時間：2022-07-31 03:48:12
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摘要：伴隨著人類社會的發(fā)展，水資源短缺的現(xiàn)象日趨嚴峻，實現(xiàn)對城市生活污水的合理回用成為全社會的共識。本文就城市生活污水再生回用于工業(yè)循環(huán)冷卻用水出發(fā)進行了研究，結(jié)果表明城市污水回用于循環(huán)冷卻水時，對二級處理后的污水中的氨氮的去除尤為重要。氨氮去除的方法有多種，由于廢水性質(zhì)上的差異，各有優(yōu)勢與不足，要針對不同性質(zhì)的廢水，對其成分進行分析，然后選擇一種或幾種方法聯(lián)合的方式進行處理，才能達到理想的處理效果。
關(guān)鍵詞：城市污水；污水回用；循環(huán)冷卻水；氨氮去除
隨著人類社會和經(jīng)濟的不斷發(fā)展，水資源的消耗不斷增加，水質(zhì)污染也日趨嚴重，水資源短缺問題逐漸成為制約各國經(jīng)濟發(fā)展的首要因素。城市生活污水的再生利用已成為世界各國節(jié)約和防止水資源污染非常有效的措施。目前，城市用水絕大部分來源于工業(yè)用水，而循環(huán)冷卻水又占工業(yè)用水的絕對比重。因此，將城市污水回用于工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)作為解決各國缺水問題的首選方案。早在20世紀30年代，美國的加利福尼亞州伯班城市發(fā)電站[1]，就利用該市的城市二級處理出水作為冷卻水；得克薩斯州的阿馬賴洛的尼科爾電站和瓊斯電站[2]，利用市內(nèi)的污水處理廠的二級處理出水作為冷卻水；南非在20世紀40年代開始將城市污水回用于循環(huán)冷卻水，其中約翰內(nèi)斯堡的奧蘭多電站、凱爾文A、B電站，都使用經(jīng)過二級處理的城市污水作循環(huán)冷卻水的補充水[3]；英國在20世紀50年代，開始將城市污水回用于工業(yè)冷卻水，其中奧爾德姆、斯托克翁特倫特和科里登三家發(fā)電廠使用城市污水。20世紀80年代以來，我國將污水回用列為重要的節(jié)水措施[3]，在北京、大連、太原、天津等地相繼建立了污水回用示范工程，并開展了污水回用的研究和應(yīng)用，積累了不少經(jīng)驗。例如，北京京能熱電廠利用北京高碑店污水處理廠二級生化處理后的城市污水作為循環(huán)冷卻水的補水水源；太原鋼鐵公司利用太原北郊污水處理廠的二級處理出水作為循環(huán)冷卻水。
在城市污水中，特別是經(jīng)過二級處理后的污水中的氮，90%以上是以氨的形式存在，考慮將其作為電廠循環(huán)冷卻水時，對氨氮的去除尤為重要[4]。傳統(tǒng)觀點認為中水回用于循環(huán)冷卻水時，氨氮在冷卻塔中在硝化作用下被降解了，同時氨氮的硝化產(chǎn)生硝酸，降低堿度的同時也能緩解磷酸鈣垢的沉積[5]，但在實際運行中發(fā)現(xiàn)，氨氮對循環(huán)水系統(tǒng)存在很大危害。本文就氨氮對工業(yè)循環(huán)冷卻水的影響以及氨氮的去除方法進行綜述，并對相關(guān)方面提出自己的見解和建議。
1.氨氮對循環(huán)水系統(tǒng)的危害
1.1氨氮能促進微生物繁殖
冷卻水在循環(huán)的過程中會使水溫增加，冷卻塔每m3水的空氣量可達2000m3，供氧充足，而且冷卻塔表面積在100～350m2/m3，巨大的表面積為生物膜提供了適宜的生長場所，具有很好的細菌生長繁殖條件，易使細菌繁殖相應(yīng)加快。
1.2氨氮對設(shè)備及金屬管材的腐蝕
系統(tǒng)中微生物數(shù)量大大增加的同時，微生物產(chǎn)生的粘泥和腐蝕物覆蓋在換熱器的表面，可降低冷卻水的冷卻效果，堵塞換熱器中冷卻水的通道，阻止緩蝕劑和阻垢劑到達金屬表面發(fā)揮緩蝕和阻垢作用，形成濃差腐蝕電池而引起金屬設(shè)備的腐蝕。另外，氨氮在循環(huán)冷卻水系統(tǒng)發(fā)生硝化反應(yīng)產(chǎn)生的大量硝酸造成系統(tǒng)pH值下降，對系統(tǒng)管材主要是銅管和碳鋼管造成酸性腐蝕，另外還會造成冷卻塔水泥構(gòu)筑物酸性腐蝕，使其產(chǎn)生沙化現(xiàn)象[6,7]。
1.3氨氮降低殺菌效果
循環(huán)冷卻水殺菌普遍使用氯系氧化性殺菌劑，氨是強還原物質(zhì)，易與氧化性殺菌劑發(fā)生反應(yīng)。加氯后水中的氯通常以次氯酸的形式存在，次氯酸極易與水中的氨進行反應(yīng)，形成三種氯胺，因而，氨氮對氧化性殺菌劑有分解消耗作用，使殺菌劑無法達到預(yù)期殺菌效果[6]。
2.氨氮的去除技術(shù)
2.1物化法
2.1.1折點加氯法
廢水中含有氨和各種有機氮化物，大多數(shù)污水處理廠排水中含有相當量的氮。如果在二級處理中完成了硝化階段，則氮通常以氨或硝酸鹽的形式存在投氯后次氯酸極易與廢水中的氨進行反應(yīng)，在反應(yīng)中依次形成三種氯胺：
NH3+HOClNH2Cl(一氯胺)+H2O
NH2CI+HOC1NHC12(二氯胺)+H2O
NHCI2+HOC1NC13(三氯胺)+H20
上述反應(yīng)與pH值、溫度和接觸時間有關(guān)，也與氨和氯的初始比值有關(guān)，大多數(shù)情況下，以一氯胺和二氯胺兩種形式為主。
