城市污水的性質(zhì)、處理與利用
行業(yè)動(dòng)態(tài)
隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)的快速發(fā)展，城市人數(shù)激增，城市面貌日新月異，呈現(xiàn)出一片欣欣向榮的景象。城市用水量和城市污水排放量也相應(yīng)地迅速增加，與人民生活和生產(chǎn)息息相關(guān)，必不可少的資源——水，由于用水緊張和水質(zhì)污染，環(huán)境問題日益突出，從而帶來一系列危及城市生存與發(fā)展的生態(tài)環(huán)境問題。如何通過城市污水的處理與再生利用，促進(jìn)水環(huán)境質(zhì)量改善，推進(jìn)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)建設(shè)，成為我們當(dāng)前要認(rèn)真解決的重要課題。
1 城市污水的性質(zhì)
排入城市污水管網(wǎng)的生活污水和工業(yè)廢水形成的混合污水稱為城市污水。
1.1 生活污水的成分
生活污水一般不含有毒物質(zhì)，但含有大量細(xì)菌和寄生蟲，其中也可能包括致病菌，具有一定的危害性。生活污水的成分比較固定，只是濃度隨生活習(xí)慣、生活水平有所不同。國內(nèi)典型城市污水水質(zhì)如下：
| 項(xiàng)目 | SS | BOD5 | CODcr | 總氮 | 總磷 | 油脂 | 總固體 | |
濃度/（mg/L） | 高 | 350 | 400 | 1000 | 85 | 15 | 150 | 1200 |
中 | 220 | 200 | 400 | 40 | 8 | 100 | 720 | |
低 | 100 | 100 | 250 | 20 | 4 | 50 | 350 | |
1.2 工業(yè)廢水的成分
生產(chǎn)廢水的成分主要取決于生產(chǎn)過程中所用的原料工藝情況，所含成分復(fù)雜多變，多半具有危害性。各廢水情況要具體分析，下表列有廢水中主要污染物的分類和來源。
| 種類 | 名稱 | 典型的污染物 | 污染來源 | |
物理性污染 | 懸浮物質(zhì)污染 | 固體物質(zhì)、泡沫塑料 | 垃圾和采礦、采石、建筑、食品加工、造紙等產(chǎn)生的廢物 | |
熱污染 | 高溫廢水 | 熱電站、冶金和石油化工等工廠的排水 | ||
放射性污染 | 鈾235、鍶90、銫137、钚239 | 核生產(chǎn)廢物、核試驗(yàn)沉降物、核醫(yī)療和核研究單位的排水 | ||
化學(xué)性污染 | 無機(jī)有毒物 | 重金屬污染 | 汞、鎘、鉻、鉛（砷）等，鋅、銅、鈷、鎳、錫等 | 采礦、冶煉、電鍍、焦化、皮革廠等排放的廢水 |
非重金屬 | 氰化物、氟化物污染 | 工業(yè)廢水及農(nóng)藥噴灑 | ||
無機(jī)有害物 | 植物營養(yǎng) | 氮、磷、碳化合物 | 屠宰、食品、皮革、造紙、化肥廠等排放的廢水等 | |
酸堿鹽 | 酸、堿，以及可溶性硫酸、硝酸、鹽酸、磷酸、碳酸鹽類污染物 | 礦山排水，化纖、造紙、制革、煉油廠排放的廢水等 | ||
有機(jī)有毒物 | 油類污染 | - | 石油運(yùn)輸、海底采油、工業(yè)含油廢水，以及大氣石油類物質(zhì)的沉降等 | |
有機(jī)有害物 | 需氧污染物 | 碳水化合物、蛋白質(zhì)、油脂、氨基酸、脂肪酸、酯類等有機(jī)物質(zhì) | 牲畜污水及食品、造紙、制革、污染、焦化、石油化工廠等工業(yè)廢水 | |
生物性污染 | 病原微生物污染 | 致病細(xì)菌、病蟲卵、病毒 | 醫(yī)療系統(tǒng)污水，垃圾的淋溶水，制革、屠宰場等工業(yè)廢水 | |
2 城市污水處理的基本方法
