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        污水處理廠中水回用技術研究日期:2015-09-22     人氣:262

          摘要:當前,由于供水不足給城市工業造成了很大的損失,同時給居民生活帶來許多困難和不便,成為社會中的一種隱憂。擺在眼前的現狀告訴我們,必須加快水資源可持續利用、合理配置污水資源化、緩解城市水資源緊缺。而中水回用技術就是污水資源化的一種重要方法,它既可以減少廢水對環境的污染,又增加了日常可利用水的數量,具有顯著的經濟效益、社會效益和環境效益。
          關鍵詞:污水處理廠;中水回用;技術
          中圖分類號:U664文獻標識碼: A
          引言
          中水回用是指以污水處理廠的尾水為原水,經進一步處理后達到國家回用水標準,可以在一定范圍內重復使用的非飲用的雜用水、其水質介于上水和下水之間。隨著人口增加,城市化加快,河流湖泊等水體污染現象日益突出,城市污水的再利用是節約及合理利用水資源的有效途徑,也是防治水環境污染、促進城市可持續發展的一個重要方面,還是水資源良性循環的重要保障措施,已越來越受到有關方面的重視。國外如日本創造了中水道系統,在建筑群內設雙管供水系統,利用中水沖刷廁所、用作冷卻水、澆花園和場地、沖洗馬路和汽車、用作景觀和消防水;國內如北京、大連、青島、太原等城市也大力發展中水回用,大連春柳河水質凈化廠是我國第一個中水回用示范工程,把中水回用于附近的工程作為冷卻水、洗焦水、消防用水、市政雜用水等。可以說,中水的利用是環境保護、水污染防治的主要途徑,是社會、經濟可持續發展的重要環節。
          一、城市污水處理廠中水回用工程的可行性
          當前,面對城市發展的需求,產生的大量污水急切需要進行有效處理,因此我國政府也加強了對城市污水廠的有效投資,對水污染的治理以及水資源緊缺情況的環節,進行中水回用技術的應用能夠為其奠定良好的基礎。在城市污水處理廠中安裝污水的回用喜用,對于原來的污水處理工藝進行深度處理,就能夠使得污水有效的轉化為能夠符合一定水質標準的中水。在城市污水處理廠增設中水回用系統,從技術上說比較簡單。污水的回用開辟了第二水源,降低了城市新鮮水取用量。污水回用減少了污水的排放量,減輕了污染,也減少了治理環境污染的投資,具有多重效益。
          二、污水處理廠常用的中水回用技術
          生活污水污染物濃度較低(小于0.1%),可生化性較好,處理難度較小,主要污染物的濃度指標COD、BOD5、SS、NH3-N可滿足處理技術要求。設計進水水質執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A標準和一級B標準。
          表1設計出水主要水質指標
          (一級A標準)(單位mg/L)
          
          
          
          表2設計出水主要水質指標
          (一級B標準)(單位mg/L)
          
