中水处理及资源回用.doc

中水处理及资源性回用黄佳 111824202（湖北工程学院城市建设学院 湖北 孝感 432000）摘要：我国的“水”存在两大主要问题：一是水资源短缺，二是水污染严重。人均可利用水资源量仅为900立方米，并且分布极不均衡。其中比较严重的缺水城市达110个，全国城市缺水总量为60亿立方米。全国废污水排放量由1980年的315亿吨增加到2002年的631亿吨。随着城市建设和工业的发展，我国水危机问题日益严重，中水利用成为解决我国水危机的重要途径。中水主要指城市污水或生活污水处理后达到一定的水质标准，可在一定范围内重复使用的非饮用水,其水质介于上水与下水之间，中水回用则是将城市污水进行处理后作为再生资源回用。城市污水由于水量稳定，基建投资经济，许多国家都将中水回用作为解决缺水问题的优选方案。因此，开展中水回用工作，显示出了开源和减少污染的双重功效。中水回用技术在国外早已应用于实践。美国、日本、以色列等国厕所冲洗、园林和农田灌溉、道路保洁洗车、城市喷泉、冷却设备补充用水等都大量地使用中水，在利用中水方面积累了不少成功的经验。关键词：水资源现状 中水 资源性 回用方法Abstract: the two major problems in Chinas water: one is the shortage of water resources, two water pollution is serious. Per capita water resources is only 900 cubic meters, and the distribution is extremely uneven. One of the more serious water shortage city reached 110, the city a total of 6000000000 cubic meters of water. National wastewater emissions by 1980 to 315 tons in 2002 increased to 631 tons. With the development of city construction and industry, water crisis is becoming increasingly serious in China, and become an important way to solve the water crisis of our country water use. Water is mainly refers to the city sewage or sewage treatment after reaching a certain quality standard, can be used in a range of non potable water, its water quality between water supply and sewage, water reuse is the reuse of city sewage as renewable resources processing. The city sewage water stability, infrastructure investment, many countries will be the preferred scheme to solve the water shortage problem in reclaimed water used as the. Therefore, carried out in the water reuse the work, showing the double effects of open source and pollution reduction. In foreign countries have already been applied to the practice of water reuse technology. USA, Japan, Israel and other countries of toilet flushing, gardens and farmland irrigation, road cleaning, washing the car city fountain, water cooling equipment complement are heavily used in the water, in the use of water has accumulated many successful experiences.Key word：The present situation of water resources Recycled water Resources Reuse method1、水资源现状及污染状况1.1水资源现状从当前和21世纪的发展看，洪涝灾害、干旱缺水、水生态环境恶化三大问题，特别是水资源短缺问题，将越来越成为制约我国农业和经济和社会发展的重要因素。 