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污水处理厂中水回用技术研究
RSS 打印 复制链接 发布时间:2017-12-27 20:50:37
    摘要:本文从中水回用的途径出发,针对污水处理厂中水回用技术进行详细探究,并阐述了我国中水回用的前景。    关键词:污水处理厂;中水回用技术    中图分类号:C35文献标识码: A    引言:    随着中国经济发展,用水量节节攀升,人民生活水平的不断提高也带来了居民用水大幅上升,水资源供应已远远不能适应国情需要。而中国水资源现状是地表水资源大量污染,地下水资源不断萎缩,用水日趋紧张。在加强对现有水资源有效保护、管理和使用的基础上,必须提高水资源重复利用率和开发新水源。中水回用在减轻对现有水源污染的同时,还能作为新水源,应用于农业灌溉、工业发展、城市建设等领域。    一、中水回用的途径    1、农业灌溉用水    中国农业灌溉用污水起始于20世纪50年代,当时城市污水处理厂极少,大都用未经处理的污水进行农灌,易造成地下水污染和农作物污染。而目前城镇污水处理厂均采用二级处理,出水水质超过GB5084-2005农田灌溉水质标准中的灌溉水质要求,均可用于农田灌溉。    2、工业用水    随着工业经济发展,一方面水量增加和水价上涨带来用水成本增加,另一方面大量污水排放带来排污成本增加。将采用中水回用技术处理后的污水用于冷却循环用水、冲渣(灰)清洗用水、生产工艺用水、浆(涂)料产品用水等方面,可节约成本,降低污染。    3、城市市政杂用水    市政杂用包括绿化用水、湖泊河道的景观维护用水、冲洗车辆用水、浇洒道路用水和厕所冲洗水。从卫生和健康角度考虑,污水回用于市政杂用应进行严格消毒;从输水经济性出发,绿地浇灌和湖泊河道的景观维护用水应结合考虑,其用水一般宜采用河渠输水,受输水方式限制,供水范围不可能过度分散,应因地制宜地以大型风景区、公园、苗圃、城市森林公园为回用目标。    4、补充地表    地下水源除了直接利用至农业、工业、城市市政外,经深度处理去除痕量有机物、总溶解固体、金属盐与致病菌后,中水回用水还能补充到地表、地下水水源,对地表水源和地下水源进行增扩,实现中水回用水的长循环间接利用。作为地下水源充水时,还能缓解因地下水过度开采而使得地下水水位下降的问题,同时利用土壤层作为天然水处理单元,对中水进行再深度处理[1]。    二、污水处理厂中水回用技术探究    在对污水进行处理时,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)    1、物理化学处理技术    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。    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、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。    2.1 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 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。    2.3 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-N10mg/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,BOD54mg/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。    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。    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。    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。    三、我国中水回用的前景分析    随着我国社会的不断进步,经济发展与水资源短缺之间的矛盾变得越来越突出。为实现水资源的可持续利用,我国已经把污水处理回用写入“第十个国民经济和社会发展刚要”,已经把中水回用作为一项国策来抓。早在2001年,北京就已经颁布了《关于加强中水设施建设管理的通告》,通告中明确确定建筑面积在5万平方米以上,或可回收水量大于150立方米/天的居住区和集中建筑区必须建设中水设施;天津也于2003年颁布了《天津市住宅建设中水供水系统技术规定》,规定中明确指出天津市新建住宅必须按照规定设计并使用中水供水管道或自循环中水处理系统,未按规定实施住宅中水供水系统的工程,将不予竣工备案。由此可见,在新建住宅小区建设中水系统已经被各级政府及相关职能部门提上了议事日程[3]。    国家之所以如此重视中水回用工程,是因为中水回用是快速有效地解决我国严重缺水问题,以实现国民经济可持续发展的唯一办法。所以中水工程在我国,尤其是在缺水严重的城市将起着越来越重要的关乎民众生计的作用。另外,由于回用中水的制水成本较低,相比开发利用其它水源具有明显的经济优势,再者中水回用可以减少取水量和排污量,减少了环境污染,使水环境承载能力和水环境质量提高。因此,中水工程的发展有着不可估量的前景。    结束语:    综上所述,中水回用是一项保护水环境、保障水资源可持续利用的重要举措,功在当代、利在千秋,是促进中国水资源利用逐步步入良性循环轨道的一条有效途径。在全球经济一体化的今天,在水资源利用问题上,实施可持续发展战略对中国经济发展至关重要,大力推进中水回用,将在社会经济发展与环境保护之间取得最大平衡,实现人类与自然兼容协调。    参考文献:    [1]王锐,章铁钟,金炎龙,屠朝辉.高校生活污水处理与中水回用适用技术研究[J].节水灌溉,2013(04):64-67.    [2]徐圃青,谢翠萍.集中污水处理厂尾水再生回用的技术与经济分析[J].常州大学学报(自然科学版),2013(02):31-33.    [3]徐圃青,谢翠萍.城市污水处理厂中水回用规划研究[J].工业水处理,2013(08):11-13+25. 
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