在含氨水中投入氯的研究中發(fā)現(xiàn)，當投氯量達到氯與氨的摩爾比值1:1時，化合余氯即增加，當摩爾比達到1.5:l時，(質(zhì)量比7.6:1)，余氯下降到最低點，此即“折點”。在折點處，基本上全部氧化性的氯都被還原，全部氨都被氧化，進一步加氯就都產(chǎn)生自由余氯。
折點加氯可以非常有效地去除水中的氨氮，但是要使氨氮下降到國家標準(0.5mg/L)以內(nèi)，實驗室大概需要7~10倍于原水氨氮的氯，而在實際生產(chǎn)中由于外界環(huán)境等因素的影響，這個比例會更大，這對成本控制和設(shè)備維護提出更高的要求，目前尚未見以此為主要除氨方法的污水廠在運行[7]。
2.1.2吹脫法
采用填料塔或淺層折流塔，通過鼓風曝氣方式，增加氣液界面和迅速降低氣液界面氨的分壓，使廢水中的氨氣吹脫出來，脫氮率可達99%[8]。吹脫處理的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，易行，氨氮去除效率高，技術(shù)成熟，缺點是耗能高，二次污染嚴重，吹脫塔易結(jié)垢等，另外吹脫法不適于冬季氣溫低的地區(qū)，因為氣溫低，熱損失大，運行成本會進一步增大。
2.1.3離子交換法
利用固相離子交換劑的功能基團置換廢水中的相同電性的污染物離子（NH4+），再通過分離、濃縮、去除。常用的固相離子交換劑有活性炭、沸石、蒙脫石及交換樹脂等。沸石是一種三維空間結(jié)構(gòu)的硅鋁酸鹽，有規(guī)則的孔道結(jié)構(gòu)和空穴，其中斜發(fā)沸石對氨離子有強的選擇置換能力，且價格低。因此工程上常用斜發(fā)沸石作為氨氮廢水的離子交換劑[9]。廢水中的銨離子將斜發(fā)沸石中的鈉或鈣替代出來，失效的沸石使用再生液再生，再生液通過氨吹脫塔脫氨。此法存在的問題是：再生液需要再次脫氨，在沸石交換床內(nèi)，氨解吸塔及輔助配管內(nèi)存在碳酸鈣沉積；廢水中有機物易造成沸石堵塞而影響交換容量，須用各種化學及物理復(fù)蘇劑除去粘附在沸石上的有機物；離子交換法不適宜處理高濃度氨氮廢水。
2.1.4反滲透法(RO)
在反滲透膜一側(cè)對廢水施以大于滲透膜滲透壓的壓力，使廢水中的水透過半透膜流向膜的另一側(cè)，NH3-N則被截留在廢水一側(cè)。黃海明等[10]人根據(jù)稀土冶煉廠排放氨氮廢水的水質(zhì)情況，采用NH4C1和NaC1模擬廢水進行了反滲透對比實驗，發(fā)現(xiàn)在相同條件下反滲透對NaC1有較高去除率，而NH4C1有較高的產(chǎn)水速率氨氮廢水經(jīng)反滲透處理后NH4C1去除率77.3％，可作為氨氮廢水的預(yù)處理。RO技術(shù)可以節(jié)約能源，熱穩(wěn)定性較好，但耐氯性、抗污染性差。RO工藝近來廣泛應(yīng)用于海水淡化和純水制備，出水水質(zhì)能滿足各項污染排放標準，不足是將產(chǎn)生30％～40％的濃縮水，此外因老化和阻塞等問題每隔2-3年還必須更換價格昂貴的反滲透膜。
2.2生化法
2.2.1 傳統(tǒng)生物脫氮技術(shù)
傳統(tǒng)生物法去除氨氮是在各種微生物相互作用下，首先經(jīng)過硝化過程，在有氧條件下，硝化菌將氨轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和硝酸鹽：然后再經(jīng)過反硝化過程，在無氧或低氧條件下，反硝化菌將污水中的硝酸鹽和亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮氣[11]，從而實現(xiàn)脫氨的目的。較成熟的生物脫氮技術(shù)有生物濾池（BAF）、傳統(tǒng)活性污泥工藝（A/O）和曝氣生物流化床（ABFT），膜生物反應(yīng)器（MBR）。采取哪種工藝應(yīng)因地制宜。
周海濱等人[12]研究了在進水NH3-N及BOD5低負荷條件下，生物濾池（BAF）、傳統(tǒng)活性污泥工藝（A/O）和曝氣生物流化床（ABFT）三種工藝脫氮效果，結(jié)果表明生物流化床（ABFT）無論從技術(shù)還是經(jīng)濟上都有較明顯的優(yōu)勢，并以長興污水處理廠出水為對象進行了3個月的中間試驗，中試結(jié)果表明，有效水力停留時間為1.5 h時，NH3-N的去除率能穩(wěn)定在95％以上；秋季常溫條件下，出水NH3-N平均為0.04 mg/L，平均去除率為96.9％；冬季低溫條件下．出水NH3-N平均0.35 mg/L，平均去除率為95.2％ ，完全符合出水NH3-N須
李佳[13]研究了低碳源，高氨氮水質(zhì)特點的某污水廠，其出水回用電廠循環(huán)冷卻水深度處理工藝的選取情況，結(jié)果表明經(jīng)過處理效率、經(jīng)濟因素、運行維護等方面的綜合比較，三個方案中A/O結(jié)合接觸氧化法+D型濾池較有優(yōu)勢，成為本工程再生水廠的推薦處理工藝。但再生水廠的正常運行仍需科學的調(diào)試，嚴格管理各個處理環(huán)節(jié)。
2.2.2新型生物脫氮技術(shù)
隨著對脫氮理論更深層的研究，新型生物脫氮技術(shù)也逐步得到發(fā)展，這包括同時硝化反硝化，短程硝化反硝化以及厭氧氨氧化。
所謂同時硝化反硝化（SND），就是硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)在同一反應(yīng)器中、相同操作條件下同時發(fā)生。周育紅等 [14]結(jié)合國內(nèi)外的研究，對同時硝化反硝化同傳統(tǒng)的生物脫氮工藝進行了比較，并深入研究SND的機理，結(jié)果表明SND可以大大降低運行費用，具有很大的發(fā)展前途。
