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城市污水再生回用優化分析:城市污水回用于循環冷卻水的氨氮去除研究

摘要：伴隨著人類社會的發展，水資源短缺的現象日趨嚴峻，實現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循環冷卻用水出發進行了研究，結果表明城市污水回用于循環冷卻水時，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，由于廢水性質上的差異，各有優勢與不足，要針對不同性質的廢水，對其成分進行分析，然后選擇一種或幾種方法聯合的方式進行處理，才能達到理想的處理效果。

關鍵詞：城市污水；污水回用；循環冷卻水；氨氮去除

隨著人類社會和經濟的不斷發展，水資源的消耗不斷增加，水質污染也日趨嚴重，水資源短缺問題逐漸成為制約各國經濟發展的首要因素。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用水，而循環冷卻水又占工業用水的絕對比重。因此，將城市污水回用于工業循環冷卻水系統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冷卻水，其中約翰內斯堡的奧蘭多電站、凱爾文A、B電站，都使用經過二級處理的城市污水作循環冷卻水的補充水[3]；英國在20世紀50年代，開始將城市污水回用于工業冷卻水，其中奧爾德姆、斯托克翁特倫特和科里登三家發電廠使用城市污水。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用，積累了不少經驗。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冷卻水。

在城市污水中，特別是經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冷卻水時，對氨氮的去除尤為重要[4]。傳統觀點認為中水回用于循環冷卻水時，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]，但在實際運行中發現，氨氮對循環水系統存在很大危害。本文就氨氮對工業循環冷卻水的影響以及氨氮的去除方法進行綜述，并對相關方面提出自己的見解和建議。

1.氨氮對循環水系統的危害

1.1氨氮能促進微生物繁殖

冷卻水在循環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，易使細菌繁殖相應加快。

1.2氨氮對設備及金屬管材的腐蝕

系統中微生物數量大大增加的同時，微生物產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揮緩蝕和阻垢作用，形成濃差腐蝕電池而引起金屬設備的腐蝕。另外，氨氮在循環冷卻水系統發生硝化反應產生的大量硝酸造成系統pH值下降，對系統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筑物酸性腐蝕，使其產生沙化現象[6,7]。

1.3氨氮降低殺菌效果

循環冷卻水殺菌普遍使用氯系氧化性殺菌劑，氨是強還原物質，易與氧化性殺菌劑發生反應。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，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期殺菌效果[6]。

2.氨氮的去除技術

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，在反應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

上述反應與pH值、溫度和接觸時間有關，也與氨和氯的初始比值有關，大多數情況下，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現，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，實驗室大概需要7~10倍于原水氨氮的氯，而在實際生產中由于外界環境等因素的影響，這個比例會更大，這對成本控制和設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]。吹脫處理的優點是結構簡單，易行，氨氮去除效率高，技術成熟，缺點是耗能高，二次污染嚴重，吹脫塔易結垢等，另外吹脫法不適于冬季氣溫低的地區，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構的硅鋁酸鹽，有規則的孔道結構和空穴，其中斜發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，氨解吸塔及輔助配管內存在碳酸鈣沉積；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，NH3-N則被截留在廢水一側。黃海明等[10]人根據稀土冶煉廠排放氨氮廢水的水質情況，采用NH4C1和NaC1模擬廢水進行了反滲透對比實驗，發現在相同條件下反滲透對NaC1有較高去除率，而NH4C1有較高的產水速率氨氮廢水經反滲透處理后NH4C1去除率77.3％，可作為氨氮廢水的預處理。RO技術可以節約能源，熱穩定性較好，但耐氯性、抗污染性差。RO工藝近來廣泛應用于海水淡化和純水制備，出水水質能滿足各項污染排放標準，不足是將產生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 傳統生物脫氮技術

