水资源论文()

关于生活污水回用典型工艺的初探

摘要：本文通过各国对水资源的一个利用情况，指出污水回用的必要性，并引

出污水处理的典型工艺-----生物膜法，分别从生物膜的四种膜反应器(生物转盘、生物流化床、生物接触氧化池、生物滤池)一一介绍了其构造，反应原理以及其工艺流程，让我们对膜处理工艺有了更深一步的了解与认识。最后分析了膜处理工艺的可行性。并对本文的介绍进行了总结。

关键词：生活污水；再生利用；膜处理工艺

1 引言

水是人类赖以生存和发展的珍贵资源。地球上虽然“三分陆地七分水”，水资源总量达14亿立方公里，但海洋咸水占97.2%，淡水仅占2.8%，储量仅3.7亿亿立方米，其中绝大部分蕴藏在南极冰原和北极冰山中，人类生产和生活能利用的地表淡水仅为105万亿立方米。[1]从上个世纪90年代以来，世界淡水资源日渐短缺，污染日益严重，水、旱灾害愈演愈烈，使地球生态系统的平衡和稳定遭到破坏，并直接威胁着人类的生存和发展。

随着人口的增长和经济的发展，人类对水的需求增长越来越快，许多国家陷入缺水困境，经济发展也受到制约。然而，水资源开发的多部门性，各部门在水资源开发与管理方面政出多门，阻碍了水资源的综合利用，使水资源供需矛盾加剧。城市污水是水量稳定、供给可靠的一种潜在水资源。因此，城市污水的再生利用是解决当前缺水问题的一种有效的途径。

2 污水再生利用状况及必要性

水是生命之源，是地球上非常丰富的自然资源，遍布于海洋及陆地上。城市污水是水量稳定、供给可靠的一种潜在水资源。因此，城市污水的再生利用是开源节流、减轻水体污染程度、改善生态环境、解决城市缺水问题的有效途径之一。

2.1再生水利用现状

早在 1950 年，美国污水研究者俱乐部就利用模型进行了污水深度处理试验研究，1965年将其成果用于加利福尼亚的南塔湖污水处理厂，处理能力达到了28400m3/d。目前，美国城市污水回用量达260×104m3/d，其中62%的再生水用于农业灌溉，30%用于工业，其余用于城市设施和地下水回灌。众所周知，以色列是一个水资源极度贫乏的国家，因此污水已经成为该国重要的水资源之一。目前，以色列 100%的生活污水和 72%的城市污水得到了回用。现有200多个污水回用工程，规模最小为 27m3/d，最大为20×104m3/d，处理后的污水42%用于农灌、30%用于地下水回灌，其余用于工业及市政建设等。早在20世纪80年代中期，日本的城市污水回用量就达到了0.63×108m3/d。污水再生后用于中水道系统、农田或城市灌溉、河道补给等。[4]

我国的再生水利用理论研究和实践经历了“六五”期间的起步阶段，“七五”到“九五”期间的技术储备和示范工程引导阶段和目前的发展阶段，十五期间，在

科技部的支持下，城市污水再生利用政策、标准、技术研究与示范课题列入国家科技攻关计划，目前建设部正在组织开展相关研究与示范工作。我国人均淡水资源仅为世界人均占有量的1／4，居世界第114位，而且很多水域面临着严重的

污染问题。特别是近年来，随着水资源矛盾的激化，再生水作为解决水资源短缺问题的有效措施，也得到了我国政府的大力支持。但是，我国污水2002年以来，国家陆续颁布了《城市污水再生利用分类标准》、《城市污水再生利用城市杂用水水质标准》、《城市污水再生利用景观环境用水水质标准》、《污水再生利用工程设计规范》、《建筑中水设计规范》等技术标准，规范了污水再生利用设计工作，也为城市污水再生利用工程设计提供了依据。

2.2再生水利用的必要性

再生水主要是指城市或生活污水经深度处理后达到一定水质标准并可重复使用的非饮用水资源。在日本、以色列等缺水国家，厕所冲洗、园林灌溉、道路保洁等都大量使用再生水。在城市化、工业化进程不断加快的新形势下，再生水利用是缓解水资源紧缺，提高用水效率、减轻水环境污染的有效途径之一，是建设资源节约型和环境友好型社会的必然选择。按1997 年人口统计,我国人均水资源总量为2200m, 人均占有量仅有世界平均数的1/4，居世界第121位 ,被列为世界上12个贫水国之一。随着水资源短缺的加剧、全社会环保意识的增强，工业生产和居民生活对再生水的需求将越来越多。已建成运行的众多再生水利用项目，在资源保护、生态环境、经济效益等方面的表现，得到了各方面的认可。

污水再生利用产生的经济、社会和生态效益主要体现在：降低给水处理和供水费用；减少城市污水排放及相应的排水工程投资与运行费用；改善生态与社会经济环境，促进工业、旅游业、水产养殖业、农林牧业的发展；改善生存环境，促进和保障人体健康，减少疾病(特别是致癌、致畸、致基因突变)危害；增加可供水量，促进经济发展并避免因缺水而造成的损失等。

3 再生水生产工艺——生物膜法

3.1什么是生物膜

污水的生物膜处理法是与活性污泥法并列的一种污水好养生物处理技术。这种处理的实质是使细菌和菌类一类的微生物附着在滤料或某些载体上，并在其上形成膜状生物污泥-----生物膜

3.2生物膜法的历史及发展

1865年德国科学家发现生物过滤作用；

1893年英国将污水喷洒在粗滤料上，作为膜生物反应器的生物滤池问世；

20世纪20—30年代建造了许多生物膜反应器；

40—50年代生物滤池逐渐被活性污泥取代的趋势；

70年代新的反应器以独特的优势受关注

3.3主要生物膜法

膜生物反应器类型：

(一)生物转盘

(二)生物流化床

(三) 生物接触氧化池

(四) 生物滤池：其中又分为普通生物滤池；高负荷生物滤池；塔式生

物滤池；曝气生物滤池。

3.3.1生物转盘

1.生物转盘的组成与构造构造[2]

生物转盘由转动轴，转盘，接触反应槽，驱动装置组成。转轴高于水面

10-25cm ，生物膜厚度0.5-2.0mm

（1）盘 片：有圆形或正方形;材质：PVC(聚氯乙烯)塑料或玻璃钢 ;直径：φ=2～3.6m ；盘片间距：10～35mm ，标准为30mm;盘片厚度：2~10mm 盘片数：最多可达 100~200片/组。

（2）反应槽：材质：钢板、钢筋混凝土或砖砌，断面为半圆形。槽壁与盘片间距：20～50mm ;氧化槽容积与盘片面积之比—称为体积面积比

G= V/A （L/m 2）

G ——氧化槽体积面积比；

V ——氧化槽有效体积；

A ——盘片总面积（m 2）。工程中一般G 介于5～9L/m 2

（3）转 轴：一般长0.5～6m 。转轴直径：φ30～50mm （大型φ80mm ），转盘转速：0.8～3r/min ， 线速度：10～20m/min

（4）驱动装置： 由电动机和减速机组成

图1 生物转盘[7]

2.生物转盘的工艺流程

3.生物转盘的运行特点：

（1）微生物浓度高，负荷低（MLVSS 可达4～6g/L ，F/M 比为0.05~0.1）

（2）处理效果好（如3~4级串联，BOD5去除率一般可达90～95%）

（3）耐冲击负荷能力强 （进水BOD5达1000mg/L ）

3.3.2生物流化床

图

2