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關於城市污水的研究方法

發布時間:2022-06-24 02:12:32

❶ 城市污水處理常用方法都有哪些,城市污

城市污水治理的幾種常用方法
活性污泥處理法
目前在城市生活污水中應用最多的就是所謂的活性污泥法,它有處理能力強,處理後水質好等優勢。其大致組成包括由曝氣池,沉澱池,污泥排放以及迴流等系統。待處理的污水和活性污泥迴流共同進入曝氣池然後混合,然後在其中與空氣接觸使得含氧量增加,發生代謝反應。經過充分攪拌的混合液變為懸浮狀態,所以其中的有機污染物和氧氣能夠與微生物接觸發生反應。接下來進入的是沉澱池,原來的懸浮固體會在其中沉降而被隔離,所以從沉澱池流出的已經為凈化水。沉澱池裡的污泥一般都會迴流,從而保證曝氣池中的懸浮固體和微生物有一定的濃度。在曝氣池裡的反應會使微生物增殖,所以過多的微生物要排出沉澱池以維持整個系統的穩定性。除需要能夠氧化和分解有機物外,活性污泥還必須有一定凝聚和沉降能力,以便可以使其從混合液中分離,進而在出口得到純凈的水。活性污泥法的缺點在於其基礎建設的成本過高,不易實施。
生物膜處理法
所謂生物膜法,就是通過在一些固體物表面附著的微生物對污水中的有機污染物加以處理的方法。它和活性污泥處理方法發展時間基本一致。所謂的「生物膜」即是附著在固體表面的微生物形象叫法,一般是由非常密集的好氧菌,厭氧菌,原生動物和藻類等結合一起形成的生態系統。生物膜所附著的固體介質叫做載體或濾料,由此向外生物膜可以分成厭氣層,好氣層,附著以及運動水層。整個方法的基本運作過程為,先由生物膜吸附水層中的有機物,然後由好氧菌進行分解,再由厭氧菌進行厭氣分解,運動水層通過流動不斷更新生物膜,由此反復實現對污水的凈化作用。
一般適用生物膜法的場合為中小規模城市廢水的處理,所用的處理結構是生物濾池或生物轉盤,在我國的南方一般使用生物濾池。由於材料和技術的不斷革新,生物膜法技術近年來進步很大。因為生物膜法中微生物一般固定在填料上,所以構成的生態系統比較穩定,微生物生活和消耗的能量比活性污泥法中要小得多,其剩餘的污泥也更少。生物膜法所擁有的高效率高,高耐沖擊性、產泥量低以及運管便利性等優勢使其在各種處理方法中競爭力極大。生物膜法的劣勢在於成本較高且單位處理效率低。所以進一步降低成本,提高效率是今後生物膜法研究的主要方向。
氧化處理法
氧化處理法是當今被廣泛使用的一種城市污水預處理方法,有較大的潛力。可根據其中氧化劑的種類和反應器類型對其分類為化學氧化法,催化氧化法以及光催化氧化法等。其中,化學氧化法的操作比較簡單,但效果不夠明顯且運行成本較高,所以實際工作中應用不多。為實現處理效果的提高,降低成本的目標,目前找到了一些其他氧化技術。
在這些新方法中的其中一種就是光催化法。它的特點是所需設備簡單,條件溫和,氧化能力高並且處理效果徹底。在污水處理中受到廣泛歡迎。
光催化反應就是通過光的作用發生的化學反應。反應過程中分子由於吸收特定波長的光波而轉變為分子激發態,進而發生化學反應形成新物質,或者變成中間化學產物以促進熱反應的進行。光化學反應所需的活化能來自於光,把太陽能的中的光能進行光電轉化和光化學轉化加以利用是目前非常熱門的研究領域。
光催化氧化技術利用光激發氧化將O2、H2O2等氧化劑與光輻射相結合。所用光主要為紫外光,包括uv-H2O2、uv-O2等工藝,可以用於處理污水中CHCl3、CCl4、多氯聯苯等難降解物質。另外,在有紫外光的Feton 體系中,紫外光與鐵離子之間存在著協同效應,使H2O2分解產生羥基自由基的速率大大加快,促進有機物的氧化去除。
所謂光化學反應,就是只有在光的作用下才能進行的化學反應。該反應中分子吸收光能被激發到高能態,然後電子激發態分子進行化學反應。光化學反應的活化能來源於光子的能量。在太陽能利用中,光電轉換以及光化學轉換一直是光化學研究十分活躍的領域。80 年代初,開始研究光化學應用於環境保護,其中光化學降解治理污染尤受重視,包括無催化劑和有催化劑的光化學降解。前者多採用臭氧和過氧化氫等作為氧化劑,在紫外光的照射下使污染物氧化分解;後者又稱光催化降解,一般可分為均相、多相兩種類型。均相光催化降解主要以Fe2+或Fe3+及H2O2為介質,通過光助-芬頓(photo-Fenton)反應使污染物得到降解,此類反應能直接利用可見光;多相光催化降解就是在污染體系中投加一定量的光敏半導體材料,同時結合一定能量的光輻射,使光敏半導體在光的照射下激發產生電子空穴對,吸附在半導體上的溶解氧、水分子等與電子-空穴作用,產生·OH 等氧化性極強的自由基,再通過與污染物之間的羥基加合、取代、電子轉移等使污染物全部或接近全部礦質化,最終生成CO2、H2O 及其它離子如NO3-、PO43-、S042-、Cl-等。與無催化劑的光化學降解相比,光催化降解在環境污染治理中的應用研究更為活躍。
氧化處理法目前由於低成本以及高效率的優勢特點處理方式已經得到了廣泛的關注。另外它在對污水進行深度處理和不易進行生物降解的有機廢水處理等場合都有不錯的前景,成為了國內外一項活躍的研究課題,很多人認為氧化法將在21 世紀成為廢水處理的一項重要方法。