傳統生物法去除氨氮是在各種微生物相互作用下，首先經過硝化過程，在有氧條件下，硝化菌將氨轉化為亞硝酸鹽和硝酸鹽：然后再經過反硝化過程，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化為氮氣[11]，從而實現脫氨的目的。較成熟的生物脫氮技術有生物濾池（BAF）、傳統活性污泥工藝（A/O）和曝氣生物流化床（ABFT），膜生物反應器（MBR）。采取哪種工藝應因地制宜。

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，結果表明生物流化床（ABFT）無論從技術還是經濟上都有較明顯的優勢，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，中試結果表明，有效水力停留時間為1.5 h時，NH3-N的去除率能穩定在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，高氨氮水質特點的某污水廠，其出水回用電廠循環冷卻水深度處理工藝的選取情況，結果表明經過處理效率、經濟因素、運行維護等方面的綜合比較，三個方案中A/O結合接觸氧化法+D型濾池較有優勢，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試，嚴格管理各個處理環節。

2.2.2新型生物脫氮技術

隨著對脫氮理論更深層的研究，新型生物脫氮技術也逐步得到發展，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），就是硝化反應和反硝化反應在同一反應器中、相同操作條件下同時發生。周育紅等 [14]結合國內外的研究，對同時硝化反硝化同傳統的生物脫氮工藝進行了比較，并深入研究SND的機理，結果表明SND可以大大降低運行費用，具有很大的發展前途。

所謂短程硝化反硝化[15]是在同一個反應器中，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，結果表明低溶解氧，低溫低氨城市污水難以實現短程硝化反硝化，應加強相關機理的研究。

所謂厭氧氨氧化是在缺氧條件下，以亞硝態氮或硝態氮為電子受體，利用自養菌將氨氮直接氧化為氮氣的過程。與傳統生物法相比，厭氧氨氧化無需外加碳源，需氧量低，無需試劑進行中和，污泥產量少，是較經濟的生物脫氮技術 厭氧氨氧化的缺點是反應速度較慢，所需反應器容積較大，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，結果表明，該微生物的最佳反應溫度為30℃，pH 值為7.8。

2.3循環水系統脫氮

循環水系統由冷卻塔、循環泵和換熱設備組成。在冷卻塔內，水與空氣接觸，進行蒸發冷卻，然后供換熱設備循環使用。冷卻塔由于蒸發、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水系統中時，補充水中的氨氮在冷卻塔內得以脫除。

周彤等[18]研究利用了循環水系統自身去除氨氮，并分析了影響循環水系統去除氨氮的因素，結果表明經深度處理的城市污水，含氨氮20～50mg／L時，在循環冷卻水的pH值為7～8、濃縮倍數為2的條件下，循環水中的氨氮濃度可小于lmg／L。因此使用經深度處理的城市污水作為工業循環冷卻水的補充水，不會造成循環永中氨氮的積累。

結論

城市污水回用于循環冷卻水時，氨氮去除方法有多種，由于廢水性質上的差異，各有優勢與不足。要針對不同性質的廢水，對其成分進行分析，然后選擇一種或幾種方法聯合的方式進行處理，才能達到理想的處理效果。

城市污水再生回用優化分析:淺談城市工業污水處理及回用

【摘 要】近年來，隨著我國工業的不斷發展，經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污水的集中基本的方法，然后找到處理及回用工業污水的策略，從而有效提升工業發展的綜合效益。

【關鍵詞】城市；工業污水；處理

隨著科技的不斷發展與進步，全球人口的日益增加，人們對水的需求總量不斷增多，從而產生水資源短缺。另外，在城市規模不斷擴大及工業水平不斷發展的情況下，人們經常不注意生活及工業用水排放，造成水質惡化，水體不斷遭到污染，水資源問題已經成為世界性課題。

