污水资源化利用是解决水资源短缺的重要途径

　　2011 年我国 GDP 总量达到 471564 亿元，超越日本成为全球第二大经济实体。随着全面建成小康社会和城镇化的不断推进，用水量和产生的污水量将大幅增加，这将对现有水资源的压力越来越大。一方面，社会经济的发展要不断加速攫取水资源;另一方面，产生的污水又对现有水资源产生极大的威胁;使其功能减弱甚至完全丧失。因此，污水的资源化利用不仅可以使有限的水资源免受污染，而且回收的再生水又可重新利用，是解决我国缺水问题的重要举措。

　　1、 水污染加重了水资源短缺

　　我国淡水资源非常紧缺，人均占有量约为 2300 立方米，只相当于世界人均水平的 1/4，位列世界 110 位，并且分布严重不均，进一步加剧了不少地区的水资源短缺程度，目前正常年份全国每年缺水量 400 亿立方米，有 400 余座域市供水不足，严重缺水城市有 110 座，近 2/3 的城市存在不同程度的缺水。据《2011 年中国环境状况公报》公布 2011年全国废水排放量为 652. 1 亿吨，化学需氧量排放总量 2499. 9 万吨;氨氮排放总量 260. 4 万吨。全国地表水总体轻度污染，湖泊(水库)富营养化问题依然突出。长江、黄河等 10 大水系 469 个国控监测断面中，Ⅰ类—Ⅲ类，Ⅳ类—Ⅴ类和Ⅴ类水质断面比例分别为 61. 0%、25. 3% 和 13. 7% 。采用《地下水质量标准》( GB / T14849—93) ，水利系统对 201 年北京、辽宁、吉林、黑龙江、上海、江苏、海南、宁夏、广东等 9个省(自治区、直辖市)域内 857 眼监测井水质监测资料进行了水质分类评价，结果显示，适用于各种用途的Ⅰ类—Ⅱ类监测井占评价总数的2%;适合集中式生活饮用水源及工农业用水水的Ⅲ类监测井的占21. 2%;适合除饮用外其他途的Ⅳ类—Ⅴ类监测井占 76. 8%。

　　近年来，饮用水中多种微量有机污染物所造成的危害越加严重，有些“三致”物质采用一般的处理工艺很难去除，由于饮用水污染而造成的事故呈上升态势。由于水污染，破坏了水环境，使水资源利用率降低，加剧了水荒。人民健康受到了危害，经济受到损失。据估计，我国每年因水污染所造成的经济损失已达 400 亿元。

　　2、 污水资源化利用是解决水资源短缺的重要途径

　　污水资源化利用已是世界上关注的问题，上世纪五十年代，美国就开展了这一领域的研究和试验。目前，美国 50% 以上的再生水回用于农业，城市绿化和水景。日本，俄罗斯、沙特阿拉伯、以色列、南非等国家利用再生水已有多年历史。从某种意义上看，污水是一种稳定的淡水资源，可根据不同的用途，经过适当的处理后，作为工业、农业、中水道和景观等用水，可以缓解我国水资源严重短缺的状况。

　　目前我国运行的污水处理厂已达到 3100 余座形成污水处理能力1. 36 亿吨 / 日，污水再生利用生产能力为 10821 万吨 / 日，实际再生利用总量 923 万吨/日，不到全国域镇污水处理总量的 10%，污水再生利用潜力巨大。

　　造成污水再生利用率低的原因很多，关键是水质问题，据统计，截至2010 年底，按一级 B 标准设计的污水处理厂有 1500 多座，按二级设计的污水处理厂有 600 多座，两者合计污水处理能力有 1 亿吨/日，约占全国总生活污水处理能力的 80%。根据国家规定，城镇污水处理厂出水排入重点流域及湖泊，水库等封闭、半封闭水体时，要执行一级 A标准。污水再生利用也至少要达到一级 A 标准，此外根据再生水的用途不同，大多需要再进行深度处理，因此许多已建污水处理厂都需进行污水处理工艺升级改造。

　　除了水质问题外，限制污水资源化利用的原因还包括:污水水源的距离，可获得的水量及供水的持续性;潜在的供水可靠性，更新和建设供水设施的成本;与其他可替代水源成本的比较;潜在的健康影响，公众对水质和水处理知识的了解和社会的理解等。

　　3、 污水资源化利用的领域

　　(1)工业用水。从理论上说，经处理的污水可以回用于各种不需要达到饮用水水质要求的工业企业，各种工业生产中的冷却水、锅炉用水、生产和加工用水、清洗和辅助用水等，都可以利用经处理的污水。

