1.3 污水資源化技術

要實現污水資源化，關鍵是水質問題。

1.3.1 中水處理方法

根據處理方法機理的不同，中水回用處理工藝可以分為物理化學法、生物法以及膜分離技術[21]。

（1）物理化學法在中水回用中的應用

物理化學法是指運用物理和化學的綜合作用凈化廢水的方法。在中水回用技術中起的是預處理污水的作用，也可以用于處理污水水質受污染較輕的情況。絮凝沉淀、砂濾、消毒、蒸發濃縮以及活性炭吸附等技術是最常用的技術。絮凝沉淀、砂濾等方法主要是去除懸浮物、膠體等；活性炭吸附主要是去除色度以及一些有機物；蒸發濃縮用于脫除廢水中含有的大量鹽分。這些方法都是為后續達到中水標準做準備的。

（2）生物法在中水回用中的應用

生物法是指人為創造的微生物環境處理污水的方法。根據需氧方式可以分為好氧處理和厭氧處理兩種，其中好氧處理分為活性污泥法、生物膜法兩大類。目的是去除污水中含有的大量有機物，一般處理規模較大，處理效率較高，廣泛用于城市二級污水處理廠以及工業廢水的終端處理中。厭氧處理主要是將大分子有機物分解為小分子有機物，好氧處理是將有機物分解成水和二氧化碳。經過厭氧、好氧處理的污水COD、色度、TN、TP得到較大的去除，一般可以滿足中水的水質要求。

（3）膜分離技術在中水回用中的應用

（A）MBR膜生物反應器應用于中水回用

膜生物反應器（MBR）由膜組件和生物反應器構成，是生物處理技術的活性污泥法與膜分離的組合工藝。膜分離技術與活性污泥污水處理工藝相結合起來的膜生物反應器與以前傳統的生物活性污泥污水處理工藝相比較有其獨到之處，特別是占地面積小、設備集中、模塊化、易于實現自動控制、出水水質好，不必進一步處理而直接可以回用，并且具有升級改造的潛力。

由于MBR工藝具備獨特的優勢，近年來被廣泛應用于中水回用處理系統。例如，意大利某污水處理廠利用膜生物反應器技術，污水日處理量為3700t，其出水可直接用于工業、農業和市政回用水[22]。

（B）集成膜技術應用于中水回用

集成膜技術也就是幾種膜分離技術組合在一起的工藝。常用于污水中水回用的組合方式包括：MBR+RO、UF+RO、MF+RO。

MBR+RO：膜生物反應器用于去除原污水中的大量有機物，反滲透用于處理膜生物反應器的出水，主要是利用反滲透膜去除剩余的有機物和大部分鹽類，起到凈化和軟化的作用，出水符合回用水和雜用水標準，廣泛用于國內外的污水回用中。

MF+RO、UF+RO兩種工藝都是廣泛用于城市二級污水處理廠的出水回用工程。微濾和超濾都是作為反滲透的預處理，反滲透膜起到凈化和軟化的作用。

1.3.2 三級（深度）處理

根據不同的水質要求，在污水的一級處理，或二級處理或三級處理上選擇合理可行的處理方法和工藝流程。三級（深度）處理概念可以理解為：

（1）改善原有二級處理工藝流程的運行工況，提高處理水質，滿足用戶的水質要求；

（2）在二級生物處理之后增加某種物化處理，達到高水質要求；

（3）采用新方法，選擇新工藝，得到高水質。

回用水質的主要指標是懸浮物（SS）、溶解性有機物（DOC）、氮、磷及一些特殊物質。由于污水成分的復雜性及回用水質的要求不同，污水回用工藝千差萬別，而且在實際污水處理中，往往由單一的某種水處理方法很難達到回用水水質的要求，而必須采用多種污水處理技術的合理組合，目前，主要采用的組合工藝包括[23]：

（1）傳統高級處理組合工藝

二級出水→砂濾→消毒

二級出水→混凝→沉淀→過濾→消毒

二級出水→混凝→沉淀→過濾→活性炭吸附→消毒

（2）以膜分離為主的組合工藝

二級出水→混凝沉淀、砂濾→膜分離→消毒

二級出水→砂濾→微濾→納濾→消毒

二級出水→臭氧→超濾或微濾→消毒

（3）活性炭、濾膜分離為主的組合工藝

二級出水→活性炭吸附或氧化鐵微粒過濾→超濾或微濾→消毒

二級出水→混凝沉淀、過濾→膜分離→活性炭吸附→消毒

二級出水→臭氧→生物活性炭過濾或微濾→消毒

二級出水→混凝沉淀→生物曝氣（生物活性炭）→超濾→消毒