1 幾種基本的處理工業污水方法

不同的工業污水具有不同的水質及回收目的，因而要根據實際情況合理選擇相應的處理及回收方法，從而實現對工業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，往往很難實現除去工業污水當中的所有污染物，因而大部分的工業污水都利用多種處理方法進行綜合處理。通常來講，處理工業污水的方法有這樣幾種：首先是一級處理，將工業污水中那些比較大的懸浮性的物質除掉，這種方式主要利用物理原理，在經過一級處理后依然無法排放的工業污水，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，也就是將工業污水當中那些已經溶解的、呈現膠體狀態物質處理掉。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，經過二級處理后的工業污水就可以正常排放了，有部分水也可以實現回用。如果還有更高一步的要求，就要對工業污水進行三級處理，即深度處理。通過這個步驟，能夠將工業污水當中的溶解鹽類、難降解物質、營養物質有效去除，從而能夠直接回用到工業當中。一般情況下，經過前兩個級別的處理，工業污水就能夠正常排放和回用，但如果對回收水質有較高要求，就必須高度重視三級處理，因為在工業水平不斷提高的情況下，工業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如下：沉淀、混凝、消毒、過濾等等。更新近一點的技術則有反滲透、炭吸附、電滲析、離子交換等等。

2 城市工業污水的回用

2.1 工業用水的回用方法

從目前來看，城市的工業污水回用于工業的方法如下：首先，城市相關的污水處理廠對工業污水進行二級處理，即混凝、沉淀、過濾及消毒，然后回用；其次，城市相關的污水處理廠對工業污水進行二級處理，即生物接觸性氧化的方法、混凝、沉淀、過濾，然后回用；再次，城市相關的污水處理廠對工業污水進行二級處理，即微絮凝、過濾、消毒然后回用；最后，城市相關的污水處理廠對工業污水進行二級處理，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

城市的工業污水會用于工業的方法如下：首先，城市相關的污水處理廠對工業污水進行二級處理，利用淹沒式的生物濾池過濾，然后消毒回用。其次，城市相關的污水處理廠對工業污水進行二級處理，即混凝、沉淀、過濾及消毒，然后回用；再次，城市相關的污水處理廠對工業污水進行二級處理，即微絮凝、過濾、消毒然后回用；最后，城市相關的污水處理廠對工業污水進行二級處理，即生物接觸性氧化的方法、混凝、沉淀、過濾，然后回用；

2.3 城市河道的生態用水回用方法

在城鎮化水平不斷提高的同時，我國城市河流的水質問題日益嚴重，很多河流及湖泊都時常斷流、缺水，對城市環境及居民生活都產生了很大的影響。所以如果采用回用水進行景觀水體使用，應高度重視水體富營養問題以及相應水體中的有毒物質和病原體對自然環境及人體健康所產生的影響。現階段，在河道水回用方面，通常都會采取以下幾種流程：城市相應的污水處理工廠進行二級處理的出水，經過相應的砂慮和消毒后進行排放；城市相應的污水處理工廠進行二級處理的出水，經過相應的微絮凝、過濾以及消毒然后進行合理的回用；城市相應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；城市相應的污水處理工廠進行二級處理的出水，通過相應的生物學方面的接觸氧化法，然后進行相應的混凝、沉淀以及過濾，最后進行回收利用。

3 淺析城市的工業污水的回用策略

3.1 城市工業污水的回用方法

從目前看來，對城市工業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，利用相應的城市污水處理廠經過處理后的水，進行深度處理，然后輸送到城市的水管網當中，合理分配到各家各戶。這種方式能夠有效提升規模效益，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置相應的中水系統，吧處理完的自身排出的污水回用，這種方式能夠有效節約費用，可針對不同要求、不同對象，靈活的采用相應的處理工藝。

3.2 工業污水分散回用的策略

在我國經濟不斷發展，城鎮化水平逐漸提升的情況下，各個工廠及小區排放的污水越來越多，采用大型的污水管道截流到相應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無法達到這種水平，所以城市中的工廠或者住宅小區進行生活污水站自建工程，將相應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 工業污水集中回用的策略

因為城市的中水系統是由不同的污水處理廠組成，相應的污水廠又要根據實際情況采用科學的方法處理污水，對工業污水的處理程度及相應回用水用戶的要求不同，相應的工藝流程也就千差萬別。

