水回用技术发展及其趋势

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1、水回用技术发展及其趋势栾兆坤(中科院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室，100085)摘要：污水处理与回用是解决我国当今城市水危机的有效途径，西方发达国家和一些严重缺水的发展中国家的成功经验可供借鉴。水回用处理过程是多种单元技术，包括混凝、生化、过滤、消毒等的有机组合集成。本文结合本课题组近年科研成果，着重论述了混凝剂及其混凝反应设备、生物滤池、膜过滤技术的发展，并介绍了水回用技术组合集成范例。关键词：水处理与回用，单元技术，组合集成1.前言世界性水资源短缺而使水资源可持续利用与节水回用得到极大重视，尤其在美、力口、欧洲、日本等发达国家，水的重复利用率已高达80-90%o在

2、以色列、南非、纳米比亚、希腊、摩洛哥、约旦、塞普鲁斯、埃及、突尼斯等水资源较为短缺的国家的污水回用也很普遍，南非和纳米比亚等国甚至建起了饮用水再生制造厂。近年来在我国水资源供需矛盾不断加剧背景下，城市、工业缺水问题尤显突出。在当前水资源日趋短缺的背景下，节水与污废水回用是解决水资源短缺的重要途径之一。水回用内容十分广泛，工艺技术方法也较为复杂，尤其工业废水，部门行业庞杂，水质千变万化，回用方法与技术也不尽相同，很难逐一详细论述。本文仅就目前水回用技术中的一些共性单元技术及其发展，并结合我们近年来的研究成果进行概述。2.水处理与回用技术发展概况水回用工艺应根据实际污水水质状况与回用

3、指标组合集成各种单元处理技术。目前常用的水回用处理技术单元概括于表L无论工业废水还是城市污水深度回用处理，其处理对象主要是悬浮颗粒物(SS)、有机物废(COD/BOD).氮磷化合物(N/P)、无机盐份和微生物等五大类污染物质，普遍采用的水处理与回用技术大致是物化和生化两类三种技术的组合集成，即混凝、沉淀(气浮)，生物氧化、以及过滤、消毒等单元技术组合集成。其它一些处理方法和技术则可根据处理水质状况与水质回用标准而辅助应用。表1污废水常用处理与回用单元技术处理方法去除对象单元处理技术物理化学法悬浮物混凝（气浮）沉淀、快速过滤、MF（微滤）、UF（超滤）有机物混凝沉淀、催化氧化、活性

4、炭吸附、反渗透无机物蒸馆、冷冻、离子交换、电渗析、RO（反渗透）磷矶土吸附、石灰沉淀、铝或铁盐混凝、离子交换氨氮吹脱、氨解吸、沸石吸附、离子交换、折点加氯脱臭臭氧氧化、活性炭吸附大肠杆菌群氯消毒、臭氧氧化、紫外消毒、超滤生物法有机物生物曝气滤池、接触氧化、氧化沟、SBR氮、磷A/O、A2/O>UCT、SBR除臭物理化学除臭、生物除臭1.水回用共性单元技术及发展3.1混凝（气浮）单元及其技集成术混凝（气浮）过程是一种历史久远的液固分离技术，也是当今水处理工艺流程中最普遍、最常用的前置或后置处理单元技术之一。混凝（气浮）过程实际是通过向污废水中投加某种化学絮凝药剂，改变水中微小悬浮胶

5、体杂质的聚沉稳定性（电性及其理化特性），并在水力学紊流作用下凝集絮凝成较大凝絮颗粒，使之快速澄清沉淀的一种固/液分离方法。不仅广泛应用于水处理领域，也常用于化学工程领域。凡是以地表水作为饮用水或工业用水水源的净化处理,工业废水和城市污水的深度处理，油田地下水回注及污泥处置，等等，都往往将混凝作为其处理工艺流程中不可缺少的前置关键工艺单元。因此，混凝（气浮）处理效果的好坏，在很大程度上决定后续流程的运行状况，最终出水质量以及处理成本。传统混凝（气浮）技术主要用于净化去除水体中的各种胶体悬浮颗粒物，加速水质澄清。但近年来，随着水环境中的有机污染物及氮、磷、油等污染日趋严重，水质净化处

6、理难度明显提高。因此，传统混凝（气浮）技术已不能有效去除这些微污染物，而且还经常造成处理流程运行不畅，沉淀池絮体上浮，滤池堵塞，投药量明显增大，处理水量下降，水质超标等一系列问题。因此，近年提出强化混凝（气浮）新技术，就是通过提高絮凝药剂处理效能与强化混凝反应装置，以及自控投药检测技术。三者协调发展，才能达到高效净化处理效果。最终建立旬括高效絮凝剂、高效絮凝、过滤器和自控检测技术的水质高新净化集成技术系统。3.1.2高效聚合铝絮凝剂现代化产业技术发展与应用实践产业技术现状聚合氯化铝（Polyaluminumchloride,简称PAC）是七十年代初国际投入工业化生产和应用的新型高

7、效无机高分子絮凝剂，由于它具有用量省，净化效能高，适应性广等优点，比传统凝聚剂可节约2/3到一倍以上，成本节约30〜40%,生产工艺简单。因此，在国内外水处理领域已得到广泛应用和快速发展。目前，世界PAC产量约为150万吨/年（固体），居各类絮凝剂之首。主要采用盐酸热压溶一步法和喷雾干燥法生产制备粉末固体PAC絮凝剂，产品碱化度仅为35~45%＞日本PAC生产量1988年已达40多万吨/年（固/液合计）。西欧各国于1976年开始生产并使用。其中以法国、瑞典生产为主，年产数万吨。其