污水处理厂中水回用技术研究

王静张华新郑靖瑞

1河南佳昱环境科技有限公司（450000）2核工业第五研究设计院（450052）3河南首创环保科技有限公司（450000）

环保节能

污水处理厂中水回用技术研究

王静1张华新2郑靖瑞3

1河南佳昱环境科技有限公司（450000）2核工业第五研究设计院（450052）3河南首创环保科技有限公司（450000）

积极开展城市污水的深度处理及回用，是解决城市水资源短缺的重要措施。这里从物理化学处理技术、生处理技术及膜分离技术等方面，对污水处理厂尾水深度处理进行分析，并提醒同行针对不同性质的尾水，应注意选择相应的深度处理技术或组合工艺。

深度处理；中水回用；水资源

0 中水回用的概念

中水指排放的生活污水、工业废水经回收处理后可以再利用的水，其水质介于上水(自来水)与下水(排入管道内污水)之间，是可在一定范围内重复使用的非饮用水。中水主要用于农田灌溉、城市绿化、工业用水等。

中水利用也称作污水回用，一方面,为供水开辟了第二水源，可大幅度降低上水的消耗量；另一方面,在一定程度上解决了下水对环境的污染问题，从而起到保护水源的作用。在美国、日本等国家，厕所冲洗、园林和农田灌溉、道路保洁、洗车、城市喷泉、冷却设备补充用水等,都大量使用中水。

1 城市污水处理厂中水回用工程的可行性

目前，我国集中投入了大量的资金修建城市污水处理厂，治理水污染，缓解日趋严重的水资源紧缺问题，这为我国的中水回用奠定了良好的技术基础。在城市污水处理厂安装污水回用系统，在原有污水处理工艺上进行深度处理，就可使污水转化为符合一定水质标准的中水。在城市污水处理厂增设中水回用系统，从技术上说比较简单。

污水的回用开辟了第二水源，降低了城市新鲜水取用量。污水回用减少了污水的排放量，减轻了污染，也减少了治理环境污染的投资，具有多重效益。

2 常用中水回用技术介绍

生活污水污染物浓度较低(小于0.1%)，可生化性较好，处理难度较小，主要污染物的浓度指标COD、BOD5、SS、NH3-N可满足处理技术要求。设计进水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准和一级B标准。

表1 设计出水主要水质指标（一级A标准）（单位mg/L）

表2 设计出水主要水质指标（一级B标准）（单位mg/L）

2.1 物理化学处理技术

2.1.1 过滤法

科研人员研究，将纤维球过滤用于污水深度处理中，纤维球过滤二沉池出水时，悬浮颗粒浓度从10～20mg/L下降到2mg/L以下，SS去除率接近90%，COD浓度从70～80mg/L下降到40mg/L左右，COD去除率接近50%。因此，纤维球过滤工艺是当今污水深度处理的最佳选择。

2.1.2 吸附法

对活性炭/纳滤组合工艺深度处理污水处理厂尾水中微量有机物的研究表明，该组合工艺对COD、TOC、UV254均有较好的去除效果，平均去除率分别达42.09%、69.54%和78.53%，出水的平均浓度分别为590mg/L、1.93mg/L和0.04cm-1。可见，活性炭/纳滤组合工艺对二级出水中微量有机物的去除在技术上是可行的。因而，该技术被广泛用于饮用水和微污染水的处理中。

2.2 生物处理技术

生物处理技术是利用微生物自身可对有机物、含氮化合物、含磷化合物等物质进行分解吸收来产生能量、营养物质的特性，培养出某些特定的微生物。利用这种特性处理污水中的污染物质，能达到净化水质的目的。

2.2.1 生物反应器

生物反应器是物化和生化处理技术的集成。应用两级过滤膜生物反应器专利技术处理城市污水厂二级排水，进水水质COD100mg/L，BOD≤30mg/ L，NH3-N≤440mg/L，TP1.0mg/L，SS≤30mg/L；出水水质COD≤30mg/L，BOD5≤10mg/L，NH3-N≤10mg/L，TP≤0.5mg/L，无SS。实践表明,生物反应器具有良好的稳定性和可靠性,出水优于工业用水、循环冷却水的水质要求。

2.2.2 生物滤池

有关研究表明，采用曝气生物滤池工艺处理印染废水的二级生化出水，废水COD浓度从进水90～140mg/L降到80mg/L以下,色度从32倍降到16倍以下，排放水质稳定。通过近半年的试验，曝气生物滤池工艺具有占地面积少、运行稳定、成本低、出水水质好等优点，在印染废水深度处理中有重要的作用。气浮-好气滤池工艺对色度、COD、氨氮、总磷、浊度等去除率高，是值得推广应用的污水厂二级出水深度处理和回用工艺。