❷ 關於污水處理的方法有哪些

按作用來分類:

1、物理性方法

主要用物理原理對污水中的物質進行分離處理的一種方法,主要將污水中非溶解性的物質給分離出來,在處理的過程中是不會改變其化學的性質的。經常用的具體方法包括使用重力進行分離,使用離心力進行分離,反滲透的方法以及氣浮法等。使用無理的方法一般構築比較的簡單且成本低,適合那些容量大且要求處理程度不高的污水。

2、生物性方法

這個方法主要是在污水中加入一些微生物,利用其代謝的功能將污水中那些膠狀或溶解有機物給氧化為比較穩定的無機的物質,這樣就使得污水被凈化,這種方法的污水處理具體包括有活性的污泥法以及生物膜法,其處理的程度比起物理法來要更高。

3、化學性方法

這種方法就是利用化學的反應將污水中膠狀及溶解物來進行處理,大多會用於對工業性污水的處理,其具體的方法包括混凝法,中和法,離子交換以及氧化還原等,這種方法來處理污水會有著很好的效果,但是費用也比較高。

按程度來分類的處理方法

1、一級

一級程度的處理主要需要將污水中那些懸浮的固體物給去除掉,因此一級程度的處理多數使用物理性的方法就能夠達到要求,經過一級程度的處理後,污水BOD只有百分之三十左右,是達不到規定排放的標準的,因此一般還需要經過二級程度的處理,通常會將一級處理作為一種預處理的方式。

2、二級

二級程度的處理主要就是需要去除掉污水中膠狀的溶解的有機物,通常做二級程度的處理時大多會使用生物性的方法,其去除率一般可以達到百分之九十左右,經過了二級程度處理後,一般就能達到規定排放的標准了,並且出水的效果都比較好。

3、三級

在某些污水中可能會含有氮磷等難以降解的特殊物質,這是就需要對污水進行三級程度的處理,三級處理主要使用化學性的方法,比如用生物來脫氮及除磷,用活性炭進行吸附,用混凝法沉澱等,三級處理是更加深度的一種處理方式,能夠進一步去除氮磷等物質。

❸ 城市污水處理,用哪些方法

城市污水處理方法有三種:

1.活性污泥處理法
2.生物膜處理法
3.氧化處理法

城市污水處理是指為改變污水性質,使其對環境水域不產生危害而採取的措施。城市污水處理一般分為三級:

一級處理,系應用物理處理法去除污水中不溶解的污染物和寄生蟲卵;

二級處理,系應用生物處理法將污水中各種復雜的有機物氧化降解為簡單的物質;

