【正文】 用過(guò)量的臭氧劑量 (大于 9mg/L)對(duì)過(guò)濾后的二級(jí)出水消毒，再用于農(nóng)業(yè)灌概。 Oregon用脈沖 UV消毒系統(tǒng)取得令人滿意的結(jié)果 ，意大利南部采用了 UV單元給二級(jí)出水消毒，當(dāng) UV的劑量160mws/m2時(shí)，大腸菌失去活性，回用水達(dá)到意大利的農(nóng)業(yè)回用標(biāo)準(zhǔn)。 在以膜法為中心的處理流程中，美國(guó)的 Belgium在微濾 (MF)后再反滲透 (RO)得到高質(zhì)量的處理水， Geia 實(shí)驗(yàn)了超濾 (UF) 和納濾 (NF)處理二級(jí)出水。California的廠是一個(gè)容量 2840 m3/d的先進(jìn)水處理工廠，該工廠采用 MF和 RO膜工藝處理二級(jí)污水。 OCSD組織計(jì)劃發(fā)展非直接飲用水的 GRS系統(tǒng) ， 擬采用MFROUV技術(shù)處理二級(jí)出水，在 20年內(nèi)完成，可提供 m3/d的回用水。西海盆的 Mobil廠和韓國(guó)的三星公司均采用 CMF/RO技術(shù)，處理能力分別為 3萬(wàn) m3/d。 PCI公司在英國(guó)千年宮水回用工程中采用 UF， NF， RO技術(shù)處理生活污水和雨，地面水用于沖廁所，供應(yīng)量為 500 m3/d。中國(guó)有使用一體式中空纖維生物反應(yīng)器處理生活污水的報(bào)道，經(jīng) 110d的運(yùn)作，均得到優(yōu)質(zhì)而穩(wěn)定的膜過(guò)濾出水，符合雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。北京有個(gè)人口為 生物反應(yīng)器(MBR)的中水處理系統(tǒng)，出水水質(zhì)明顯高于生物接觸氧化 法 [11]。 中水處理工藝必須根據(jù)中水水源的水量、水質(zhì)及回用水的要求來(lái)確定。一個(gè)完整的中水回用系統(tǒng)的構(gòu)成如圖 11所示，其中主處理單元是中水處理的核心部分，通常采用生物處理。本文就中水回用系統(tǒng)中應(yīng)用較多的生物法工藝如生物轉(zhuǎn)盤(pán)、生物接觸氧化法以及近期發(fā)展快速的曝氣生物濾池、膜生物反應(yīng)器、土壤滲濾等工藝進(jìn)行評(píng)析比較，為中水回用處理工藝的選擇提供參考。 某中水廠工程設(shè)計(jì) 8 (Rotating Biological Contactor， RBC) 生物轉(zhuǎn)盤(pán)是一種附著生長(zhǎng) 反應(yīng)器 ， 其主要優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在 ： 工藝簡(jiǎn)單 ， 易于控制 ； 所需能耗低 ， 僅限于驅(qū)動(dòng)盤(pán)片旋轉(zhuǎn) ； 標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu) ， 易于建造和擴(kuò)建。早期建設(shè)的中水設(shè)施特別是境外公司設(shè)計(jì)的中水設(shè)施，采用生物轉(zhuǎn)盤(pán)的比例較高。經(jīng)過(guò)幾年實(shí)踐，生物轉(zhuǎn)盤(pán)使用比例有所下降，原因是運(yùn)行中存在以下問(wèn)題： (1)生物轉(zhuǎn)盤(pán)盤(pán)片與空氣直接接觸，當(dāng)污水濃度較高或轉(zhuǎn)盤(pán)槽中溶解氧不足時(shí)，產(chǎn)生的臭味會(huì)逸散到處理間及其周?chē)h(huán)境中。改善的方法：在轉(zhuǎn)盤(pán)單元上加一個(gè)蓋子 (一般用玻璃纖維材料 )。