城市污水回用方式及资源化处理

张强

（中国市政工程中南设计研究总院第六设计院，广东 东莞 523073）

我国是一个水资源短缺、水旱灾害频繁的国家，与世界各国相比，我国的水资源偏少，虽然淡水资源总量约为2.8万亿立方米，其中地下水资源量约为0.190万亿立方米，占全球水资源总量的6.7%，居世界第6位，但人均水量为世界人均水平的1/4不到，在世界排第110位（按149个国家统计，统一采用联合国1990年人口统计结果），现已被列为世界13个贫水国家之一，解决水资源短缺的问题迫在眉睫。污水回用在中东地区以及日本等缺水国家已经发展了很多年，在我国的应用主要是在1990年之后，这些日趋成熟的技术运用将会对我国的国民经济产生良好的导向作用。

1 我国水资源现状

我国幅员辽阔，江河、湖泊众多，据统计：流域面积在100km2以上的河流约有5万多条，流域面积在1000km2以上的有1500条；我国也是多湖泊的国家，面积在1km2以上的湖泊有2300多个，总面积71787km2，总储水量 7088×108m3，其中淡水储量占1/3。在我国西部高山地区发现许多现代冰川，总面积达58651km2，冰川储量51322×108m3，年平均融水量为563×108m3。此外，在广大的丘陵山区和广阔的平原、盆地等蕴藏着丰富的地下水资源。

中国人口众多，人均占有水资源仅为2300立方米，仅相当于世界人均占有量的1/3，美国的1/6，加拿大的1/50。我国的水资源具有以下几个特征：①总量丰富但人均占有量偏少。中国目前有15个省的人均水资源量低于1700立方米的用水紧张线。②水资源时间、空间分布不均。我国水资源地区分布具有东南多，西北少；沿海多，内陆少；山区多，平原少的特点。在同一地区，不同时间分布也不均匀，一般夏多冬少。

2 污水回用的意义

污水回用工作归根到底是为了应对我国水资源短缺的局面而展开的，由于我国水资源具有上述几个方面的特征，因此污水回用就显的尤为必要。污水回用有以下几个方面的意义：①增加了水资源的来源，促进我国国民经济的发展。我国由于经济处于高速发展阶段，各行各业对于水资源的需求量比较大，其中农业、工业尤甚。又由于我国水资源空间分布的不合理，北方很多重工业基地由于受水资源的限制其发展常常出现被动的局面。通过污水回用，可以很大程度上解决我国北方地区水资源短缺的问题，促进国民经济的发展。②间接减少了污水的排放量，有利于环境保护。污水排入环境后，在环境中积累，往往会造成各种环境问题的产生，如赤潮、水体富营养化等。通过污水的回用减少了排入环境中的污染物的量，有助于环境问题的解决。（3）符合可持续发展战略的要求。可持续发展战略要求我们“当代人的发展应在不危害后代人对环境、自然资源利用的前提下，和谐、有序、稳定的发展”。我们当代人应提高水资源的循环利用率，为后代人预留更多更清洁的水资源，促进经济、社会的可持续发展。

3 污水回用方式及处理工艺介绍

3.1 污水回用方式介绍

污水回用方式从功能上分可以分为以下几种：

（1）补充水源：用于补充地表水和地下水。补充河流、湖泊以及补给、防止海水入侵等。

（2）景观环境用水：用于观赏性景观环境用水，娱乐性景观环境用水，湿地环境用水。

（3）工业用水：用于洗涤用水，锅炉用水以及工艺用水。

（4）城镇杂用水：用于冲厕、街道清扫，各种车辆冲洗，建筑施工、混凝土养护与制备，消防用水等。

（5）农林牧副业用水：用于农田灌溉，造林育苗，淡水养殖，园林绿化等。

从以上可以看出现阶段研究污水回用不仅仅能够很大程度上解决我国的水资源短缺问题，还能够将其作为一个产业进行开发。

3.2 处理工艺介绍

3.2.1 工艺选择概述

通常意义上来讲，污水回用指的是将使用过的水经过再处理进行再利用的过程，这里涉及到两层含义：污水的来源是指已经利用后的水包括生活污水、工业污水以及污水处理厂处理后的出水等；还须进行一定的处理工艺，我国部分城市污水回用工程实例见表1。

从表1中可以看出：对于常规对水质要求不高的污水回用，传统的混凝、沉淀、过滤工艺基本可以将水质处理达到杂用水标准，个别情况下须增加深度处理工艺如生物接触氧化工艺、生物吸附工艺、膜处理工艺、脱盐工艺等。但具体工艺的选择与回用水的对象有关，工艺选择常须考虑的因素有回用水对象、输送距离、进水水质、经济发展水平、地方政策和产业结构等，其中用水对象和进水水质对其其决定性作用。用户对水质要求较高则需对水质进行深度处理；如果污水的SS较高，往往需要增加一个混凝沉淀设施，确保出水的SS达标。此外，当地的经济结构对回用水也会有影响：如果以工业为主，回用水水质则较高；若仅仅用于市政杂用水和景观用水，则水质要求相对来说较低。