三級處理,系應用化學沉澱法、生物化學法、物理化學法等,去除污水中的磷、氮、難降解的有機物、無機鹽等。至於採取哪級處理比較合理,應視對最終排出物的處理要求而定。

❹ 污水處理的方法有哪些

2019-11-17
按作用來分類: 1、物理性方法 主要用物理原理對污水中的物質進行分離處理的一種方法,主要將污水中非溶解性的物質給分離出來,在處理的過程中是不會改變其化學的性質的。經常用的具體方法包括使用重力進行分離,使用離心力進行分離,反滲透的方法以及氣浮法等。使用無理的方法一般構築比較的簡單且成本低,適合那些容量大且要求處理程度不高的污水。 2、生物性方法 這個方法主要是在污水中加入一些微生物,利用其代謝的功能將污水中那些膠狀或溶解有機物給氧化為比較穩定的無機的物質,這樣就使得污水被凈化,這種方法的污水處理具體包括有活性的污泥法以及生物膜法,其處理的程度比起物理法來要更高。 3、化學性方法 這種方法就是利用化學的反應將污水中膠狀及溶解物來進行處理,大多會用於對工業性污水的處理,其具體的方法包括混凝法,中和法,離子交換以及氧化還原等,這種方法來處理污水會有著很好的效果,但是費用也比較高。 按程度來分類的處理方法 1、一級 一級程度的處理主要需要將污水中那些懸浮的固體物給去除掉,因此一級程度的處理多數使用物理性的方法就能夠達到要求,經過一級程度的處理後,污水BOD只有百分之三十左右,是達不到規定排放的標準的,因此一般還需要經過二級程度的處理,通常會將一級處理作為一種預處理的方式。 2、二級 二級程度的處理主要就是需要去除掉污水中膠狀的溶解的有機物,通常做二級程度的處理時大多會使用生物性的方法,其去除率一般可以達到百分之九十左右,經過了二級程度處理後,一般就能達到規定排放的標准了,並且出水的效果都比較好。 3、三級 在某些污水中可能會含有氮磷等難以降解的特殊物質,這是就需要對污水進行三級程度的處理,三級處理主要使用化學性的方法,比如用生物來脫氮及除磷,用活性炭進行吸附,用混凝法沉澱等,三級處理是更加深度的一種處理方式,能夠進一步去除氮磷等物質。垍頭條萊。
2019-11-17

按作用來分類: 1、物理性方法 主要用物理原理對污水中的物質進行分離處理的一種方法,主要將污水中非溶解性的物質給分離出來,在處理的過程中是不會改變其化學的性質的。經常用的具體方法包括使用重力進行分離,使用離心力進行分離,反滲透的方法以及氣浮法等。使用無理的方法一般構築比較的簡單且成本低,適合那些容量大且要求處理程度不高的污水。 2、生物性方法 這個方法主要是在污水中加入一些微生物,利用其代謝的功能將污水中那些膠狀或溶解有機物給氧化為比較穩定的無機的物質,這樣就使得污水被凈化,這種方法的污水處理具體包括有活性的污泥法以及生物膜法,其處理的程度比起物理法來要更高。 3、化學性方法 這種方法就是利用化學的反應將污水中膠狀及溶解物來進行處理,大多會用於對工業性污水的處理,其具體的方法包括混凝法,中和法,離子交換以及氧化還原等,這種方法來處理污水會有著很好的效果,但是費用也比較高。 按程度來分類的處理方法 1、一級 一級程度的處理主要需要將污水中那些懸浮的固體物給去除掉,因此一級程度的處理多數使用物理性的方法就能夠達到要求,經過一級程度的處理後,污水BOD只有百分之三十左右,是達不到規定排放的標準的,因此一般還需要經過二級程度的處理,通常會將一級處理作為一種預處理的方式。 2、二級 二級程度的處理主要就是需要去除掉污水中膠狀的溶解的有機物,通常做二級程度的處理時大多會使用生物性的方法,其去除率一般可以達到百分之九十左右,經過了二級程度處理後,一般就能達到規定排放的標准了,並且出水的效果都比較好。 3、三級 在某些污水中可能會含有氮磷等難以降解的特殊物質,這是就需要對污水進行三級程度的處理,三級處理主要使用化學性的方法,比如用生物來脫氮及除磷,用活性炭進行吸附,用混凝法沉澱等,三級處理是更加深度的一種處理方式,能夠進一步去除氮磷等物質。垍頭條萊