所謂短程硝化反硝化[15]是在同一個反應(yīng)器中，先在有氧的條件下，利用氨氧化細菌將氨氧化成亞硝酸鹽，然后在缺氧的條件下，以有機物或外加碳源作電子供體，將亞硝酸鹽直接進行反硝化生成氮氣。王鵬等人[16]研究了短程硝化反硝化的脫氮機理，并分析了溫度、DO 濃度、游離氨濃度、游離亞硝酸濃度、pH值、泥齡及有機物濃度7個方面對于短程硝化反硝化的影響，結(jié)果表明低溶解氧，低溫低氨城市污水難以實現(xiàn)短程硝化反硝化，應(yīng)加強相關(guān)機理的研究。
所謂厭氧氨氧化是在缺氧條件下，以亞硝態(tài)氮或硝態(tài)氮為電子受體，利用自養(yǎng)菌將氨氮直接氧化為氮氣的過程。與傳統(tǒng)生物法相比，厭氧氨氧化無需外加碳源，需氧量低，無需試劑進行中和，污泥產(chǎn)量少，是較經(jīng)濟的生物脫氮技術(shù) 厭氧氨氧化的缺點是反應(yīng)速度較慢，所需反應(yīng)器容積較大，且碳源對厭氧氨氧化不利，對于解決可生化性差的氨氮廢水具有現(xiàn)實意義。陳曦等人[17]研究了溫度和pH值對厭氧氨氧化微生物活性的影響，結(jié)果表明，該微生物的最佳反應(yīng)溫度為30℃，pH 值為7.8。
2.3循環(huán)水系統(tǒng)脫氮
循環(huán)水系統(tǒng)由冷卻塔、循環(huán)泵和換熱設(shè)備組成。在冷卻塔內(nèi)，水與空氣接觸，進行蒸發(fā)冷卻，然后供換熱設(shè)備循環(huán)使用。冷卻塔由于蒸發(fā)、風吹、排污而需補充水，當將城市污水再生處理后作為補充水進入循環(huán)水系統(tǒng)中時，補充水中的氨氮在冷卻塔內(nèi)得以脫除。
周彤等[18]研究利用了循環(huán)水系統(tǒng)自身去除氨氮，并分析了影響循環(huán)水系統(tǒng)去除氨氮的因素，結(jié)果表明經(jīng)深度處理的城市污水，含氨氮20～50mg／L時，在循環(huán)冷卻水的pH值為7～8、濃縮倍數(shù)為2的條件下，循環(huán)水中的氨氮濃度可小于lmg／L。因此使用經(jīng)深度處理的城市污水作為工業(yè)循環(huán)冷卻水的補充水，不會造成循環(huán)永中氨氮的積累。
結(jié)論
城市污水回用于循環(huán)冷卻水時，氨氮去除方法有多種，由于廢水性質(zhì)上的差異，各有優(yōu)勢與不足。要針對不同性質(zhì)的廢水，對其成分進行分析，然后選擇一種或幾種方法聯(lián)合的方式進行處理，才能達到理想的處理效果。
【摘 要】近年來，隨著我國工業(yè)的不斷發(fā)展，經(jīng)濟得到了飛躍性進步，有效提升了我國人民的生活水平。與此同時，城市的工業(yè)污水越來越多，有的甚至對人們的日常生活及生命安全造成了威脅。本文將簡單分析我國城市目前處理工業(yè)污水的集中基本的方法，然后找到處理及回用工業(yè)污水的策略，從而有效提升工業(yè)發(fā)展的綜合效益。
【關(guān)鍵詞】城市；工業(yè)污水；處理
隨著科技的不斷發(fā)展與進步，全球人口的日益增加，人們對水的需求總量不斷增多，從而產(chǎn)生水資源短缺。另外，在城市規(guī)模不斷擴大及工業(yè)水平不斷發(fā)展的情況下，人們經(jīng)常不注意生活及工業(yè)用水排放，造成水質(zhì)惡化，水體不斷遭到污染，水資源問題已經(jīng)成為世界性課題。
1 幾種基本的處理工業(yè)污水方法
不同的工業(yè)污水具有不同的水質(zhì)及回收目的，因而要根據(jù)實際情況合理選擇相應(yīng)的處理及回收方法，從而實現(xiàn)對工業(yè)污水的最全面的使用。不同的處理污水方法具有不同的適用條件及特點，在實際的工作過程中，如果只是單純的運用某種污水處理方法，往往很難實現(xiàn)除去工業(yè)污水當中的所有污染物，因而大部分的工業(yè)污水都利用多種處理方法進行綜合處理。通常來講，處理工業(yè)污水的方法有這樣幾種：首先是一級處理，將工業(yè)污水中那些比較大的懸浮性的物質(zhì)除掉，這種方式主要利用物理原理，在經(jīng)過一級處理后依然無法排放的工業(yè)污水，或者具有回用價值的污水，還要進行二級處理。所謂的二級處理，也就是將工業(yè)污水當中那些已經(jīng)溶解的、呈現(xiàn)膠體狀態(tài)物質(zhì)處理掉。二級處理采用的是生物原理，因此也叫做生物化學處理方法。通常情況下，經(jīng)過二級處理后的工業(yè)污水就可以正常排放了，有部分水也可以實現(xiàn)回用。如果還有更高一步的要求，就要對工業(yè)污水進行三級處理，即深度處理。通過這個步驟，能夠?qū)⒐I(yè)污水當中的溶解鹽類、難降解物質(zhì)、營養(yǎng)物質(zhì)有效去除，從而能夠直接回用到工業(yè)當中。一般情況下，經(jīng)過前兩個級別的處理，工業(yè)污水就能夠正常排放和回用，但如果對回收水質(zhì)有較高要求，就必須高度重視三級處理，因為在工業(yè)水平不斷提高的情況下，工業(yè)污水中會含有大量的、難去除的污染物。
以上三個級別的污水處理方法所利用的技術(shù)如下：沉淀、混凝、消毒、過濾等等。更新近一點的技術(shù)則有反滲透、炭吸附、電滲析、離子交換等等。
