城市污水生态景观回用现状及安全保障技术

张义勇 刘兵伟 覃 丽 史胜波 刘 芳

（克拉玛依市排水管理处新疆克拉玛依834000）

城市污水生态景观回用现状及安全保障技术

张义勇 刘兵伟 覃 丽 史胜波 刘 芳

（克拉玛依市排水管理处新疆克拉玛依834000）

再生水经城市污水处理后已经作为城市供水的一种新的可靠水源受到广泛关注。对城市污水回用于生态景观水体的概念及内涵、目前主要存在的问题及安全保障技术进行了分析和阐述，最后针对克拉玛依市城市污水生态景观回用情况作了简单介绍。

城市污水；回用；生态景观；安全保障

我国淡水资源短缺问题已经日益严重，与此同时，由于水质低劣造成的“水质污染型缺水”又进一步加剧了水资源的稀缺，一些淡水储量相对丰富的欧美国家已经意识到水质性缺水的严重性，并在上个世纪就开展了大量富有针对性的污水回用技术的探索。我国目前水资源的短缺和经济持续增长的矛盾日益突出，污水的再利用已显得尤为关键。

近几年随着克拉玛依市的不断扩大，城市用水量不断增大，在新建各个绿地、九公里、东湖湿地和金龙湖等景观用水等显现出克拉玛依市水资源不足的问题；另一方面，污水处理厂处理后的水因感观度差、有一定的异味等原因没有得到充分利用，从而造成克拉玛依市每年净2000万吨水的浪费。事实上，污水处理厂处理后的水如果再经过深度处理后，是完全可以作为湿地或景观用水的。

目前，我国政府相关部门也颁布了一系列鼓励政策来推动再生水事业的健康发展，城市污水经处理后可广泛应用于工业、农业、城市杂用水、景观环境用水、补充水源等多个领域。其中，经过二级处理及适当深度处理达到景观用水标准后的城市污水回用于生态景观，可避免或减少使用清洁水源补充生态景观水体而造成的水资源浪费，对于缓解我国尤其是北方地区的水资源匮乏的状况、有效利用污水资源具有重要现实意义。

1 城市污水生态景观回用的现状

1.1 概念及内涵

景观环境用水是城市污水回用的主要应用方向之一。随着人们对城市生态环境的重视，景观环境用水量已成为城市用水中一笔不小的开支，对于缺水城市，将城市污水回用于城市景观水体（如穿过城市的河流、人工湖泊、水景等），一方面可以改善缺水型城市的生态景观环境，提供城市绿化用水、冲洗用水和其他工农业水质要求相对不高的回用水源，另外还可以一定程度地调蓄水资源在时空上的分布不均，满足干旱期的用水需求，间接改善缺水城市的自然气候。

1.2 存在的主要问题

1.2.1 卫生学问题

卫生学是城市污水生态景观回用重点关注的问题之一。污水回用虽然应满足相关水质标准，但仍可以气溶胶等形式通过呼吸道、消化道及皮肤接触进入体内，其中含的有毒有害化学物质及致病微生物仍会对吸入者造成直接危害。因此我国的污水回用于景观水体仍应以非接触性景观环境用水为主。

1.2.2 毒理学问题

城市污水经再生处理后，水中可能含有的有毒有害化学物质、重金属等对人体和生态环境有致癌、致畸等毒性效应的物质，从而构成景观水体的毒理学危害。污水再生处理通常采用加氯消毒，加氯消毒应保证一定的余氯量，以抑制藻类生长，保持水质稳定，但因加氯消毒产生的含氯消毒副产物也是导致水体毒理学效应的物质。

1.2.3 美学问题

景观水体首先要求在感观上给人舒适愉悦的感觉，包括无漂浮物；无令人不愉快的嗅和味；透明度≥0.5m；溶解氧≥2mg/L；浊度≤10NTU；色度≤30度等。此外我国对污水回用生态景观用水的氮、磷营养盐等污染物的含量也提出了要求，2003年实施的《城市污水再生利用景观环境用水水质标准》（GB/T 18921-2002）氨氮（以N计）≤5mg/L，总氮≤15mg/L，总磷（以P计）≤0.5mg/L，指标相较于《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）中的III、IV、V类水体要求偏低，主要受限于我国目前污水处理厂的处理能力以及对再生水处理程度的可实现性。水体一旦受到污染呈现深绿或者蓝绿色，出现黑臭等现象，会使景观水体丧失观赏、娱乐等美学价值。

1.2.4 污染迁移转化问题

城市污水再生后回用于生态景观水体时，其含有的有机物、微量有毒有害化学物质和重金属可与水体底质相结合并长时间累积，容易通过食物链对动植物和人类健康产生负面影响。而且底质中累积的有毒有害物质还可通过土壤、地下水进行迁移，引起土壤和地下水的污染问题。