　　(2)居民生活非饮用水。对居民生活来说，污水回用可以用于冲洗便溺、洗车、清洁和绿化，从社区的角度来看，污水回用包括室外的灌溉及各种景观用水。

　　(3)间接的饮用水循环。间接的饮用水循环是将经过处理的污水回灌到土地，水体和湿地中，通过水体的稀释和自净作用，土壤的吸附及地层的截留，再经过取水后的处理，确保它满足饮用水的水质标准。

　　4、 污水资源化利用的方法

　　(1)常规处理。常规处理主要去除有机污染物和悬浮物。通常包括一级处理和二级处理，一级处理即物理处理，通过机械的拦截去除大的漂浮物及纤维物质。通过沉淀去除其中的无机颗粒。一般来说，一级处理一般不单独运营，通常是作为后续处理的预处理。二级处理为生物化学处理，主要通过培养能降解有机物的微生物来实现，它是水体自净作用的强化。通常分为活性污泥法和生物膜法。活性污泥和生物膜中经驯化的微生物将污水中的有机污染物为食物，合成自身细胞并繁殖，通过氧化分解有机污染物来获得能量，维持自身的生理活动，通过这些生化作用，污水中的有机污染物转变成了微生物，超大量的微生物聚集在一起，组成了活性污泥和生物膜，再通过固液分离，就得到清澈的出水。正常运行的污水处理厂的出水再经消毒后均可达标排放。

　　但是如果回用，水质还略嫌不足，须进一步深度处理。

　　(2)深度处理。经过生化处理的出水中悬浮物、有机物浓度大幅下降，但是在回用时，大多与人有直接或间接的接触，其中悬浮物是病原体的附着物，对人体健康存在潜在的威胁，而且其中的有机物会使工业产品品质下降，腐蚀、堵塞管道及设备，因此除农田灌溉等少数用途外，污水回用需进行深度处理。深度处理的方法有:①微絮凝过滤。这种方法是将少量絮凝剂加于二级处理出水中，絮凝剂经过水解反应后产生的絮凝体对原水中的悬浮物有吸附、拦截和卷扫的作用，再通过滤池的过滤，原水中的悬浮物得到去除，使水质更加清澈，病原微生物一并被去除，强化了后续的消毒效果。而且二级出水中的悬浮物大多为生物固体，因此这种方法还可以使水中的化学需氧量、生化需氧量、氨氮、总氮、总磷进一步降低。②活性炭吸附法。活性炭是由含碳为主的物质作为原料，经粉碎及加黏合剂成型后，经加热脱水、炭化、活化而成，是一种非极性吸附剂。由干活性炭的比表面积达 800—2000m2/ g，具有很高的吸附能力。二级处理后的出水经过活性炭滤池(柱)后，水中的悬浮物会被截留，而且活性炭对绝大多数有机物包括二级生物处理后的难生物降解的有机物有良好的吸附功能，并且它对某些金属离子也有很强的吸附能力。据报道，活性炭对锑、铋、锡、汞、钴、铅、镍、六价铬等都有良好的吸附能力。吸附后的活性炭可进行再生重复利用，被吸附的有机物在再生过程中被烧掉，不产生污泥。研究表明，活性炭对有机物的去除，除了吸附作用外，还存在着生物化学的降解作用。经过活性炭处理后的水再经消毒后，可满足大多数回用水的水质要求。③膜分离法。膜分离法包括渗析、电渗析、超滤和反渗透等，都是通过一种特殊的半渗透性膜分离水中的离子和分子的技术。它通过电位差、压差、浓度差等截留微粒，大分子物质，微生物，小分子物质等。以前多用于海水淡化，随着膜制造技术的发展，其中价格日趋低廉，在污水处理中的应用也日趋广泛，被认为是很有发展前途的技术。

　　除上诉所讲外，水的深度处理方法还很多，只是在生产中实践不多及用途单一，这里不一一赘述。

　　5、 结论

　　由于我国水资源的严重短缺，污水不失为一种可观的可利用资源，但是污水必须经处理后才能转化为可利用的资源。而目前成熟的污水深度处理技术在生产中已有应用，应在政策及制度上予以推广和支持。减少对现有水资源的污染，提高水的利用价值，来应对目前面临的“水荒”，这也是我国当前可持续发展战略和发展循环经济的迫切要求。

　　参考文献：
　　［1］中华人民共和国环境保护． 2011 年中国环境状况公报［M］． 北京:环境保护部，2012∶ 4 －6．
　　［2］哈尔滨建筑工程学院． 排水工程［M］． 北京:中国建筑工业出版社，1986∶ 289 － 318．