我國于20世紀(jì)80年代中期開始對(duì)城市污水處理進(jìn)行試點(diǎn)推行，大力發(fā)展城市污水處理工程，全面建設(shè)污水處理廠，提高污水處理能力，改善水環(huán)境質(zhì)量。在此大環(huán)境下，對(duì)污泥處理采取了以下幾種科學(xué)的處理方法：
2.1 物理法
物理法就是利用物理作用分離污水中主要呈懸浮狀態(tài)的污染物質(zhì)，在處理過程中不改變其化學(xué)性質(zhì)。主要有以下幾種：
（1）沉淀（重力分離）。沉淀處理設(shè)備有沉砂池、沉淀池、氣浮池和隔油池等。
（2）篩濾（截留）。篩濾處理的設(shè)備有格柵、微濾機(jī)、砂濾機(jī)、真空過濾機(jī)、壓濾機(jī)等，后兩種多用于污泥脫水。
（3）氣浮。根據(jù)微氣泡產(chǎn)生方式的不同，可分為溶氣氣浮法、電解氣浮法和散氣氣浮法等。為了提高氣浮效果，有時(shí)需向污水中投加混凝劑。
（4）離心分離。離心分離設(shè)備有離心機(jī)和旋流分離器兩種。
2.2 化學(xué)法
化學(xué)法就是通過投加化學(xué)物質(zhì)，利用化學(xué)反應(yīng)來分離、回收污水中的污染物，或使其轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)。主要有以下幾種：
（1）混凝法。用于處理含油廢水、染色廢水、洗毛廢水等，常用的混凝劑有硫酸鋁、聚合氯化鋁、硫酸亞鐵、三氯化鐵等。
（2）中和法。用于處理酸性廢水或堿性廢水。
（3）化學(xué)沉淀法。用于處理含重金屬離子的工業(yè)廢水。
（4）氧化還原法。氧化法多用于處理含酚、氰的廢水中，常用的氧化劑有空氣、純氧、漂白粉、氯氣、臭氧等。還原法多用于處理含鉻、汞的廢水中，常用的還原劑有鐵屑、硫酸亞鐵、亞硫酸氫鈉等。
（5）電解法。主要用于處理含鉻及含氰的廢水。
（6）吸附法。用活性炭、硅藻土、焦炭等吸附劑吸附廢水中的酚、汞、鉻、氰等有毒物質(zhì)。
（7）離子交換法。離子交換法目前在工業(yè)廢水處理中得到了廣泛應(yīng)用。
（8）電滲析法。可用于酸性廢水回收、含氰廢水處理等。
2.3 生物法
生物法就是利用微生物的新陳代謝功能，使污水中呈溶解和膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物被降解并轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì)，使污水得以凈化。主要工藝有以下幾種：
2.3.1 活性污泥法
生活污水連續(xù)曝氣，水中會(huì)產(chǎn)生一種以好氧菌為主體的茶褐色絮凝體，其中含有大量的活性微生物，這種污泥絮體就是活性污泥?；钚晕勰嘟Y(jié)構(gòu)疏松，表面積大，對(duì)有機(jī)物有著強(qiáng)烈的吸附凝聚和氧化分解能力。
2.3.2 生物膜法
使污水連續(xù)流經(jīng)填料或某種載體（如礦石、爐渣或塑料蜂窩等），在填料上就能夠形成稱為生物膜的膜狀生物污泥。生物膜上繁殖著大量的微生物，能夠吸附并降解污水中的有機(jī)污染物，同時(shí)，老化的生物膜從填料上脫落下來隨污水流入沉淀池沉淀分離，使污水得到凈化。
生物膜法有多種運(yùn)行形式，如生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化池、生物流化床以及曝氣生物濾池等。
2.3.3 自然生物處理法
該法是利用在自然條件下生長、繁殖的微生物處理污水，形成水體（土壤）、微生物、植物組成的生態(tài)系統(tǒng)，對(duì)污染物進(jìn)行一系列的物理、化學(xué)和生物凈化，實(shí)現(xiàn)污水的資源化、無害化和穩(wěn)定化。
2.3.4 厭氧生物處理法
