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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(fù)利用水體的補給水和生活用水。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(fù)荷現(xiàn)象，具有明顯的社會效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

基本原理

污水處理技術(shù)盡管很多，但其基本原理主要包括分離、轉(zhuǎn)化和利用。 分離是指采用各種技術(shù)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低限度。轉(zhuǎn)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， 采用生物化學(xué)、化學(xué)或電化學(xué)的方法，使水中溶解的污染物轉(zhuǎn)化成無害的物質(zhì)，或者轉(zhuǎn)化成容易分離的物質(zhì)。總之，污水處理應(yīng)使水中污染物朝有利于治理的方向發(fā)展。

作用

污水處理后可應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、建筑、地下水回灌、景觀、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(jìn)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(zhì)不能滿足要求，則會破壞土壤結(jié)構(gòu)，使農(nóng)yao以及重金屬在作物和土壤中積累，降低農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)量。回用污水中污染物的限度要以作物種類及生長階段以及水文地質(zhì)條件等為依據(jù)，其水質(zhì)必須符合《農(nóng)業(yè)灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》。

污水灌溉是具有風(fēng)險的，由于對污水處理程度不夠或長期灌溉風(fēng)險估計不足，我國的污水灌溉已有很多經(jīng)驗教訓(xùn)，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(yán)重的鎘污染，稻田含鎘5—7mg/Kg；天津近郊因污水灌溉導(dǎo)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(jì)80年代中期，對北京某污灌區(qū)進(jìn)行的抽樣調(diào)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(dá)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(shè)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(shè)，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(diào)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(yán)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(fù)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(zhì)的要求差異很大，水質(zhì)要求越高，水處理的費用就越高。理想的回用對象應(yīng)是冷卻用水和工藝低質(zhì)用水(洗滌、沖灰、除塵、直冷等)。當(dāng)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(zhì)，并要計算回用污水及其處理的費用，以求大的經(jīng)濟(jì)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(yīng)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(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。

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(yán)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(zhì)，直接向工業(yè)和生活雜用水供水。污水回灌地下水對水質(zhì)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(jī)物與重金屬，一旦回灌水質(zhì)達(dá)不到要求，將會對地下水含水層造成污染。

注意事項

（4）應(yīng)符合應(yīng)用對象對水質(zhì)的要求或標(biāo)準(zhǔn)；

（5）應(yīng)為使用者和公眾所接受；

（6）回用系統(tǒng)在技術(shù)上可行、操作簡便；

（7）價格應(yīng)比自來水低廉；

（8）應(yīng)有安全使用的保障。

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(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，城市缺水問題日益突出。當(dāng)前相當(dāng)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(yán)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(nèi)許多城市的污水處理廠建設(shè)了回用處理設(shè)施。

從國內(nèi)外污水回用的發(fā)展?fàn)顩r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(shù)可靠、管理科學(xué)、運行穩(wěn)定的回用工程。就當(dāng)前國內(nèi)外的形勢來看，污水回用的發(fā)展方向可以總結(jié)出以下幾點：

1、制定合理的、完善的回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 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(xué)依據(jù)，各國制定的回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)有較大差異。因此深入研究，制定合理的、完善的回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，將大大推動污水回用的發(fā)展。

2、發(fā)展價廉的污水回用處理技術(shù) 完善的污水回用處理技術(shù)是促進(jìn)污水回用進(jìn)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。

相關(guān)技術(shù)

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(dá)標(biāo)排放的基礎(chǔ)上，經(jīng)過生物流化床和陶瓷膜分離系統(tǒng)，進(jìn)一步降低COD、NH-N、濁度等指標(biāo)，一方面可直接回用，另一方面也可作為RO脫鹽處理的預(yù)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(jī)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(jī)陶瓷膜分離系統(tǒng)，是世界套污水處理的無機(jī)膜分離系統(tǒng)，和其它的有機(jī)膜、無機(jī)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(chǔ)，以粉末活性炭(Pow-dered activated carbon，簡稱PAC)為載體，結(jié)合膜生物反應(yīng)器工藝(Membrane bioreactor,簡稱MBR)的固液分離技術(shù)，使反應(yīng)器集活性炭的物理吸附、微生物降解和膜的分離作用為一體，使水體中難以降解的小分子有機(jī)物與在曝氣條件下處于流化狀態(tài)的活性炭粉末進(jìn)行充分地傳質(zhì)、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(biāo)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(qiáng)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(jī)物進(jìn)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(jī)物的粉末活性炭等懸浮顆粒分開，通過錯流過濾，進(jìn)一步凈化污水，使其達(dá)到中水回用標(biāo)準(zhǔn)。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(jī)物等。

MBFB機(jī)理

在MBFB反應(yīng)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(jī)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(hù)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(jī)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(qiáng)度流化、混合、傳質(zhì)、剪切作用下，實現(xiàn)對微污染小分子有機(jī)物的分解。

1、PAC對小分子有機(jī)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(jī)物的分解作用；

2、PAC對微生物的吸附和保護(hù)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(qiáng)；

4、微生物對小分子有機(jī)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(hù)作用，使微生物能有效利用微量的有機(jī)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(jī)物，實現(xiàn)水質(zhì)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(jī)物具有氧化分解作用，可通過生物降解恢復(fù)活性炭吸附能力，實現(xiàn)PAC的生物再生，在MBFB系統(tǒng)中，高強(qiáng)度的三相傳質(zhì)、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(zhì)混合，反應(yīng)效率高；

3、載體不流失；

4、載體流化性能好；

5、氧的轉(zhuǎn)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(jī)陶瓷膜

美國西雅圖環(huán)境科技公司研發(fā)的滌餌DECLEAN無機(jī)陶瓷膜系統(tǒng)，是在普通陶瓷膜研究的基礎(chǔ)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(jī)陶瓷膜在水處理中應(yīng)用的兩個大障礙（價格昂貴、膜通量?。篃o機(jī)陶瓷膜應(yīng)用于水處理成為可能。

歷史意義

污水回用發(fā)展到今天，人們已經(jīng)認(rèn)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(jìn)步、技術(shù)發(fā)展、對公共衛(wèi)生危險認(rèn)識提高的反映。由于污水、再生水和水回用之間的關(guān)系鏈得到了人們越來越正確的認(rèn)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。