蓋子可以保護(hù)設(shè)備免受惡劣天氣、凍結(jié)以及日曬等因素的影響；蓋子還能減少熱損失，便于廢氣收集，使 臭味得到控制， 而且可使藻類的生長(zhǎng)速度減至最小。 (2)生物轉(zhuǎn)盤(pán)工藝性能易受污水性質(zhì)和負(fù)荷的影響，如果峰值負(fù)荷與平均負(fù)荷之比超過(guò) ，在生物轉(zhuǎn)盤(pán)前應(yīng)提供均化過(guò)程。 (3)進(jìn)水中較高濃度的硫化氫將會(huì)促使硫化物氧化細(xì)菌 —貝氏硫細(xì)菌屬的生長(zhǎng)，形成難以脫落的粘滯性生物膜，影響生物轉(zhuǎn)盤(pán)的運(yùn)行。改善方法：可向初沉池添加化學(xué)試劑。 (4)生物轉(zhuǎn)盤(pán)的易磨損機(jī)械部件較多，如減速機(jī)件、傳動(dòng)機(jī)件、盤(pán)片及其零部件，而這些設(shè)備多為進(jìn)口。 雖然生物轉(zhuǎn)盤(pán)有上述問(wèn)題，但是以往的設(shè)計(jì)及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)明確了生物轉(zhuǎn)盤(pán)工藝的適用范圍，在此范圍內(nèi)生物 轉(zhuǎn)盤(pán)的性能是可以接受的。因此許多專業(yè)人員把生物轉(zhuǎn)盤(pán)作為一種可供選擇的處理工藝，并致力于它的改進(jìn)。對(duì)于低濃度、小水量的廢水處理可以考慮用生物轉(zhuǎn)盤(pán)。 (BioContact Oxidation， BCO) 生物接觸氧化法也叫浸沒(méi)式生物膜法，是中水工程中應(yīng)用最為廣泛的生物處理工藝。它在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置填料，經(jīng)過(guò)充氧的廢水與長(zhǎng)滿生物膜的填料相接觸，在生物膜的作用下，廢水得到凈化。 BCO工藝有如下特點(diǎn)： (1)容積負(fù)荷高，處理時(shí)間短。生物接觸氧化法的容積負(fù)荷 BOD最高可達(dá) 36㎏ /( m3d)， 污水停留時(shí)間短的只需 。 圖 11 中水回用系統(tǒng)的構(gòu)成 某中水廠工程設(shè)計(jì) 9 (2)泥產(chǎn)量低，不需要污泥回流。污泥產(chǎn)量低是由于氧化池內(nèi)溶解氧高 ， 微生物的內(nèi)源呼吸進(jìn)行得較充分，合成物質(zhì)被進(jìn)一步氧化；微生物食物鏈比較完整和穩(wěn)定；生物膜中的厭氧層將部分生物膜分解、溶化，轉(zhuǎn)化成有機(jī)酸和甲烷。 (3)出水水質(zhì)好且穩(wěn)定，進(jìn)水短期內(nèi)突然變化時(shí)，出水水質(zhì)受到的影響很小。 BCO工藝在設(shè)計(jì)時(shí)要注意以下幾點(diǎn)： (1)填料上生物膜的數(shù)量視 BOD負(fù)荷而異； BOD負(fù)荷高，則生物膜數(shù)量多。因此不能借助于運(yùn)行條件的變化任意調(diào)整生物量和裝置的效能； (2)當(dāng)采用蜂窩填料時(shí)，如 果負(fù)荷過(guò)高，生物膜較厚，易堵塞填料； (3)曝氣不易均勻，可能在局部出現(xiàn)死角。 總體而言， BCO技術(shù)成熟，有多種填料及方式可供選擇，具備多種凈化功能。因此，日本政府建設(shè)省通告將 BCO技術(shù)定為首先推薦采用的微污染水處理工藝，并公布了構(gòu)造的準(zhǔn)則。 (Biological Aerated Filter， BAF) 曝氣生物濾池 BAF工藝是 20世紀(jì) 80年代末在普通生物濾池的基礎(chǔ)上 ， 借鑒給水濾池而開(kāi)發(fā)的污水處理新工藝。它以 38mm的顆粒填料作為微生物膜生長(zhǎng)的載體，濾料層下部鼓風(fēng)曝氣，使空氣與污水 逆向或同向接觸，污水中的有機(jī)物在填料表面生物膜上進(jìn)行吸附降解，填料還起到物理過(guò)濾作用。