摘要 随着我国经济的飞速发展，城市化进程的日益加快，水资源短缺的越来越严重，以及水环境恶化引发的一系列水问题日益成为社会发展的瓶颈。
关键词 污水再生利用 活性炭 STCC污水深度净化处理技术 膜处理技
1 背景
水是生命之源，水是城市发展的命脉，也是城市的灵气之所在，更是人类与自然和谐不可缺少的元素之一。目前我国正处于在一个城市化、工业化快速发展时期，并随着社会的迅速发展和文明的不断进步,特别是人口的急剧增加,人类对水的依赖程度越来越高,用水量急剧增加。而且,我国用水浪费严重，水资源利用效率较低。目前,我国农业用水利用率仅为40～50%,灌溉用水有效利用系数只有0.4左右。工业方面,工业用水重复利用率低,仅为20～40%,单位产品用水定额高。城市生活用水方面,供水管网和卫生设备的漏水是形成浪费的主要原因,我国城市供水管网的漏水量约占全部供水量的10%左右。故污水的再生利用已刻不容缓。
2 污水再生处理技术现状及进展
日本早在1962年就开始回用污水，70年代已初见规模。随着回用技术的不断更新和发展，再生成本不断下降、水质不断提高，逐渐成为缓解水资源短缺的重要措施之一。90年代初日本在全国范围内进行了废水再生回用的调查研究与工艺设计,在1991年日本的“造水计划”中明确将污水再生回用技术作为最主要的开发研究内容加以资助，开发了很多污水深度处理工艺,在新型脱氮、脱磷技术，膜分离技术，膜生物反应器技术等方面取得很大进展的同时,对传统的活性污泥法、生物膜法进行了不同水体的工艺实验。建立起了许多“水再生工厂”。美国也是世界上采用污水再生利用最早的国家之一，60年代末就将膜生物反应器用于废水处理，70年代初开始大规模污水处理。在美国有300余座城市实现了污水处理后再利用；1987年以色列全国已有210个市政污水回用工程，城市污水回用率达72%；1996年纳米比亚温得和克市污水回用量达到21?000m3/d。
我国目前污水再生利用也越来越受重视，并在北方城市初具规模；随着水资源越来越受重视，在南方城市也不断兴起，“八五”攻关推进了北京、天津等10余个城市重点开展污水再生回用事业。
3 污水再生用途
根据国内外污水再生利用的成果经验和实例表明，污水回用的用途十分广泛，根据不同地域及环境，污水回用几乎可用于所有用水领域，是一种可持续开发利用的水资源。目前我国污水再生水主要用于农业灌溉，工业回用（冷却水、工艺用水、洗涤水等），城市杂用（浇洒、景观、消防、绿化、洗车、冲厕所、建筑施工等），地下回灌，渔业养殖，河湖补充水，城市景观环境，湿地环境用水等。
4 污水再生利用处理技术介绍
4.1 传统处理组合工艺
4.1.1 工艺流程
4.1.2 工艺说明
该工艺絮凝反应主要有网格反应、折板反应、机械反应、气浮等，应根据不同工艺进行选择。污水再生处理工艺中沉淀反应池大多采用斜管沉淀池，斜管沉淀池是近几年发展起来的一种高效快速的、运转稳定的新型沉淀池，它是根据浅池原理在池内安装直径较小的斜管，被处理水从反应池进入，经过倾斜设置的斜管沉降分离，沉淀后的水从上部集水槽排出。斜管沉淀池占地面积小，运行稳定，施工安装方便。
过滤系统是该工艺的核心，传统工艺采用的滤料主要为石英砂，目前彗星式纤维滤料作为一种新型的滤料也开始在一些工程中被采用。石英砂滤料作为滤床进行过滤，这种滤层称为均质滤层，其特点是在整个滤层内，滤料的级配都是一样的，因此沿滤层厚度的每一点，滤料颗粒间所形成的空隙大小的分布也是一样的。在沿均质滤层厚度的每一点具有容纳同样多的悬浮固体的能力，但是，当滤池进行反冲洗后，由于石英砂的刚度大，不可压缩和水力分级的作用，原来的均质滤料层就变成了分级滤料的滤层，即在沿滤层的厚度方向上，滤料是按从小到大的顺序排列，因此纳污能力有所降低。彗星式纤维滤料为一种不对称构形纤维过滤滤料，一端为松散的纤维丝束，称为“彗尾”；另一端为比较重较大的实心体，将纤维丝束熔化固定在内，称为“彗核”，整体呈彗星状。