2 城市工業(yè)污水的回用
2.1 工業(yè)用水的回用方法
從目前來看，城市的工業(yè)污水回用于工業(yè)的方法如下：首先，城市相關(guān)的污水處理廠對工業(yè)污水進行二級處理，即混凝、沉淀、過濾及消毒，然后回用；其次，城市相關(guān)的污水處理廠對工業(yè)污水進行二級處理，即生物接觸性氧化的方法、混凝、沉淀、過濾，然后回用；再次，城市相關(guān)的污水處理廠對工業(yè)污水進行二級處理，即微絮凝、過濾、消毒然后回用；最后，城市相關(guān)的污水處理廠對工業(yè)污水進行二級處理，利用淹沒式的生物濾池過濾，然后消毒回用。
2.2 城市生活雜用水的回用方法
城市的工業(yè)污水會用于工業(yè)的方法如下：首先，城市相關(guān)的污水處理廠對工業(yè)污水進行二級處理，利用淹沒式的生物濾池過濾，然后消毒回用。其次，城市相關(guān)的污水處理廠對工業(yè)污水進行二級處理，即混凝、沉淀、過濾及消毒，然后回用；再次，城市相關(guān)的污水處理廠對工業(yè)污水進行二級處理，即微絮凝、過濾、消毒然后回用；最后，城市相關(guān)的污水處理廠對工業(yè)污水進行二級處理，即生物接觸性氧化的方法、混凝、沉淀、過濾，然后回用；
2.3 城市河道的生態(tài)用水回用方法
在城鎮(zhèn)化水平不斷提高的同時，我國城市河流的水質(zhì)問題日益嚴重，很多河流及湖泊都時常斷流、缺水，對城市環(huán)境及居民生活都產(chǎn)生了很大的影響。所以如果采用回用水進行景觀水體使用，應(yīng)高度重視水體富營養(yǎng)問題以及相應(yīng)水體中的有毒物質(zhì)和病原體對自然環(huán)境及人體健康所產(chǎn)生的影響。現(xiàn)階段，在河道水回用方面，通常都會采取以下幾種流程：城市相應(yīng)的污水處理工廠進行二級處理的出水，經(jīng)過相應(yīng)的砂慮和消毒后進行排放；城市相應(yīng)的污水處理工廠進行二級處理的出水，經(jīng)過相應(yīng)的微絮凝、過濾以及消毒然后進行合理的回用；城市相應(yīng)的污水處理工廠進行二級處理的出水，通過采取混凝、沉淀，并且過濾消毒之后，進行回收利用；城市相應(yīng)的污水處理工廠進行二級處理的出水，采用淹沒式的生物濾池，然后進行消毒和回收利用；城市相應(yīng)的污水處理工廠進行二級處理的出水，通過相應(yīng)的生物學方面的接觸氧化法，然后進行相應(yīng)的混凝、沉淀以及過濾，最后進行回收利用。
3 淺析城市的工業(yè)污水的回用策略
3.1 城市工業(yè)污水的回用方法
從目前看來，對城市工業(yè)污水的回用類型有兩種，也就是相對集中的回用和分散性的回用。相對集中的回用即在全市范圍內(nèi)，利用相應(yīng)的城市污水處理廠經(jīng)過處理后的水，進行深度處理，然后輸送到城市的水管網(wǎng)當中，合理分配到各家各戶。這種方式能夠有效提升規(guī)模效益，利于城市的宏觀管理。而分散性回用，則為單個或幾個建筑物當中設(shè)置相應(yīng)的中水系統(tǒng)，吧處理完的自身排出的污水回用，這種方式能夠有效節(jié)約費用，可針對不同要求、不同對象，靈活的采用相應(yīng)的處理工藝。
3.2 工業(yè)污水分散回用的策略
在我國經(jīng)濟不斷發(fā)展，城鎮(zhèn)化水平逐漸提升的情況下，各個工廠及小區(qū)排放的污水越來越多，采用大型的污水管道截流到相應(yīng)的污水處理廠進行集中處理的難度越來越大，且投資高、工期長。很多城市的管道系統(tǒng)無法達到這種水平，所以城市中的工廠或者住宅小區(qū)進行生活污水站自建工程，將相應(yīng)的污水處理后再次利用，大大提升了對水資源的利用效率。
3.3 工業(yè)污水集中回用的策略
因為城市的中水系統(tǒng)是由不同的污水處理廠組成，相應(yīng)的污水廠又要根據(jù)實際情況采用科學的方法處理污水，對工業(yè)污水的處理程度及相應(yīng)回用水用戶的要求不同，相應(yīng)的工藝流程也就千差萬別。
4 結(jié)語
隨著我國工業(yè)化水平、城鎮(zhèn)化水平的不斷提升，城市工業(yè)污水的排放量越來越大。合理采用相應(yīng)的處理城市工業(yè)污水的方法，有效提升城市工業(yè)污水回用效率，將有利于促進我國經(jīng)濟水平及人們生活水平的提高。
摘要：我國是干旱缺水嚴重的國家，開發(fā)新水源、減少水資源的消耗成為目前水環(huán)境治理的首要任務(wù)。城市污水經(jīng)深度處理后可回用于某些特定領(lǐng)域，具有顯著的環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟效益。
關(guān)鍵詞：污水回用 環(huán)境經(jīng)濟 環(huán)境效益 經(jīng)濟效益
1、引言
1.1我國水資源的分布特點
我國是一個干旱缺水嚴重的國家。我國的淡水資源總量為28000億立方米，占全球水資源的6%。但是，我國水資源的特點之一是總量多、人均少，第二個特點是地區(qū)分布不均，由東南向西北遞減，與人口、耕地的分布不協(xié)調(diào)。
1.2污水回用的興起與發(fā)展
