邢台市城市污水处理与回用技术

李忠钧，李忠毅，孟宪彪

（河北省邢台县水务局，河北 邢台 054001）

工业废水处理设施一般规模小、技术性强，工艺组合灵活，结构通常为钢制，即使内部管线穿插较多，运行维护也不太困难。

城市污水处理厂的特点是规模大、占地大、设施尺寸大、单元多，处理设施通常为钢筋混凝土结构，因此相应地要求整体工艺构成要简单，单体设施构成也要简化，尽量减少管线穿插和复杂结构，以便减少全厂设施设备的维修管理总量[1]。正因为城市污水处理设施规模大、投入多，其结构坚固简单，使用年限长，规模效益好，单位处理成本较低，运行效果比较稳定，在环境治理上发挥的作用突出，因此，搞城市污水处理工程时，要根据城市污水处理工程的特点，借鉴他人的经验与技术，慎重选择工艺、考虑方案。整体工艺构成要简单，单体设施构成要简化，便于维护，便于运行，能耗尽可能低，占地尽可能省，运行效果要稳定。

城市废水处理一般有工业废水处理和城市污水处理厂处理两种模式。邢台市采用工业废水局部处理、就地利用的模式和大型污水处理厂处理模式相结合的方式，取得较好的经济效益和社会效益。

1 城市污水回用技术与效益分析

目前的水利用，大部分是直接取用天然水净化后直接使用，处理后直接排放，因此利用率低，为提高水的有效利用，必须加大水的重复使用和循环使用。

以节流优先、治污为本，多渠道开源的城市水资源可持续利用战略是保护水资源和促进水资源合理有效利用的重要措施。

在当今水资源日趋短缺的背景下，水回用是解决水资源短缺的重要途径并在世界范围内得到普遍重视。因此，无论发达国家还是发展中国家，尤其是水资源短缺地区，必须考虑城市污水、工业废水回用问题，制定以节水与洁水为目标、改善水环境质量、提高水资源的综合利用为目的的水资源可持续发展战略，寻求合理、有效的水资源可持续利用与水污染控制方法，研制发展新型、经济、高效的水回用处理技术，提高城市污水和工业废水回用率，才能确保社会经济的可持续发展。可以有效减少外排污水量，达到保护水资源的目的[2]。

污水回用的重要意义在于使水资源得到合理利用，使其发挥最大效益。可用下式表示：

式中 E1为节约的水费开支；E2为节约的城市给水基础设施建设费用；E3为节约的城市排水基础设施建设费用；E4为减少污染排放的社会效益；C1为水回用系统建设投资；C2为水回用系统运行费用。

从上式可以看出， 污水回用对E1、E2、E3、E4都有明显的效益。污水回用前期投资较大，但从可持续发展上考虑，污水回用可以减少水费，降低原水基建费用，防治环境污染，这对经济发展、社会和谐进步都有不可估量的作用。另一方面，污水就地处理到所要求的净化程度，直接供之相近用水，比远距离引水造价低；就目前而言，污水处理费用投资比节水费用投资小。

城镇农业回用水系统要具备对污水及处理后水的收集和长距离运输能力。农业回用低质的经处理的城镇污水，可将原来用于农业的淡水用于城镇生活使用。由于农业回用水系统所需的处理费用较低且所产生的水资源价值弥补了输送设施的费用。回用水系统提高了现有的水资源水质和可利用的水量，因而增大了现有的水资源量。回用水系统由集水、处理和配水系统组成。由于集水和配水系统的使用期较长，所以选择合适的回用水系统时，集水和配水系统的布置比处理系统更重要。

心理学研究表明，长时间地保持同一姿态会使人产生厌倦，若让厌倦感无止境地蔓延发展，即使最优秀的人也会变得平庸。学生如果发生厌倦感，任其加深，那他上课时就会情绪低落，注意力不集中，就是最专心的学生上课期间有时也会跑神或心不在焉。为振奋学生的精神，让学生思路重入正轨。

2 城市景观用水采用就地处理就地利用的模式

环境用水指污水处理后以合格的水质向环境排放，以保持水环境的流量，维持环境的功能。处理方式则根据修复环境对污染物的同化容量而定。一般至少要求传统的二级处理和一定程度的消毒。目前新兴的一种处理工艺是二级处理（传统二级处理或生物塘二级处理）后加湿地处理。湿地不仅提供处理（提高了水质），也改善了环境，还以将湿地设计成野生生物栖息地或者设计成市区开放性的绿地。

