二級生化尾水深度處理技術研究

馬凱 張國珍 楊浩 周添紅 張子賢

摘要：二級生化尾水是經城鎮污水處理廠的出水。西北地區水資源匱乏，將城鎮污水處理廠的出水深度處理之后，可以作為地區飲用水源之一，很好地解決了水資源匱乏的問題，同時也是一種修復水環境的重要途徑。本文介紹了目前二級尾水幾種典型的深度處理技術，有臭氧-活性炭吸附技術（O3-BAC），膜生物反應器技術（MBR），人工濕地技術（CW）。

關鍵詞：二級尾水；水資源；深度處理

在建國近70年內，我國的城鎮化取得了很大的成就[1]。據統計截至2013年3月底，全國已有649個城市建有污水處理廠，約占設市城市總數的98.8%；根據國家發改委提交的2013年國民經濟和社會發展計劃草案報告中表示，城市污水處理率達到了86%；2013年的《中國統計年鑒》指出，我國城鎮污水處理廠處理能力達499.8億 m3/年[2]。污水處理廠尾水排放量巨大，回用率低，回用潛力巨大。我國西北地區地處干旱半干旱地區，水資源相當匱乏。而污水處理廠出水雖然在有機物質上降低了許多，但在N，P含量方面仍然不符合《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）中Ⅲ類水的水質標準限值。污水處理廠出水就近排入河體就有可能導致河流水體N，P富集，造成局部水體富營養化。美國日本等發達國家污水回用率已經相當高了[3]。以色列作為一個極度缺水的國家，他們的污水回用程度可以達到生活污水的100%和城市污水的72%。而我國污水處理廠每年產生的近百億噸尾水的回用率僅為10% [4]，因此進一步發展尾水深度處理已迫在眉睫。將污水處理廠的尾水凈化處理，一方面可作為當地居民飲用水水源的一部分，緩解了水資源匱乏的問題；另一方面也可作為回灌地下水的水源，而且排入河體也不會有局部富營養化的問題產生，是一種修復水環境問題的最直接的途徑。

1、幾種典型的尾水深度處理技術

1.1臭氧活性炭吸附技術（O3-BAC）

是將臭氧氧化與活性炭吸附相結合的一項技術，利用臭氧的強氧化性，氧化有機物質，氧化殺滅細菌病毒，將活性炭物理化學吸附和生物氧化降解四項技術相結合[5]。其主要功能在于常規處理工藝之后更加深度、有效的降解水中的BOD、COD、細菌、病毒，氯消毒的副產物的前體物質以及氨氮，以保證出水中污染物質含量更少，對于環境造成的污染更小，水質更優。

最早將臭氧活性炭技術應用于水處理行業的是1961在西德Dusseldoff市Amestaad水廠[6]。自20世紀60年代以后，美國、日本等一些發達國家逐漸開始將臭氧-生物活性炭技術應用到微污染水的深度處理中，并且在飲用水的處理當中獲得了很好的效果；以色列、南非等一些發展中國家也有廣泛的應用[9]。憑借抽樣的強氧化能力、好的消毒能力，并且不會產生類似液氯消毒那樣的副產物前體物質；以及活性炭的優良的吸附性能，在污水深度處理方面，臭氧-生物活性炭技術逐漸被廣泛采用。

1.2膜生物反應器

膜生物處理技術也叫膜生物反應器（MBR：Membrane Biological Reactor）系統，它是將膜分離技術與廢水生物處理相結合的一種污水處理技術 [7]。膜分離技術是利用半透過性膜的選擇透過性來實現將污廢水中的污染物質與水分離，其中的微生物以分離出來的高濃度有機污染物質為“食”，通過自身的呼吸作用從而氧化降解污染物質，達到分離濃縮的目的，該技術目前在水處理行業已有廣泛的應用，比如在海水淡化，苦咸水處理，以及污水回用和污水資源化方面。

1992年加拿大學者A.D.Baley用微濾膜活性污泥法生物反應器在活性污泥0.95g/L～19.97g/L 的范圍內進行COD 降解效果的研究，取得了不錯的效果[8]。目前膜生物反應器技術廣泛的應用于美國、德國、日本等國家的污水處理行業。在我國，MBR膜生物反應器在水處理行業也有很廣泛的應用，在二級生化尾水處理方面MBR技術有著非常優良，非常穩定的處理效率。

1.3人工濕地技術

人工濕地是由人工建造的，經人工控制的類似沼澤的地面[9]。通過人工控制將污水投配在濕地上面，濕地上種植有特定的植物。其主要是利用濕地中土壤，填料，植物以及微生物的協同作用，來降解污水中的污染物質，該過程包含物理、化學、生物的三重協同作用。

人工濕地作為一種自然處理系統，因其具有重要的污水處理和資源恢復功能而被廣泛應用[10]。目前，利用人工濕地處理污水處理廠尾水的研究也逐漸增多，并且在國內外都取得了較好的成果。據統計，2001年意大利就建有污水三級處理的人工濕地便有16座，研究取得了不錯的去除效果，COD去除率在88%左右，TN去除率約80%左右[11]。楊立君[12]將生態氧化池/生態礫石床組合工藝作為強化型前處理系統，與垂直流人工濕地工藝相結合，來處理污水處理廠尾水，經過連續5個月的運行，得出系統對于COD、BOD5、TN、TP的平均去除率分別為70.3%、69.0%、91.9%和83.1%。出水水質達到《地表水環境質量標準（GB3838-2002）中的Ⅲ類水標準。

2、結語

將城鎮污水處理廠的出水深度處理后可以作為解決水資源短缺的有效途徑，其工藝研究也逐步開始結合物理、生物、膜處理和聯合處理等多種方法。目前污水廠尾水的深度處理仍然是重點研究的領域 [13]，其原因在于污水廠出水水量大，水質較好、穩定可利用的價值很高。針對不同水源及用水途徑，各種處理工藝和處理技術可以根據不同的目的而實現多種組合，對現有的成熟技術實現擴大化應用，提高工藝技術的利用效率。所以把這些污水處理廠的尾水作為一種資源進行資源化利用具有雙重的意義。

雖然說我們的處理技術在不斷地提高，技術多樣化也在不斷地發展，雖然在短時間內，通過一定的技術處理，我們可以降解水中的污染物質，可以將處理過的水資源再利用起來，水污染問題可以得到暫時的控制和解決。但從長遠的利益來考慮，水作為一種不可再生資源，淡水資源只會越用越少，水資源的問題僅僅靠技術、靠處理污水是解決不了的。所以我們要從自身做起，節約用水，增強全民節水意識，建立健全和嚴格執行環保制度，嚴格約束各行各業對于水環境的污染，才能進一步的緩解水資源問題。

參考文獻：

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[12]楊立君，余波平，王永秀，彭立新.凈化湖水的垂直流人工濕地的脫氮研究[J].環境科學研究，2008（03）：131-134.

[13]劉巨波. 城市污水廠尾水深度處理工藝的研究[J]. 環境保護與循環經濟，2013，33（02）：40-43.