減輕水體污染程度、改善生態(tài)環(huán)境、解決城市缺水問題的有效途徑之一便是污水回用。美國在1920年就開始了再生水的利用，形成了水在社會大循環(huán)中的良性循環(huán)，到1980年已有回用工程536項，年回用水量9.37億m3。我國沿海缺水城市大連，在1992年率先建成了污水回用示范工程，取得了實效[1]。
現(xiàn)代城市污水回用已經(jīng)有近百年的歷史，技術(shù)上已經(jīng)很成熟。與國外發(fā)達國家相比，我國的城市污水回用起步晚，但總體上我國城市污水回用不但技術(shù)上已經(jīng)成熟，而且從經(jīng)濟效益和環(huán)境效益考慮也是可行的[2]。
2、污水回用主要途徑
根據(jù)目前城市污水回用技術(shù)的發(fā)展情況，城市污水回用的途徑主要包括農(nóng)業(yè)用水，環(huán)境用水，工業(yè)用水，市政雜用水，地下水回灌等[3]、[4]。
2.1農(nóng)業(yè)用水
農(nóng)業(yè)用水是城市污水回用的一個大用戶，主要包括大田作物、花卉和林地的灌溉。污水回用于農(nóng)田灌溉時，不僅能給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供穩(wěn)定的水源，而且污水中 的氮、磷、鉀等成分也為土壤提供了肥力，既減少了化肥用量，又增加了農(nóng)作物產(chǎn)量，而且通過土壤的自凈能力可使污水得到進一步的凈化，尤其污水回用可控制農(nóng)村地區(qū)無節(jié)制地超采地下水。
2.2環(huán)境用水
主要用于城市水系補充用水以及綠化隔離帶和園林灌溉用水。用中水補充河湖水系替代其它水源，既達到優(yōu)水優(yōu)用、節(jié)約用水的目的，又美化了環(huán)境。
2.3工業(yè)用水
工業(yè)用水包括冷卻水，鍋爐用水，工藝用水，產(chǎn)品用水等。在城市供水中， 50%～80%是工業(yè)用水，工業(yè)用水占城市用水的比例很大，但與生活飲用水等相比，要求的水質(zhì)水平較低，城市污水經(jīng)二級處理后，再經(jīng)適當?shù)娜壧幚恚?一般都能滿足工業(yè)用水水質(zhì)要求。
2.4市政雜項用水
主要用于建筑施工、噴灑路面、洗車和沖廁等。中水回用時應(yīng)格外注意衛(wèi)生，不應(yīng)含有致病菌，應(yīng)清潔、無臭、無毒，且懸浮物含量滿足應(yīng)用要求。
2.5地下水回灌
再生水回用于地下水回灌體現(xiàn)了“減量化、資源化、無害化”的污染治理原則和可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略思想。將城市污水二級處理后回灌于地下，水在流經(jīng)一定距離后同原地下水源一起作為新的水源開發(fā)。這樣既可以阻止因過量開采地下水而造成的地面沉降，還能利用土壤自凈作用提高回水水質(zhì)，直接向工業(yè)和生活雜用水供水。
3、污水回用效益分析
污水回用不僅開辟了第二大水源，減少了城市新鮮水的取用量和污水的排放量，減輕了城市供水不足，有效地節(jié)約和利用有限的、寶貴的淡水資源，具有明顯的社會效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟效益[5]。
3.1 污水回用社會效益分析
社會效益指人類活動所產(chǎn)生的社會影響，從而帶來的社會效果或貢獻。污水回用符合國家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略政策，是我國現(xiàn)階段環(huán)保投資的重點領(lǐng)域。污水回用帶來的社會效益十分明顯，分直接效益和間接效益。
（1）直接效益
污水回用工程以污水處理廠二級出水為源水，經(jīng)深度處理達到回用水水質(zhì)標準后便可投入使用。
（2）間接效益
污水回用工程是一項保護環(huán)境、創(chuàng)建國家衛(wèi)生城市，為子孫后代造福的公用事業(yè)工程。該工程實施后，可有效地解決服務(wù)區(qū)域水資源短缺問題，為城市服務(wù)，為社會服務(wù)，可改善城市市容，提高衛(wèi)生水平，保護人民身體健康，保護自然風景，促進城市旅游事業(yè)的發(fā)展。
3.2污水回用環(huán)境效益分析
環(huán)境效益是指由于人類的活動給自然環(huán)境系統(tǒng)，也包括社會環(huán)境系統(tǒng)造成的影響而產(chǎn)生的效應(yīng)。污水回用帶來的環(huán)境效益是顯著的，它在治理環(huán)境污染和生態(tài)破壞方面起著至關(guān)重要的作用。
（1）污水回用工程提高了服務(wù)區(qū)域水體的污染治理水平，增強了區(qū)域防治水體污染的綜合實力。
（2）污水回用工程緩解了水資源短缺現(xiàn)狀，減少了水資源的開發(fā)利用量，為社會經(jīng)濟環(huán)境的持續(xù)發(fā)展提供了必備的物質(zhì)基礎(chǔ)。
（3）污水回用工程可間接有效地控制水土流失、土地沙漠化等環(huán)境問題，很大程度上使環(huán)境質(zhì)量得到改善。
3.3污水回用經(jīng)濟效益分析
