二级生化尾水深度处理技术研究

马凯 张国珍 杨浩 周添红 张子贤

摘要：二级生化尾水是经城镇污水处理厂的出水。西北地区水资源匮乏，将城镇污水处理厂的出水深度处理之后，可以作为地区饮用水源之一，很好地解决了水资源匮乏的问题，同时也是一种修复水环境的重要途径。本文介绍了目前二级尾水几种典型的深度处理技术，有臭氧-活性炭吸附技术（O3-BAC），膜生物反应器技术（MBR），人工湿地技术（CW）。

关键词：二级尾水；水资源；深度处理

在建国近70年内，我国的城镇化取得了很大的成就[1]。据统计截至2013年3月底，全国已有649个城市建有污水处理厂，约占设市城市总数的98.8%；根据国家发改委提交的2013年国民经济和社会发展计划草案报告中表示，城市污水处理率达到了86%；2013年的《中国统计年鉴》指出，我国城镇污水处理厂处理能力达499.8亿 m3/年[2]。污水处理厂尾水排放量巨大，回用率低，回用潜力巨大。我国西北地区地处干旱半干旱地区，水资源相当匮乏。而污水处理厂出水虽然在有机物质上降低了许多，但在N，P含量方面仍然不符合《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中Ⅲ类水的水质标准限值。污水处理厂出水就近排入河体就有可能导致河流水体N，P富集，造成局部水体富营养化。美国日本等发达国家污水回用率已经相当高了[3]。以色列作为一个极度缺水的国家，他们的污水回用程度可以达到生活污水的100%和城市污水的72%。而我国污水处理厂每年产生的近百亿吨尾水的回用率仅为10% [4]，因此进一步发展尾水深度处理已迫在眉睫。将污水处理厂的尾水净化处理，一方面可作为当地居民饮用水水源的一部分，缓解了水资源匮乏的问题；另一方面也可作为回灌地下水的水源，而且排入河体也不会有局部富营养化的问题产生，是一种修复水环境问题的最直接的途径。

1、几种典型的尾水深度处理技术

1.1臭氧活性炭吸附技术（O3-BAC）

是将臭氧氧化与活性炭吸附相结合的一项技术，利用臭氧的强氧化性，氧化有机物质，氧化杀灭细菌病毒，将活性炭物理化学吸附和生物氧化降解四项技术相结合[5]。其主要功能在于常规处理工艺之后更加深度、有效的降解水中的BOD、COD、细菌、病毒，氯消毒的副产物的前体物质以及氨氮，以保证出水中污染物质含量更少，对于环境造成的污染更小，水质更优。

最早将臭氧活性炭技术应用于水处理行业的是1961在西德Dusseldoff市Amestaad水厂[6]。自20世纪60年代以后，美国、日本等一些发达国家逐渐开始将臭氧-生物活性炭技术应用到微污染水的深度处理中，并且在饮用水的处理当中获得了很好的效果；以色列、南非等一些发展中国家也有广泛的应用[9]。凭借抽样的强氧化能力、好的消毒能力，并且不会产生类似液氯消毒那样的副产物前体物质；以及活性炭的优良的吸附性能，在污水深度处理方面，臭氧-生物活性炭技术逐渐被广泛采用。

1.2膜生物反应器

膜生物处理技术也叫膜生物反应器（MBR：Membrane Biological Reactor）系统，它是将膜分离技术与废水生物处理相结合的一种污水处理技术 [7]。膜分离技术是利用半透过性膜的选择透过性来实现将污废水中的污染物质与水分离，其中的微生物以分离出来的高浓度有机污染物质为“食”，通过自身的呼吸作用从而氧化降解污染物质，达到分离浓缩的目的，该技术目前在水处理行业已有广泛的应用，比如在海水淡化，苦咸水处理，以及污水回用和污水资源化方面。

1992年加拿大学者A.D.Baley用微滤膜活性污泥法生物反应器在活性污泥0.95g/L～19.97g/L 的范围内进行COD 降解效果的研究，取得了不错的效果[8]。目前膜生物反应器技术广泛的应用于美国、德国、日本等国家的污水处理行业。在我国，MBR膜生物反应器在水处理行业也有很广泛的应用，在二级生化尾水处理方面MBR技术有着非常优良，非常稳定的处理效率。