4 結語

隨著我國工業化水平、城鎮化水平的不斷提升，城市工業污水的排放量越來越大。合理采用相應的處理城市工業污水的方法，有效提升城市工業污水回用效率，將有利于促進我國經濟水平及人們生活水平的提高。

城市污水再生回用優化分析:城市污水回用及效益分析

摘要：我國是干旱缺水嚴重的國家，開發新水源、減少水資源的消耗成為目前水環境治理的首要任務。城市污水經深度處理后可回用于某些特定領域，具有顯著的環境效益、社會效益和經濟效益。

關鍵詞：污水回用 環境經濟 環境效益 經濟效益

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，第二個特點是地區分布不均，由東南向西北遞減，與人口、耕地的分布不協調。

1.2污水回用的興起與發展

減輕水體污染程度、改善生態環境、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中的良性循環，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]。

現代城市污水回用已經有近百年的歷史，技術上已經很成熟。與國外發達國家相比，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上已經成熟，而且從經濟效益和環境效益考慮也是可行的[2]。

2、污水回用主要途徑

根據目前城市污水回用技術的發展情況，城市污水回用的途徑主要包括農業用水，環境用水，工業用水，市政雜用水，地下水回灌等[3]、[4]。

2.1農業用水

農業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。污水回用于農田灌溉時，不僅能給農業生產提供穩定的水源，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，又增加了農作物產量，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村地區無節制地超采地下水。

2.2環境用水

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，既達到優水優用、節約用水的目的，又美化了環境。

2.3工業用水

工業用水包括冷卻水，鍋爐用水，工藝用水，產品用水等。在城市供水中， 50%～80%是工業用水，工業用水占城市用水的比例很大，但與生活飲用水等相比，要求的水質水平較低，城市污水經二級處理后，再經適當的三級處理， 一般都能滿足工業用水水質要求。

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。中水回用時應格外注意衛生，不應含有致病菌，應清潔、無臭、無毒，且懸浮物含量滿足應用要求。

2.5地下水回灌

再生水回用于地下水回灌體現了“減量化、資源化、無害化”的污染治理原則和可持續發展的戰略思想。將城市污水二級處理后回灌于地下，水在流經一定距離后同原地下水源一起作為新的水源開發。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，直接向工業和生活雜用水供水。

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，有效地節約和利用有限的、寶貴的淡水資源，具有明顯的社會效益、環境效益和經濟效益[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發展戰略政策，是我國現階段環保投資的重點領域。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，經深度處理達到回用水水質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境、創建國家衛生城市，為子孫后代造福的公用事業工程。該工程實施后，可有效地解決服務區域水資源短缺問題，為城市服務，為社會服務，可改善城市市容，提高衛生水平，保護人民身體健康，保護自然風景，促進城市旅游事業的發展。

3.2污水回用環境效益分析

環境效益是指由于人類的活動給自然環境系統，也包括社會環境系統造成的影響而產生的效應。污水回用帶來的環境效益是顯著的，它在治理環境污染和生態破壞方面起著至關重要的作用。

（1）污水回用工程提高了服務區域水體的污染治理水平，增強了區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狀，減少了水資源的開發利用量，為社會經濟環境的持續發展提供了必備的物質基礎。

（3）污水回用工程可間接有效地控制水土流失、土地沙漠化等環境問題，很大程度上使環境質量得到改善。

3.3污水回用經濟效益分析

污水回用工程可產生直接的經濟效益，同時對社會經濟的長遠可持續發展的作用也是顯著的。污水回用的直接經濟效益包括污水廠銷售再生水等產品的直接經濟效益、用戶以再生水替代優質水的直接經濟效益、再生水利用而增加城市工業用水帶來的經濟效益和再生水利用而增加農業用水帶來的經濟效益。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，減少由此造成的經濟效益為間接經濟效益[6]。