污水回用工程可產(chǎn)生直接的經(jīng)濟效益，同時對社會經(jīng)濟的長遠可持續(xù)發(fā)展的作用也是顯著的。污水回用的直接經(jīng)濟效益包括污水廠銷售再生水等產(chǎn)品的直接經(jīng)濟效益、用戶以再生水替代優(yōu)質(zhì)水的直接經(jīng)濟效益、再生水利用而增加城市工業(yè)用水帶來的經(jīng)濟效益和再生水利用而增加農(nóng)業(yè)用水帶來的經(jīng)濟效益。然而，城市污水處理廠的出水畢竟是污水，直接排放勢必會造成不同程度的污染，通過處理回用就可廢物利用，減少由此造成的經(jīng)濟效益為間接經(jīng)濟效益[6]。
（1）污水回用工程可有效地節(jié)約水資源，最大程度的利用水資源，同時有效利用污水、廢水。宏觀上，減少了水資源的開發(fā)利用，對國民經(jīng)濟有一定的促進作用。微觀上，可促使企業(yè)有效利用廢水，促進了企業(yè)經(jīng)濟效益的提高。
（2）污水回用在一定程度上降低了對納污水體的污染程度，可減少國家對于污水治理方面的投資。
（3）污水回用工程可促使企業(yè)采用新技術(shù)、加快技術(shù)改造，提高了企業(yè)的技術(shù)水平，同時減少了企業(yè)的環(huán)境支出，可促進企業(yè)資金的流通和再生產(chǎn)。
（4）污水回用工程的建設(shè)及運營可促進一系列新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
（5）污水回用可促進區(qū)域水產(chǎn)業(yè)良性、穩(wěn)定的發(fā)展。
4、結(jié)論
在水資源極度緊缺的當下，污水回用不僅能減少污染、增加水資源，還可以降低給水處理與供水費用，改善生態(tài)環(huán)境與社會經(jīng)濟環(huán)境，促進工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，促進和保障人體健康。污水回用產(chǎn)生的經(jīng)濟、社會和環(huán)境效益顯著，符合國家可持續(xù)發(fā)展、創(chuàng)建節(jié)水型城市的發(fā)展戰(zhàn)略。因此，繼續(xù)研究和開發(fā)污水深度處理新工藝，積極建設(shè)污水回用設(shè)施具有巨大發(fā)展前景。
摘要：污水回用可解決城市水資源短缺和水危機問題，極大緩解水資源供需矛盾。本文分析了城市生活污水處理的工藝技術(shù)，然后探討了城市污水回用的發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞：城市污水回用；技術(shù)；發(fā)展趨勢
隨著我國人口的不斷增長和經(jīng)濟的飛速發(fā)展，用水量和排水量正在逐年遞增，而有限的水資源又不斷被污染，再加上地區(qū)性水資源分布不均和周期性干旱，導(dǎo)致水資源的供需矛盾日趨尖銳。水資源短缺已經(jīng)成為制約我國社會經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸。污水經(jīng)適當?shù)脑偕幚?，可重?fù)利用，實現(xiàn)水在自然界中的良性循環(huán)。城市污水就近可得，易于收集和處理，數(shù)量巨大且來源穩(wěn)定可靠，不受氣候等自然因素的影響，無水資源權(quán)爭議問題。作為城市的第二水源，污水處理再生利用與遠距離引水或調(diào)水、海水淡化等相比更為經(jīng)濟。城市污水再生回用具有重要的意義。
一、城市污水再生回用的概念
污水包括生活污水、工業(yè)廢水和降水三類。城市污水再生回用指將城市污水適當處理達到規(guī)定的水質(zhì)標準后，回用于生活、市政、環(huán)境等范圍內(nèi)的非飲用水方面。它是中水回用的同義語，但是其范圍又比中水回用要廣。城市污水再生回用按服務(wù)范圍可分為三類：（1）建筑中水回用，指在大型建筑物或幾棟建筑內(nèi)建立小型中水處理站，以生活污水、（優(yōu)質(zhì)）雜排水為水源，經(jīng)適當處理后回用于建筑沖廁、建筑周圍綠地道路澆灑等生活雜用。（2）小區(qū)污水再生回用，指在小區(qū)（住宅或工業(yè)）、機關(guān)院校內(nèi)建立中小型中水處理站，以生活污水或（優(yōu)質(zhì)）雜排水、工業(yè)廢水等為水源，經(jīng)適當處理后回用于建筑沖廁、汽車沖洗、區(qū)內(nèi)綠地道路澆灑等市政雜用。（3）區(qū)域污水再生回用，指在城市區(qū)域范圍內(nèi)建立大中型再生水廠，以城市污水或污水處理廠的二級出水為水源，經(jīng)適當處理后回用于生活、市政、環(huán)境等范圍內(nèi)的非飲用水方面。
二、城市生活污水處理的工藝技術(shù)分析
城市污水的處理技術(shù)多種多樣，目前應(yīng)用較廣的仍然是A/O和A2/O工藝。所有生物除磷脫氮工藝都包含厭氧、缺氧、好氧三個不同過程的交替循環(huán)。按照構(gòu)筑物的組成形式、運行性能以及運行操作方式的不同，可將己有的生物除磷脫氮工藝分成幾個系列：A/O系列、氧化溝與序批式反應(yīng)器（SBR）等。
1.A/O工藝系列。
1.1A/O（缺氧―好氧）工藝。
20世紀60年代，Ludzack首次提出了前置反硝化工藝，將缺氧段置于工藝的第一級，直接利用污水中的有機物作為反硝化的碳源，解決了碳源不足的問題，但好氧池的硝酸氮也會被攜帶至沉淀池，影響沉淀池水質(zhì)。20世紀70年代，Barnard又提出改良型Ludzaok-ettinger脫氮工藝，即廣泛應(yīng)用的A/O工藝。在A/O工藝中，好氧池的混合液和沉淀后的污泥同時回流到缺氧池，這樣，回流液中的大量硝酸鹽回流到缺氧池后，可以從原污水得到充足的有機物，使反硝化脫氮得以充分進行。