鉴于邢台市水环境、水资源现状，按照“最大限度地节约地下水资源，充分利用污水”的指导思想，确定在沿河适当位置建设3座小型污水处理厂，将原来排向河道的生活污水和工业废水截流收集起来就地处理，注入河道作为水源。这样，既扩大了城市净化水域面积，为退污还清后的小黄河提供稳定可靠的水源保证，又节约水源，有效地净化空气，改善了环境[3]。

2000年以来，邢台市先后在小黄河沿岸分期建设3座小型污水处理厂，总投资610万元，设计日处理能力1.3万m3，每年可处理污水470万m3，全部回收利用。处理后的水质均达到污水综合排放二级标准，基本保证河道蓄水和景观用水要求，还能满足沿河绿化的浇灌用水。

污水处理厂处理规模必须结合城市污水管网现状，以便充分发挥污水处理厂效益。在设计和建设过程中，充分考虑3座污水厂地理位置和城市污水管网现状及进水水量情况，确定了规模为日处理1.3万m3，日回收1.3万m3的生产能力，这样既避免不必要的管网改造，又避免过大投资。

无论处理规模大小，都有一个科学合理的设计和处理工艺。3座污水厂在建设过程中，由于受地形和场地的限制，在保证处理效果不受影响的情况下，根据污水水质状况，省略一些环节。

污水处理厂就地建设，节省了污水集中收集和回用的管网建设的投资，南小汪污水处理厂采用一体化氧化沟处理工艺，金华污水处理厂采用活性污泥加高效气浮处理工艺，这两个污水处理厂全部采用国产设备，技术比较成熟，出水水质除个别指标外，基本达到二级排放标准。

经过认真对比和反复筛选，因地制宜地对3座污水处理厂分别采用3种不同的处理方法：①胜利污水处理厂主要是处理工业冷却水，进水水质较好，采用加药、絮凝、沉淀的简单处理方法；②金华污水处理厂受场地限制，采用地上地下合理搭配建筑，物理化学法的处理工艺；③南小汪污水处理厂进水水质差，采用一体化氧化沟的处理工艺。

3种方法既吸取了传统的适合小型污水处理厂的合理方法，又结合实际有所创新，效果较好。

2.1 投资少、工期短、见效快

大型或正常污水处理厂建设投资，一般处理1m3污水投资需700～1000元，甚至更多。采用小型厂就地处理1m3污水投资少200多元，最多500元。由于规模小、工艺简便，建设周期较短。胜利厂用了3个月时间，另外两个用了不到6个月时间，小黄河治理工程及时注入处理后清水。

2.2 占地面积小

3个污水处理厂占地4340m2，小的仅占770m2，而且在厂区搞绿化，共完成1330m2绿地，用少量的土地解决了污水处理问题，同时又美化了环境。

2.3 运行费用低

因为小型污水处理厂工艺流程短，建筑物和设备少；有的利用高差自流，无需建提升泵站；有的不设初沉池、调节池和单独二沉池。控制部分操作简便，管理人员少，降低了运行费。胜利污水处理厂运行费0.15元/m3；金华污水处理厂运行费0.32元/m3；南小汪污水处理厂运行费0.26元/m3。

限制接触性回用主要包括城市水回用，这种回用方式应控制公众接触回用水以保护公众健康。限制接触性回用一般至少采用二级处理，卫生指标为100～1000个粪性大肠菌群/100mL。二级处理可以控制原水（工业废水或生活污水）中有毒物质的量，也能减少水回用时配水系统中的麻烦问题。不完全消毒的回用水仅能保证系统操作者偶尔接触时的安全，因而操作者应采取常规的、适当的防护措施。

城市河道水环境治理实行综合治理，不能局限于防洪，要与城市总体规划相结合，集防洪、排水、交通、绿化美化、休闲娱乐于一体。邢台市小黄河沿岸绿化面积6.3万m2，沿河道路2.8万m2，安装沿河护栏1.3万m，路灯278基，礼花树14棵，梅花喷泉2座，沿河景点公园7处，形成水清、岸绿、景美的供人们休闲娱乐的乐园。

穿越邢台市区河道上游流域面积很小，平时上游几乎没有来水，而且河道比降较大，河道存水困难。治理中，在市区内小黄河建成橡胶拦水坝5座，钢板拦水坝7座，人为形成连接水面，保证小黄河全年碧水常流，有效地改善了城市水环境。