（1）污水回用工程可有效地節約水資源，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利用，對國民經濟有一定的促進作用。微觀上，可促使企業有效利用廢水，促進了企業經濟效益的提高。

（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采用新技術、加快技術改造，提高了企業的技術水平，同時減少了企業的環境支出，可促進企業資金的流通和再生產。

（4）污水回用工程的建設及運營可促進一系列新興產業的發展。

（5）污水回用可促進區域水產業良性、穩定的發展。

4、結論

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，改善生態環境與社會經濟環境，促進工農業的發展，促進和保障人體健康。污水回用產生的經濟、社會和環境效益顯著，符合國家可持續發展、創建節水型城市的發展戰略。因此，繼續研究和開發污水深度處理新工藝，積極建設污水回用設施具有巨大發展前景。

城市污水再生回用優化分析:淺議城市污水回用的發展趨勢

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，然后探討了城市污水回用的發展趨勢。

關鍵詞：城市污水回用；技術；發展趨勢

隨著我國人口的不斷增長和經濟的飛速發展，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，再加上地區性水資源分布不均和周期性干旱，導致水資源的供需矛盾日趨尖銳。水資源短缺已經成為制約我國社會經濟發展的瓶頸。污水經適當的再生處理，可重復利用，實現水在自然界中的良性循環。城市污水就近可得，易于收集和處理，數量巨大且來源穩定可靠，不受氣候等自然因素的影響，無水資源權爭議問題。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水、海水淡化等相比更為經濟。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定的水質標準后，回用于生活、市政、環境等范圍內的非飲用水方面。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建立小型中水處理站，以生活污水、（優質）雜排水為水源，經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）小區污水再生回用，指在小區（住宅或工業）、機關院校內建立中小型中水處理站，以生活污水或（優質）雜排水、工業廢水等為水源，經適當處理后回用于建筑沖廁、汽車沖洗、區內綠地道路澆灑等市政雜用。（3）區域污水再生回用，指在城市區域范圍內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，經適當處理后回用于生活、市政、環境等范圍內的非飲用水方面。

二、城市生活污水處理的工藝技術分析

城市污水的處理技術多種多樣，目前應用較廣的仍然是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。按照構筑物的組成形式、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。20世紀70年代，Barnard又提出改良型Ludzaok-ettinger脫氮工藝，即廣泛應用的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，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的內回流。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工藝中增設缺氧區，構成厭氧―缺氧―好氧系統，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、耐沖擊的優點，且運轉靈活、穩定，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器完成脫氮除磷的工藝。它是通過對進水、曝氣時間、反應器內溶解氧濃度等運行參數的合理控制，在時間序列上實現厭氧／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工藝的處理構筑物少，處理過程大為簡化，該工藝對水質、水量的變化具有一定的適應性，不易產生污泥膨脹。

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。氧化溝系統較常規A/O等工藝省去了污泥回流和混合液回流，因此，節省動力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的污泥混合液分別回流至缺氧區，其中攜帶的NO3在缺氧區內經反硝化而去除。為了補充厭氧區中污泥的流失，增加了缺氧區至厭氧區的混合液回流。在廢水CODCR/TKN適當的情況下，缺氧區中反硝化作用完全，可以使缺氧區出水中的NO3－濃度保持近于零，從而使接受缺氧區混合液的厭氧區NO3－亦接近于零，保持較為嚴格的厭氧環境，從而提高了厭氧放磷及整個系統的除磷效率，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，由于增加了缺氧區至厭氧區的混合液回流，運行費用略有增加。

三、生活污水處理及回用發展新趨勢

1.二級處理的池體向一體化方向發展。

城市污水二級處理傳統工藝流程為：沉砂池―初沉池―生物反應池―二沉池，污泥從二沉池回流到生物反應池，這樣一種傳統的工藝流程，每一個池體分建成單獨的構筑物。近十年來隨著城市用地緊張，自動化控制的成熟和發展，污水處理工藝也有很大的突破，發展了很多使各生物反應池共用池壁或生物反應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展。

