污水处理厂尾水资源化利用

绵津环保科技（上海）有限公司 邹学圣

当前污水处理厂尾水资源化利用刻不容缓，国家发改委加快出台碳达峰、碳中和顶层设计政策文件，污水处理厂响应国家政策要求，通过尾水资源化利用来契合政策形势。为了避免水资源浪费，实现能源平衡，污水处理厂将余热利用、尾水资源利用提上日程，一定程度上提高资源的综合效益，推动我国污水处理厂向绿色化、可持续化发展。由此可见，本文这一论题具有探究的现实性意义，论题内容如下。

一、污水处理厂尾水资源化水质要求

新冠肺炎疫情爆发下，处理后出水回用的基本要求，即强制消毒。由于尾水资源化用途不同，所以不同用途用水的水质界定标准存在差异。

用于农田灌溉时，水作COD、BOD5、SS对应的水质要求分别为150mg/L、60mg/L、80mg/L；旱作COD、BOD5、SS对应的水质要求依次为200mg/L、600mg/L、100mg/L；蔬菜COD、BOD5、SS对应的水质要求即 101mg/L、40mg/L、62mg/L[1]。

用于城市冲厕时，BOD5和氨氮均为11mg/L，NTU为4.8mg/L；用于道路清扫、消防时，BOD5为14mg/L，氨氮和NTU均为9mg/L；用于城市绿化时，BOD5和氨氮均为18mg/L，NTU为9.4mg/L；大肠杆菌A标准为102mg/L。

用于工业冷却水时，COD、BOD5、氨氮、TP、SS的水质要求分别是55mg/L、9.6mg/L、9.4mg/L、1mg/L、28mg/L；用于工业锅炉补给水时，COD、BOD5、氨氮、TP、NTU的水质要求分别是58mg/L、9.8mg/L、9.3mg/L、1mg/L、5mg/L；大肠杆菌 A标准为103mg/L。

用于景观观赏水时，BOD5、TN、氨氮、TP、SS的水质要求对应为9.7mg/L、14.7mg/L、5mg/L、1mg/L、20mg/L；用于景观娱乐水时，BOD5、TN、氨氮、TP、NTU的水质要求对应为5.5mg/L、14.7mg/L、5mg/L、1mg/L、5mg/L[2]。

二、当前污水处理厂尾水水质排放标准现状

尾水水质排放标准现状直接影响污水处理方式，关乎到资源化利用效果。我国部分城市污水处理厂使用二级处理工艺进行尾水处理，但出水水质不达标，一旦尾水非标准化排放，定会影响水体环境稳定性，造成水域污染。下文围绕已有问题重点分析，以便为尾水资源化利用提供思路。

首先，人们对尾水资源化利用的认知偏低，因为思想认知未达到一定高度，所以尾水再处理效果不尽如人意，导致尾水水质与自来水水质存在差距。再加上，大多数用户对尾水再利用存在抵触心理，这难以为尾水资源化开发提供动力，进而出现尾水资源浪费、尾水污染环境等现象。

其次，尾水资源化利用技术水平较低，且管理工作不到位。发达国家在尾水资源化开发与利用方面积累丰富经验，这得益于技术支撑和高效管理。然而我国在技术层面仍需努力，现有技术水平较低、尾水处理工艺缺乏系统性，此外，管理策略与尾水再生利用需求脱节，所制定的管理策略缺乏科学性和实用性。长此以往，尾水水质短时间内得不到提高，尾水资源化利用效果与预期要求存在差距[3]。

最后，尾水再生利用的设备资源、资金资源匮乏。一旦设备陈旧、资金中断，那么尾水资源化处理进程缓慢化，则不利于尾水资源化价值发挥，最终导致污水处理厂经济效益和社会效益大幅降低。究其原因，单依靠政府部门提供资金，仍无法缓解资金不足现状，污水处理厂应面向社会企业争取投资机会，并高度重视资金管理，否则，设备设施短时间内得不到更新，难以真正提高水资源循环利用率。

三、污水处理厂尾水资源化的价值体现

一般来说，污水生化处理后应达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的相关标准，从而减少污染物，保证水质稳定性，为后续资源化处理奠定良好基础。下文具体介绍污水处理厂尾水资源化利用的价值：

（一）尾水资源量足

我国污水处理厂尾水资源量较丰富，足量尾水资源经资源化利用，能够在一定程度上缓解城市用水、工业用水压力。我国上海某污水处理厂在尾水资源化处理方面发挥示范作用，针对足量尾水资源处理时，参照由上海市环境保护局和上海市质量技术监督局联合发布DB31/199-2018《污水综合排放标准》（2018年12月1日实施），从而为尾水资源化利用提供正向指导[4]。