濾料表面為好氧環(huán)境，內(nèi)部為厭氧、缺氧的微環(huán)境，因此在厭氧、缺氧、好氧微生物的作用下，硝化、反硝化作用同時(shí)進(jìn)行。運(yùn)行一段時(shí)間后，濾池需進(jìn)行反沖洗，反沖洗時(shí)既要沖掉濾料表面截留的 SS及多余的生物膜，又要保留新鮮生物膜，以保持其快速降解有機(jī)物的高效性。曝氣生物濾池具有很多優(yōu)點(diǎn)： (1)池容較小，節(jié)省占地面積。 BAF工藝 BOD5容積負(fù)荷可達(dá)到 56㎏ /( m3d)，是常規(guī)活性污泥法的 612倍，因此它的池容積和占地面積只有活性污 泥法的 1/10左右，大大節(jié)省了占地面積和土建費(fèi)用。 (2)高質(zhì)量的處理出水。在 BOD容積負(fù)荷為 6kg/( m3d)時(shí)，其出水 SS和 BOD5可保持在 10mg/L以下， CODcr在 60mg/L以下。 (3)處理流程簡(jiǎn)單。由于 BAF濾池對(duì) SS的生物截留作用，使出水中的活性污泥很少，故不需設(shè)置二沉池和污泥回流泵房，處理流程簡(jiǎn)化，使占地面積進(jìn)一步減少。 (4)設(shè)施可間斷運(yùn)行。實(shí)踐證明濾料表面的生物膜在停止運(yùn)行后再次啟動(dòng)很快。 因此， BAF工藝在中水工程中具有廣泛的應(yīng)用前景，目前在我國(guó)處于實(shí)用化某中水廠工程設(shè)計(jì) 10 的起始階段。 (Membrane Bioreactor， MBR) 膜生物反應(yīng)器 (MBR)是將現(xiàn)代膜分離技術(shù)與生物技術(shù)有機(jī)結(jié)合的一種新型廢水生物處理技術(shù)，由于膜生物反應(yīng)器具有處理效率高、出水水質(zhì)穩(wěn)定、流程簡(jiǎn)化、裝置緊湊、設(shè)備制造易產(chǎn)業(yè)化等特點(diǎn)，在污水回用中表現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)膜組件的設(shè)置位置不同， MBR有分置式和一體式兩大類，圖 12為一體式膜生物反應(yīng)器，它是在活性污泥法的曝氣池內(nèi)設(shè)置膜組件，用膜代替常規(guī)的二沉池和后置的過(guò)濾消毒工藝，使曝氣池中的活性污泥濃度大大提高。出水通過(guò)真空泵的負(fù)壓抽吸作用外排。與傳 統(tǒng)的生物處理工藝相比，膜生物反應(yīng)器具有以下優(yōu)勢(shì)： (1)處理工藝簡(jiǎn)單，體積小，省掉傳統(tǒng)工藝中的初沉池，而且曝氣池與二沉池合二為一，取代了三級(jí)處理的全部設(shè)施，節(jié)約土建投資。 (2)污染物去除效率高，不僅對(duì)懸浮物 有機(jī)物去除效率高，且可以去除細(xì)菌、病毒等，設(shè)備占地小。 (3)膜分離可使微生物截留在生物反應(yīng)器內(nèi)，實(shí)現(xiàn)水力停留時(shí)間 (HRT)和污泥停留時(shí)間 (SRT)的分別控制，將難降解的大分子有機(jī)物質(zhì)截留在反應(yīng)池中不斷反應(yīng)、降解。 (4)污泥產(chǎn)量低，出水水質(zhì)好，可直接回用。 (5)控制方便，自動(dòng)化程度高。 圖 12 一體式膜生物反應(yīng)器 當(dāng)然，膜生物反映器在運(yùn)行中也存在一些問(wèn)題，主要表現(xiàn)在：膜在運(yùn)行一段時(shí)間后會(huì)因?yàn)槭艿轿廴径鴮?dǎo)致膜通量降低，這個(gè)問(wèn)題限制了該項(xiàng)技術(shù)的推廣應(yīng)用。