一體化中水回用設備

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雖然中國早在20世紀50年代就開始采用污水灌溉的方式回用污水。但真正將污水深度處理后回用于城市生活和工業生產則是近幾十年才發展起來的，在“六五”專項科技計劃中zui先列入了城市污水回用課題分別在大連、青島兩地作試驗探索。這兩地研究成果表明，污水可以通簡易深度處理再次回用，是很有前途的水源。

1 中水及中水回用的概念

“中水”一詞是相對于上水〔給水〕、下水〔排水〕而言的。中水回用技術系指將小區居民生活廢〔污〕水（沐浴、盥洗、洗衣、廚房、廁所）集中處理后，達到一定的標準回用于小區的綠化澆灌、車輛沖洗、道路沖洗、家庭坐便器沖洗等，從而達到節約用水的目的。中水因用途不同有3 種處理方式：一種是將其處理到飲用水的標準而直接回用到日常生活中，即實現水資源直接循環利用，這種處理方式適用于水資源極度缺乏的地區，但高，工藝復雜；另一種是將其處理到非飲用水的標準，主要用于不與人體直接接觸的用水，如便器的沖洗，地面、汽車清洗，綠化澆灑，消防，工業普通用水等，這是通常的中水處理方式。第三種是在工業上可以利用中水回用技術將達到外排標準的工業污水進行再處理，一般會加上混床等設備使其達到軟化水水平，可以進行工業循環再利用，達到節約資本，保護環境的目的。

2 中水的水質特征

生活污水包含的主要有害成分為：BOD、COD、懸浮固體、N 和P 等。小區污水不同于城市污水（常包括部分工業廢水），屬于生活污水范疇。其水質水量特征可概括為：水質水量變化較大，屬于間歇性排水（一般早中晚水量較大），污染物濃度偏低，即比城市污水低，污水可生化性良好，處理難度小。但是廢水的處理也有一定的困難，因為其水質組成的變化較大[2]。其中zui主要的污染物為洗滌用水中含有的磷，容易造成水體富營養化，BOD、COD 也是造成水體污染的重要原因。此外，還有致病性微生物等。

3 中水回用處理技術與工藝

中水回用處理一般包括初級處理、二級處理和深度處理。初級處理一般為格柵（也用小孔徑毛發收集器，來截留原水中的毛發等大的顆粒物）和調節池，去除水中的大的懸浮顆粒物和均和水質，以保護后續設備的正常運行。二級處理為主要處理設備，來處理原水中的可溶性污染物。深度處理以過濾、消毒為主，保證出水達標。

中水回用的處理技術主要包括生化法、物化法和膜處理法。生化法是利用水中的好氧或厭氧微生物來分解水中的有機物，有時也聯合運用，以達到凈化水質的目的，以活性污泥法和生物接觸氧化法為主。物化法主要有混凝沉淀、過濾、活性炭吸附和離子交換法等，主要處理優質雜排水。膜處理技術一般采用超濾（微濾）或反滲透膜處理，其優點是SS 去除率很高，占地面積少等優點，但費用較高。目前常用的是膜生物反應器，它處理效率高、出水水質好，設備緊湊、占地面積小，易實現自動化。

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3.1 生化處理技術

3.1.1生物接觸氧化法

這是目前采用較多的工藝，其主要流程：

原水→格柵→曝氣調節池→接觸氧化池→二沉池→過濾→消毒→出水

實踐證明，該設施CODCr 去除率達90.7%，BOD5 去除率達97.4%，SS 去除率達97% ，NH3-N 去除率達70%，PO43--P去除率達85%，其成本也較合適[1]。

生物接觸氧化法又稱浸沒式曝氣生物濾池，是在生物濾池的基礎上發展起來的，是介于活性污泥法和生物濾池二者之間的生物處理技術，有以下特點[2] ：

1）具有較高的容積負荷，處理效率高，出水效果好；

2）沖擊負荷有較強的適應力，不需要污泥回流，不存在污泥膨脹問題，運行管理方便；

3）但是它的填料易于堵塞，布氣、布水不均勻。采用二級生化處理時，多采用A/O 和A2/O。它不但有很好的脫氮除磷功能，還能去除一部分有機污染物，對于輕度污染的廢水，有很好的效果。

3.1.2生物接觸氧化工藝與曝氣生物濾池工藝相結合

其工藝主體為：

化糞池→厭氧水解→生物接觸氧化→曝氣生物濾池→消毒[3]