2.由大規模污水集中處理向分散式處理發展。

在進行大規模污水集中處理時，必然進行相應的管網的建設，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下降，可能到了終端用戶時，回用水的水質已經達不到回用用途的要求。近年來一大批生活小區、別墅在市郊建設起來，生活污水無法進入排水管網；風景區、旅游區、工廠礦山、部隊營房也存在生活污水和一些工業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，社會的發展，環境的變遷都是認識領域發展的原動力，于是出現了新的哲學思想，即目前全世界科學家都積極倡導的污水分散處理的思想，就地處理就地回用，實現水平衡和水循環。

四、結束語

當前形勢要求必須開發高效節能的成套污水處理裝置，使中小型污水處理工程設備化，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、學校、小城鎮、旅游區等，可根據處理后的出水水質的不同，回用于農業灌溉、沖洗廁所、澆灌綠地、沖洗汽車等，其優勢在于降低了地下輸送管網建設費用，保證回用水的質量，提高水的重復利用率。

城市污水再生回用優化分析:城市污水回用問題分析

【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上，強調污水回用技術的重要意義。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推廣等。

【關鍵詞】水資源；污水回用；農業灌溉；污水處理；城市污水

一、我國污水回用現狀和存在的問題

我國近十年來，隨著城市水荒的加劇，各級領導對水的問題越來越關注，認識到了水的危機是21世紀面臨的巨大挑戰之一。目前，針對我國北方部分城市在經濟發展中急需解決的缺水問題，研究開發出了適用于部分缺水城市的污水回用成套技術、水質指標和回用途徑。

目前，我國城市污水回用存在的問題主要有：1.現行自來水價格過低，水回用缺乏內在動力；2.污水回用缺乏完善必要的法規及相應的鼓勵政策；3.城市污水回用設施布局需要調整，健全回用輸配水管道系統；4沖水設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.在資金和技術上，我國目前擁有的技術還不能做到在全國范圍內實行污水回用，而一些中小城市在資金和技術方面更是存在著或多或少的困難。

2.目前，國內對污水回用更關注的是它的經濟效益問題。我們可以從國內已經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、現狀分析

（一）污水回用于工業

長期以來，工業用水量很大，由于用途不同，對水質的要求也不同，排放的污水性質也不同。要求水質滿足工廠各部門的需要是不經濟的做法。如果回用水達到生產標準而且污水回用的成本低于從廠外購買“新鮮水”的價格，則可將其作為生產水源。

（二）污水回用于農業灌溉

處理的污水用于農業灌溉有以下幾方面的優點：1.水源的成本低；2.回用水中含有的營養物質有助于植物生長；3.對防治污染與解決環境衛生問題是一種經濟的廢水處置方法。

（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，同時引發了地面沉降。沿海地區超量開采地下水使淡水位大幅下降，海水入侵，地下水水質變咸，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，只能滿足對水質要求較低的使用。隨著污水回用領域的擴大，對回用水的水質要求越來越高，因此需要根據不同的使用目的制定不同的水質標準，進行進一步的深度處理。而且，將要建設的污水處理廠在設計之初就應考慮到污水回用計劃。

（二）污水灌溉理論研究滯后

在合理使用該技術時應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測，確保灌溉水源安全。2.結合灌溉物種的生長、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要定期監測土壤、地下水、生態環境方面的情況。4.結合地區特點選擇適宜的灌溉方式，防止造成環境的二次污染。

（三）水價偏低阻礙回用水技術推廣

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，將價格作為經濟杠桿，實現用水商品化。

五、結語

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、設備和管理體制還不夠完善，阻礙了該技術的推廣使用。為了改善污水回用的現狀，應引入市場化運營機制，利用經濟杠桿推動污水回用市場的持續發展。同時還應不斷深入地進行污水回用基礎理論的研究和工程實踐的總結推廣，為污水回用提供必要的技術支持。