針對(duì)膜污染問(wèn)題，許多控制措施正在開(kāi)展研究，如選擇合適的膜材料、投加吸附劑改善料液特性等；膜生物反應(yīng)器雖然對(duì)細(xì)菌和病毒有較好的去除作用，但某中水廠工程設(shè)計(jì) 11 是如果膜組件長(zhǎng)期運(yùn)行，可能會(huì)在出水管內(nèi)滋生細(xì)菌，造成出水細(xì)菌超標(biāo)，因此應(yīng)定期對(duì)膜組件和出水管內(nèi)壁進(jìn)行消毒處理。 (Soil Percolation) 廢水的土地處理是將一、二級(jí)處理出水用于農(nóng)田、 牧場(chǎng)或林木灌溉，或?qū)⒃瓘U水經(jīng)土壤滲濾后回注于地下等處理技術(shù)的總稱。這里討論的是以凈化回收水資源為主要目的的土壤滲濾。其主要去除對(duì)象為：有機(jī)污染物、氨氮、某些微量元素以及部分病原微生物。我國(guó)土壤滲濾處理污水技術(shù)剛剛起步，雖然針對(duì)不同目的開(kāi)展了大量的室內(nèi)外試驗(yàn)研究，但這些研究也僅限于將此技術(shù)用于原污水的直接處理、增加地下水儲(chǔ)量、防止地面沉降或空調(diào)冷卻水降溫的目的。 土壤滲濾在污水回用中也是值得重視的處理工藝，已有中水工程采用土壤滲濾技術(shù)并取得良好的處理效果，如公路交通試驗(yàn)場(chǎng)中水工程、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)中水工程中試。因 此，對(duì)于綠化面積迅速擴(kuò)大而水資源又十分緊缺的城市和地區(qū)，污水處理和綠化密切結(jié)合的優(yōu)勢(shì)使該處理工藝有廣闊的應(yīng)用前景。土壤滲濾系統(tǒng)不同于傳統(tǒng)的污水灌溉，它有嚴(yán)格的水質(zhì)篩選和高效的預(yù)處理系統(tǒng)，達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的污水是不允許進(jìn)入土壤滲濾系統(tǒng)的，將重金屬、有機(jī)污染物對(duì)土壤滲濾系統(tǒng)及其周?chē)鷳B(tài)環(huán)境的影響有效地控制在安全范圍之內(nèi)，以免造成二次污染 [12]。 污水處理作為中水原水，無(wú)疑增加了處理設(shè)施建設(shè)費(fèi)、運(yùn)行費(fèi)和管道鋪設(shè)費(fèi)。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，中水回用在經(jīng)濟(jì)方面具有以下的優(yōu)越性 ： (1)中水就近回用，縮短了 運(yùn)輸距離 ； 由于減少了城市供水和排水量，從而減輕了城市給水排水管網(wǎng)的負(fù)荷，對(duì)總投資而言是經(jīng)濟(jì)的。 (2)以污水再生作為水源，經(jīng)濟(jì)上低于開(kāi)發(fā)其他水源。為了取得水源，一些城市不惜遠(yuǎn)距離調(diào)水。由于水源的污染，一些水廠不得不花費(fèi)重金將取水口上移。北京從懷柔水庫(kù)引水修建的供水規(guī)模為 100萬(wàn) m3的水源九廠，工程投資為 7億元，張坊水庫(kù)總投資為 。處理 1 m3污水的工程建設(shè)投資大約為 12001500元， 處理相當(dāng)于 1 m3自來(lái)水的污水投資約為 9601350元 (按 80%90%計(jì) )，那么城市每日供應(yīng) 1 m3自來(lái)水， 不包括供水管網(wǎng)和排水管網(wǎng)，其總投資約為 21602850元，而中水處理工程造價(jià)約為同等規(guī)模上、下水工程造價(jià)的 35%60%。 (3)中水管道的維護(hù)管理費(fèi)低于上下水維護(hù)管理費(fèi)，而隨著上下水價(jià)格的提高，中水的成本逐步接近上、下水費(fèi)。