          (一)物理化學處理技術
          (1)過濾法
          利用過濾介質截流污水中的懸浮物。在排水工程中,廢水通過下水道流入水處理廠,首先應經過斜置在渠道內的一組金屬制的呈縱向平行的框條(格柵)、穿孔板或過濾網(篩網),使漂浮物或懸浮物不能通過而被阻留在格柵、細篩或濾料上。
          這一步屬廢水的預處理,其目的在于回收有用物質;初步澄清廢水以利于以后的處理,減輕沉淀池或其他處理設備的負荷;保護抽水機械,以免受到顆粒物堵塞發生故障。保護水泵和其他處理設備。格柵截留的效果主要取決于污水水質和格柵空隙的大小。清渣方法有人工與機械兩種。柵渣應及時清理和處理。
          篩網主要用于截留粒度在數毫米到數十毫米的細碎懸浮態雜物,如纖維、紙漿、藻類等,通常用金屬絲、化纖編織而成,或用穿孔鋼板,孔徑一般小于5mm,最小可為0.2mm。篩網過濾裝置有轉鼓式、旋轉式、轉盤式、固定式振動斜篩等。不論何種結構,既要能截留污物,又便于卸料及清理篩面。
          (2)吸附法
          活性炭具有極大的比表面積,其顆粒越小,比表面積越大,吸附效果越好,在微污染水的預處理中是應用較為有效的方法。活性炭可以通過極大表面積的吸附和一部分生物降解作用有效地去除水中色度、臭味,同時可以去除水中所含的多數有機污染物以及有毒的重金屬和消毒副產物。研究表明活性炭固定床吸附器可以有效的去除雷瑪素活性黃染料中的溶解色度。研究了活性炭和二氧化鈦聯用技術表明,活性炭在1h內對色度的去除率可以達到90%。同時,二氧化鈦通過光催化氧化作用可以對活性炭比表面吸附的有機物進行分解,達到使活性炭可以得到再生重復利用目的。
          活性炭處理技術因其占地面積小,操作簡便,對水質、水量、水溫變化的適應性強,飽和炭可再生重復使用,是一種具有廣闊應用前景的微污染水預處理技術。但是活性炭由于對大多數極性短鏈含氧有機物不能有效的吸附去除,同時活性炭再生很難進行快速處理,而且再生成本較高,在一定程度上制約了其廣泛應用。
          (二)生物處理技術
          生物處理技術是利用微生物自身可對有機物、含氮化合物、含磷化合物等物質進行分解吸收來產生能量、營養物質的特性,培養出某些特定的微生物。利用這種特性處理污水中的污染物質,能達到凈化水質的目的。
          (1)生物反應器
          生物反應器是物化和生化處理技術的集成。應用兩級過濾膜生物反應器專利技術處理城市污水廠二級排水,進水水質COD100mg/L,BOD≤30mg/L,NH3-N≤440mg/L,TP1.0mg/L,SS≤30mg/L;出水水質COD≤30mg/L,BOD5≤10mg/L,NH3-N≤10mg/L,TP≤0.5mg/L,無SS。實踐表明,生物反應器具有良好的穩定性和可靠性,出水優于工業用水、循環冷卻水的水質要求。
          (2)生物濾池
          有關研究表明,采用曝氣生物濾池工藝處理印染廢水的二級生化出水,廢水COD濃度從進水90~140mg/L降到80mg/L以下,色度從32倍降到16倍以下,排放水質穩定。通過近半年的試驗,曝氣生物濾池工藝具有占地面積少、運行穩定、成本低、出水水質好等優點,在印染廢水深度處理中有重要的作用。氣浮-好氣濾池工藝對色度、COD、氨氮、總磷、濁度等去除率高,是值得推廣應用的污水廠二級出水深度處理和回用工藝。
          (3)人工濕地
          人工濕地污水處理技術是利用植物根系的吸收和微生物的作用,并經過多層過濾作用來達到降解污染、凈化水質的目的。它是一種充分利用人工介質中棲息的植物、微生物以及基質所具有的物理、化學特性來處理污水的技術。
          利用生態氧化池/生態礫石床/垂直流人工濕地組合工藝,用于處理城市污水處理廠尾水,處理廠出水水質為COD50mg/L、BOD510mg/L、NH3-N10mg/L、TP0.5mg/L,連續5個月試運行后,COD、BOD5和NH3-N的平均去除率分別為70.3%、69.0%、91.9%,出水水質為COD20mg/L,BOD54mg/L,NH3-N1.0mg/L,TP0.2mg/L。可見,生態氧化池/生態礫石床/垂直流人工濕地組合工藝在污水處理廠尾水深度處理方面具有明顯的優勢。
          (三)膜分離技術
          膜分離技術起步于20世紀60年代,是一種新型高效的污水處理技術,包括微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)等方法。
          (1)反滲透
          反滲透技術在膜分離中應用廣泛。在國內冷軋行業中,首鋼冷軋薄板生產線率先利用市政污水廠處理后外排污水作為水源,采用雙膜法(超濾+反滲透)處理。進水電導率1490us/cm,出水電導率穩定在40us/cm以下,遠低于75us/cm的用水水質要求,可用作凈循環冷卻水和制冷換熱水的補充。針對石化行業污水回用處理問題,科研人員開發了集成式懸浮載體生物氧化/砂濾/臭氧活性炭處理/超濾反滲透的組合工藝,處理廠外排水,濁度13.5~81.0NTU、COD170.2mg/L、NH3-N0~57.7mg/L、石油類10.7mg/L、電導率1800~2600us/cm,含鹽量高。連續7個月的中試結果表明,處理后外排水中COD、NH3-N、石油類和濁度等均優于回用水標準,可作為工業循環冷卻、綠化和辦公等用水。
          (2)微濾
          應用混凝動態膜工藝對印染廢水的二級出水進行深度處理,研究表明,進水COD90~100mg/L。最佳投量下使用一體式混凝動態膜工藝,COD去除率達到57%,出水COD38.7~43.0mg/L,能保證印染廢水達標回用。采用連續微濾膜(CMF)系統對污水廠二級排放水進行深度處理,凈化后的水清澈透明、無異味、濁度<0.1NTU(低于設計值0.2NTU)、SDI值<3。CMF出水滿足國家生活雜用水標準,可直接回用于綠化、景觀、沖廁等;同時,CMF出水滿足反滲透系統進水要求,可進一步脫鹽。
          (3)納濾
          采用微濾/納濾深度處理COD為125.70mg/L的二級出水,經微濾處理后出水COD為65.13mg/L去除率在50%左右,經納濾處理后出水COD為24.00mg/L,其他指標如硬度、電導率、吸光率等完全滿足回用要求。
          (四)其他處理技術
          一些新型的污水深度處理技術如超導磁分離技術能有效地提高廢水的可生化性,具有投資少、反應時間短、效率高、能耗低等優點。盡管該法分離效果很好,但是需加入有機絮凝劑,沒有完全擺脫因有機絮凝劑的加入帶來的二次污染。另外,高壓脈沖放電技術、超聲波、生物酶、生物制劑增效法、三維電極、光敏化半導體等,作為催化劑處理有機廢水技術也逐漸應用于污水研究中。許多組合技術更是應用廣泛,如混凝沉淀/過濾/氨解析/炭柱組合工藝、雙介質過濾/反滲透組合工藝、超濾/紫外光/反滲透生產新生水組合工藝、混凝沉淀/精密過濾/臭氧氧化/石英砂過濾/活性炭過濾/中空超濾組合工藝等對城市污水的深度處理都有較好的效果。
          結語
          中水回用的直接經濟效益是回用水的水價明顯低于自來水的水價,有助于污水處理廠降本增效工作。中水的充分利用除了為我們提供一個非常經濟的新水源、緩解水資源短缺外,還能減少污水排放數量,減輕城市排水與污水處理的負擔,以較少的投資取得較大的供水量,經濟、合理、可行,具有良好的社會效益、經濟效益和環境效益,應用前景廣闊。
          參考文獻
          [1]康麗萍.市政污水回用深度處理中雙膜法的應用[J].甘肅科技.2010(14)
          [2]徐綺坤,汪曉軍.曝氣生物濾池在印染廢水處理中的應用[J].環境科學與技術.2010(06)[3]耿土鎖,吳晨波.纖維球過濾用于污水深度處理的技術經濟優勢[J].環境科學與技術.2010(S1)

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