（二）尾水资源再利用效益较高

尾水高效开发与利用，意味着污水向优质水资源转化，能为生产、生活提供充足水源，促进城市稳定、持续发展。再者来说，尾水再生利用，能够降低处理成本，同时，用水费用相应减少，能为社会发展带来可观的经济效益。以上海为例，工商企业2020年自来水价格7.26元/m3，洗车行业自来水价格22.40元/m3，但污水处理厂尾水再生处理费用不足3.24元/m3，对比可知，用水费用显著降低，使行业利润空间扩大化[5]。

（三）促进环保工程发展

近年来，环境保护活动大范围开展，污水处理厂为环保战略实施提供了助推力，由以尾水资源化利用为关键，随着尾水资源化利用效果的显现，环境保护工作能够取得实质性进步，这对城市化进程加快、环保事业繁荣发展有重要意义。从宏观角度来看，当尾水资源化利用目标顺利实现，则人与自然环境协同发展，最终为环保工程建设奠定坚实基础。实际上，环境保护是人类发展不可回避的问题，也是人类社会进步阶段必定落实的工作，可见，污水处理厂尾水资源化利用具有迫切性和重要性，这是环境保护工程可持续发展的必然要求和基本路径。

四、污水处理厂尾水资源化利用方法

为缓解水资源短缺现状，针对污水处理厂尾水再生利用十分必要，为提高水资源利用率，务必清除尾水资源化阻力，并制定尾水资源化处理的有效方法，实现污水向可利用水资源的顺利转化，为我国环境保护事业发展贡献积极力量。下文针对问题处理对策和资源化利用法进行了重点分析：

（一）尾水资源化问题处理对策

首先，正确认识尾水资源化。尾水资源化处理行为受思想认知影响较大，要想优化尾水再生利用效果，务必提高人们对尾水处理工作的重视程度，改变以往陈旧的思想观念，为尾水资源化开发与利用提供正确指导。对此，当地环境保护部门，以及污水处理厂领导者，应大范围宣传尾水资源化利用的意义，扭转人们对尾水再利用的抵触心理，使其从内心深处认同水资源循环利用、水资源节约与保护等观点，进而使人们能够大力拥护尾水资源化开发与利用，真正充实污水处理厂的工作内容，提高污水再利用成效。在此期间，适当调整用水价格，颁布合理的用水政策，为用水主体带来切实利益。此外，结合当地污水处理厂尾水水质要求，制定长期水资源规划及管理战略，为尾水资源化处理实践提供明确目标。

其次，提高尾水资源化的技术水平。当前污水处理厂尾水总量较多，再加上，尾水水质排放标准逐渐提高，要想真正优化尾水资源化利用效果，需创新尾水资源回用技术，并合理运用尾水深度处理工艺，尽最大可能提高尾水再生利用率。在这一过程中，结合尾水出水用途规划，选择适合的回用技术与配套工艺，缩短尾水资源化利用时间，显著提高尾水水质改善空间，使出水水质达标化，满足农业、工业、城市景观的用水需求，实现水资源循环利用。

最后，为尾水资源化提供所需设备及充足资金。污水处理厂与政府部门保持联系，尽可能多的争取资金扶持，同时，主动与社会企业沟通，力争获取投资机会，从而为尾水再生利用提供新的设备设施，大大提高尾水资源化利用率。需注意的是，合理配置资金，并动态监管资金流向，为尾水资源化利用提供可靠保障。

（二）尾水资源化利用的具体方法

1.一体化处理法

污水处理厂的尾水资源化利用不是一蹴而就的，这需要各处理系统共同协作。上海市某污水处理厂积极响应水资源节约、环境保护号召，大力推广一体化尾水再生利用系统，即运用预调节系统、砂滤系统、超滤系统、高效沉淀系统处理尾水水质，实现水资源循环利用，避免水资源浪费。具体来说，尾水进入预调节系统→在高效沉淀系统中搅拌→絮凝微电解处理→杂质分离→污染物清除→清液进入滤池→滤料作用下清除所剩悬浮物→超滤处理。最后处理后的尾水达到净化水质的标准，使尾水资源再次投入使用。

