污水资源化新技术

污水资源化是一项系统工程，它包括城市污水的收集系统、污水再生系统、输配水系统、用水技术和监测系统等，污水再生系统是污水资源化的关键所在。污水资源化的目的不同，水质标准和污水深度处理的工艺也不同。水处理技术按其机理可分为物理法、化学法、物理化学法和生物化学法等。通常污水资源化技术需要多种工艺的合理组合，即各种水处理方法结合起来对污水进行深度处理，单一的某种水处理工艺很难达到回用水水质要求。目前，我国城市污水深度处理或三级处理，已在应用的有混凝、沉淀、过滤等常规工艺，微絮凝过滤法以及生物接触氧化后纤维球过滤、生物炭过滤等方法。国外深度处理方法很多，主要有混凝澄清过滤法、活性炭吸附过滤法、超滤膜法、半透膜法、微絮凝过滤法、接触氧化过滤法、生物过滤池法、流动床生物氧化硝化法，离子交换、反渗透、臭氧氧化、氯吹脱、折点加氯等工艺。对于中水回用，一般可用能单独收集的清洁杂排水、生活污水或城市污水为原水进行处理。无论哪种污水，其处理工艺首先都应经过预处理和初级处理，其后续处理工艺一般分3类:第一类为先生化后物化再消毒;第二类是只物化和消毒;第三类是物理处理及消毒。无论发展中国家还是发达国家，城市污水回用的主要对象都是农业，这除了与农业需水量大有关外，更重要的是，农业回用污水与土地处理污水相结合的方式，能经济有效地利用水资源和处理污水。

近年来，我国在引进国外先进污水处理技术的条件下，结合我国具体情况，在各地开展多种污水回用研究，并取得了重要的成果，积累了一定的经验。针对我国北方地区在经济发展中水资源的紧缺情况，研究开发出适用于部分缺水城市的污水回用成套技术、水质指标及回用途径，对促进我国污水资源化工作起到了积极的作用，有不少成果值得进一步推广，但部分成果尚需要进一步完善。总体来说，我国传统的污水处理方法有如下几种。

(1)污水经二级处理后，出水直接回用。

(2)污水经二级处理后，再经过滤供用水单位回用。

(3)污水经二级处理后，再经混凝、沉淀、过滤后回用。

(4)污水经二级处理后，经混凝、沉淀、过滤、活性炭吸附后回用。

(5)污水经二级处理后，改造A/O法，经混凝、沉淀、过滤后回用。

随着制造工艺的提高和市场的发展，一度被认为昂贵的膜分离技术正变得越来越经济，越来越具有强的竞争力，膜分离技术在污水深度处理中的应用越来越广泛。膜分离可有效地脱除地下水的色度，而且可降低生成有毒物的潜在能力。微过滤可除去沉淀不能除去的包括细菌、病毒和寄生生物在内的悬浮物，还可降低水中的磷酸盐含量。反渗透已被用于降低矿化度和去除总溶解固体(TDS)，而超滤已被用于除去大分子，如腐殖酸和富里酸。用反渗透和超滤处理二级出水不仅能除去悬浮固体及有机物，而且能除去溶解的盐类和病原菌等得到高级的再生水，可作工业用水、杂用水、灌溉用水和建筑用水等。膜分离方法在这个领域的应用已达到实用阶段。反渗透对二级出水的脱盐率达90%以上，水的回收率75%左右，COD(化学需气量)和BOD(生化需氧量)的去除率85%左右，细菌去除率90%以上。反渗透对含氯化合物、氮化物和磷也有优良的脱除性能。超滤对二级出水的COD和BOD去除率大于50%。新一代膜材料——纳米过滤膜具有更强的经济竞争性，可处理低含量的总溶解固体(TDS)。纳米过滤介于反渗透和超滤之间，综合了二者的优点，能阻碍大分子通过又不需要较高的操作压力，通常只需在低压(138 kPa～827 kPa)下操作，产水量也较大。纳米过滤可直接除去一切病毒、细菌和寄生虫，同时大幅度减低溶解有机物(消毒副产物的前体)，它可去除90%～95%的有毒物、85%～95%的硬度和大于70%的一价离子(在操作压力为482 kPa～689 kPa时)，在软化水的同时减少总溶解固体(TDS)，而传统处理即使加上软化工艺也不能除去总溶解固体，对溶解的有机物也去除得很少。出于纳米过滤操作压力低而产水量又大，运行费用大为减少(远比反渗透便宜，它只用反渗透1/4～2/3的压力、可产2～3倍的水量)。

土地渗滤也叫土壤含水层处理，它使水源通过堤岸过滤或沙丘渗透，以利用土壤中生长的大量微生物对水中污染物质进行降解，从而达到净化水质的目的。它是近20年来由于世界性的能源危机而迅速发展起来的一种水处理方法。由于污染物经过表土层及下包气带时产生一系列的物理、化学和生物作用，许多微生物和化学物质通过吸附、分解、沉积、离子交换、氧化、还原及其他化学反应(在土壤表层)被去除，这些过程延迟了某些化学物质进入地下水的速度，使一些污染物质降解为无毒无害的成分，一些污染物质由于过滤吸附和沉淀而截留在土壤中，还有一些被植物吸收或合成到微生物里，使污染物浓度降低。土壤含水层处的系统寿命很长，处理费用相当便宜。它不需要地表贮存设施，最终打破了仅在厂内直接循环的管对管的污水处理回用系统，使水参与水文循环，缓解了饮用水和其他都市污水回用的心理障碍。该方法投资少、处理效果好，对有机物尤其是对有机氮化物和氨氮有较好的去除效果，缺点是占地大，不易管理。