水资源状况形势严峻 我国水资源总量28000多亿立方米，居世界第6位，但人均水资源占有量只有2300立方米，约为世界人均水平的1/4。干旱缺水成为我国尤其是北方地区的主要自然灾害。20世纪70年代全国农田年均受旱面积1.7亿亩，到90年代增加到4亿亩，增加了2.3倍。1998年冬至1999年1月27日，我国越冬作物受旱面积为1.42亿亩，受旱面积是九十年代以来同期最大的一年。目前，全国仅灌区每年就缺水300亿平方米左右。干旱缺水已成为我国农业稳定发展和粮食安全供给的主要制约因素。我国城市供水不足现象始于20世纪70年代，以后逐年扩大，并且愈来愈严重。据统计，全国666个城市中，有400多个城市供水不足，日缺水量1600万立方米，年缺水量约60亿立方米，平均每年因缺水影响工业产值2000多亿元。 当前全国农村还有3000多万人和数千万头牲畜吃水困难。全国有1/4的人口饮用不符合卫生标准的水，直接影响到人民的健康水平。1.2地表水污染现状据统计，目前水中污染物已达2千多种（2221），主要为有机化学物、碳化物、金属物，其中自来水里有765种（190种）对人体有害，20种致癌，23种疑癌，18种促癌，56种致突变。在我国，只有不到11%的人饮用符合我国卫生标准的水，而高达65%的人饮用浑浊、苦碱、含氟、含砷、工业污染、传染病的水。2亿人饮用自来水，7000万人饮用高氟水，3000万人饮用高硝酸盐水，5000万人饮用高氟化物水，1.1亿人饮用高硬度水。全国废污水排放量由1980年的315亿吨增加到2002年的631亿吨。多数城市地下水受到一定程度污染，并且有逐年加重的趋势。日趋严重的水污染不仅降低了水体的使用功能，进一步加剧了水资源短缺的矛盾，而且还严重威胁到城市居民的饮水安全和健康。1.3地下水污染状况地下水占中国水资源总量的1/3，中国地质调查局专家在国际地下水论坛的发言中提到，全国90%的地下水都遭受了不同程度的污染，其中60%污染严重。有关部门对118个城市连续监测数据显示，约有64%的城市地下水遭受严重污染，33%的地下水受到轻度污染，基本清洁的城市地下水只有3%。2、中水回用简介2.1简介“中水”一词是相对于上水给水、下水排水而言的。中水回用技术系指将小区居民生活废污水（沐浴、盥洗、洗衣、厨房、厕所）集中处理后，达到一定的标准回用于小区的绿化浇灌、车辆冲洗、道路冲洗、家庭坐便器冲洗等，从而达到节约用水的目的。2.2处理方式处理方式两种分类方法，一、按用途分类，二、按处理方法分类。2.2.1按用途分类1. 一种是将其处理到饮用水的标准而直接回用到日常生活中，即实现水资源直接循环利用，这种处理方式适用于水资源极度缺乏的地区，但投资高，工艺复杂；2. 另一种是将其处理到非饮用水的标准，主要用于不与人体直接接触的用水，如便器的冲洗，地面、汽车清洗，绿化浇洒，消防，工业普通用水等，这是通常的中水处理方式。3.工业上可以利用中水回用技术将达到外排标准的工业污水进行再处理，一般会加上软化器，RO，EDI/混床等设备使其达到软化水，纯化水，超纯水水平，可以进行工业循环再利用，达到节约资本，保护环境的目的。2.2.2按处理方法分类1、物理处理法：膜滤法，适用于水质变化大的情况。膜滤法是在外力的作用下，被分离的溶液以一定的流速沿着滤膜表面流动，溶液中溶剂和低分子量物质、无机离子从高压侧透过滤膜进入低压侧，并作为滤液而排出；而溶液中高分子物质、胶体微粒及微生物等被超滤膜截留，溶液被浓缩并以浓缩形式排出。2、物理化学处理法：适用于污水水质变化较大的情况。一般采用的方法有：砂滤、活性炭吸附、浮选、混凝沉淀等。3、生物处理法：适用于有机物含量较高的污水。一般采用活性污泥法、接触氧化法（如图所示）、生物转盘等生物处理方法。或是单独使用，或是几种生物处理方法组合使用，如接触氧化 + 生物滤池；生物滤池 + 活性炭吸附；转盘十砂滤等流程。3目前在我国大力推进中水利用的可行性31国家政策支持2000年国务院召开的全国城市供水节水与水污染防治工作提出：大力提倡城市污水回用等非传统水资源的开发利用，并纳入水资源的统一管理和调配。由此可见，城市污水处理率的提高，大量城市污水处理厂的建设，回用政策的逐步完善，为城市污水回用创造了前所未有的机遇。中水利用的确是大有市场和大有可为，潜力很大，前景广阔。32技术可行我国近十几年来有关院校和科研部门组织科技攻关，在城镇和住宅小区的中水回用；城市污水净化后回用与园林绿化、市政景观、道路喷洒等；大型宾馆及娱乐场所的中水回用系统；城市中水回用与工业冷却水系统及工艺用水等方面的研究中都取得了丰硕的成果，而且也兴建了若干示范工程。随着科技的进步，任何污水都可以通过不同的工艺技术加以处理，满足任何需要。一般来说，二级出水经消毒处理后，用做市政杂用水，生活杂用水、农业用水和景观用水等；在这基础上，经混凝过滤处理，可作为工业循环冷却水等；再经进一步处理，如用膜技术处理或用活性炭吸附后，就可作为T业上工艺用水或地面水，地下水回灌补充水等。33经济可行中水利用在城市水资源规划中占有非常重要的地位，并且具有非常可观的经济价值。331提供新水源：中水利用在对健康无影响的情况下，为我们提供了一个非常经济的新水源。减少了由于远距离引水引起的数额巨大的工程投资。