1.3人工湿地技术

人工湿地是由人工建造的，经人工控制的类似沼泽的地面[9]。通过人工控制将污水投配在湿地上面，湿地上种植有特定的植物。其主要是利用湿地中土壤，填料，植物以及微生物的协同作用，来降解污水中的污染物质，該过程包含物理、化学、生物的三重协同作用。

人工湿地作为一种自然处理系统，因其具有重要的污水处理和资源恢复功能而被广泛应用[10]。目前，利用人工湿地处理污水处理厂尾水的研究也逐渐增多，并且在国内外都取得了较好的成果。据统计，2001年意大利就建有污水三级处理的人工湿地便有16座，研究取得了不错的去除效果，COD去除率在88%左右，TN去除率约80%左右[11]。杨立君[12]将生态氧化池/生态砾石床组合工艺作为强化型前处理系统，与垂直流人工湿地工艺相结合，来处理污水处理厂尾水，经过连续5个月的运行，得出系统对于COD、BOD5、TN、TP的平均去除率分别为70.3%、69.0%、91.9%和83.1%。出水水质达到《地表水环境质量标准（GB3838-2002）中的Ⅲ类水标准。

2、结语

将城镇污水处理厂的出水深度处理后可以作为解决水资源短缺的有效途径，其工艺研究也逐步开始结合物理、生物、膜处理和联合处理等多种方法。目前污水厂尾水的深度处理仍然是重点研究的领域 [13]，其原因在于污水厂出水水量大，水质较好、稳定可利用的价值很高。针对不同水源及用水途径，各种处理工艺和处理技术可以根据不同的目的而实现多种组合，对现有的成熟技术实现扩大化应用，提高工艺技术的利用效率。所以把这些污水处理厂的尾水作为一种资源进行资源化利用具有双重的意义。

虽然说我们的处理技术在不断地提高，技术多样化也在不断地发展，虽然在短时间内，通过一定的技术处理，我们可以降解水中的污染物质，可以将处理过的水资源再利用起来，水污染问题可以得到暂时的控制和解决。但从长远的利益来考虑，水作为一种不可再生资源，淡水资源只会越用越少，水资源的问题仅仅靠技术、靠处理污水是解决不了的。所以我们要从自身做起，节约用水，增强全民节水意识，建立健全和严格执行环保制度，严格约束各行各业对于水环境的污染，才能进一步的缓解水资源问题。

参考文献：

[1].住建部今年力争半数省份实现县县建成污水厂[J].城市道桥与防洪，2010（07）：144.

[2]住房和城乡建设部通报城镇污水处理设施一季度建设和运行情况[J]. 城市道桥与防洪，2012，（08）：145.

[3]王娟，郑雄，陈银广.城市污水回用现状与应用进展[J].给水排水，2016，52（S1）：87-92.

[4]张丹，尤朝阳，肖晓强，刘志寅. 污水处理厂尾水深度处理技术的研究进展[J]. 安徽农业科学，2011，39（09）：5207-5209.

[5]侯宝芹，张秋勉，倪杭娟，张平. 臭氧-生物活性炭深度处理工艺对钱塘江原水处理研究[J]. 城镇供水，2016，（05）：30-34.

[6]蒋绍阶，张海昆.臭氧活性炭技术在水厂改造中的应用[J].昆明冶金高等专科学校学报，2006（03）：64-67+95.

[7]林瑜. 浅谈臭氧—生物活性炭深度水处理工艺[J]. 科技与创新，2014，（04）：156+161.

[8]韩芳. 膜生物反应器在中水回用工程中的技术经济研究[D].重庆大学，2002.

[9]许兵. 人工湿地深度处理污水处理厂二级出水试验研究[D].山东大学，2013.

[10]刘建，张晨君. 人工湿地水质净化技术在污水深度处理中的应用[J]. 环境科技，2010，23（03）：30-33.

[11]张云. 生态湿地技术用于城市污水处理厂尾水深度处理[J]. 中国给水排水，2017，33（04）：87-89.

[12]杨立君，余波平，王永秀，彭立新.净化湖水的垂直流人工湿地的脱氮研究[J].环境科学研究，2008（03）：131-134.

[13]刘巨波. 城市污水厂尾水深度处理工艺的研究[J]. 环境保护与循环经济，2013，33（02）：40-43.