污水回用深度处理工艺说明.docx
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污水回用深度处理工艺说明
污水回用深度处理工艺说明
城市污水经传统二级处理后，还残留有难生物降解有机物、氮和磷的化合物、不可沉淀的固体颗粒、致病微生物以及无机盐等污染物质。
为达到污水回用的目的须进一步深度处理。
深度处理的对象和采用的主要技术见表1.5-14。
表1.5-14二级处理水深度处理的去除对象和所采用的处理技术
去除对象
有关指标
采用的主要处理技术
有机物
悬浮状态
SS、VSS
过滤、混凝沉淀
溶解状态
BOD5、COD、TOC、TOD
混凝沉淀、活性炭吸附、臭氧氧化
植物性营养盐类
氮
TN、NH3-N、NO2-N-、NO3-N-
吹脱、折点氯化、离子交换脱氮、生物脱氮
磷
TP、PO8-
金属盐混凝沉淀、石灰混凝沉淀、生物除磷
微量成分
溶解性无机盐
Na+、Ca2+、Cl-
反渗透、电渗析、离子交换
微生物
细菌、病毒
臭氧氧化、消毒
一、再生水回用于工业
（一）城市污水回用于循环冷却水
对于再生水用于工业冷却，易产生腐蚀、水垢和微生物黏泥等危害。
（1）腐蚀
污水中溶解盐含量高，除了自身引起金属腐蚀外，还使水的导电率增加，加速水中电化学腐蚀;水中的氯离子是一种腐蚀性很强的物质，对不锈钢易造成应力腐蚀而致破裂。
氨氮对铜材产生腐蚀。
（2）水垢
污水的硬度、碱度、磷酸盐的含量高，水中的钙、镁盐类在循环浓缩过程中易析出CaCO3、CaSO4、Ca3（PO4）2、MgSiO3沉淀，这些物质与悬浮物、金属腐蚀物和微生物一起，在金属表面结成多孔的垢层，引起局部垢下腐蚀。
（3）微生物黏泥（生物垢）
污水中的大肠杆菌、氮、磷等营养物质，给细菌、霉及藻类大量繁殖创造了条件。
二级出水中夹带有菌胶团，在敞开式废水处理设施和冷却塔中，温度和光照都适宜藻类繁殖。
这些微生物连同黏土质和金属的氢氧化物等，附着在热交换器、输水管道内，形成污泥状黏性物质，产生垢下坑蚀。
生物垢还粘结水中杂质，使垢层增厚。
形成生物垢的主要菌种有异氧菌、铁细菌、硫酸盐还原菌、真菌、藻类等。
污水回用于工业用水必须以二级处理出水为原水，进行不同程度的深度处理或三级处理。
国外深度处理方法有多种，主要有混凝澄清过滤法、活性炭吸附过滤法、超滤膜法、半透膜法、微絮凝过滤法、接触氧化过滤法、生物快滤池法、流动床生物氧化硝化法、离子交换、反渗透、臭氧氧化、氮吹脱、折点加氯等工艺。
城市污水回用于循环冷却水时，常见的处理流程有以下几种∶
①一级处理流程
水稳剂、杀菌剂
↓
二级处理出水→混凝沉淀→过滤→冷却水
此流程是建立在原循环冷却水系统具有去除氨氮功能的基础上，特点是基建投资小，运行费用低。
②生化处理流程
水稳剂、杀菌剂
↓
二级出水→颗粒填料生物接触氧化→混凝沉淀→过滤→冷却水
该流程可进一步去除二级出水中的COD和SS，并能去除部分氨氮。
③中国市政工程东北设计研究院与大连春柳污水处理厂提出的城市污水回用于工业循环冷却工艺流程∶
城市污水→常规二级处理→澄清、过滤、杀菌→除氨氮→水质稳定→再生水
该流程特别适用于城市污水回用于电厂。
经长年运行结果表明，氨氮可控制在电力系统要求的标准lmg/L以内，对铜的腐蚀率判定为"几乎不腐蚀"。
（二）污水回用于工业其他用水
对于其他类别的工业用水，如原料用水、生产工艺用水、生产过程用水以及锅炉用水等，虽然没有相应的回用水水质标准，但必须符合有关行业的用水水质标准。
几乎所有工厂都用锅炉，因此都有充分供应锅炉用水的问题。
锅炉的工作压力越高，锅炉用水的水质也必须提高。
对于压力极高的锅炉（6.8MPa以上），全部硬度必须去除，溶解固体应尽可能低，最好在0.5mg/L以下。
在这种情况下，要求高度去除离子和脱气。