2.2.3 人工湿地

人工湿地污水处理技术是利用植物根系的吸收和微生物的作用，并经过多层过滤作用来达到降解污染、净化水质的目的。它是一种充分利用人工介质中栖息的植物、微生物以及基质所具有的物理、化学特性来处理污水的技术。

利用生态氧化池/生态砾石床/垂直流人工湿地组合工艺，用于处理城市污水处理厂尾水，处理厂出水水质为COD50mg/L、BOD510mg/L、NH3-N10 mg/L、TP0.5mg/L，连续5个月试运行后，COD、BOD5和NH3-N的平均去除率分别为70.3%、69.0%、91.9%，出水水质为COD20mg/L，BOD54 mg/L，NH3-N1.0mg/L，TP0.2mg/L。可见，生态氧化池/生态砾石床/垂直流人工湿地组合工艺在污水处理厂尾水深度处理方面具有明显的优势。

2.3 膜分离技术

膜分离技术起步于20世纪60年代，是一种新型高效的污水处理技术，包括微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)等方法。

2.3.1 反渗透

反渗透技术在膜分离中应用广泛。在国内冷轧行业中，首钢冷轧薄板生产线率先利用市政污水厂处理后外排污水作为水源，采用双膜法(超滤+反渗透)处理。进水电导率1490us/cm，出水电导率稳定在40us/cm以下，远低于75us/cm的用水水质要求，可用作净循环冷却水和制冷换热水的补充。

针对石化行业污水回用处理问题，科研人员开发了集成式悬浮载体生物氧化/砂滤/臭氧活性炭处理/超滤反渗透的组合工艺，处理厂外排水，浊度13.5～81.0NTU、COD170.2mg/L、NH3-N0～57.7mg/ L、石油类10.7mg/L、电导率1800～2600us/cm，含盐量高。连续7个月的中试结果表明，处理后外排水中COD、NH3-N、石油类和浊度等均优于回用水标准，可作为工业循环冷却、绿化和办公等用水。

2.3.2 微滤

应用混凝动态膜工艺对印染废水的二级出水进行深度处理，研究表明，进水COD90～100mg/L。最佳投量下使用一体式混凝动态膜工艺,COD去除率达到57%,出水COD38.7～43.0mg/L，能保证印染废水达标回用。采用连续微滤膜(CMF)系统对污水厂二级排放水进行深度处理，净化后的水清澈透明、无异味、浊度＜0.1NTU(低于设计值0.2NTU)、SDI值＜3。CMF出水满足国家生活杂用水标准，可直接回用于绿化、景观、冲厕等；同时，CMF出水满足反渗透系统进水要求，可进一步脱盐。

2.3.3 纳滤

采用微滤/纳滤深度处理COD为125.70mg/L的二级出水，经微滤处理后出水COD为65.13mg/L去除率在50%左右，经纳滤处理后出水COD为24.00mg/L，其他指标如硬度、电导率、吸光率等完全满足回用要求。

2.4 其他处理技术

一些新型的污水深度处理技术如超导磁分离技术能有效地提高废水的可生化性，具有投资少、反应时间短、效率高、能耗低等优点。尽管该法分离效果很好，但是需加入有机絮凝剂，没有完全摆脱因有机絮凝剂的加入带来的二次污染。另外，高压脉冲放电技术、超声波、生物酶、生物制剂增效法、三维电极、光敏化半导体等，作为催化剂处理有机废水技术也逐渐应用于污水研究中。许多组合技术更是应用广泛，如混凝沉淀/过滤/氨解析/炭柱组合工艺、双介质过滤/反渗透组合工艺、超滤/紫外光/反渗透生产新生水组合工艺、混凝沉淀/精密过滤/臭氧氧化/石英砂过滤/活性炭过滤/中空超滤组合工艺等对城市污水的深度处理都有较好的效果。

3 展望

对污废水进行有效处理、回用是解决水资源短缺问题、开辟第二水资源、减少新鲜水用量、缓解供需矛盾的有效措施，具有显著的环境效益、经济效益和社会效益。污水深度处理技术在国内已经有成功的工程应用，很多实际工程应用效果较好。但不同尾水水质差异较大，因此，应选择合理的处理技术，在传统技术上不断创新，更好地推动深度处理技术的发展。

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