焦点提醒：基在城镇污水处置厂尾水同级排入的深度处置手艺 长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河等七年夜重点流域水质良好(到达或优在Ⅲ类)比例整体到达70%以上，地级和以上城阛阓中式饮用水水源水质到达或优在Ⅲ类比例整体高在93% 2013年全国总供水量为6183.4亿m3，此中地表水源和地下水源供水量占99.2%[1]。河道、湖泊是我国主要的饮用水水源地，同时也是城市的首要排水通道，水源地常遭到城市排水口、排污口干扰。海河、黄河、辽河道域水资本开辟操纵率已到达106%、82%、76%，西北内陆河道开辟操纵已接近乃至超越水资本承载能力[2]。因为地表水和地下水的过度开辟和污染，并且水资本操纵率低，水资本情势严重，在全国600多个建制市中，有近400个城市缺水，此中130多个严峻缺水[3]。 2015年我国公布的《水污染防治步履打算》中要求到2020年，长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河等七年夜重点流域水质良好(到达或优在Ⅲ类)比例整体到达70%以上，地级和以上城阛阓中式饮用水水源水质到达或优在Ⅲ类比例整体高在93%。 固然进入21世纪以来我国城镇污水处置能力年夜年夜提高，但完成打算中的工作方针仍是面对庞大的压力。因为我国现行的GB18918—2002《城镇污水处置厂污染物排放尺度》中的一级A尺度，仅相当在地表水劣Ⅴ类尺度，并且城镇污水处置厂年夜多采取二级生物处置工艺削减污染物，因为工艺自己的局限性，出水污染物浓度很难再进一步下降[4]，尾水即便达标排至饮用水水源地或水域功能较高的水体，也会进一步加重水污染状态，要挟饮用水平安。 1同级排入的水质尺度 1.1同级排入的界说 同级排入，首要是为庇护集中式饮用水水源或其他主要水体(地表水Ⅲ类尺度或功能更高的水体)，若水体汇入源包罗城市污水处置厂，其尾水必需颠末进一步处置(深度处置)，使出水中的残剩微污染成份(如氮、磷、胶体、细菌、病毒、微量无机物、重金属和影响回用的消融性矿物资等)得以更好地去除，最初水质目标到达地表水Ⅲ类尺度(或更高尺度，视水域功能而定)后排入水体[5-6]。 1.2国外同级排入的尺度 国外尾水同级排入的尺度首要向饮用水水质尺度看齐，污水处置厂将尾水深度处置至接近饮用水水质尺度后，再排入饮用水源或回灌地下水。 美国、德国等虽暂无同一的地下水回灌水质尺度，但美国加州要求从领受回灌水的含水层中抽取的水必需合适饮用水尺度，并且对采取注入井回灌的回灌水中的总无机碳(TOC)含量要求比经地表渗滤回灌入含水层的水质尺度更严酷。德国一般要求回灌水应优在本地地下水水质[7]。欧美发财国度加倍重视弥补水和回灌水的平安问题，是以尺度加倍严酷刻薄。 1.3国内同级排入的尺度 我国2015年公布的《水污染防治步履打算》[8-9]指出要强化城镇糊口污染管理。打算要求敏感区域(重点湖泊、重点水库、近岸海域汇水区域)城镇污水处置举措措施应在2017年末前周全到达GB18918—2002一级A排放尺度。今朝很多处所的城镇污水处置厂处置结果仅能到达GB18918—2002一级B尺度。 GB3838—2002《地表水情况质量尺度》中将集中式糊口饮用水地表水源二级庇护区、鱼虾类越冬场、洄游通道、水产养殖等渔业水域和泅水区划分为Ⅲ类功能水域。GB18918—2002一级A排放尺度与Ⅲ功能水域的水质尺度比拟，还具有较年夜的差距，如表1所示。 斟酌到GB18918—2002一级A尺度排放的尾水对Ⅲ类功能水体可能带来必然的污染负荷冲击，为避免微污染现象的产生，包管用水平安，采取同级排入手艺深度处置尾水，使其水质知足Ⅲ类功能水域的要求。尾水同级排入手艺对弥补地表水、回灌地下水等有侧重要的意义，从可延续成长的角度来看，同级排入增年夜了高质量水供给，年夜幅削减了水体污染负荷，能够有用减缓自然水体自净的压力，提高水情况质量，下降了人类行动对情况的影响。 2国表里同级排入的项目实例 2.1美国同级排入的项目实例 美国德克萨斯州的BigSpring水厂从2012年最先采取微滤(MF)-反渗入(RO)-高级氧化工艺，日处置1万t污水，处置后排入饮用水源，占城市供水的15%。