該法是利用兼性或?qū)Ｐ詤捬蹙跓o氧的條件下降解有機(jī)污染物，耗能低且能產(chǎn)生能量，污泥產(chǎn)量少，主要用于處理污泥及高濃度、難降解的有機(jī)工業(yè)廢水。處理污泥的主要構(gòu)筑物是消化池。厭氧處理技術(shù)在19世紀(jì)才出現(xiàn)，1986年，英國建立了第一座處理生活污水的厭氧消化池，隨后澳大利亞20世紀(jì)40年代研制了連續(xù)攪拌的厭氧消化池，但效果較差。1940-1980年，相繼開發(fā)了厭氧接觸工藝、厭氧濾池、升流式厭氧反應(yīng)器、上流式厭氧污泥床（UASB）、厭氧流化床及厭氧顆粒污泥膨脹床等高效反應(yīng)裝置，用于有機(jī)工業(yè)廢水的處理。
3 城市污水再生利用的途徑
在水資源緊張、水污染加劇的情況下，可將污水回用作為開源的重要途徑之一，并用它來有效地緩解水資源緊張的局面。城市污水利用一般有農(nóng)業(yè)利用（包括漁業(yè)）、工業(yè)利用和市政利用3個(gè)途徑。不同的利用途徑要求不同的水質(zhì)，從而決定污水的處理程度，有的污水利用本身也是污水的凈化處理過程，如污水的土地處理。
農(nóng)業(yè)上，利用經(jīng)處理的城市污水進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉或漁業(yè)、水生植物的養(yǎng)殖，既可以利用水中的營養(yǎng)成分，又使污水進(jìn)一步得到凈化，起到保護(hù)天然水體的作用。因?yàn)槲鬯械拇罅康?、磷?duì)于灌溉農(nóng)田比較適宜，但如果污水灌溉不當(dāng)，則會(huì)使作為減產(chǎn)、惡化土地、傳染疾病，所以必須慎重對(duì)待。用于灌溉的污水應(yīng)經(jīng)過無害化處理，符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，我國已有《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB5084-2005）對(duì)灌溉水質(zhì)提出要求。通過規(guī)劃，增大污水灌溉面積，提高污水利用率，并選擇經(jīng)濟(jì)作物、種子作物、綠化植物等作為灌溉對(duì)象，有廣泛的應(yīng)用前景。墨西哥、智利、印度、秘魯、沙特阿拉伯、日本、以色列等國大量采用再生的城市污水作為農(nóng)業(yè)灌溉用水。美國20世紀(jì)80年代末，已建立了4000多個(gè)應(yīng)用良好的污水灌溉系統(tǒng)。實(shí)踐證明，再生的污水較其他水源成本較低，并且極大地緩解了農(nóng)業(yè)用水的危機(jī)。
工業(yè)上，處理后的污水一般可用作冷卻水、生產(chǎn)工藝用水和洗滌水、鍋爐用水，如電力、冶金、石油化工、機(jī)械制造、化工、輕工等有關(guān)行業(yè)，都可使用處理后的污水。國內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)中，努力發(fā)展循環(huán)或循序用水的方法，或幾個(gè)企業(yè)聯(lián)合依次使用排放的廢水。
經(jīng)過深度處理的污水可作為城市水源，如用于城市雜用水，作為洗車、澆灑綠化、沖廁、消防、空調(diào)補(bǔ)充用水以及水景用水等。小區(qū)域如大型公共建筑或住宅小區(qū)的水資源循環(huán)回用，又稱為中水工程。
經(jīng)過深度處理的污水也可回灌地下，使污水得到完全凈化，城市可再取用這種地下水。
實(shí)踐證明，了解了城市污水的性質(zhì)，并根據(jù)實(shí)際選擇以上城市污水處理的基本方法和城市污水再生利用的途徑，對(duì)處理與利用城市污水將起到良好的作用。
