城市污水处理厂尾水深度处理与回用技术的研究

摘要：本文聚焦城市污水处理厂尾水深度处理与回用技术。阐述了深度处理技术，涵盖物理、化学、生物及物理化学法，分析其原理与适用场景；探讨了回用技术，包括不同回用途径的水质标准；介绍了深度处理与回用技术的优化策略，如合理选择过滤技术、优化高级氧化工艺等，旨在为城市水资源的可持续利用提供参考。

关键词：城市污水处理厂；尾水深度处理；回用技术；优化策略

引言：

随着城市化进程的加速，城市生活污水排放量急剧增加，污水处理行业面临着巨大挑战。传统的污水处理技术虽然能够去除大部分污染物，但难以应对高盐度水体和难以降解的有机物等问题。城市污水处理厂尾水深度处理与回用技术成为解决水资源短缺和环境污染的重要途径，不仅能缓解水资源压力，还能促进生态平衡和经济可持续发展。然而，目前该技术在实际应用中仍面临诸多问题，如处理成本高、公众接受度低等。因此，深入研究城市污水处理厂尾水深度处理与回用技术具有重要的现实意义。

一、城市污水处理厂尾水深度处理技术

（一）物理法

物理法在水处理领域占据重要地位，其核心原理在于利用机械截流等机制，将水中的污染物有效分离。其中，过滤作为最基础的机械截流手段，凭借其简洁高效的特点，广泛应用于各类水处理场景。单纯过滤工艺常选用石英砂作为滤料，凭借其优良的过滤性能，能有效去除水中的悬浮物及胶体，使出水浊度、悬浮固体（SS）大幅降低，对化学需氧量（COD）及色度亦有一定改善。该技术操作简便、运行成本低廉，但面对溶解性污染物时去除效果有限，故而更适用于中水回用、饮用水预处理及工业循环冷却水等场景。

（二）化学法

化学法利用化学沉淀与化学氧化原理，有效去除水中污染物。在污水深度处理中，混凝沉淀工艺应用广泛，成为多数污水处理厂的首选方法。化学氧化作为高级氧化技术的基石，通过化学氧化剂将污染物转化为低毒或易处理形态。臭氧氧化技术利用臭氧分解产生的羟基自由基（OH·），快速氧化有机物并破坏细菌结构；芬顿氧化技术则通过过氧化氢在亚铁离子催化下生成OH·，提升难降解有机物的可生化性。尽管化学法效果显著，但臭氧制备成本高、污泥产量大等问题仍需解决。

（三）生物法

生物法作为污水处理的关键技术，巧妙利用了微生物的独特代谢特性。微生物能将污水中的有机物、含氮化合物及含磷化合物等作为能量和营养来源，通过分解吸收作用实现自身生长繁殖。基于这一原理，生物法通过培养特定微生物群体，针对性地去除污水中的污染物，从而达到净化水质的目的。生物处理法具有运行成本低、操作流程简单、管理便捷等优势，主要包括好氧处理和厌氧处理两大体系。不过，生物法也存在处理周期较长、对环境条件（如温度、pH值等）要求严格等局限性。尽管如此，其在去除有机物、氮、磷等污染物方面仍表现出显著效果，是污水处理领域不可或缺的技术手段。

二、城市污水处理厂尾水回用技术

（一）微絮凝高效纤维过滤器处理技术

与传统混凝沉淀过滤工艺相比，微絮凝高效纤维滤池处理工艺优势显著。其投药量更少，且无需建造反应沉淀池，有效降低了成本与占地面积。该工艺的核心在于滤池内设置的纤维密度调节装置，能灵活调节纤维状态，实现过滤时密实、反洗时放松。运行时，滤料孔隙率沿水流方向逐渐减小，形成深层过滤。与连续流微滤膜处理工艺相比，它新增了小型加药系统，使混凝剂形成的絮体更小更密实，能深入滤层深部，确保出水水质优质稳定。