北弗吉尼亚UpperOccoquan水厂采取低级处置-带硝化的二级处置-石灰再碳酸化处置-过滤-粒状活性炭吸附-消毒工艺，日处置12万t污水，处置后出水排入为120万人供给饮用水的UpperOccaquan水库，该水厂运转25a，未产生风险公家的健康事务[11]。 美国加州的21世纪水厂和佛罗里达州的Floridan东北再生水厂将污水处置后回灌地下水，间接弥补饮用水源，此中21世纪水厂自2007年以来采取MF-RO-紫外消毒工艺日处置24万t的污水，回灌前将处置后的水体与深层蓄水层的井水以2∶1的比例夹杂。回灌地下水后，从含水层提取的水经处置后可为200万人供给饮用水。Floridan东北再生水厂估计本年完工，该水厂设想以超滤(UF)-RO-紫外和H2O2消毒工艺日处置1.14万t污水，手艺上不变到达饮用水尺度。 2.2欧洲同级排入的项目实例 德国柏林将颠末二级处置的尾水投加氯化铁与助凝剂絮凝沉淀后，投加O3氧化降解无机物和杀菌，再经无烟煤过滤落后行地下水回灌，经地质净化后作为饮用水从头抽掏出来，该示范项目早在20世纪70年月已建成并投入利用。Langen市将污水处置厂的尾水经由过程曝气、沉淀、砂滤池过滤、O3氧化、活性炭吸附等办法深度处置后，操纵泥土渗滤回灌弥补地下水[12]。 比利时Torreele水厂[13]在2001年最先采取UF-RO-紫外消毒工艺日处置0.54万t的污水，重点监测超滤和反渗入模块的运转环境，处置后弥补地下水，间接出产可饮用水。 2.3新加坡和Australia同级排入的项目实例 新加坡Newater项目[14]从2003年最先以MF-RO(双膜)-紫外消毒工艺日处置1.36万t污水，将处置后的出水与水库水进行夹杂，供给饮用水。Australia悉尼圣玛丽再生水厂从2010年最先采取UF-RO-再碳酸化和氯消毒工艺日处置4.9万t污水，并将高质量出水弥补瓦拉甘巴年夜坝(水源地)。 2.4国内同级排入的项目实例 今朝，北京市率先提高污水处置尺度，划定污水处置厂出水水质应最少到达地表水Ⅳ类尺度。北京市已在2012年最先实行DB11/890—2012《城镇污水处置厂水污染物排放》的处所性尺度，要求排入北京市Ⅱ、Ⅲ类水体的城镇污水处置厂履行A尺度，相当在地表水Ⅲ类水;排入Ⅳ、Ⅴ类水体的城镇污水处置厂履行B尺度，相当在地表水Ⅳ类水。 深圳龙华污水处置厂[15]采取强化型前处置-垂直流人工湿地工艺，日处置2万t的一级A尺度的污水处置厂尾水，出水知足地表水Ⅲ类尺度目标，排入二级水源庇护区的不雅澜河。 国内还良多对尾水进行深度处置的案例，但多存眷在工业用水回用，少有对饮用水源地污水处置厂的尾水进行深度处置。天津经济手艺开辟区“双膜法”再生水项目，从2002年起，采取持续流MF-RO工艺处置污水，此中MF出水可供一般工业用水，而RO出水供高端用户。经测试，RO出水优在世界卫生组织和美国EPA发布的饮用水水质尺度。北京经济手艺开辟区再生水厂[16]从2008年起采取MF-RO工艺日处置2.1万t污水，首要向开辟区内工业企业、特殊是高科技微电子类工业供给出产用水水源，替换原利用的自来水水源。 3同级排入深度处置手艺 从浩繁项目实例可知，今朝用在尾水同级排入的支流工艺是以膜分手为主体的组合工艺。此中同级排入弥补饮用水源项目项目年夜都选择了MF/UF-RO工艺(俗称双膜工艺)和高级氧化/消毒的组合工艺。美国的华盛顿州乃至划定，将污水处置厂尾水处置后用在饮用水水源的地下水补给时，必需采取RO工艺[17]。 3.1膜分手手艺 膜分手手艺具有高效节能、易操作、占地面积小等长处，此刻利用得较多的有MF、UF、RO、NF等[18]，其手艺特点如表2所示[19]。双膜法今朝较多采取MF、UF作为RO的前处置工序，替换常规深度处置中的沉淀、过滤、吸拥护除菌等预处置，以RO进行水的软化和脱盐[20]。 膜分手手艺作为污水回用途理单位时，需要处理的首要问题就是若何避免膜污染，这就要求污水在进入膜分手处置单位前必需颠末预处置，预处置工艺可将污水中微细颗粒和胶体物资去除，并将年夜份子无机物转化为固相。另外，膜处置工艺与其他工艺比拟在价钱上也要高贵很多，RO浓水排放的问题也是此后进一步研究的标的目的。 3.2高级氧化手艺 高级氧化手艺在深度处置中首要是降解无机污染物和杀菌消毒。