❺ 城市廢水處理的方法有哪些

城市污水含有各種類型、不同程度的各種有毒、有害污染物。城市污水的處理涉及很多方面,必須對下水道體制,污水處理廠的位置和處理工藝,處理後污水的利用和排放要求等進行綜合規劃。工業廢水在城市污水中的比重,因城市工業生產規模和水平而不同,可從百分之幾到百分之幾十。其中往往含有腐蝕性、有毒、有害、難以生物降解的污染物。因此,工業廢水必須進行處理,達到一定標准後方能排入生活污水系統。生活污水和工業廢水的水量以及兩者的比例決定著城市污水處理的方法、技術和處理程度。我國城市污水一般通過收集進入污水處理廠進行處理,具體可分為一、二、三級處理。一級處理,又稱初級處理。處理的對象是污水中的漂浮物和懸浮物。可以採用篩濾截留法——篩網、格柵過濾、重力分離法——沉砂池、沉澱池、隔油池、氣浮池等。離心分離法、旋流分離器、離心機等。二級處理,是指去除污水中污染物,使其各項指標達到要求。主要環節要根據不同的污水處理程度、規模、水質特點來確定處理工藝。三級處理,又稱深度處,彌補二級處理的欠缺,可使用化學和物理化學以及生物方法,比如中和法、人工濕地法等。氧氣同微生物能充分接觸反應,混合液進入沉澱池,混合液中的懸浮固體在沉澱池中沉下來和水分離,流出沉澱池的就是凈化水、沉澱池中的污泥大部分迴流,稱為迴流污泥,迴流污泥的目的是使曝氣池內保持一定的懸浮固體濃度,也就是保持一定的微生物濃度、曝氣池中的生化反應引起微生物的增殖,增殖的微生物量通常從沉澱池中排除,以維持活性污泥系統的穩定運行,這部分污泥叫剩餘污泥活性污泥除了有氧化和分解有機物的能力外,還要有良好的凝聚和沉降性能,以使活性污泥能從混合液中分離出來,得到澄清的出水。傳統活性污泥法建設投資額高,但處理的動力費較低。缺點:所需停留時間長,設備龐大,基建投資大,因而要加各種構築物,使各種構築物容積增大,從而使處理廠面積增大,增加管理人員及管理難度。發展方向:①為了廢水體系的組分、濃度均勻化,重新估價預處理,重新研究調整槽。②探討選擇活性污泥微生物系的菌種。③活性污泥法的設備中引入儀表化和擬定管理指標。兩段活性污泥法。兩段活性污泥法,簡稱AB法。該法把污水管道、污水處理廠視為一個污水處理系統。其工藝特點是:不設初淀池,充分利用污水管道中的微生物,為不同時期生長的優勢微生物種群創造良好的環境條件,讓其充分發揮作用,耐沖擊負荷能力強,處理效果穩定。

❻ 城市生活污水如何處理

城市生活污水中一般含大量固體懸浮物、磷酸鹽、鉀鈉及重金屬離子、可化學或生物降解的溶解性或膠態分散有機物(以COD和BOD表徵)、含氮化合物(包括氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮和有機氮)、菌類生物群等。

城市生活污水常見處理方法:

1、普通曝氣法處理城市生活污水,普通曝氣法出現的時間比較早,該方法不但處理生活污水效果好,而且生活污水的處理量較大,在污水處理廠中可以建設污泥消化池,反應所產生的沼氣可以作為能源加以利用。傳統普通曝氣法為了達到脫氮的目的,可以通過降低曝氣池的容積負荷來解決;為了達到除磷的目的,可以在曝氣池前增設厭氧區來解決。

2、SBR法處理城市生活污水,SBR法是序批式活性污泥法的簡稱,反應池是序批式活性污泥法的主體構築物。反應和排水等工序都是在污水的反應池中完成的,該方法大大簡化了處理過程。近年來序批式活性污泥法不斷改進和完善,得到了廣泛的推廣,是目前採用較多的污水處理工藝。

序批式活性污泥法的工藝在空間上是混合的,推流式的時間模式,其生化反應速度較高。序批式活性污泥法的工藝流程很簡單,而且相對於其它方法構築物少,造價低,運行費用和管理費用低。採用靜止沉澱的方法,就可以得到很好的分離效果,且出水的水質較高。序批式活性污泥法的運行方式比較靈活,可以有多種處理工藝路線。通過同一種反應器,只要改變運行的工藝參數,序批式活性污泥法就可以處理不同性質的廢水。

3、AB法處理城市生活污水,AB法是在活性污泥法和兩段法的基礎上產生的,AB法是吸附-生物降解方法的簡稱,一種新型的污水處理技術。A段與B段之間是相互隔離的,且擁有獨立的迴流系統,這樣可以保證A段與B段具有不同的微生物系統和各自的反應過程。