彗星式纤维滤料的彗核密度大，体积小,滤料彗尾为纤维丝束，密度小。由于彗星式纤维滤料的结构特点，所以滤层具有在水流方向上具备从大到小的空隙，形成了一个倒金字塔的构造，具有纳污量大，过滤精度高；过滤时，比重较大的彗核起到了对纤维丝束的压密作用；高效纤维滤料滤池具有比表面积大，过滤阻力小的优点。微小的滤料的直径，极大地增大了滤料的比表面积和表面自由能，增加了水中的杂质和颗粒与滤料的接触机会和滤料的吸附能力，从而提高了过滤效率。滤池运行时滤层孔隙率沿水流方向逐渐缩小，纤维密度增大，实现了理想的深层过滤，增加了滤层的截污容量。
活性炭吸附过程，由于活性炭具有极大的比表面积,在污水的深度处理中是应用最广泛最有效的方法。活性炭可有效地去除色度、臭味,能除去水中大多数的有机污染物和某些无机物,包括某些有毒的重金属,消毒副产物及其前质,许多脂类和芳烃化合物。活性炭吸附对大部分极性短链含氧有机物不能去除,同时再生活性炭很难就近迅速处理,这就需要有备用设备或材料进行循环使用。
4.2 “STCC污水深度净化处理技术”工艺
4.2.1 工艺流程
4.2.2 工艺说明
“STCC污水深度净化处理技术”模仿大自然物质循环过程中具有的自净功能，采用天然加工的净化材料，浓缩自然土壤植物净化过程的一套经济、长效的深度净化循环处理工艺技术。
经过污水处理厂二级处理出水进入STCC深度处理系统进行深度处理，前期出水中悬浮杂物，生物污泥在接触沉淀池中，利用其中塑料球状接触过滤材料的巨大表面积得到沉淀去除，降低SS，污泥定期抽至污泥池，上清液则进入接触曝气池，此池中填有不饱和炭，不饱和炭是作为污水深度处理净化而开发的新型材料，是经过改性的不饱和生物木炭。在好氧的条件下，不饱和炭为微生物的繁殖和生长代谢提供良好的环境，提高微生物活性，利用自然的循环净化原理，使污水得到高度净化。此池中BOD5、COD、NH3-N、LAS等污染成分得到较为彻底的去除；铁、锰等元素也作为微生物生长的必须元素，部分被微生物吸收。出水流入接触过滤池，利用木炭滤料和石灰石的吸附和脱色脱臭作用，让出水更加清澈透明。出水采用二级处理已配备的液氯消毒，能够高效、快速杀菌，并且安全、无毒，对人体无副作用，处理后水中无三氯甲烷等致癌物质，并可部分去除部分铁、锰，可完全回用。
4.3 膜处理工艺
4.3.1 工艺流程
4.3.2 工艺说明
膜处理工艺具有出水比较稳定、出水水质好的特点，但该工艺成本高，运行费用较高。
系统进水过滤：为保证系统的连续运行,进水系统前设置调节池。系统运行时, 来水进入预过滤系统去除供水中的大悬浮颗粒,保护微滤膜，免受大颗粒物质划伤。截留去除的颗粒等污染物自动排出，预过滤后的供水进入微滤膜柱组件。系统膜柱采用由外向内正压流动方式, 清水通过滤膜从侧面出口进入进水收集管后，集中进入净水储池。浓缩的污水在膜的上游被浓缩,通过膜柱顶部的出口进入清水池。
膜再生：系统过滤运行完成后,要定期自动进行反向过滤清洗。反洗时,净水从膜柱的清水出口反向进入膜柱, 采用从内向外的流动方式反向通过滤膜, 以反洗掉在膜上游表面截留的颗粒等污染物。系统过滤运行完成后，进行反向过滤清洗同时进行压缩空气吹扫, 以进一步的加强去除膜上游表面截留的颗粒等污染物。反向过滤清洗, 经过除油除水除菌净化处理过的压缩空气自膜柱底部进入膜柱内部上游。压缩空气进入膜柱产生的气泡在膜上游表面产生强烈扰动,与此同时进行的反向过滤清洗, 使截留在膜表面的污染物得到彻底清除。压空吹扫与反向过滤清洗同时进行。
随着我国经济的飞速发展，城市化进程的日益加快，水资源短缺的越来越严重，以及水环境恶化引发的一系列水问题日益成为社会发展的瓶颈。为了应对水资源供需日益尖锐的矛盾，我国目前污水再生利用也越来越受重视，并在我国大中城市逐渐登上舞台。
