回用污水
污水回用既可以有效地節(jié)約和利用有限的和寶貴的淡水資源，又可以減少污水或廢水的排放量，減輕水環(huán)境的污染，還可以緩解城市排水管道的超負荷現(xiàn)象，具有明顯的社會效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。將廢水或污水經(jīng)二級處理和深度處理后回用于生產(chǎn)系統(tǒng)或生活雜用被稱為污水回用。污水回用的范圍很廣，從工業(yè)上的重復利用水體的補給水和生活用水。
1簡介
污水處理技術盡管很多，但其基本原理主要包括分離、轉化和利用。[1] 分離是指采用各種技術方法，把污水中的懸浮物或膠體微粒分離出來，從而使污水得到凈化，或者使污水中污染物減少至最低限度。轉化是指對已經(jīng)溶解在水中、無法“取”出來或者不需要“取”出來的污染物，[2] 采用生物化學、化學或電化學的方法，使水中溶解的污染物轉化成無害的物質，或者轉化成容易分離的物質。總之，污水處理應使水中污染物朝有利于治理的方向發(fā)展。
2作用
污水處理后可應用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、建筑、地下水回灌、景觀、娛樂、河流生態(tài)維持等方面，不同的用途對污水處理有不同的要求。
一、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。但如果污水水質不能滿足要求，則會破壞土壤結構，使農(nóng)藥以及重金屬在作物和土壤中積累，降低農(nóng)產(chǎn)品質量及產(chǎn)量?；赜梦鬯形廴疚锏南薅纫宰魑锓N類及生長階段以及水文地質條件等為依據(jù)，其水質必須符合《農(nóng)業(yè)灌溉水質標準》。
污水灌溉是具有風險的，由于對污水處理程度不夠或長期灌溉風險估計不足，我國的污水灌溉已有很多經(jīng)驗教訓，如沈陽張士灌區(qū)用污水灌溉20多年后，污染耕地2500h㎡，造成嚴重的鎘污染，稻田含鎘5—7mg/Kg；天津近郊因污水灌溉導致2．3萬h㎡農(nóng)田受到污染；廣州近郊因為污水灌溉污染農(nóng)田2700h㎡，因施用含污染物的底泥約13333h㎡的土壤被污染，污染面積占耕地面積的46%；20世紀80年代中期，對北京某污灌區(qū)進行的抽樣調查表明，大約60%的土壤和36%的糙米存在污染問題。
二、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。一個城市沒有水就沒有靈氣。用中水補充河湖水系，替代其它水源一舉兩得，既達到優(yōu)水優(yōu)用、節(jié)約用水的目的，又美化了環(huán)境。水資源缺乏是北京生態(tài)環(huán)境建設的重點和難點，充分開發(fā)利用中水將為城市水系補充用水和綠化用水提供充足的水資源保證。隨著北京生態(tài)居住區(qū)的建設，城市綠化用水將不斷增加，中水將成為城市綠化用水的主要來源。
三、工業(yè)用水
據(jù)調查，北京工業(yè)用水占全市各業(yè)用水的25%左右，在節(jié)水方面仍有很大潛力。面對淡水日缺、水價上漲的嚴峻現(xiàn)實，工業(yè)企業(yè)除了盡力將本廠廢水循環(huán)利用以提高水的重復利用率外，對城市污水回用也日漸重視。工業(yè)用水根據(jù)用途的不同，對水質的要求差異很大，水質要求越高，水處理的費用就越高。理想的回用對象應是冷卻用水和工藝低質用水(洗滌、沖灰、除塵、直冷等)。當考慮某項工藝是否可以利用回收的污水時，必須滿足需要的水質，并要計算回用污水及其處理的費用，以求最大的經(jīng)濟效益。
四、市政雜項用水
主要用于建筑施工、噴灑路面、洗車和沖廁等。據(jù)測算，北京200多萬輛車如果都用中水洗車，每天能節(jié)省近1．3萬戶居民一個月的生活用水。中水回用時應格外注意衛(wèi)生，以免危害消費者的身體健康。此外，中水中不應含有致病菌，應清潔、無臭、無毒，且懸浮物含量滿足應用要求。
五、地下水回灌
近幾十年來由于持續(xù)干旱造成地下水過度開采，北京已形成了超過2500k ㎡的漏斗區(qū)，嚴重地影響了地面生態(tài)系統(tǒng)和地下水吸取水層的安全。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，直接向工業(yè)和生活雜用水供水。污水回灌地下水對水質要求很高，回灌前須經(jīng)生物處理(包括硝化與脫氮)，還必須有效去除有毒有機物與重金屬，一旦回灌水質達不到要求，將會對地下水含水層造成污染.