3 城市污水处理 采用中水分质利用

邢台市污水处理厂位于邢台市区北6km的白马河上，设计规模为日处理城市污水15万m3，日回收再生水9万m3。

污水处理厂一期工程采用以快速渗滤系统为主的土地处理工艺，二期工程采用一体化处理工艺，目前已形成日处理污水10万m3，日回收7万m3的处理能力。

城市污水经市政排水管网引入位于吴庄的污水提升泵站，先经过粗、细格栅，去除污水中较大的悬浮物、漂流物、纤维物质和固体颗粒物质，然后流经沉沙池，使污水中比重教大的无机颗粒沉淀分离，污水汇入提升泵房集水井，通过污水泵站的提升，污水经过6km的输水管道，提升至白马河一级处理场，再经配水井被分配到2座辐流式沉淀池。通过重力沉淀去除污水中的悬浮物和一部分有机污染物，完成污水一级处理。经一级处理后，一部分污水被投配到土地渗滤区进行土地处理，另一部分进入交替式生物反应池进行生化处理[4]。

3.1 土地处理的工艺原理

污水在通过具有良好渗透性能的土壤向下渗滤过程中，通过生物氧化、沉淀、氧化还原和硝化、反硝化等过程而得到净化。土地处理区采用淹水/干化交替运行方式，以便使表层土壤在干燥期恢复好氧环境中再生，也利于水的下渗和排除。目前场区形成40hm2，分为12个单元，每个单元采取地表连续布水2d后，停步8d的布水周期，布水单元水量负荷为2.5万t/d。污水主要以垂直下渗方式，通过表层2.5m厚土层后得到净化，场区内土质为砂土，土层40m以上为沙砾层，渗水性能极佳，41m以下有较厚粘土层，渗透性能差，可作为再生水的隔水底板。部分再生水自然补给地下水，另部分再生水收集到单元周围布置的平均井深为20m垂直井群中，通过井泵提升，最后通过主管道输送至再生水回用水厂，并经加氯消毒后回用。

3.2 一体化生物处理原理

将处理池分为A、B、C3池，3池之间水力连通，通过程序调节使污水可进入三池中任意一池，每个池都有独立的曝气系统。运行时3个池子轮流进水，中间池始终处于曝气状态，2个边池容积较大，设有出水堰及剩余物污泥泵。该工艺吸收了SBR工艺，具有按时段控制进水、曝气、沉淀、排泥和出水等主要技术特点，采用连续进出水，周期交替的运行方式[5]。该工艺吸收了SBR工艺的主要技术特点，将多个单元工艺巧妙组合，构成一体化池组，并采用先进、可靠的高度自控系统，实现污水生物处理，最后通过主管道输送至再生水回用水厂，并经加氯消毒后回用。

目前，处理后的污水主要用于城市绿化和对水质要求不高的企业用水，如冷却用水等。中水回用可以把节省的高质水资源用于要求水质较高的生活和工业用水。

4 结语

邢台市污水处理回用技术，采用大型污水处理厂处理污水与局部就地处理、就地利用的模式相结合，在污水处理回用方面效益明显。

鉴于邢台市水环境、水资源现状，按照“最大限度地节约地下水资源，充分利用污水”的指导思想，确定在沿河适当位置建设3座小型污水处理厂，将原来排向河道的生活污水和工业废水截流收集起来就地处理，注入河道作为水源。这样，既扩大了城市净化水域面积，为退污还清后的小黄河提供稳定可靠的水源保证，又节约水源，有效地净化空气，改善环境。

城市污水处理采用一体化生物处理，该工艺吸收了SBR工艺的主要技术特点，将多个单元工艺巧妙组合，构成一体化池组，并采用先进、可靠的高度自控系统，实现污水生物处理，最后通过主管道输送至再生水回用水厂，并经加氯消毒后回用。该水用于城市绿化和对水质要求不高的用水，节约大量原水资源。

［1］周律.中小城市污水处理投资决策与工艺技术［M］.北京：化学工业出版社，2002.

［2］金兆丰，徐竟成.城市污水回用技术手册［K］.北京：化学工业出版社，2004.

［3］乔光建.区域水资源保护探索与实践［M］.北京：中国水利水电出版社，2007.

［4］乔光建.区域水文水资源问题研究［M］.北京：中国水利水电出版社，2010.

［5］郭兴芳.一体化氧化沟运行及除磷性能生产性试验研究［D］.重庆：重庆大学，2002.