城市水工程运行与管理 第22章
3.臭氧消毒
臭氧除了可以利用其强氧化作用来杀灭细菌和病毒外， 还可以氧化分解水中的各种杂质（如有机物腐殖质、部分 的芳香族化合物等），因此能有效去除水中的色、臭、味， 脱色效果明显优于氯和活性炭。臭氧还可以降低水中杂质 的电位，从而提高混凝和过滤对杂质的去除率。研究表明， 采用臭氧预处理可以提高混凝沉淀和过滤的处理效果，臭 氧和传统处理结合可去除部分的THMS前体，近一半的色 度，80％的COD。臭氧的生产成本很高，为了提供污水中 臭氧的利用率，接触反应池水深约为5～6m，或建成封闭 的多格串联的接触池，或设管式或板式微扩散器散布臭氧， 以提高臭氧的扩散速度。臭氧消毒迅速，接触时间采用 15min，维持剩余臭氧量为0.4mg/L。Leabharlann 城市水工程运行与管理 第22章
对于不同的用途采用适当的工艺处理，出水应达到相 应的标准方成为可用水源。
1.回用工业用水
再生水回用于工业用水，一般可以用于工艺低水质用 水，再生水产品直接接触产品的洗涤、冲灰、除尘、产品 用水，约占工艺回用水量的37％～50％，因各行业生产工 艺不同，很难制定统一的水质标准，可参照以自然水体为 水源的行业水质标准。再生水可用于工业冷却水，处理目 标水质应该满足《城市污水回用设计规范》（CECS61： 94）给出的水质标准。由于冷却水对水质要求较低，目前 国内外污水回用多回用于循环冷却水系统。污水回用于工 业冷却水时应满足其水质要求，循环冷却系统水质要求高 于直流冷却水系统，回用于循环冷却水系统常见的处理工 艺流程有：
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22.2 中水处理工艺的运行控制 与管理
22.2.1 混凝工艺 1.混凝
混凝是向水中投加混凝剂，让其与水 快速混合，使得水中的悬浮性杂质和胶体 物质脱稳而凝结成大颗粒的过程。
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混凝剂的正确选用以及合理确定混凝剂 的投量是混凝沉淀处理技术的关键，对于 给水处理的技术已经有比较成熟的经验， 但是对污水的深度处理尚缺乏足够可以直 接引用的数据。需要通过实地试验才能选 定处理成本低、处理效果好的混凝剂，确 定其最佳工艺技术参数。
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吸附法也可与生化法联用，向生物池中投加活性炭 粉末，形成生物流化床；吸附法与臭氧联合使用构成臭氧 活性炭工艺等。
22.2.4 膜分离技术
膜分离技术有电渗析（ED），反渗透（RO），超 滤（UF）和微滤（MF）等。随着材料制造工艺的提高和 市场的发展，一度被认为昂贵的膜分离技术正变得越来越 经济，具有越来越强的竞争力，膜分离技术在污水深度处 理中的应用也越来越广泛。可以预测膜分离技术的发展对 未来的供水产生巨大的影响。
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22.2.3 活性炭吸附工艺
在污水处理中，活性炭处理的主要对象是污水中残存 的胶体粒子，微生物，余氯，用生化法难于降解的有机物 或用一般氧化法难于氧化的溶解性有机物，包括木质素、 芳香烃衍生物、杂环化合物、洗涤剂、合成染料、DDT等， 以及痕量的重金属离子等。当用活性炭对这类污水进行处 理时，它不但能够吸附这些难分解的有机物，降低COD， 还能使污水脱色、脱臭，把污水处理到可重复利用的程度， 所以吸附法在污水处理的深度处理中得到了广泛的应用。 用活性炭去除有机物时，吸附质的分子量以控制在1000以 下为宜。实践已证实，活性炭对某些金属及其化合物有很 强的吸附能力。据报道活性炭对锑、铋、锡、汞、铅、镍、 六价铬等金属离子都有良好的吸附能力。
2.回用农业灌溉
利用污水灌溉农田，在国内外都已经有悠久的历史。 我国1992年颁布实施的《农田灌溉水质标准》，对污水浇 灌提出较严格要求，严禁使用污水浇灌生食的蔬菜和瓜果； 对于水作、旱作和蔬菜，必须将污水处理达到灌溉水质标 准才能灌溉。对于旱作和蔬菜，常规的二级处理加消毒就 可以满足要求。对于水作，对于氮磷要求高，需要采用强 化二级处理脱氮除磷，或采用常规二级处理加过滤等补充 处理才能达标。也可以与清水混灌，降低氮磷含量。回用 水根据灌溉作物对水质的要求和作为加工用途，选择合理 的处理工艺。
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城市的污水排放后经过污水管道收集，输 送到污水厂集中处理达到相应标准，再输送到 工业用户、居民或作为市政再用水，水质水量 稳定，减少了大量新鲜自来水的使用，并减少 了污水排放水体带来的负面影响。开辟这类非 传统水源，实现污水资源化利用，对缓解水资 源紧缺的矛盾，保障城市经济持续发展具有重 要的战略意义。中水回用是污水资源化利用的 重要方面，具有明显的社会效益和经济效益。 纵观国内外的回用水现状，处理工艺主要 有：混凝、沉淀、过滤、活性炭吸附、膜分离 技术、消毒等。
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2.沉淀与气浮
沉淀和气浮均是混凝反应后的固液分 离手段，沉淀设备简单而体积稍大，气浮 设备稍复杂而体积较小，管理上沉淀工艺 较气浮简便。混凝工艺主要去除原水中悬 浮状和胶体杂质，对于溶解性杂质去除能 力较差，因此对原水中残留的洗涤剂处理 效果不佳。