3注意事項
（1）對人體健康不應產(chǎn)生不良影響；
（2）對環(huán)境質量和生態(tài)系統(tǒng)不應產(chǎn)生不良影響；
（3）對產(chǎn)品質量不應產(chǎn)生不良影響；
（4）應符合應用對象對水質的要求或標準；
（5）應為使用者和公眾所接受；
（6）回用系統(tǒng)在技術上可行、操作簡便；
（7）價格應比自來水低廉；
（8）應有安全使用的保障。
4發(fā)展前景
我國是一個水資源貧乏的國家，人均水資源占有量僅為世界平均水平的1/4。隨著經(jīng)濟發(fā)展和城市化進程的加快，城市缺水問題日益突出。當前相當一部分城市水資源短缺。據(jù)統(tǒng)計，全國669個城市中，400個城市常年供水不足，其中110個城市嚴重缺水。為了解決水資源短缺的問題，污水回用工作日益受到重視，國內許多城市的污水處理廠建設了回用處理設施。
從國內外污水回用的發(fā)展狀況來看，污水回用現(xiàn)已受到比較普遍的重視，許多缺水地區(qū)已經(jīng)建立了一批技術可靠、管理科學、運行穩(wěn)定的回用工程。就當前國內外的形勢來看，污水回用的發(fā)展方向可以總結出以下幾點：
1、制定合理的、完善的回用水水質標準 對于污水回用，仍存在一些對人體健康和環(huán)境的不確定因素。由于對污水回用還沒有全面的科學依據(jù)，各國制定的回用水水質標準有較大差異。因此深入研究，制定合理的、完善的回用水水質標準，將大大推動污水回用的發(fā)展。
2、發(fā)展高效價廉的污水回用處理技術 完善的污水回用處理技術是促進污水回用進一步發(fā)展的保證，常用的污水回用處理方法有：
(1) 固液分離：絮凝、沉淀和過濾；
(2)生物處理：好氧生物處理、氧化塘和消毒；
(3)深度處理：活性炭、空氣吹脫、離子交換、石灰處理、膜工藝和反滲透。
5相關技術
污水工藝——MBFB膜生物流化床
MBFB膜生物流化床工藝用于污水回用，能在原有污水達標排放的基礎上，經(jīng)過生物流化床和陶瓷膜分離系統(tǒng)，進一步降低COD、NH-N、濁度等指標，一方面可直接回用，另一方面也可作為RO脫鹽處理的預處理工藝，替代原有砂濾、保安過濾、超濾等冗長過濾流程，同時有機物含量的降低大大提高RO膜使用壽命，降低回用水處理成本，無機陶瓷膜分離系統(tǒng)，是世界第一套污水處理專用的無機膜分離系統(tǒng)，和其它的有機膜、無機膜相比，具有膜通量大、可反沖、全自動操作等優(yōu)勢。
工藝概念
膜生物流化床工藝以生物流化床為基礎，以粉末活性炭(Pow-dered activated carbon，簡稱PAC)為載體，結合膜生物反應器工藝(Membrane bioreactor,簡稱MBR)的固液分離技術，使反應器集活性炭的物理吸附、微生物降解和膜的高效分離作用為一體，使水體中難以降解的小分子有機物與在曝氣條件下處于流化狀態(tài)的活性炭粉末進行充分地傳質、混合，被吸附、富集在活性炭表面，使活性炭表面形成局部污染物濃縮區(qū)域；粉末活性炭同時也為微生物繁殖提供了特殊的表面，其多孔的表面吸附了大量微生物菌群，特別是以目標污染物為代謝底物的微生物菌群；同時，粉末活性碳對水體中溶解氧有很強的吸附能力，在高溶解氧條件下，微生物對富集在活性炭表面小分子有機物進行氧化分解，然后利用陶瓷膜分離系統(tǒng)將水和吸附了有機物的粉末活性炭等懸浮顆粒分開，通過錯流過濾，進一步凈化污水，使其達到中水回用標準。研究表明，MBFB能有效除去微污染水體中氨氮、COD和其它難降解小分子有毒有機物等。