1.2A/O（厭氧―好氧）工藝。
沒有硝化的A/O工藝，即厭氧―好氧生物除磷工藝。除了厭氧段和好氧段被隔成體積相同的多個完全混合式反應(yīng)格外，該工藝與Bardenpo工藝類似，其最主要特征是高負荷運行、泥齡短、水力停留時間短。其缺點是好氧段達不到硝化，因此回流污泥中不會攜帶硝酸根至厭氧區(qū)，這里為厭氧段，而不是生物脫氮工藝中的缺氧段，它還省去了脫氮A/O工藝中混合液從好氧段到缺氧區(qū)的內(nèi)回流。此工藝脫氮功能差，是一種生物除磷工藝。
1.3A2/O工藝。
為了達到同時除磷脫氮的目的，在A/O工藝中增設(shè)缺氧區(qū)，構(gòu)成厭氧―缺氧―好氧系統(tǒng)，簡稱A2/O工藝，可用于僅要求硝化的情況，也可用于要求硝化／反硝化的情況。該工藝具有進水負荷高、耐沖擊的優(yōu)點，且運轉(zhuǎn)靈活、穩(wěn)定，適用于高濃度、高碳／氮比的生活污水。用于低濃度的、低碳／氮比的生活污水，相對能耗較高，而且除磷效果較差。
2.SBR工藝。
SBR工藝也是在同一反應(yīng)器完成脫氮除磷的工藝。它是通過對進水、曝氣時間、反應(yīng)器內(nèi)溶解氧濃度等運行參數(shù)的合理控制，在時間序列上實現(xiàn)厭氧／缺氧／好氧的組合，在控制良好的情況下，N、P的去除率可以達到90％以上，與其他工藝相比，SBR工藝的處理構(gòu)筑物少，處理過程大為簡化，該工藝對水質(zhì)、水量的變化具有一定的適應(yīng)性，不易產(chǎn)生污泥膨脹。
3.氧化溝工藝。
氧化溝工藝是適于生物脫氮的一種處理工藝，它主要是利用氧化溝內(nèi)空間上的好氧、缺氧的變化來達到硝化、反硝化脫氮的目的，可以在較低負荷和較長污泥齡條件下運行。氧化溝系統(tǒng)較常規(guī)A/O等工藝省去了污泥回流和混合液回流，因此，節(jié)省動力10％～20％，但如用于處理負荷高、水量大的污水，該工藝所需占地面積偏大。
4.UCT工藝。
UCT工藝是南非的Marais等推出的。在UCT工藝中，沉淀池的回流污泥和好氧區(qū)的污泥混合液分別回流至缺氧區(qū)，其中攜帶的NO3在缺氧區(qū)內(nèi)經(jīng)反硝化而去除。為了補充厭氧區(qū)中污泥的流失，增加了缺氧區(qū)至厭氧區(qū)的混合液回流。在廢水CODCR/TKN適當?shù)那闆r下，缺氧區(qū)中反硝化作用完全，可以使缺氧區(qū)出水中的NO3－濃度保持近于零，從而使接受缺氧區(qū)混合液的厭氧區(qū)NO3－亦接近于零，保持較為嚴格的厭氧環(huán)境，從而提高了厭氧放磷及整個系統(tǒng)的除磷效率，但除磷卻還是達不到要求，仍需要補充短鏈脂肪TP才可能達到1mg/l標準，要達到0.5mg/l的標準更是難了。同時，由于增加了缺氧區(qū)至厭氧區(qū)的混合液回流，運行費用略有增加。
三、生活污水處理及回用發(fā)展新趨勢
1.二級處理的池體向一體化方向發(fā)展。
城市污水二級處理傳統(tǒng)工藝流程為：沉砂池―初沉池―生物反應(yīng)池―二沉池，污泥從二沉池回流到生物反應(yīng)池，這樣一種傳統(tǒng)的工藝流程，每一個池體分建成單獨的構(gòu)筑物。近十年來隨著城市用地緊張，自動化控制的成熟和發(fā)展，污水處理工藝也有很大的突破，發(fā)展了很多使各生物反應(yīng)池共用池壁或生物反應(yīng)池和二沉池合建成一個池體，成為一體化的工藝，例如間歇式活性污泥（SBR）系列、曝氣生物濾池（BAF）系列、UNITANK，DNA-TNA等工藝，由于一體化可以使池體共用池壁，減少占地和節(jié)省投資，近年來城市用地越來越緊張，都渴望盡量減少污水處理廠占地面積，估計中小型污水處理廠采用一體化工藝的逐步增多，估計不久將會不斷地完善和發(fā)展。
2.由大規(guī)模污水集中處理向分散式處理發(fā)展。
在進行大規(guī)模污水集中處理時，必然進行相應(yīng)的管網(wǎng)的建設(shè)，中途提升泵站，管理運行費用昂貴，實施緩慢。在長距離的輸水過程中污水的品質(zhì)下降，可能到了終端用戶時，回用水的水質(zhì)已經(jīng)達不到回用用途的要求。近年來一大批生活小區(qū)、別墅在市郊建設(shè)起來，生活污水無法進入排水管網(wǎng)；風景區(qū)、旅游區(qū)、工廠礦山、部隊營房也存在生活污水和一些工業(yè)有機廢水需就地處理達標排放或回用。集中的污水處理的方法顯然是有歷史局限性的，它是以巨大的能量損失為代價，換來的仍然是岌岌可危的環(huán)境污染問題，水資源短缺問題和飲用水安全問題。時代的進步，社會的發(fā)展，環(huán)境的變遷都是認識領(lǐng)域發(fā)展的原動力，于是出現(xiàn)了新的哲學思想，即目前全世界科學家都積極倡導(dǎo)的污水分散處理的思想，就地處理就地回用，實現(xiàn)水平衡和水循環(huán)。
四、結(jié)束語
當前形勢要求必須開發(fā)高效節(jié)能的成套污水處理裝置，使中小型污水處理工程設(shè)備化，對生活污水進行分散式處理。生活污水的分散式處理和回用，尤其適用于小區(qū)、學校、小城鎮(zhèn)、旅游區(qū)等，可根據(jù)處理后的出水水質(zhì)的不同，回用于農(nóng)業(yè)灌溉、沖洗廁所、澆灌綠地、沖洗汽車等，其優(yōu)勢在于降低了地下輸送管網(wǎng)建設(shè)費用，保證回用水的質(zhì)量，提高水的重復(fù)利用率。