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结垢控制可以通过软化和除盐除去水中结垢成分或加阻垢 剂；污垢控制根据污垢的成分采取控制措施，若是油污引 起的可采用表面活性剂控制，若是由于悬浮物引起的可加 强混凝沉淀或采取旁滤来控制；黏垢的控制需要采用杀菌 剂控制，药剂投加量为新鲜补充水的1～10倍。 ⑶ 腐蚀 吸收过量氧的水对设备管道有腐蚀性。循环水 系统都使用了杀菌剂，所有循环冷却水都要定期排污，以 防止溶解的和悬浮的非蒸发物的积累。在循环冷却水决定 补充水和排污量的是循环浓缩倍数。浓缩倍数越高，排污 量越低，就容易导致结垢现象，要进行化学清洗，处理成 本提高，因此要防止垢的形成。
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国内城市污水回用与循环冷却水系统的有，华能北京 热电厂冷却水系统补给水为高碑店污水处理厂的二级处理 后的出水，经过石灰凝聚澄清过滤法回用处理水。对于其 他用途的工业用水，如原料用水、生产工艺用水、锅炉用 水等，虽然没有相应的回用水水质标准，但必须符合有关 行业的用水水质标准。
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⑷ 起泡 回用水容易起泡的问题直到现在还没有很好 的预防措施，虽然使用可生物降解的洗涤剂，使得问题的 解决容易了很多，但生物降解洗涤剂的使用没有得到普及， 因此要控制回用水磷的含量，使得回用水中的直链烷基磺 酸盐的含量保持在0.5mg/L以下，必要时还要使用消泡剂。 ⑸ 氨 氨对铜有腐蚀性，氨与氯反应会减少杀灭微生物 的效果。 ⑹ 磷酸钙垢及其他垢的形成 由于回用水中磷的存在， 易形成磷酸钙垢，过高就必须用酸化控制或去磷控制。 ⑺ 卫生方面 冷却塔循环水及其淤积物会四处抛散，虽 然病原菌由于温度、氯化和阳光作用而部分死亡，但不能 保证所有的传染菌都死亡，所以这个问题也要引起重视。
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污水厂二级出水
絮凝沉淀
过滤
杀菌
水质稳定剂 回用 消毒
回用
污水厂二级出水
填料生物接触氧化 生物接触氧化 混凝沉淀
双层滤料过滤 絮凝沉淀 精密过滤
污水厂二级出水
回用
污水厂二级出水
消毒
回用
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在污水二级出水回用于循环冷却水的过程中，应该从以 下几个方面做好控制工作： ⑴ 微生物的生长 热循环水经过冷却吸收空气中氧， 水里面的生物生长活跃，在冷却塔受阳光照射的一侧藻类 生长活跃，可以采用氧化型杀菌剂（如液氯、二氧化氯、 次氯酸钙等）、非氧化型杀菌剂、表面活性剂杀菌剂。由 于氯在循环的过程中容易损失，可用氯和非氧化型杀菌剂 联合使用。 ⑵ 污垢和黏泥 冷却水在循环的过程中，有一定的蒸 发损失，进水中的悬浮物、铁锈、其他腐蚀产物、从大气 中冲刷下来的灰尘及死去的微生物等都被浓缩。通常情况 下回用水的盐、碱度含量比其他水源高，水蒸发后溶解性 盐不断浓缩，沉淀物通常包括碳酸钙、硫酸钙、二氧化硅 等物质组成。废水中含有碳、氨、磷时，会出现黏泥和藻 类。需要通过结垢、污垢和黏垢控制措施加以控制。
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如美国对直接实用性粮食作灌溉的再生处理流程为： 二级处理、混凝澄清、过滤、消毒，大肠粪类大肠杆菌不 得超过2.2个/100ml；对于果园只能用于水果未成熟初期 地表浇灌，可采用一级出水消毒灌溉；对于种子作物食用 前深加工的，可采用一级出水消毒灌溉；对于牧场、苜蓿 及其他动物饲料用作物，二级处理、消毒、大肠菌群不超 过23个/100ml。农业灌溉回用过程中，重点要考虑水的盐 分、钠离子、微量元素、余氯、营养物质和病原体等。
1.氯消毒
氯消毒工艺应用最为广泛，工艺成熟。液氯的耗量与 水中的浊度、干扰物质等有关，氨、腐殖质以及其他有机 物都会增加氯的耗量，PH值会影响有效消毒成分HOCl的 比例，具体对于某水质氯剂量需要通过试验确定。
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2.紫外线消毒
紫外线消毒是利用水银灯发出的紫外光，能 穿透细胞壁被核酸和蛋白质等生命物质吸收，破 坏微生物的生命活动而达到消毒作用，其中波长 在250～290nm范围内的紫外线杀菌能力最强， 紫外线消毒要求处理水具有较高的透光性，故污 水中的悬浮物、浊度，有机物和氨氮都干扰紫外 线的消毒效果。紫外线消毒对已经脱氮或部分脱 氮的二级出水中的大肠菌、粪大肠菌群、肠道球 菌、脊髓灰质炎病毒的去除效果与氯消毒相似， 但能减少致癌性消毒副产物的产生。
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第22章 中水处理与资源化利用
22.1 缺水现状及中水利用的意义
随着人口的增长、城市建设及工业农业生产 的快速发展，自然环境及自然水体污染日益加重， 使本来就有限的水资源更加紧缺。 水是自然界中不可替代但是可以再生的资源。 污水如果经过适当的处理，可以重复利用，实现 水在自然界中的良性循环。开源与节流是解决水 资源危机的两个不同方面，这两个方面缺一不可， 而且是密切相关的。污水再生利用既开辟了新水 源，又是规模大、效率高的节约用水措施。