A段,污泥負荷較高,只有一些原核細菌適於生存並得以生長和繁殖下來,污泥中不會摻在真核生物,因此對水質、pH值的沖擊負荷起到很好的緩沖作用。A段工藝會產生大量的污泥,而且在剩餘的污泥中,有機物的含量較高。

B段在較低的負荷下運行,B段的曝氣池中不但含常用的微生物,還有很多世代期比較長的高級真核微生物,這些真核微生物可以在有機物含量較低的情況下生長繁殖。

4、活性污泥法處理城市生活污水,活性污泥法就是利用活性污泥去除廢水中有機物。首先是迴流的活性污泥和污水同時進入曝氣池,並將空氣打入曝氣池,充分混合污水和活性污泥,曝氣池中的微生物吸附、分解污水中的有機物,起到凈化污水的作用。然後為了使活性污泥和處理後的污水分離,混合液進入二次沉澱池進行分離操作。最後就可以向外排放凈化後的水,分離出一部分活性污泥通過迴流系統迴流至曝氣池,另一部分污泥將從系統中排出。活性污泥法的主要設備為曝氣池和二次沉澱池。

❼ 城市污水處理常用方法都有哪些,城市污水,微生物

幾種消毒工藝方法1.1物理消毒方法——紫外線消毒1.1.1紫外線消毒原理紫外線消毒是一種物理消毒方法,紫外線消毒並不是殺死微生物,而是去掉其繁殖能力進行滅活。紫外線消毒的原理主要是用紫外光摧毀微生物的遺傳物質核酸(DNA或RNA),使其不能分裂復制。除此之外,紫外線還可引起微生物其他結構的破壞。紫外線是一種波長范圍為136nm~400nm的不可見光線。在該波段中260nm附近已被證實是殺菌效率最高的,目前生產的紫外燈的最大功率輸出在253.7nm波長。該波長輸出在目前世界頂極紫外燈中已佔到紫外能量的90%,總能量的30%,由於高強度、高效率的紫外C波段的存在,紫外技術已成為水消毒領域一個具有相當競爭力的技術。1.1.2紫外線消毒器的結構形式1)敞開式結構。在敞開式UV消毒器中被消毒的水在重力作用下流經UV消毒器並殺滅水中的微生物。2)封閉式結構。封閉式UV消毒器屬承壓型,用金屬筒體和帶石英套管的紫外線燈把被消毒的水封閉起來。1.2化學消毒方法1.2.1液氯消毒1)液氯消毒原理。向水中加入液氯或者次氯酸鹽(如NaClO)溶液消毒時,在水中發生如下反應:HOC,lOCl-之和稱作有效自由氯,其中以HOCl消毒效果最好。排入水體時,氯會和水中的氨氮、有機氮反應生成消毒效果較差的無機氯胺和有機氯胺,稱作化合氯。總余氯是指有效自由氯和有效化合氯之和。氯的消毒效果受接觸時間、投加量、水質(含氮化合物濃度、SS濃度)、溫度、pH以及控制系統的影響。2)加氯系統。目前常用加氯系統包括加氯機、接觸池、混合設備以及氯瓶等部分,如圖1所示。1.2.2臭氧消毒1)臭氧消毒原理。臭氧(O3)是氧(O2)的同素異形體,純凈的O3常溫常壓下為藍色氣體。臭氧具有很強的氧化能力(僅次於氟),能氧化大部分有機物。臭氧滅菌過程屬物理、化學和生物反應,臭氧滅菌有以下三種作用:a.臭氧能氧化分解細菌內部氧化葡萄糖所必需的酶,使細菌滅活死亡。b.直接與細菌、病毒作用,破壞它們的細胞壁、DNA和RNA,細菌的新陳代謝受到破壞,導致死亡(DNA—核糖核酸;RNA—脫氧核糖核酸。病毒是由蛋白質包裹著一種核酸的大分子;病毒只含一種核酸)。c.滲透胞膜組織,侵入細胞膜內作用於外膜的脂蛋白和內部的脂多糖,使細菌發生透性畸變,溶解死亡。因此,O3能夠除藻殺菌,對病毒、芽孢等生命力較強的微生物也能起到很好的滅活作用。2)污水臭氧處理工藝。臭氧氧化能力強,且很不穩定,也無法儲藏,因此應根據需要就地生產。臭氧的制備一般有紫外輻射法、電化學法和電暈放電法。目前臭氧制備佔主導地位的是電暈放電法。由臭氧發生器制備好的臭氧氣體通過管道輸送到密閉的臭氧接觸池,與處理後的污水進行接觸反應。反應後的氣體由池頂匯集後,經收集器離開接觸池,進入尾氣臭氧分解器,在此剩餘臭氧氣體被分解成氧氣排入大氣中(見圖2)。1.2.3二氧化氯消毒二氧化氯在水中溶解度是氯的5倍,氧化能力是氯氣的2.5倍左右,它是一種強氧化劑。溶於水後很安全,是國際上公認的含氯消毒中唯一高效消毒劑。二氧化氯性質不穩定,只能採用二氧化氯發生器現場制備。用於水處理領域的小型化學法二氧化氯發生器主要有兩種:以氯酸鈉、鹽酸為原料的復合型二氧化氯發生器和以亞氯酸鈉、鹽酸為原料的純二氧化氯發生器,其中前者應用最為廣泛。1)復合二氧化氯發生器原理。復合二氧化氯發生器以氯酸鈉和鹽酸制備二氧化氯為主、氯氣為輔的混合氣體。反應如下:NaClO3+2HCl=ClO2+1/2Cl2+NaCl+H2O該反應的最佳溫度為70℃,反應器採用耐溫、耐腐蝕材料製造。反應生成的二氧化氯和氯氣混合氣體通過水射器投加到被處理水中。2)復合二氧化氯發生器的應用。復合二氧化氯發生器用於消毒時,消毒劑投加點一般在濾後,有效氯投加量一般為3mg/L~5mg/L;用於脫色或降低COD時,該復合氣體投加在硫酸鋁等混凝劑投加點之前效果較好,投加量應根據水質由試驗確定,同時也可以查看中國污水處理工程網關於二氧化氯消毒處理污水技術文檔。2上述幾種消毒方法的特點2.1紫外線消毒紫外線污水消毒技術如今已被廣泛應用於各類城市污水的消毒處理中,包括低質污水、常規二級生化處理後的污水、合流管道溢流廢水和再生水的消毒。紫外線消毒法除具有不投加化學葯劑、不增加水的嗅和味、不產生有毒有害的副產物、消毒速度快、效率高、設備操作較傳統消毒