3.2.2 常用工艺介绍

（1）生物处理法

生物处理法主要利用生物代谢作用将污水中的各种污染物去除，其中生物的种类和数量对污染物去除起关键作用。为了达到较为理想的去除效果，应为反应器中微生物创造适合生长条件。污水回用工艺中常用的生物处理工艺如下：

①曝气生物滤池：主要有弹性立体填料生物接触氧化法和颗粒填料生物陶粒滤池。两者在处理不同污水时有着明显差异。a.弹性立体填料的生物接触氧化池，其填料比表面积小，填料区孔隙率大，水头损失接近于零，不易堵塞，适合于较高浓度的微污染原水的处理。但其处理效果就会不稳定，容易受水质和环境条件变化的影响。b.颗粒陶粒滤料具有一定的机械过滤作用，但容易堵塞，需要定期反冲洗，且反冲洗能耗较高。但其比表面积大，填料上生物膜与水中污染物的接触机率大，实际接触反应时间较长，所以定期的反冲洗生物陶粒滤池的处理效果较为稳定。

②生物活性炭工艺（BAC）：生物活性炭工艺是通过在活性炭上固定微生物，提高其吸附容量，延长其使用寿命，从而增强对水中有机物的降解能力。BAC工艺对有机物的去除主要依靠其微生物的作用，吸附作用次之。在运行过程初期，对有机物的去除是活性炭的吸附作用；然后，是活性炭的吸附及微生物的共同作用；运行稳定后，大量微生物覆盖在活性炭表面上，形成内层为厌氧层、外层为好氧层的微生物群落结构。通过内层和外层的交互作用除去污水中的主要污染物。

（2）物化处理法

物化处理法是指在污水回用过程中，利用材料的物理性质和化学性质与进水中的污染物质进行反应达到去除污染物的目的。物理法主要针对污水中的污染物的物理性质，采用物理方法如沉淀、过滤等将水中的污染物去除；化学法是指利用投加化学药品等方法，使其与污水中的物质发生一系列的反应如凝聚、絮凝等过程进而达到提高水质的目的。

物化处理法是污水处理中使用最早、应用最广泛、机理研究较为清楚的方法，具有处理效果稳定、工艺流程简单、操作管理方便等特点。同时由于物化处理对于材料和反应物的要求比较高，也就决定了其具有较高的运行管理费用；而且，由于常规的化学处理由于反应不完全，或者是生成很多反应副产物进入到环境中重新对环境造成危害，影响人们的人身安全和身体健康。因此，须在原有的混凝、沉淀、过滤工艺基础上考虑采用新的工艺模式，提高处理效果、降低运行费用。

表1 我国污水回用工程实例

（3）膜处理工艺

膜工艺处理污水技术指利用膜的吸附、机械拦阻、吸附架桥等作用，将污水中的物质去除的工艺过程。膜工艺具有虽具有处理效率高、工艺流程短，但因其投资高、运行费用高，若考虑其复杂的预处理过程则使得投资和运行费用更高。目前在我国大规模的污水回用工程领域少有应用。

4 结论

污水回用是顺应可持续发展要求提出并展开实施的，是为人类的后代谋福利的惠民工程，综合考虑污水回用的实行具有以下几个方面的意义：

（1）减少供水压力，提升经济竞争力

水资源作为一项可重复利用的资源，充分发挥这一优势具有重大意义。通过污水回用可以在很大程度上缓解我国缺水地区的供水压力问题，确保安全可靠的供水对于提高我国的经济实力，同时提高国民收入具有长远的意义。

（2）节能环保

污水回用将本应排入环境实体中的污水再次回收利用，通过深度的处理设施将其净化并重新利用，减少了排入环境中的污染物含量，进而提升了当地的环境状况。

（3）节约供水成本

污水作为一个潜在的资源，长期以来人们总是须对其处理后排入环境中。通过污水回用工程，减少工业对自来水的抢夺，也降低的工厂的供水成本，对于降低工厂的运行成本，提高产品市场竞争力意义重大。

综上所述，污水回用工程是一个为后代谋福利的工程，是一个见效快的工程，是持续发展的工程，是绿色的工程，值得被推广和实施。

[1]安鼎年，张俊贞.污水回用技术国内外现状及发展远景[J].中国环保产业，2003.

[2]王湛.膜分离技术基础[M].北京：化工出版社，2000.

[3]杨平平，孟建丽.浅谈城市污水回用[J].山西建筑，2004，30（16）:203-204.