市政污水处理工艺与污水回用技术探讨

施超 郎林

（上海市政工程设计研究总院（集团）第六设计院有限公司，安徽 合肥230031）

随着我国社会经济的快速发展，城市化进程逐渐加快，人们生活水平提高的同时，也对水资源利用的质量和数量也有了更高的要求。我国人口众多，工业用水以及居民日常用水排放的污染物总量较大，因此，成熟高效的市政污水处理与回用技术能够为实现可持续发展奠定良好基础。

1 市政污水处理工艺

1.1 反渗透膜技术与膜生物反应器工艺

反渗透膜技术是在原有过滤技术的基础之上，以人工半透膜为核心，通过人工干预形成的渗透压差，将不能通过半透膜的物质分离出来，因此，这项技术成为去除水中污染物的重要技术手段。膜生物反应器工艺主要分为膜- 生物反应器和膜- 生物膜- 反应器两种。前者的原理是以膜代替了原本的固液分离装置，使其实现了微污染水中的污染物拦截，将污染物与水进行长时间的分离，以提高其污染处理效率，这项技术的优势在于在占地面积小的基础上，过滤后的水质好，因此，已经被广泛用于处理工业废水与生活污水中。后者则属于水污染处理的新技术和新形势，因为该项技术能够有效处理地下水或地表水中的重金属，比如亚硝酸盐、硝酸盐、坤酸盐等有害物质，因此，这项技术能够应用到重金属污染严重的水处理中，以提高水资源的净化效率和洁净程度。

1.2 A2/O 工艺与UNITANK 工艺

A2/O 全称为Anaerobic-Anoxic-Oxic，中文的意思就是厌氧- 缺氧- 好氧，是现阶段我国应用最广泛的污水处理技术之一，因为其能够同时去除污水中的氮元素和磷元素，所以在二级与三级污水处理过程中都可以应用这一技术。这项技术还衍生出多种高效处理工艺，比如AO 工艺，倒置A2/O 工艺等，其原理都是将污水中大部分含氮化合物转化为氮气排放从而去除，而且在进行到好氧阶段时，对水中的磷元素进行一定程度的吸收，最终通过剩余污泥排出。UNITANK 废水处理工艺是在减少废水处理池占地面积的基础上，使三个废水处理池共用一个长方形池壁，大大减少废水处理池建设过程中的工程造价。而且UNITANK 废水处理工艺是在SBR 废水处理工艺的基础上演变而来的，其处理方法有着很多相似之处，由于其占地面积小且造价低，在小型污水处理厂中被广泛应用[1]。

1.3 生物滤池法与混凝沉淀法

生物滤池的原理是利用填料上附着的微生物将污水净化，同时填料可以拦截一定粒径的颗粒物，而且生物滤池法中的填料是工艺核心，通过不同填料的选择以及填料深度的设计等，衍生出多种功能的生物滤池工艺，比如具有脱氮功能的深床滤池，就是通过多层滤料的组合，微生物在厌氧、缺氧及好氧的不同工况条件下实现反硝化脱氮。混凝沉淀法在处理污水的过程中，同时应用了物理方法和化学方法，在物理沉淀的基础上，利用化学絮凝的原理将固体悬浮物和胶体从污水中分离出来，而且这种技术手段具有操作简单、高效率和工艺稳定等优点。在现代科技迅速发展阶段，科学家研发出来众多新技术，但由于各种客观原因没有被广泛应用。比如：实验室筛选法，将聚磷菌、反硝化菌和经过改良和驯化的硝化菌固定在纤维球形填料中用于处理少量污染的水源，经过10d 后，研究团队发现水中的氨氮、磷和氮污染物已经被彻底清除；太阳能净化法，安装太阳能净化系统，对微污染水源进行缺氧或过氧富氧检测，能够有效解决对水体的藻类有机物聚集问题等。

2 市政污水回用技术

2.1 高科技纳米筛滤技术分析

污水回用过程，首先，格栅池的滤网过滤水中杂质后进入折流复合垂直人工湿地，进水流经砾石层、多功能填料层和中间挡板后，污水经过表面砂土层到达砾石层，在出水区沉淀静置，由折流复合垂直人工湿地内设置的折板延长污水停留时间，以增强系统处理效果；其次，折流复合垂直人工湿地的出水区上，上清液在增压泵的作用下导入表层湍流筛滤装置；再次，表层筛滤装置的储水池内纳米间歇曝气，曝气时储水池内气压增大，空气被多孔板切割成为气泡鼓起，打散填料表面的污染物质层并使其浮起，使得污水能顺利经过筛滤填料过滤。曝气管的气泡将浮起的污染物推至水面，溢流至回流槽，与进水混合调节进水水质，延长筛滤装置使用寿命；最后，表层湍流筛滤装置的筛滤填料底部纳米曝气头进气，用于清洁填料；下方储水箱内纳米曝气头的进气，通过纳米曝气大量获得羟基自由基，与照射剂量为300J/m2紫外灭菌灯、半导体负载填料共同提高高级氧化效果，同时其中富含羟自由基的出水在装置进行反洗时，冲刷筛滤填料，使筛滤填料清洁与再生；表层湍流筛滤装置处理后的出水进入纳米曝气深度处理装置，在高温纳米曝气的条件下对污水进行纳米曝气处理，分解残留难降解有机化合物及残存的病原菌和微生物，在去除有机物、降低COD 的同时，提高污水的透明度和色度，最终达到回用水水质标准。

2.2 MBFB 膜生物流化床技术分析

MBFB 膜生物流化床工艺用于污水回用过程中，能在原有污水达标排放的基础上，以粉末活性炭为载体，结合膜生物反应器工艺的固液分离技术，经过生物流化床和陶瓷膜分离系统，进一步有效降低COD、NH-N、浊度等指标，一方面可直接回用，另一方面也可作为RO 脱盐处理的预处理工艺，替代原有砂滤、保安过滤、超滤等冗长过滤流程，由于PAC 具有较强的吸附性，吸附了大量的微生物菌群，并在高溶解氧条件下，对PAC 表面小分子有机物进行氧化分解，同时有机物含量的降低大大提高RO 膜使用寿命，降低回用水处理成本，利用无机陶瓷膜分离系统，吸附有机物的粉末活性炭等悬浮颗粒，并通过错流过滤，进一步实现水源净化，使其达到回用水标准，而且MBFB 能有效除去微污染水体中的氨氮、COD 和其他难以降解的小分子有毒有机物等，和其它的有机膜与无机膜相比，具有膜通量大、反冲性能好、全面性和自动性强操作等优势[2]。

3 结论

根据对反渗透膜技术、膜生物反应器工艺、A2/O 工艺、UNITANK 工艺、生物滤池法、混凝沉淀法等市政污水处理工艺与高科技纳米筛滤技术、MBFB 膜生物流化床技术等污水回用技术的深入探讨，进一步了解我国市政污水处理方法，有效缓解水资源短缺问题，促进我国生态环境建设持续健康发展。