000）

1 市政污水處理與回用的重要性

目前，全世界都面臨著污水排放量不斷加大、水資源匱乏的問題。如何提升污水處理率以及增加污水再利用率，已成為各國需要面臨的重大考驗。目前，我國市政污水深度處理、超深度處理和污水再生利用等技術水平已相對成熟，但依然存在回用成本較高等問題。

隨著城市環境水平的進一步提升，城市居民生活質量也在不斷提升，而城市污水處理對改善城市環境起著不可替代的作用。對此，要實現節省水資源，處理好市政污水并做好回收利用工作就是有效途徑之一，這可以進一步促進城市節能減排的生態化建設。

2 常見的市政污水處理工藝

2.1 市政污水一級處理

2.1.1 格柵

在處理市政污水時，第一步所采用的工藝就是格柵。一般情況下，格柵會直接攔截污水中存在的泡沫制品、樹枝、塑料或者紙張等懸浮物。一組平行的柵條共同組成格柵，而柵條按照60°～80°的傾斜角放置，以此增大柵條和污水的接觸面積，從而保障更高效地攔截污水中存在的懸浮物和漂浮物。

值得注意的是，格柵要及時、定期清理。小規模污水廠可以利用人工清理；大型的污水廠當柵渣積累量超過0.2 m3/d時，就要選擇用機械方式進行清理，以減少懸浮物、漂浮物累積而產生的異味和污物。

2.1.2沉淀池

在污水一級處理環節中，沉淀是重要的處理工藝之一，其包括利用水體污染物自身重力完成沉淀的平流池和浮流池，以及在混凝劑的作用下完成絮凝沉淀的沉淀池。由于化學處理效率更高，因此成為目前最常使用的污水處理工藝。絮凝沉淀的原理就是通過加入無機絮凝劑和有機陰離子混合的水劑，使有機和無機分子相互作用，不斷碰撞和絮凝，使水中的懸浮物失去穩定性，越積越大，當膠體達到一定質量后沉淀至水底，再與水體進行分離，這不僅有效提高了效率，且可保證在處理后水質量的穩定性；并且凝劑在聚集下沉的過程中還可以吸收水中的部分有病微生物，為凈化水質提供輔助性消毒作用[1]。

2.2 市政污水二級處理環節常見的處理工藝

2.2.1 生物濾池處理工藝

市政污水處理時，生物濾池是最重要的生物處理工藝之一，其對于生化需氧量（Biochemical Oxygen Demand，BOD）的去除率達到了75%。填層和生物膜共同構成了生物濾池，焦炭、淬石、礦渣等構成了填層，同時填層上附著生物膜。生物膜上的微生物具有多種作用，主要包括有效吸附、降解、利用水體中的重金屬離子以及有機污染物等，這可以有效去除市政污水中的BOD。該處理工藝有效率高且污泥量的產量較少，但其對微生物自身的生存環境有一定的要求（如在北方地區很難生存等），因此，該工藝具有地方范圍局限性。圖1為生物濾池處理流程圖。

圖1 生物濾池處理流程

2.2.2 SBR處理工藝

序列間歇式活性污泥法（Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process，SBR）處理工藝本質是活性泥垢法，通過間歇曝氣給微生物提供缺氧或者富氧環境，進而使微生物自身發生反硝化以及硝化反應，最終有效去除污水內部的有機污染物。SBR具有操作工序簡單、成本低的優點，且可以讓污水處理廠的占地面積有效縮減。

在SBR反應器中，市政污水和其中的活性污泥會發生混合，形成混合液。此外，在該反應器中，污染物和微生物的接觸面積明顯增大。原理是污染水中的有機污染物在微生物的吸附、吸收、氧化和降解作用下發生反應[2]。SBR反應器通常采用間歇曝氣的方式制造富氧和缺氧環境，其作用在于提高SBR處理工藝對有機物的處理效率。圖2為SBR處理工藝。

圖2 SBR處理工藝

2.2.3 AAO工藝

在二級污水處理中，通常會用到AAO工藝，該工藝可以有效脫氮除磷。AAO的全稱是厭氧—缺氧—好氧工藝，在厭氧環境中污水會消除BOD，同時，經過聚磷菌和反硝化的作用，污水釋放出少量氮、磷。

在缺氧環境中，反硝化細菌讓氮進一步釋放。在好氧環境下，硝酸根在硝化反應的作用下出現，污水內部的磷被更進一步地吸附，最終使污水實現脫氮除磷的效果。例如，在太原城南污水處理廠中，雖然進水水質可能會影響去除BOD5、總氮和總磷的效果，但總體還算穩定，通常出水的水質會達到城鎮污水處理廠一級A排水標準，一般簡單處理后就能中水回用。

3 市政污水回用利用技術

3.1 深度處理回用技術

在目前污水再利用技術中，深度處理回用技術要求最高。當污水完成一級和二級的處理后，下一步再依據回用水標準完成回用處理，以使水質滿足回用水的要求。該工藝包含了砂濾法、離子交換法以及絮凝沉淀法，一般應結合水質進行選擇。比如，深度處理回用技術中所選用的絮凝沉淀法，通常在聚合氯化鋁的作用下，并在其高價金屬離子架橋作用與吸附電中和作用下，污染物會聚合成大分子，從而在沉淀后讓水質實現優化。此技術的優點較多，如成型迅速、沉淀速率快，且不會被潮解所影響，因此無須進一步堿性助劑的協助，適應性更強，水質自身的回水標準也能快速滿足。在回用利用市政污水的過程中，工作人員必須根據回用水的要求，處理市政污水，以確保回用水符合標準[2]。

3.2 選擇性回用技術

選擇性回用技術一般有3種方式。

1）分區回用方式。市政區域分為污水收集和回用2個區域，在有關部門規劃之后，污水回用會利用到回用管道，以便聚集水資源。但該技術僅適用在和污水處理廠較近的地方。

2）全程回用方式。該方式是利用市政排水管網系統收集和處理市政污水以便回用；此外，當面對不同的污水回用利用技術時，如果所選方式為全程回用方式，則對污水處理廠的規模要求會比較高。

3）選擇性回用方式。將回用管道有選擇地進行鋪設，通常會布設在市政周圍較大建筑或者居民小區附近，回收利用污水。如果面臨的是一些小型的污水處理點，可以集中進行小規模的污水處理，最終將處理后的污水用于市政綠化等方面，使其水資源得到更好的利用。該方式和前面所述的2種方式相比，工藝更簡便、形式更靈活，即使所處地域地質相差較大，也能很好地適用；該工藝還可以使需求量和系統供給相契合，從而讓市政建設的污水回用系統更完善[3]。

3.3 脫鹽污水回用技術

由于回收利用后的污水和處理后的水質成分相似，因此當設計脫鹽污水時，要提前處理污水中的化學泥垢。比如，可以把摻雜著化學物質的污泥雜物用于其他的工業生產中，以避免發生二次污染，從而確保污水回用更加便捷、高效、環保。另外，在選擇技術手段時，必須結合回用水的用途。例如，在使用脫鹽污水處理技術的過程中，考慮到工業回用技術廣泛應用到脫鹽水，當利用石灰、純堿法將原水的硬度降低后，便可在膜裝置的作用下處理回用水，以保證其符合相關工業的用水標準。

4 結語

水資源的利用在污水處理工藝以及回收利用技術的共同協助下，可以更好地得到應用。但是，這不僅要根據市政污水的實際情況進行合理選擇，還要保證有關人員對污水處理工藝能夠熟悉掌握，以加強污水處理廠的建設，同時盡可能降低城市水資源用量，進而最終解決水資源匱乏的問題。