对于高压锅炉，溶解性硅石不得超过0.2mg/L，而对于压力为17～27MPa的锅炉，则5mg/L可以满足要求，且水中不得含氨。
高压锅炉要求的处理措施，要超过通常用于污水高级处理去除溶性解矿物质的措施。
1污水回用于锅炉给水时的典型处理流程为∶
二级出水→混凝过滤→活性炭吸附→离子交换→锅炉给水
此工艺流程中，活性炭吸附处理单元可根据具体情况用超滤代替，或增加精细过滤、电渗析等处理单元。
②清华大学与太原化工厂等单位提出的城市污水回用于化工循环冷却工艺流程;
城市污水→二级处理→颗粒填料生物接触氧化→混凝沉淀→双层滤料过滤→回用
③天津污水处理研究所、天津大学提出的再生水回用于造纸工艺用水工艺流程∶
城市污水→二级处理→活性炭（超滤）→出水过滤
二、再生水回用于生活杂用水
生活杂用水包括城市绿化、建筑施工、洗车、打扫洒水、建筑物厕所便器冲洗等，也称"中水"。
中水系统一般由污水收集、调节、预处理单元、深度处理单元、中水储存、中水输配等组成。
中水预处理单元一般包括格栅、毛发去除、预曝气等;处理单元分为生物处理和物化处理两大类型，生物处理单元如生物接触氧化、生物转盘、曝气生物滤池、土地处理等;物化处理单元如混凝沉淀、气浮、微絮凝等;深度处理单元如过滤、活性炭吸附、膜分离、氧化消毒等。
中水处理工艺流程大致有以下四类∶
1.以优质杂排水为原水
一般采用生物-物化组合流程和物化流程。
主要组合工艺有∶
（1）以生物接触氧化为主的处理工艺
原水→格栅→调节池→生物接触氧化→沉淀→过滤→消毒→中水
（2）以生物转盘为主的处理工艺
原水→格栅→生物转盘→调节池→沉淀→过滤→消毒→中水
（3）以混凝沉淀（气浮）为主的处理工艺
混凝剂
↓
原水→格栅→调节池→混凝沉淀（气浮）→过滤→活性炭→消毒→中水
（4）以微絮凝过滤为主的处理工艺
混凝剂
↓
原水→格栅→调节池→过滤→活性炭→消毒→中水
（5）以过滤-臭氧为主的处理工艺
混凝剂
↓
原水→格栅→调节池→过滤→臭氧→消毒→中水
（6）以物化处理-膜分离为主的处理工艺
混凝剂
↓
原水→格栅→→调节池一一镙凝沉淀过滤（微絮凝过滤）→精密过滤→膜分离→消毒→中水
2.以综合生活污水为原水
（1）以生物接触氧化法为主的处理工艺
原水→格栅→调节池→两级生物接触氧化→沉淀→过滤→消毒→中水
（2）以水解-生物接触氧化法为主的处理工艺
原水→格栅→水解酸化调节池→两级生物接触氧化→沉淀→过滤→消毒→中水
（3）以厌氧-土壤为主的处理工艺
原水→水解池或化粪池→土壤处理→消毒→植物吸收利用
3.以粪便水为主要原水的处理工艺
目前主要应用于公共厕所，采用以生物处理为主、辅以物化处理的工艺流程。
（1）以多级沉淀分离-生物接触氧化法为主的处理工艺
原水-→两级沉淀→两级生物接触氧化→沉淀→过滤→活性炭→消毒→中水
（2）以膜生物反应器为主的处理工艺
原水→化粪池→膜生物反应器→中水
三、地下水回灌
（一）回灌的技术分类
地下回灌包括天然回灌和人工回灌。
人工回灌按回灌对象分地表水回灌、雨水回灌和城市污水二级处理出水回灌等。
按回灌形式分为∶
1直接地表回灌，包括漫灌、塘灌、沟灌等，是应用最广泛的回用方式;
2直接地下回灌，即注射井回灌，适于地下水位较深或地价昂贵的地方;
③间接回灌，如通过河床利用水压实现污水的渗滤回灌，多用于被严重污染的河流。
地下回灌既是一种污水间接回用方法，又是一种土地处理污水方法。
前者是“污水回用于地下回灌”，即仅将地下含水层作为储水池，同时利用地下流场实现回用水的异地取用。
在土壤渗滤前，污水经深度处理，水质须同饮用水。
从地面上渗滤下来与地下水混合后的清水可以不受限制地使用，也可作为饮用水。
后者是“污水经地下回灌后回用”，也就是更多地将地下回灌过程作为一种污水处理手段，在一个相对封闭的区域实现污水的回灌与抽取回用。