MBFB機理
在MBFB反應系統(tǒng)中，粉末活性碳(PAC)由于吸附大量微生物，成為生物活性碳（BAC）,使PAC不僅存在著對小分子有機污染物的吸附和富集作用，還存在著PAC對微生物的吸附和保護作用、PAC對溶解氧的吸附作用、在局部高污染物濃度和高溶解氧條件下微生物對小分子有機物的分解作用以及PAC的生物再生作用。PAC、微生物、溶解氧、污染物等要素在高強度流化、混合、傳質、剪切作用下，實現(xiàn)對微污染小分子有機物的高效分解。
1、PAC對小分子有機物的吸附和富集作用PAC能富集污染物形成局部高濃度區(qū)，有利于微生物生長和對微污染小分子有機物的分解作用；
2、PAC對微生物的吸附和保護作用；
3、PAC對溶解氧吸附作用，隨著活性炭顆粒直徑變小，比表面積增加，PAC對溶解氧的吸附作用越來越強；
4、微生物對小分子有機物的分解作用，MBFB工藝通過PAC對微生物、污染物和溶解氧的吸附和富集作用；通過PAC對微生物的保護作用，使微生物能有效利用微量的有機污染物為底物，以溶解氧為電子受體，分解微污染水體中有機物，實現(xiàn)水質深度凈化；
5、PAC的生物再生作用，活性炭表面生物膜對吸附的有機物具有氧化分解作用，可通過生物降解恢復活性炭吸附能力，實現(xiàn)PAC的生物再生，在MBFB系統(tǒng)中，高強度的三相傳質、混合、紊流、剪切和活性炭顆粒之間的摩擦作用，使活性炭表面老化生物膜不斷脫落，使MBFB保持高效的吸附和生物降解功能。
MBFB特點
1、活性炭粉長期使用，勿需更換或再生；
2、三相傳質混合，反應效率高；
3、載體不流失；
4、載體流化性能好；
5、氧的轉移效率高；
6、污染物高度富集，生物量大；
7、對微污染水處理效果好。
MBFB核心—無機陶瓷膜
美國西雅圖環(huán)境科技公司研發(fā)的滌餌DECLEAN無機陶瓷膜系統(tǒng)，是在普通陶瓷膜研究的基礎上，通過高科技改造，減少膜污染，大大提高膜通量，有效克服了無機陶瓷膜在水處理中應用的兩個最大障礙（價格昂貴、膜通量?。?，使無機陶瓷膜應用于水處理成為可能。
6歷史意義
污水回用發(fā)展到今天，人們已經(jīng)認識到污水作為水源的重要意義。實際上，污水回用系統(tǒng)是通過工程工藝來模擬自然界的水循環(huán)。水循環(huán)系統(tǒng)中包括了有計劃的污水再生、循環(huán)和回用，這是社會進步、技術發(fā)展、對公共衛(wèi)生危險認識提高的反映。由于污水、再生水和水回用之間的關系鏈得到了人們越來越正確的認識，越來越小的循環(huán)圈是可能的，這意味著污水回用有著廣闊的發(fā)展前景。
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