使用 1 m3的中水就相當(dāng)于少用 1 m3的上水，同時(shí)少排放接近 1 m3的污水，這就相當(dāng)于 2 m3的上下水的價(jià)格和維護(hù)費(fèi)用，某中水廠工程設(shè)計(jì) 12 故利用中水是合算的。 (4)可節(jié)約用水，有利于可持續(xù)性發(fā)展。中水回用可節(jié)省水資源，減少水資源污染，具有良好的社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。一般而言，商住小區(qū)設(shè)置中 水系統(tǒng)可節(jié)水 70%，相關(guān)單位可節(jié)水 40%，民用住宅區(qū)可節(jié)水 30%。在日本，某些建筑物節(jié)水率達(dá) 76%。 (5)運(yùn)行費(fèi)用有較大程度降低，如大連香格里拉大飯店中水回用工程運(yùn)行成本為 / m3，而目前大連市旅游業(yè)、商業(yè)等場(chǎng)所的自來(lái)水費(fèi)為 5元 / m3 [13]。 的舉例 (1)工程概況 酒仙橋污水處理廠中水回用工程師北京繼高碑店污水處理廠中水回用工程之后又一項(xiàng)大型中水回用項(xiàng)目。該工程是將酒仙橋污水處理廠部分二級(jí)出水經(jīng)物化處理和消毒后用于道路噴灑、綠地澆灌、河 湖景觀補(bǔ)水及生活雜用等，從而達(dá)到節(jié)約清潔水資源和改善河湖景觀水體水質(zhì)的目的。 酒仙橋污水處理廠位于北京市東北部，處理能力 20萬(wàn) m3/d，服務(wù)人口 48萬(wàn)人，處理后的二級(jí)出水經(jīng)亮馬河排入壩河。酒仙橋污水處理廠占地 24h平方米，其中廠區(qū)東南側(cè)留有中水處理廠規(guī)劃用地，面積約 m2(180m100m)。 (2)工藝流程及水質(zhì)指標(biāo) 圖 13 酒仙橋中水處理廠工藝流程 在酒仙橋污水處理廠 DN1800總出水管上設(shè)疊梁閘 1座，使二級(jí)出水通過(guò)DN1000混凝土管流入中水處理廠。原水首先經(jīng)過(guò)細(xì)格柵攔截漂浮物，然后 流入進(jìn)水泵房，由潛污泵提升經(jīng)管道混合器后進(jìn)入配水井，在管道混合器前投加凝聚劑；原水經(jīng)配水井均勻分配后進(jìn)入機(jī)械加速澄清池，在該池入口投加助凝劑，使某中水廠工程設(shè)計(jì) 13 懸浮物、膠體顆粒在機(jī)械加速澄清池內(nèi)接觸絮凝沉淀，通過(guò)定時(shí)排泥去除部分污染物；機(jī)械加速澄清池出水進(jìn)入濾池，濾池可以進(jìn)一步截留、吸附水中細(xì)小絮體，去除污染物；濾后水加氯消毒后入清水池，清水池出水經(jīng)適當(dāng)補(bǔ)氯后由配水泵輸送至配水管網(wǎng)向中水用戶供水。 為防止夏季機(jī)械加速澄清池和濾池滋生藻類，在機(jī)械加速澄清池前預(yù)加氯；此外為了保證在機(jī)械加速澄清池檢修時(shí)的短時(shí)間內(nèi)中水處理廠能繼續(xù) 運(yùn)行，在管道混合器后設(shè)跨越管，原水跨越管配水井和機(jī)械加速澄清池，直接進(jìn)入濾池 [14]。 (1) 工程概述 大連香格里拉大飯店原有的中水處理設(shè)施采用三級(jí)處理方法， 處理效率低、占地面積大，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)完全的自動(dòng)化，而且其處理能力遠(yuǎn)大于酒店最大回用水量，又無(wú)法靈活地調(diào)節(jié)，造成了人力、物力的浪費(fèi)，增加了成本?，F(xiàn)采用 MBR工藝對(duì)原有系統(tǒng)進(jìn)行改造。 (2) 水量及水質(zhì) 因處理后中水主要回用于沖廁、綠化、洗車(chē)等方面，最大回用水量為 60m3/d，確定設(shè)計(jì)處理水量為 60 m3/d。來(lái)水為優(yōu)質(zhì)雜排水 ，其水質(zhì)見(jiàn)表 11。