332巾水回用在提供新水源的同时，还可以减少新鲜自来水用量，因此相应减少了城市自来水处理设施的投资333中水利用还可以减少污水排放，减少控制水体污染引起的治理费用。这些经济效益都是促使国内外很多城市采用中水利用的因素。据国内专家的统计，当采用小区污水为中水水源时，人口大于1万或中水用水量达到750m d以上为经济；在城市污水处理厂增设中水回用系统，主要是新建一个净水间，其投资只是新建一个净水厂投资的30 ，发达国家的经验证明，在城市污水处理厂增设中水回用系统是最可行、有效的互益工程。4、中水资源性回用工艺4.1生物化学法（简称生化法）利用自然界存生的各种细菌微生物，将废水中有机物分解转化成无害物质，使废水得以净化。原水格栅调节池接触氧化池沉淀地过滤消毒出水。生物化学法可以分活性污泥法、生物膜法、生物氧化塔、土地处理系统、厌氧生物处理法等方法。1、 活性污泥法（1）鼓风曝气：即排流式曝气，将压缩空气不断地鼓入废水中，保证水中有一定的溶解氧，以维持微生物的生命活动，分解水中有机物，以达到净化污水效果。（2）机械曝气：即表面曝气，利用装在曝气池内的机械叶轮转动，剧烈搅动水面，使空气中的氧溶于水中，供微生物生命活动，进行生化作用以达到净化污水效果。（3）纯氧曝气：它是按鼓风曝气方法向水中吹入纯氧，以提高充氧效率，从而加快污水净化速度。（4）深井曝气：般用直径为0.56.0m，深度5060m的曝气装置，利用水压来提高水中氧的转移速率，以提高其净化效率。2、 生物膜法（1）生物滤池：使废水流过生长在滤料表面的生物膜，通过两面间的物质交换及生化作用，使废水中有机物降解，达到净化目的。（2）生物转盘：由固定在一横轴上的若干间距很近的圆盘组成，不断旋转的圆盘面上生长一层生物膜，以净化废水。（3）生物接触氧化：供微生物栖附的填料全部浸于废水中，并采用机械设备向废水中充入空气，使废水中有机物降解，以净化废水。3、生物氧化塔：利用水中微生物的藻类、水生植物等对废水进行好氧或厌氧生物处理的天然或人工塘。4、土地处理系统（1）土地渗滤：利用土壤膜中的微生物和植物根系对污染物的净化能力（过滤、吸附、微生物分解等）来处理生活污水，同时利用污水中的水、肥来促进农作物、牧草、树木生长。（2）污水灌溉：主要目的为灌溉，以充分利用净化后的污水。5、厌氧生物处理法：利用厌氧微生物（如甲烷微生物等）分解污水中有机物，达到净化水目的，同时产生甲烷气、CO2等气体。厌氧生化处理主要用于处理高浓度有机废水及污泥硝化处理。4.2物理化学法原水格栅调节池絮凝沉淀池超滤膜消毒出水。运用物理和化学的综合作用使废水得到净化的方法。通常是指由物理方法和化学方法组成的废水处理系统，或指包括物理过程和化学过程的单项处理方法，如浮选、吹脱、结晶、吸附、萃取、电解、电渗析、离子交换、反渗透等。 1935年W鲁道夫和EH特鲁尼克开始试验用物理化学处理系统处理污水。随着工业的发展，工业废水水质日趋复杂，废水中许多污染物，如重金属离子，用通常的生物处理法难以去除；许多复杂的有机物、生物难以降解；对有毒的污染物其浓度超过微生物的耐受限度时，生物处理法又不适用。为了保护环境和合理利用水资源，废水排放标准越来越严格，对废水回用率的要求越来越高。因此，70年代以来，物理化学处理法得到广泛重视和迅速发展。 物理化学处理既可以是独立的处理系统，也可以是生物处理的后续处理措施。其工艺的选择取决于废水水质、排放或回收利用的水质要求、处理费用等。为除去悬浮的和溶解的污染物而采用的化学混凝-沉淀和活性炭吸附的两级处理，就是比较典型的一种物理化学处理系统。处理过程是在废水中投加石灰，快速混合后，进行絮凝沉淀，除去大部分悬浮的和胶体的物质，同时除去一部分磷酸盐。沉淀后的出水，流过活性炭接触床，由于活性炭的吸附作用，除去溶解的污染物，如溶解的有机物等。活性炭要进行反冲洗和再生。沉淀池的沉渣经脱水、煅烧后，其中石灰可回收利用；煅烧产生的二氧化碳气体可用作调整沉淀出水的pH。通过这个系统处理后，出水水质的代表性数据是：BOD(生化需氧量)5mgL、COD(化学需氧量)15mgL、悬浮物5mgL、磷0.15mgL、氮2.6mgL。假若对水质有其他要求，还可增加相应的处理过程，如为了进一步脱氮，可以增加氨解析、离子交换或折点氯化。4.3膜生物反应器技术（物化生化结合法）工艺概述 膜生物反应器 ( ，简称)是将生物降解作用与膜的高效分离技术结合而成的一种新型高效的污水处理与回用工艺。其处理流程为： 原水格栅调节池活性污泥池超滤膜消毒出水。（一体式）对于中水处理流程选择的一般原则是，当以洗漱、沐浴或地面冲洗等优质杂排水（CODcr 150200mg/l，BOD5 50100mg/l）为中水水源时，一般采用物理化学法为主的处理工艺流程即可满足回用要求。当主要以厨房、厕所冲洗水等生活污水（CODcr 300350mg/l，BOD5 150200mg/l）为中水水源时，一般采用生化法为主或生化、物化结合的处理工艺。而物化法一般流程为混凝、沉淀和过滤。传统的生物化学法运转时必须考虑到反应速率和污泥的沉降性能。反应速率主要取决于活性污泥的浓度 ，污泥浓度高 ，则反应速度就快。但考虑到二沉池不能过大 ，所以活性污泥的浓度就不能太大 ，从而影响了反应速率。污