曝氣生物濾池與傳統的活性污泥法相比容積小，占地面積小，且不需要二沉池，出水質量高，運行費用低，易掛膜，便于自動控制和后期少等優點，但是曝氣生物濾池對進水SS 要求較高，水頭損失較大，且除磷作用有限，需要經過一定的預處理或與其他工藝組合使用，用于污水回用的深度處理，出水能夠達到城鎮建設雜用水水質標準（CJ/T48-1999）。若建在地下室內，則空間受限制，因此需增加中間水池，使造價增加，且施工難度大，工期較長。

3.1.3 CASS 工藝

CASS 是間歇式活性污泥法的改進工藝，連續進水，間斷排水，在一個池內完成水質均化、初次沉淀、生物降解、二次沉淀，是一個好氧—缺氧—厭氧交替運行的過程，具有一定的脫氮效果[4]。池內用隔墻隔出生物選擇區、兼性區和主反應區，能夠實現同步硝化反硝化。該工藝具有抗沖擊負荷能力強、系統運行穩定可靠的特點，特別適用于以生活污水為原水的小區中水。

3.2 物化處理技術

物化處理工藝是以混凝沉淀和活性炭吸附相結合的基本方式，主要用于處理優質雜排水，適用于小型的中水回用工程。主要工藝特點是流程較短，占地面積相對較小，管理比較簡單，但處理效果收混凝劑及活性炭種類和數量的影響，有一定的波動性[5] ，其運行費用也較高。其典型處理流程為：

原水→格柵→調節池→混凝沉淀（氣浮）→過濾→活性炭吸附→消毒→出水

原水→格柵→調節池→混凝沉淀（氣浮）→化學氧化→消毒→出水

在處理一些水質較復雜的生活污水時，使用一種方法很難達到處理效果，通常會采用生化和物化相結合的方法：

原水→格柵→調節池→生物接觸氧化→沉淀→微絮凝→過濾→活性炭吸附→消毒→出水

3.3 膜處理技術

膜生物反應器（MBR，Membrane Biological Reactor），是將生物的降解作用與膜的分離技術結合使用的新型水處理工藝。它以膜組件能將生化反應池中的活性污泥和大分子有機物質截留住，省掉二沉池，在生物反應器中保持高活性污泥濃度，減少污水處理設施用地[6]，并保持較高的出水水質，膜生物反應器被認為是處理灰水工藝穩定，并能消除病原體的新技術，它分為浸沒式生物反應器、分置是生物反應器和復合式生物反應器。近年來，已逐步應用于城市污水和工業廢水的處理中，并在越來越廣泛的應用于中水回用。MBR 法應用于中水回用工程具有去除效率高、出水穩定、處理負荷高、剩余污泥少、操作方便，占地面積少等特點，不足之處在于膜表面易形成附著層，使膜通量下降，易產生膜污染，清洗困難，成本費用高，在國內應用還不廣泛。但由于其對細菌、有機物、氨氮等去除率高，出水水質穩定，處理后的水也能滿足規范再生水做冷水的水質指標標準，具有應用價值。

利用膜技術處理污水一般與其他工藝結合使用，典型流程如下：

原水→格柵→調節池→絮凝沉淀→膜處理→消毒→出水

原水→格柵→調節池→生化處理→膜處理→消毒→出水

實踐證明使用膜處理工藝在運行周期內，出水CODCr 去除率為88%，BOD5 去除率95%，SS 去除率為99%，氨氮去除率為91%，出水水質達到城市污水再生利用城市雜用水標準（GB/T18920-2002）的要求。

在，有利用浸沒型膜生物反應器的實例，運行效果不錯。浸沒式生物反應器膜通量低于關鍵滲透通量，但其通常在低壓下運行，較分置式節省。此外，還有循環垂直流生物反應器, 適用于小規模水處理系統的有益補充。

4 結論

中水回用是實現水的資源化，減少水污染的有效途徑，實現了效益與環境效益的統一。但由于目前人們的資源意識較差，用水不節約，相關法律不夠完善，資金及技術方面還不盡如人意，加上水的價格偏低以及對回用中水的性的考慮，中水回用的還未十分廣泛。盡管中水回用對于一些地區來說是必要和可靠的選擇，但對于加大中水回用力度還是很有潛力的，尤其對水資源缺乏的今天有著重要的意義。在相關政策及技術的支持和要求下，中水回用必將成為今后發的趨勢。

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污水處理廠的二級處理出水，根據用途不同，可直接或者再經進一步處理達到更高的水質后應用于工業過程中，其中有普遍性和代表性的用途是工業冷卻水，中國在污水處理廠二級出水或二級處理出水用作工業冷卻方面進行了大量試驗研究，并有運行成功的實例。