2.典型处理方法

净化处理后的水资源能够满足人们生产生活用水需求，一定程度上缓解水资源短缺现状。此外，污水处理厂的尾水先后经过调节池、沉淀池、接触氧化池和无阀滤池排放，接下来工作人员对其臭氧消毒、清水池排放，使其达到生产用水的要求。为了最大限度地发挥水资源的使用效率，将尾水经过深层次的一二级处理，进而处理后的尾水能够为农业用水、农业灌溉提供便利。对于混凝沉淀处理（如图1），借助微涡流反应技术消除大尺度涡旋，该技术配备的装置主要有折板反应池、反应箱、反应器，当技术及装置协配，能够优化絮凝效果。微涡旋反应技术处理5min～8min后，尾水出水浊度比约1.5NTU[6]。对于过滤处理，尾水处理人员参照《污水综合排放标准》的相关规定，尾水经过混凝剂处理发生化学反应（中和反应、絮凝反应）后，利用斜管沉淀、介质反复性过滤完成处理。准备无阀滤池、活性砂过滤器（移动床向上流连续过滤器处理技术），并加装充氧曝气装置，达到氨氮去除效用。过滤处理后，具有原水过滤、污染物减少、成本低、水头损失小等优点。

图1 混凝沉淀处理流程

3.连续流微滤膜处理法

尾水资源化处理的过程中，连续流微滤膜处理（如图2）法实用性较强，尾水再生利用环节，需要用到压缩空气系统、微滤膜柱、反冲洗系统、PLC自控系统等，其中工作参数总结为：工作压力35kpa～200kpa；压缩空气冲洗频率每半小时一次，根据膜污染程度，适当增减冲洗频次，尽可能延长连续流微滤膜使用寿命。尾水二级处理环节用到CMF膜系统，即每间隔15d～28d处理一次，从而保证整体系统稳定性[7]。

图2 连续流微滤膜处理流程

4.微絮凝高效纤维过滤器处理法

增设小型加药装置，满足尾水再生处理需求。滤池工作期间，借助纤维滤池发挥纤维束作用，同时，合理调节纤维密度，使过滤纤维时的密实性达到既定要求。利用由大到小的滤料孔隙率来保证尾水过滤的质量和效率。

5.其他处理方法

对于混合处理法，这一方法是污水处理厂尾水再生利用的基础方法，处理工作者务必注意所选混凝剂的类型和规格，并按比例去配置混凝剂，进而提高污水处理的效率，使处理后的尾水达到再生利用要求。对于生物氧化法即利用微生物的独特性处理污水处理厂尾水，这一方法是目前较为先进的处理法。具体步骤总结为：首先在调节池中放置适量的填料，接下来使尾水以相同的速度接触填料，直到尾水接触填料的生物膜，最后利用微生物自身的独特性对尾水进行处理，从而达到净化目的。对于双膜处理法，即借助超滤方式和反渗透方式联合处理污水处理厂的尾水，超滤作为预处理，能保证反渗透水质的通透度和净化度。需注意的是，超滤和反渗透的出水按比例调和，目的是确保处理后的污水能更好地满足人们生产生活用水需要。

五、结束语

综上所述，污水处理厂在环境保护方面发挥着重要作用，尾水资源化利用的过程中，污水处理厂探索尾水资源化问题处理对策，并提出尾水资源化利用的具体方法，如一体化处理法、典型处理法、连续流微滤膜处理法、微絮凝高效纤维过滤器处理法等。从整体上提高尾水资源化利用率，取得环境保护的良好效果，真正贯彻碳达峰、碳中和顶层设计政策文件精神，彰显尾水资源化利用政策的导向意义。

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污水处理厂是从污染源排出的污(废)水，因含污染物总量或浓度较高，达不到排放标准要求或不符合环境容量要求，从而降低水环境质量和功能目标时，必需经过人工强化处理的场所。一般分为城市集中污水处理厂和各污染源分散污水处理厂，处理后排入水体或城市管道。有时为了回收循环利用废水资源，需要提高处理后出水水质时则需建设污水回用或循环利用污水处理厂。处理厂的处理工艺流程是有各种常用的或特殊的水处理方法优化组合而成的，包括各种物理法、化学法和生物法，要求技术先进，经济合理，费用最省。设计时必须贯彻当前国家的各项建设方针和政策。因此，从处理深度上，污水处理厂可能是一级、二级、三级或深度处理。污水处理厂设计包括各种不同处理的构筑物，附属建筑物，管道的平面和高程设计并进行道路、绿化、管道综合、厂区给排水、污泥处置及处理系统管理自动化等设计，以保证污水处理厂达到处理效果稳定，满足设计要求，运行管理方便，技术先进，投资运行费用省等各种要求。