❽ 實現城市廢水資源化有什麼方法

1.城市廢水資源化的意義近20年來,經濟的持續快速發展和人口的膨脹加劇了對水的需求,造成世界范圍水資源短缺。水資源短缺威脅著人類的生存和發展,已成為全球人類共同面臨的最嚴峻的挑戰之一。

為解決困擾人類發展的水資源短缺問題,開發新的可利用水源是世界各國普遍關注的課題。城市廢水水質、水量穩定,經處理和凈化以後可以作為新的再生水源加以利用。世界上不少缺水國家把城市廢水的資源化作為解決水資源短缺的重要對策之一,圍繞城市廢水的資源化與再生利用開展了大量的研究,包括廢水回用途徑的分析與開拓,廢水資源化工藝與技術研究,回用水水質標準的建立,回用水對人體健康的影響,促進廢水資源化的政策與管理體系等。

城市廢水如不加以凈化,隨意排放,將造成嚴重的水環境污染。如將城市廢水的凈化和再生利用結合起來,去除污染物,改善水質後加以回用,不僅可以消除城市廢水對水環境的污染,而且可以減少新鮮水的使用,緩解需水和供水之間的矛盾,為工農業的發展提供新的水源,取得多種效益。許多國家和地區把城市廢水再生水作為水資源的一種重要組成,對城市廢水的資源化進行了系統規劃,例如美國佛羅里達州的南部地區、加利福尼亞州的南拉谷那、科羅拉多州的奧羅拉、沙烏地阿拉伯、義大利及地中海諸國等。實踐表明,城市廢水經處理後可以用於農業、城市和工業等領域。作為緩解水資源短缺的重要戰略之一,城市廢水資源化顯示了光明的應用前景。

2.廢水資源化途徑與再生水水質標准(1)廢水資源化途徑根據城市廢水處理程度和出水水質,經凈化後的城市廢水可以有多種回用途徑。大體可分為城市回用、工業回用、農業回用(包括牧漁業)和地下水回灌。在工業回用中,主要可用作冷卻水;城市回用中有城市生活雜用水、市政與建築用水等;農業用水則主要是灌溉用水。

(2)再生水水質標准對於城市廢水的回用工程,最重要的是再生水的水質要滿足一定的水質標准。回用對象不一樣,所規定的標准也不一樣。以下介紹幾種廢水回用途徑及相應的水質標准。