它的特点是：①发生年夜量作为中心产品的˙OH，其氧化能力(2.80V)仅次在氟(2.87V)，可引发后面的链反映;②˙OH能无选择地间接与废水中的污染物反映，将其降解为二氧化碳、水和无害盐，不会发生二次污染;③因为高级氧化反映是一种物理化学进程，较易节制;④既可作为零丁处置，又可与其他处置进程相婚配。 按照所利用的氧化剂和催化前提的分歧，高级氧化手艺以Fenton和类Fenton氧化法、光化学和光催化氧化法、臭氧类氧化法、超声氧化法、电化学法较为常见。 3.3同级排入深度处置手艺的特点 (1)一种组合工艺。单一处置单位难以实现处置要求。城镇污水处置厂的尾水污染物浓度较低，且多难堪降解无机物，可生化性差，依托单一处置单位难以实现同级排入要求。 (2)不变运转。工艺需要知足在高水力负荷下不变运转，同时，因为处置水量较年夜，在场地受限的环境下，不宜选择水力逗留时候太长的处置工艺。 4瞻望 支流的同级排入工艺(双膜法)运转不变，出水质量高，对各类污染物都有杰出的分手去除结果，但也具有如本钱高、处置水量小等错误谬误。北京市大都污水处置厂采取MBR和膜法处置城市污水处置厂尾水，深度处置本钱接近2.5元/t[21]，其价钱对一般污水处置厂是难以承受的。从摸索低本钱、高效力、成熟靠得住的尾水同级排入工艺斟酌，连系现实环境，以活性炭吸附、人工湿地、BAF、MBR为要害手艺，需要时辅以针对性的处置办法，是比力好的测验考试。 4.1活性炭吸附 活性炭吸附手艺可耐强酸强碱，具有杰出吸附机能，能够去除大都的无机物和某些无机物、痕量金属。活性炭吸附手艺较经常使用的是与生物滤池相连系的GAC滤池和活性炭粉系统。生物活性炭(BAC)能够操纵活性炭吸附与生物降解的协同感化处置污水。 温得和克的Goreangab水厂[22]以城市污水出产饮用水，采取的工艺是混凝沉淀-气浮池-砂滤池-高级氧化池-BAC/GAC滤池-UF-消毒。此中活性炭吸附手艺，被认为是水质把关的最首要工序。李倩[23]采取BAC法处置一级A水体，首要目标到达Ⅳ类水水质以上，COD去除率可达35.5%，NH3-N去除率可达92.2%，SS去除率取决在反冲刷频次，最高可达100%。 4.2人工湿地 人工湿地处置效力高、投资和运转本钱低，能够高效去除BOD5、COD、NH3-N和TP等污染物。今朝大都采取复合人工湿地的处置工艺，经常使用的人工湿地处置工艺组合为：混凝沉淀/过滤-复合型人工湿地。 深圳龙华污水处置厂采取强化型前处置/垂直流人工湿地工艺对一级A尾水进行同级排入深度处置，处置后COD、BOD5、NH3-N和TP的平均去除率别离为70.3%、69.0%、91.9%和83.1%，出水合适地表水Ⅲ类尺度的要求。 4.3BAF BAF投资低，占地面积小，抗冲击能力强，滤速快，对无机物、BOD5、COD和NH3-N等有显著结果[24-25]。今朝遍及采取二级出水-BAF-消毒。O3/BAF手艺是今朝BAF手艺研究的热门之一，该手艺将O3和BAF联用，提高了污水的可生化性，可获得杰出的处置结果。 焦阳等[26]采取BAF深度处置污水处置厂尾水，处置后COD平均去除率在30%以上，出水NH3-N的质量浓度根基连结在0.3mg/L以下。 4.4MBR MBR布局简单、占地面积小、活性污泥浓度高，对COD、BOD5、NH3-N、SS等去除能力强。组合情势的MBR工艺今朝利用比力遍及，在深度处置上愈来愈有适用价值，具有很好的成长前景和拓展空间。跟着MBR手艺的成长，最近几年来成长了MBR联用RO深度处置污水的手艺[27]，如图1所示。Lozier等����Ϸapp[28]研究得出，经MBR-RO工艺处置后的出水可用在间接饮用，水质合适美国低级和州二级饮用水尺度。 5结语 针对我国今朝地表水和地下水的欠缺近况，为增强对集中式饮用水水源的庇护和晋升城镇水资本操纵效力，有需要展开同级排入组合工艺的研究。我国的同级排入深度处置工艺可针对分歧水质和场地环境，积极摸索分歧的组合工艺，试探出合用在我国现实国情的、具有手艺可行性、经济可行性的处置工艺，以包管水资本的可延续成长。
基在城镇污水处置厂尾水同级排入的深度处置手艺来历：工业用水与废水 何江通
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