【摘要】城市污水回用可以緩解水資源短缺問題。在分析城市污水回用的必要性和可行性的基礎(chǔ)上，強調(diào)污水回用技術(shù)的重要意義。重點評述了污水回用的途徑和目前存在的問題：污水處理水平較低，污水灌溉理論研究滯后，水價偏低阻礙回用水技術(shù)推廣等。
【關(guān)鍵詞】水資源；污水回用；農(nóng)業(yè)灌溉；污水處理；城市污水
一、我國污水回用現(xiàn)狀和存在的問題
我國近十年來，隨著城市水荒的加劇，各級領(lǐng)導(dǎo)對水的問題越來越關(guān)注，認識到了水的危機是21世紀面臨的巨大挑戰(zhàn)之一。目前，針對我國北方部分城市在經(jīng)濟發(fā)展中急需解決的缺水問題，研究開發(fā)出了適用于部分缺水城市的污水回用成套技術(shù)、水質(zhì)指標和回用途徑。
目前，我國城市污水回用存在的問題主要有：1.現(xiàn)行自來水價格過低，水回用缺乏內(nèi)在動力；2.污水回用缺乏完善必要的法規(guī)及相應(yīng)的鼓勵政策；3.城市污水回用設(shè)施布局需要調(diào)整，健全回用輸配水管道系統(tǒng)；4沖水設(shè)施運行管理良莠不齊，影響使用。
二、針對污水回用的可行性分析
1.在資金和技術(shù)上，我國目前擁有的技術(shù)還不能做到在全國范圍內(nèi)實行污水回用，而一些中小城市在資金和技術(shù)方面更是存在著或多或少的困難。
2.目前，國內(nèi)對污水回用更關(guān)注的是它的經(jīng)濟效益問題。我們可以從國內(nèi)已經(jīng)實施的幾個具體的回用工程可以看到這個方面的作用。
3.在人們的認識和用水觀念上，相對國外許多國家來說，我國人民的思想觀念還是相對比較落后，特別是對污水回用的方面，一直以來都有著一種排斥的想法。
三、現(xiàn)狀分析
（一）污水回用于工業(yè)
長期以來，工業(yè)用水量很大，由于用途不同，對水質(zhì)的要求也不同，排放的污水性質(zhì)也不同。要求水質(zhì)滿足工廠各部門的需要是不經(jīng)濟的做法。如果回用水達到生產(chǎn)標準而且污水回用的成本低于從廠外購買“新鮮水”的價格，則可將其作為生產(chǎn)水源。
（二）污水回用于農(nóng)業(yè)灌溉
處理的污水用于農(nóng)業(yè)灌溉有以下幾方面的優(yōu)點：1.水源的成本低；2.回用水中含有的營養(yǎng)物質(zhì)有助于植物生長；3.對防治污染與解決環(huán)境衛(wèi)生問題是一種經(jīng)濟的廢水處置方法。
（三）城市生活的污水回用
目前，城市回用水主要局限于不直接與人體接觸的用途。例如：城市的綠化、澆灑；公園的景觀用水、劃船滑冰等水上娛樂用水；沖洗汽車，沖洗廁所用水；野生動物的棲息地和濕地的補水等。由于公眾懷疑回用水的安全性，所以限制了回用水的民用。
（四）回灌地下水
由于地下水過量開采，造成大面積地下水水位下降，水資源枯竭，同時引發(fā)了地面沉降。沿海地區(qū)超量開采地下水使淡水位大幅下降，海水入侵，地下水水質(zhì)變咸，耕地鹽堿化。將污水適當處理后的出水注入或滲入地下含水層，一方面可以抬高地下水水位防止地面沉降或海水入侵，另一方面還可以對回用水進一步進行土壤凈化，然后再被間接回用。
四、存在問題分析
（一）污水處理水平較低
回用水的水質(zhì)直接影響到其使用的范圍，然而我國目前污水處理廠的二級出水要求較低，只能滿足對水質(zhì)要求較低的使用。隨著污水回用領(lǐng)域的擴大，對回用水的水質(zhì)要求越來越高，因此需要根據(jù)不同的使用目的制定不同的水質(zhì)標準，進行進一步的深度處理。而且，將要建設(shè)的污水處理廠在設(shè)計之初就應(yīng)考慮到污水回用計劃。
（二）污水灌溉理論研究滯后
在合理使用該技術(shù)時應(yīng)注意以下幾個方面問題：1.灌溉前一定要對引用的污水進行全面監(jiān)測，確保灌溉水源安全。2.結(jié)合灌溉物種的生長、食用特點合理安排灌溉周期。3.對于長期使用污水灌溉的地區(qū)要定期監(jiān)測土壤、地下水、生態(tài)環(huán)境方面的情況。4.結(jié)合地區(qū)特點選擇適宜的灌溉方式，防止造成環(huán)境的二次污染。
（三）水價偏低阻礙回用水技術(shù)推廣
總體而言，目前水價較低，這就使得污水回用成本顯得較高。水價較低也使得用水支出只占生活費用的很小部分，不利于提高人們的節(jié)水意識。為了合理利用和保護水源，必須深化水價改革，將價格作為經(jīng)濟杠桿，實現(xiàn)用水商品化。
五、結(jié)語
污水回用是解決缺水問題的有效途徑，同時減少了向水域的排污量，帶來了可觀的環(huán)境效益。目前我國污水回用尚處于初級階段，與之配套的技術(shù)、設(shè)備和管理體制還不夠完善，阻礙了該技術(shù)的推廣使用。為了改善污水回用的現(xiàn)狀，應(yīng)引入市場化運營機制，利用經(jīng)濟杠桿推動污水回用市場的持續(xù)發(fā)展。同時還應(yīng)不斷深入地進行污水回用基礎(chǔ)理論的研究和工程實踐的總結(jié)推廣，為污水回用提供必要的技術(shù)支持。