①回灌地下水:再生水回灌地下蓄水層作飲用水源時,其水質必須滿足或高於國家生活飲用水衛生標准(GB5749—85)。美國加利福尼亞州衛生署於1976年制訂了再生水回灌地下水的建議水質標准,1977年進一步對水質標准進行了修訂。考慮到難生物降解有機物對地下水質影響以及對人體健康的危害,除一般常規監測指標外,還要求對苯、四氯化碳等20種有機物和6種農葯有機物進行監測。

②工業回用:再生水的工業回用主要有3個方面:回用作冷卻水、工藝用水以及鍋爐補給水。回用作冷卻水的再生水水質應滿足冷卻水循環系統補給水的水質標准;回用作工藝用水時,由於工藝的不同,水質也千差萬別,應根據不同工業的不同工藝,滿足其相應的水質標准;用作蒸汽鍋爐補給水的水質與鍋爐壓力有直接關系。再生水往往需要經過補充處理後才能用作鍋爐補給水。

③農業回用:再生水的農業回用主要用於灌溉。通常對灌溉用水的水質要求為:不傳染疾病,確保使用者和公眾的衛生健康;不破壞土壤的結構與性能,不使土壤退化或鹽鹼化;不使土壤中的重金屬和有害物質的積累超過有害水平;不得危害作物的生長;不得污染地下水。為了使再生水回用農業的水質符合以上要求,以保障人民身體健康,促進農業持續發展,世界衛生組織以及各國均制訂了污水灌溉農田的水質標准。我國最新頒布了「農田灌溉水質標准(GB5084—92)」。

3.城市廢水資源化實例作為解決水資源短缺的重要對策之一,國內外對城市廢水的資源化與回用都十分重視,並取得了許多成功的經驗。以下列舉一些廢水資源化的成功實例,以供我國廣大缺水地區在探索、研究和推廣廢水資源化中借鑒和參考。

(1)美國的廢水再生與回用美國城市廢水的再生與回用起步較早。全美有再生水回用點536個,其中加州有238個。下面介紹美國廢水再生與回用的幾個實例。

①加利福尼亞州橘子縣21世紀水廠再生水回灌地下:該城市由於超量開采地下水,造成地下水位低於海平面,促使海水不斷流向內陸,致使地下淡水退化不宜飲用。為防止地下水位下降造成海水入侵,美國加州橘子縣早在1965年就開始研究將三級處理出水回灌地下,以阻止海水入侵。橘子縣為此興建了「21世紀水廠」,該廠設計能力為5678米3/天。原水為城市污水二級處理出水,進一步經沉澱、過濾和活性炭處理後回灌地下水。由於回灌地下總溶解性固體的限制為500毫克/升,因此一部分再生水在回灌地下水之前還採用反滲透法進行了脫鹽。21世紀水廠的凈化水通過23座多點注入管井分別注入4個蓄水層,與深層蓄水層井水以2∶1的比例混合以阻止海水的入侵。該項工程表明:人工控制海水入侵是可行的;城市廢水經深度處理後能夠達到飲用水水質標准;工程經長期運行證明穩定、可靠。

②佛羅里達州聖彼得斯堡的廢水再生與回用:該市是城市廢水回用的先驅之一。1978年實施了雙配水系統,供給用戶兩種質量的水(飲用水和非飲用水),再生水開始用於非飲用水目的的使用。1991年該市向7000多戶家庭及辦公樓提供再生水(8×103)米3/天,並用做公園、操場、高爾夫球場灌溉用水以及空調系統冷卻水和消防用水。該市共有4座廢水處理廠,總處理能力達(270×103)米3/天,採用活性污泥生物處理工藝,並附加有鋁鹽混凝、過濾及消毒處理,雙管輸水系統管道共長420千米。通過10口深井將多餘的再生水注入鹽水蓄水層,一年間平均約有60%的再生水注入深井。由於使用再生水,節約了優質水,因此盡管該市入口增加了10%,但飲用水仍能滿足供應。

③亞利桑那州派洛浮弟核電站回用再生水作冷卻水:該核電站是美國最大的核電站。第一期三個反應堆分別於1982、1984及1986年投產,每個發電能力為1270兆瓦。此外擬再建兩個反應堆。核電站地處沙漠,嚴重乾旱,因此採用再生水作為冷卻水。再生水來自兩座城市廢水處理的二級生物處理出水。輸至核電站再經補充處理,使之達到所需水質。該核電站採用冷卻水系統,補給水約(200×104)米3天。