2 城市污水生态景观回用安全保障技术

对于城市污水二级处理出水回用生态景观，国内采用较多的是混凝、沉淀、过滤这一常规工艺，但仅局限于二级出水再生回用于水质要求不高的工业及生活杂用水的回用工程。为了满足景观水体水质标准，仍需对水中的营养物质如氮、磷、BOD、COD、悬浮物等进一步有效去除，一般需要生化方法与物化方法结合协同处理。

2.1 混凝沉淀（气浮）法

混凝沉淀（气浮）法通过向水中投加化学药剂破坏胶体的稳定性使污水中的细小悬浮物和胶体物质凝聚形成可分离的凝聚体，通过后续的沉淀或气浮等操作加以分离去除的过程。傅金祥等人在沈阳市北部污水处理厂针对二级出水采用微絮凝过滤技术进行处理，出水水质可满足人工景观用水的要求。美国加州Donald C. Tillman污水再生厂二级处理出水采用絮凝—砂滤—加氯消毒—脱氯工艺用于娱乐景观、公用瀑布、景观灌溉和养鱼用水。

克拉玛依市采用快速油浮选技术优化城市污水回用景观。“浮选”起源于采矿业，借助某些介质或药剂，使目标物的性质更加异于其他物质，以达到分离提取出来的目的。该方法常用于污水处理及回收利用，适用于污水中重金属（离子态和螯合态）、有机物和放射性污染物的去除。此外，该方法还被广泛应用于油水分离。油浮选水处理技术首先应用在油田污水处理，在中石化华北分公司第一采气厂净化厂得到广泛的应用，效果良好。该技术对去除污水中的非溶解性的物质（如乳化油、有机微粒等）非常有效。处理后的水质透光率高，感观度好。因此，油浮选水处理技术也适合景观水的净化。

2.2 过滤法

过滤法通过颗粒滤料层物理截留水中的悬浮杂质，从而使水澄清的工艺。目前最为常用的水质改善技术之一就是人工循环过滤，在降低N、P等浓度的同时，还可以去除过度繁殖的藻类。北京奥林匹克森林公园、天津开发区再生水修复生态示范工程均采用以砾石为填料的人工湿地进行过滤；李春丽等在北京污水处理厂采用高效纤维滤料过滤器进行循环过滤系统试验。

2.3 膜分离法

膜分离法是近年来污水再生中采用较多的新工艺，包括MF、UF、RO和MBR技术，因其出水水质好且比较稳定，可满足城市景观用水水质标准要求，但相对来讲，膜处理工艺基建费用、运行费用较高，且该工艺没有氮磷的去除功能，对营养盐的去除主要依靠前端污水处理厂的处理。目前欧洲等普遍采用污水厂二级出水—CMF微滤—反渗透—紫外消毒这一双膜工艺实现城市污水回用景观用水，我国天津开发区污水处理厂也采用双膜工艺用于工业、市政杂用、景观水体。

2.4 活性炭吸附法

活性炭可有效吸附去除二级工艺难以去除的重金属、溶解性有机物、农药及放射性元素等，因其适用范围广、处理效果好、可重复利用等优点而在污水深度处理中广泛使用。美国德克萨斯州采用污水厂二级出水经过滤、活性炭吸附、加氯消毒工艺，将再生水注入Remle湖，补充LasColinas地球景观湖泊水体。

2.5 生物处理法

生物处理法可有效解决再生水氮磷超标，经处理后可达到城市回用水的水质要求。经超滤或微滤与传统的活性污泥生化处理技术相结合而成的膜生物反应器处理后的污水水质清澈，有机物含量极低，可直接回用。此外，曝气生物滤池因采用粒状填料，在污水的有机物去除、硝化去氨、反硝化脱氮、除磷等过程中起到了良好的作用，出水可以达到城市回用水的水质要求。人工湿地处理系统既可以减轻城市污水处理厂的负荷，同时又可以循环利用水资源。李艳红等人利用人工湿地深度处理城市污水处理厂尾水，处理后的尾水主要指标达到《城市污水再生利用景观环境用水》（GB/T18921-2002）标准。

3 结语

城市污水经处理可以作为可靠的第二水源，这已成为当前世界各国在解决缺水问题时的共识。克拉玛依市以九公里污水处理厂处理后的污水作为原水，经过油浮选水处理技术进一步深化处理后排入到九公里湿地作为景观水，将景观用水循环使用后再分配给企业和园林绿化，既解决湿地、景观用水的紧张状况，又为企业和园林绿化节约了资金和提供了丰沛的水源。油浮选水处理技术对去除污水中的非溶解性的物质（如乳化油、有机微粒等）非常有效。

将再生水作为城市生态景观水的补充水源，促进水环境系统的生态净化作用，促进水体的自然生态循环成为解决城市缺水策略的主要手段之一，也是解决水资源上下游城市用水矛盾的有效措施。污水处理厂工艺优化与再生水水质安全保障技术措施对于城市污水回用于生态景观水体、保持来水水质提供有力保障和技术支撑。

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克拉玛依市科技计划项目（SK2014-56）。

张义勇（1972—），男，克拉玛依市排水管理处处长，研究方向：排水管理、天然气处理站节能减排、水处理理论与技术。