污水部分净化后进行土壤渗滤，渗入地下的污水通过取水井抽出，并根据其水质加以利用。
（二）回灌污水典型处理流程
再生水回注地下含水层、补充地下水，可用于防止海水入侵、因过量开采地下水而造成的地面沉降、重新提取作灌溉用水或生活饮用水。
再生水还可回注地下含油层，增加油井压力以开采石油。
在可能影响注水能力的指标中，浑浊度或悬浮物是首要指标，可能造成长期堵塞和腐蚀的指标还有细菌总数、氧浓度、H2S浓度、朗格利尔（Langelier）指数、总溶解固体等。
为防止回注水对地下含水层的污染，再生水的水质要求较其他回用严格，须采取深度处理中多种技术单元的组合才能满足对回注水水质的要求。
我国油田系统的大庆等几大油田使用生活污水或含油污水回注地下深层，增大压力以利开采石油。
回注油田地下，以生活污水为原水的再生处理流程为∶
原水→沉砂→初沉→生物处理→物化处理→过速→杀菌-→脱氧→回注
以石油污水为原水的再生处理流程为∶
原水→隔油-生物处理→气浮→过滤→活性炭→茶菌→脱氧→回注
国外多采用以下流程∶
①二级出水→多层滤料过滤→臭氧氧化→回注;
②二级出水→多层滤料过滤-反渗透-→氧化→回注;
③二级出水→氯化→硅藻土过滤→臭氧氧化-→回注;
④二级出水→混凝→多层滤料过滤→反渗透-→氧化→回注。
美国21世纪水厂将达到高标准的再生水与地下水混合注入到含水层中，作为盐水侵蚀屏障，其处理工艺流程为∶
二级出水→化学澄清→再碳酸化→过滤→活性炭吸附
↓混合池→送往回注系统
→反渗透
四、以城市污水处理厂出水为原水的回用水工艺流程
《污水再生利用工程设计规范》（GB50335-2002）规定∶“城市污水再生处理，宜选用下列基本流程∶①二级处理—消毒;②二级处理—过滤—消毒;③二级处理—混凝—沉淀（澄清、气浮）—过滤一消毒;④二级处理一微孔过滤—消毒”。
当用户对再生水水质有更高要求时，可增加深度处理其他单元技术中的一种或几种组合，其他单元技术有∶活性炭吸附、臭氧—还原团、脱氮、离子交换、超滤、纳滤、反渗透、膜—生物反应器、曝气生物滤池、臭氧氧化、自然净化系统等。
《污水再生利用工程设计规范》（GB50335-2002）条文说明中给出了深度处理单元技术的处理效率与出水水质，见表1.5-16和表1.5-17。
表1.5-16二级出水进行沉淀过滤的处理效率与出水水质
项目
处理效率/%
出水水质/（mg/L）
混凝沉淀
过滤
综合
浊度
50~60
30~50
70~80
3~5（NTU）
SS
40~60
40~60
70~80
5~10
BOD5
30~50
25~50
60~70
5~10
CODcr
25~35
15~25
35~45
40~75
TN
5~15
5~15
10~20
—
TP
40~60
30~40
60~80
1
Fe
40~60
40~60
60~80
0.3
表1.5-17其他单元过程的去除效率（%）
项目
活性炭吸附
脱氮
离子交换
折点加氯
反渗透
臭氧氧化
BOD5
40~60
—
25~50
—
≥50
20～30
CODcr
40~60
20~30
25~50
—
≥50
≥50
SS
60~70
—
≥50
—
≥50
—
氨氮
30~40
≥50
≥50
≥50
≥50
—
TP
80~90
—
—
—
≥50
—
色度
70~80
—
—
—
≥50
≥70
浊度
70~80
—
—
—
≥50
—
五、农业灌溉
污水灌溉是指对生活污水和工业废水进行无害化处理后直接或间接地用于农田灌溉、园林灌溉和地下水库回灌。
—般城市污水要求的二级处理即可满足农田灌溉的要求，从水质看，达到我国《农田灌溉水质标准》（GB5084-92），除生食蔬菜和瓜果的成熟期灌溉外，对于粮食
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