(2)日本的廢水再生與回用日本近20多年來在廢水再生和利用方面進行了大量研究開發和工程建設。1986年城市廢水回用量達(6300×10)米3/年,佔全部城市廢水處理量的0.8%。再生水主要回用於中水道、工業用水、農田灌溉、河道補給水等。各種用途及其所佔的比例為:中水道系統為40%、工業用水29%、農業用水15%、景觀與除雪16%。中水道系統是日本污水回用的典型代表。1988年日本共建有中水道844套,其中辦公樓、學校為大戶。學校佔18.l%、辦公樓佔17.3%、公共樓房佔9.2%、工廠佔8.4%。中水道再生水主要用於沖洗廁所(佔37%)、沖洗馬路(佔16%)、澆灌城市綠地(佔15%)、冷卻水(佔9%)、沖洗汽車(佔7%)、其他(景觀、消防等)為16%。

(3)其他國家的廢水再生與回用世界上第一座將城市廢水再生水直接用作飲用水源的回收廠設在納米比亞的首都溫德和克市。該回收廠於1968年投產,第一階段產水量為2300米3/天,正常處理能力可達4500米3/天,後增至6200米3/天。水為城市廢水廠二級生物處理出水,處理流程如下:

深度處理水的水質經嚴格的水質監測,證明符合世界衛生組織(WHO)及美國環保局發布的標准。以色列屬半乾旱國家。再生水已成為該國的重要水資源之一。100%的生活廢水和72%的城市廢水已經回用。據1987年資料,全國廢水總量(832.5×10)立方米,處理量達(2.18×108)立方米,處理率接近90%。再生水用作灌溉達(1.046×108)立方米(佔42%),回灌地下為(0.7×108)立方米(佔29%左右),排海水量(0.7×108)立方米(佔29%左右)。廢水處理後貯存於廢水庫。全國共修建127座廢水庫,其中地面廢水庫123座,地下廢水庫4座。廢水進行農業灌溉之前一般通過穩定塘系統處理。有些城市將城市二級生物處理出水再經物化處理後回用於工業冷卻水。此外,廢水經深度處理後回灌地下水,再抽出至管網系統,或並入國家水資源調配系統,輸送至南部地區,或用於一般供水系統,最南部地區甚至將它作為飲用水源。

由於採取了上述廢水回用的措施,以色列大大提高了水資源的有效利用,從而緩和了水資源短缺對社會經濟發展的制約作用。科威特利用經三級處理後的城市廢水進行農業灌溉。印度目前至少有200個農場利用城市廢水進行灌溉,面積達23000公頃。

(4)我國的廢水再生與回用我國長期以來有利用生活污水灌溉農田的經驗,先後開辟了1042多個大型污水灌溉區。在我國北方乾旱地區,利用污水灌溉農田,可充分利用其水肥資源發展農業生產,確實收到了一定效果。但由於一些污灌區地址選擇不當,設計不合理,廢水預處理不夠,又缺乏水質控制標准和及時的監測,出現了土壤、農作物及地下水的嚴重污染,威脅著人體健康和安全。若干年前,曾開展大規模的污灌區環境質量綜合評價工作,研究與制訂了污水灌溉與污泥用於農田的各項環境標准與規定,已將污水農業利用引向科學的道路。由於我國不少地區,如北方地區水資源緊缺,迫切需要把城市廢水作為第二水源加以回收利用,實現廢水資源化。為此,國家組織了有關開發城市廢水資源化工藝的科技攻關,研製成套技術設施,建立示範工程,並逐步推廣應用。攻關內容包括工業回用、市政景觀利用的水質預處理技術、水質標准、衛生安全評價、中小城鎮和住宅小區污水回用技術的研究等。一些成果已在天津紀莊子污水處理廠改造工程中應用,並在天津、太原、大連等城市建設了污水回用工程。例如,大連春柳廢水處理廠的二級生物處理出水經深度處理後用於冷卻水;太原楊家堡廢水處理廠採用生物填料接觸氧化池處理城市污水用於冷卻水;北京高碑店熱電廠亦將高碑店污水處理廠的出水作為冷卻水水源。經過十多年來的努力,我國在城市廢水資源化以及回用方面取得了一定的成績,為今後更大范圍的推廣應用奠定了堅實的基礎。隨著我國城市廢水處理廠的普及與興建,廢水再生利用規模和速度亦將迅速發展。

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