1.3 污水资源化技术

要实现污水资源化，关键是水质问题。

1.3.1 中水处理方法

根据处理方法机理的不同，中水回用处理工艺可以分为物理化学法、生物法以及膜分离技术[21]。

（1）物理化学法在中水回用中的应用

物理化学法是指运用物理和化学的综合作用净化废水的方法。在中水回用技术中起的是预处理污水的作用，也可以用于处理污水水质受污染较轻的情况。絮凝沉淀、砂滤、消毒、蒸发浓缩以及活性炭吸附等技术是最常用的技术。絮凝沉淀、砂滤等方法主要是去除悬浮物、胶体等；活性炭吸附主要是去除色度以及一些有机物；蒸发浓缩用于脱除废水中含有的大量盐分。这些方法都是为后续达到中水标准做准备的。

（2）生物法在中水回用中的应用

生物法是指人为创造的微生物环境处理污水的方法。根据需氧方式可以分为好氧处理和厌氧处理两种，其中好氧处理分为活性污泥法、生物膜法两大类。目的是去除污水中含有的大量有机物，一般处理规模较大，处理效率较高，广泛用于城市二级污水处理厂以及工业废水的终端处理中。厌氧处理主要是将大分子有机物分解为小分子有机物，好氧处理是将有机物分解成水和二氧化碳。经过厌氧、好氧处理的污水COD、色度、TN、TP得到较大的去除，一般可以满足中水的水质要求。

（3）膜分离技术在中水回用中的应用

（A）MBR膜生物反应器应用于中水回用

膜生物反应器（MBR）由膜组件和生物反应器构成，是生物处理技术的活性污泥法与膜分离的组合工艺。膜分离技术与活性污泥污水处理工艺相结合起来的膜生物反应器与以前传统的生物活性污泥污水处理工艺相比较有其独到之处，特别是占地面积小、设备集中、模块化、易于实现自动控制、出水水质好，不必进一步处理而直接可以回用，并且具有升级改造的潜力。

由于MBR工艺具备独特的优势，近年来被广泛应用于中水回用处理系统。例如，意大利某污水处理厂利用膜生物反应器技术，污水日处理量为3700t，其出水可直接用于工业、农业和市政回用水[22]。

（B）集成膜技术应用于中水回用

集成膜技术也就是几种膜分离技术组合在一起的工艺。常用于污水中水回用的组合方式包括：MBR+RO、UF+RO、MF+RO。

MBR+RO：膜生物反应器用于去除原污水中的大量有机物，反渗透用于处理膜生物反应器的出水，主要是利用反渗透膜去除剩余的有机物和大部分盐类，起到净化和软化的作用，出水符合回用水和杂用水标准，广泛用于国内外的污水回用中。

MF+RO、UF+RO两种工艺都是广泛用于城市二级污水处理厂的出水回用工程。微滤和超滤都是作为反渗透的预处理，反渗透膜起到净化和软化的作用。

1.3.2 三级（深度）处理

根据不同的水质要求，在污水的一级处理，或二级处理或三级处理上选择合理可行的处理方法和工艺流程。三级（深度）处理概念可以理解为：

（1）改善原有二级处理工艺流程的运行工况，提高处理水质，满足用户的水质要求；

（2）在二级生物处理之后增加某种物化处理，达到高水质要求；

（3）采用新方法，选择新工艺，得到高水质。

回用水质的主要指标是悬浮物（SS）、溶解性有机物（DOC）、氮、磷及一些特殊物质。由于污水成分的复杂性及回用水质的要求不同，污水回用工艺千差万别，而且在实际污水处理中，往往由单一的某种水处理方法很难达到回用水水质的要求，而必须采用多种污水处理技术的合理组合，目前，主要采用的组合工艺包括[23]：

（1）传统高级处理组合工艺

二级出水→砂滤→消毒

二级出水→混凝→沉淀→过滤→消毒

二级出水→混凝→沉淀→过滤→活性炭吸附→消毒

（2）以膜分离为主的组合工艺

二级出水→混凝沉淀、砂滤→膜分离→消毒

二级出水→砂滤→微滤→纳滤→消毒

二级出水→臭氧→超滤或微滤→消毒

（3）活性炭、滤膜分离为主的组合工艺

二级出水→活性炭吸附或氧化铁微粒过滤→超滤或微滤→消毒

二级出水→混凝沉淀、过滤→膜分离→活性炭吸附→消毒

二级出水→臭氧→生物活性炭过滤或微滤→消毒

二级出水→混凝沉淀→生物曝气（生物活性炭）→超滤→消毒