（二）膜分离技术

膜分离技术作为一种依托高分子分离膜的新型流体分离技术，在分离领域展现出独特优势。其核心优势在于分离过程无相变，仅依赖压力驱动即可实现高效分离，极大降低了能源消耗。具体来看，微滤技术可有效去除细菌、病毒等微生物，并降低磷酸盐含量；超滤则专注于大分子物质的去除，对二级出水中的COD和BOD去除率超50%；反渗透技术能显著降低矿化度，脱盐率达90%以上，同时去除大部分COD、BOD及细菌；纳滤技术介于反渗透与超滤之间，对二价离子去除率超95%，一价离子去除率40%—80%，操作压力适中，为0.5—1.0MPa。

（三）活性炭吸附技术

活性炭作为一种多孔性吸附材料，在环保水处理领域展现出卓越性能。其多孔结构赋予了活性炭巨大的比表面积，易于实现自动控制，且对水量、水质、水温的波动具有高度适应性。活性炭特别擅长去除分子量在500—3000范围内的有机物，去除率普遍达到70%—86.7%，能够经济高效地清除水中的异味、色度、重金属离子、消毒副产物、氯化有机物、农药残留及放射性有机物等污染物。目前，常用的活性炭类型包括粉末活性炭（PAC）、颗粒活性炭（GAC）以及生物活性炭（BAC）。其中，GAC因处理效果稳定，在国外水处理工程中应用广泛。据美国环保署（USEPA）饮用水标准显示，在64项有机物指标中，有51项将GAC列为最有效的处理技术。

三、深度处理与回用技术的优化策略

（一）工艺优化

优化污水处理工艺是提高处理效率和效果、降低运行成本的关键。例如，北京工业大学彭永臻院士团队提出了一种创新的解决方案——絮体管理策略，成功构建了一个既能满足厌氧氨氧化（anammox）高效脱氮，又能实现可持续强化生物除磷（EBPR）的单级混合系统。通过结合生物膜和絮体的优势，巧妙地解决了厌氧氨氧化与强化生物除磷在生态位和污泥龄方面的冲突，氮和磷的去除率分别达到了97.7±1.3%和97.4±0.7%，生物膜中厌氧氨氧化菌丰度高达12.5%。

（二）政策支持

加强政府引导和支持是污水回用技术推广的强大驱动力。政府具备宏观调控能力，政策补贴和税收优惠是行之有效的手段。给予采用先进污水处理技术的企业财政补贴，能降低其技术引进和应用成本，激发企业创新活力；为购买污水处理设备的企业提供税收减免，减轻企业负担，提高其参与污水回用的积极性。这些举措不仅能促进污水回用技术的广泛应用，还能带动相关产业发展，形成良性循环，推动水资源可持续利用，为经济社会的绿色发展提供坚实保障。

（三）技术创新

在污水回用进程中，引入先进技术和设备是提升其经济性与可行性的关键。膜分离技术表现卓越，凭借高效、节能的优势，在水处理领域广泛应用。它借助不同的膜分离过程，精准去除水中杂质与污染物，显著提升水质。与此同时，生物技术同样潜力巨大，在水处理领域前景广阔。借助微生物的新陈代谢作用，能高效降解有机物，实现污水净化。积极引入这些先进技术和设备，将为污水回用开辟新路径，使其在经济性和可行性上实现质的飞跃。

四、结论

城市污水处理厂尾水深度处理与回用技术对于解决水资源短缺和环境污染问题具有重要意义。深度处理技术包括物理法、化学法、生物法和物理化学法，各有其优缺点和适用场景。回用技术可根据不同用途制定相应的水质标准，并通过优化策略提高回用率。为推动该技术的发展，需要优化工艺、加强政策支持和技术创新。尽管目前该技术面临着诸多挑战，但随着科技的不断进步，未来将朝着更高效、可持续的方向发展，为城市水资源的可持续利用提供有力保障。

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