上海城市污水再生利用的必要性和面临的主要科学问题-第2页-北极星水处理网

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3 开展污水再生利用顺应“十二五”规划的重大需求

为加快全国城镇污水处理及再生利用设施建设，提升基本环境公共服务水平、促进主要污染物减排、改善水环境质量，发展改革委、住房城乡建设部、环境保护部编制了《“十二五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》，其中明确指出“到2015年，城镇污水处理设施再生水利用率达到15%以上”。2013年颁布的国发 36 号文也明确提出，到2015年，城镇污水处理设施再生水利用率达到20 %以上，较2010年底提高逾10%。为顺应该重大需求，亟需开展污水再生利用相关研究，为污水再生资源化利用提供坚实的技术基础，促进污水处理和资源化利用的协同发展。上海属于水质型缺水地区，由于水资源较为充足，现阶段再生水利用的工程应用较少，相对应的技术储备也显现不足。在上海地区开展污水再生利用，不仅顺应上海市出台的涉及本地区的再生水利用的“十二五” 规划，也对提高水资源的循环利用率，降低新鲜水消耗和污染物的排放总量，实现上海地区“十二五” 节能减排的要求，提升上海地区水环境质量，构建生态型城市具有重要意义。

4 保障再生水水质是污水再生处理所需解决的重要科学问题

随着国家环保要求日趋严格，城镇污水处理厂尾水水质逐渐提高，但尾水的有机物、氨氮、BOD5、SS、浑浊度、色度、有毒有害物质、微生物等含量仍无法满足回用要求，直接回用于绿化、生活及工业用水时，会引起管道内微生物大量孳生，造成管网系统的堵塞、腐蚀和结垢，且城镇污水处理厂尾水的色度和臭味等感官指标差，直接回用对居住环境影响较大，不易被民众接受。因此，城镇污水处理厂尾水仍需经过深度处理才能回用于工业生产与生活领域，保障再生水水质是污水再生利用所需解决的重要问题。污水再生处理过程中的水质保障技术主要是以 SS、COD、色度等常规污染指标及有毒有害物质、氮磷、病原微生物等关键风险因子为控制目标，主要包括适度处理技术和深度处理技术。经二级处理的城市生活污水水质较好，主要采用混凝、沉淀、过滤和消毒等技术处理后即可回用到对水质要求不高的循环水等系统;而对于水质比较复杂的工业污水，主要采用深度处理技术进行再生处理，主要有膜分离、膜生物反应器、活性炭吸附、臭氧氧化、曝气生物滤池等[18]。

上海地区污水处理厂接收来水大部分均为城市生活污水和工业污水的混合污水，常常存在以下问题：首先，水质成分复杂，色度较高，出水感官指标较差。其次，城镇污水处理厂尾水一般含有较高浓度的氮、磷等营养物质，直接回用于城市水环境与景观水体，存在爆发水华、影响生态安全的风险。再次，城镇污水处理厂尾水含有的微生物在回用时会对用水卫生安全造成影响。因此，对于污水处理厂尾水再生利用，需在保障再生水回用水质的基础上，还需关有害有机污染物、病原微生物、氮磷等关键风险因子，有必要开展再生水臭氧、膜处理、生物处理等深度处理工艺以及再生水水质安全和水质稳定性的研究。臭氧具有强氧化性，对污水同时具有杀菌、降低 COD 和脱色除臭的作用。美国最先于20 世纪70 年代初利用臭氧处理生活污水，80 年代初将其用于循环冷却水处理，目前臭氧氧化技术已在污水杀菌、除臭、脱色和有机物控制上得到广泛应用。膜分离技术主要是利用水分子和污染物具有不同的透过性，在外力作用下使二者分离，具有能耗低、分离效率高、装置紧凑、操作简单等优点，广泛应用于饮用水处理、污水处理、化工等行业。膜分离技术对有机物具有很好的去除效果，当其作为末端工艺时，可以防止上级工艺如生物活性炭滤池、膜生物反应器的微生物泄漏。生物处理法是污水处理最常用也是最经济的一种方法，具有较好的脱氮除磷效果，现今在污水回用领域应用较广的是将分离效果高的膜分离技术与废水生物处理技术相结合衍生的膜生物反应器，全世界已有超过100套膜生物反应器装置用于城市污水回用处理。由于污水处理厂生物处理后的尾水可生化性较低，如何提高出水可生化性成为污水处理厂尾水生物处理所需解决的关键问题。氯消毒因其具有效果可靠、操作方便等优点是目前再生水较为常用的消毒方式，但是污水中的溶解性有机物易被氯消毒剂氧化生成有毒有害的消毒副产物，从而增加再生水水质安全风险。因此，如何处理好病原微生物灭活与水质安全的矛盾，深入开展再生水消毒安全性和水质稳定性研究是目前再生水处理领域面临的重要课题之一。

5 结论

目前，上海地区污水处理厂尾水再生利用率较低，实际工程案例较少，相应尾水再生利用技术储备不足。针对水体污染造成的水质型缺水问题及提高城镇污水处理设施再生水利用率的重大社会需求，如何根据污水处理厂尾水水质情况进行尾水处理和资源化利用成为亟待解决的科学问题。污水处理厂尾水再生利用技术开发对上海建设生态型城市和经济社会发展，提高上海城市污水再生利用率，降低污染物排放总量具有重要意义。

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