浅谈污水再生与回用系统的应用

该文首先对污水再生与回用系统的工艺原理进行了介绍，并对该系统的组成和工艺特点进行了详细的阐述，证明了该工艺的优越性及其广泛的适用性。鉴于该系统具有管理维护简单、运行费用低等特点，使得其在欠发达地区和偏远农村地区有着广阔的应用空间。

随着城市污水处理厂的大量建设，传统的生活污水处理工艺所具有的污泥产量高、污泥处理困难、处理过程中产生恶臭、设备复杂、管理难度大、投资大等问题开始逐步显现，使其推广存在一定困难。而社会对污水处理厂所产生的二次污染问题、带来的综合社会效益及其覆盖面也日益重视，所以必须寻求一种新的工艺来解决上述问题。美国科学家谢弗（Sheaffer）发明了一种生活污水净化后重复利用的处理方法，称之为污水再生与回用系统（Waste Water Reclamation and Reuse System，以下简称WWRR工艺）。该技术由于其独特而明显的生态处理效果，已成为美国国家环保署向全美推广的污水处理技术。

2006年北京市顺义区汉石桥湿地自然保护区管理办公室为了改善汉石桥湿地水质特引进WWRR工艺，建成再生水厂一座。该项目于2009年竣工投产，至今运行良好。

1 WWRR工艺介绍

1.1 工艺流程

WWRR工艺流程主要由进水井与粗格栅、破碎机及提升泵站、曝气池、吸水池和过滤加药间组成。

（1）进水井与粗格栅：该水厂设进水井一座，与市政排水管网相连，进水井内设有总闸门。在总闸门后安装粗格栅一道，间隙为50mm，以去除大块杂物。

（2）破碎机及提升泵站：进入破碎机及提升泵站的污水中较大的固体杂物经破碎机进一步破碎，并经污水经泵提升后进入曝气池。

（3）曝气池：曝气池是本水厂的核心部分，是去除有机物和总氮的最主要单元，采用改进的美国WWRR生态污水处理技术。

（4）吸水池：吸水池是水的一个重要集散地，曝气池出水进入吸水池之后主要有两个去向：一部分加入絮凝剂后由过滤加药间中的过滤加压泵打入过滤罐进行过滤，过滤后出水；另一部分由回流泵打回曝气池进水侧回流，从而实现脱氮。

（5）过滤加药间：过滤加药间设置絮凝剂（硫酸铝）投加装置和过滤装置，作用是化学除磷。

1.2 工艺原理

WWRR工艺是集A2/O法和生物接触氧化于一身的生物处理工艺。使用WWRR工艺的曝气池是本水厂的核心部分。

WWRR工艺的曝气池工作原理与A2/O法相似，但在布置上有其独特之处。它是将水平布置的A2/O水处理单元垂直叠置起来，形成一个深度达9.45 m的水池。也就是说，这种布置取消水处理单元的界面，形成“垂直布置无界面水处理单元综合模型”。池中溶解氧浓度自下而上逐渐升高，下层是厌氧区（A），中层是缺氧区（A），上层是好氧区（O），但各层间并无明显的分界线。原水自进水端池底进入曝气池，从出水端池顶流出，自下而上流经以上三个区域。

2 WWRR工艺特点

通过对汉石桥湿地再生水厂整个实施阶段的总结，归纳出WWRR工艺具有如下特点：

（1）出水水质好，运行稳定：本工艺耐冲击负荷，抗冲击能力强。经WWRR处理后的水质，可达GB（18918-2002）一级A标准。出水可浇灌农作物、蔬菜及园林植物，也可用于工业或市政用水。

（2）污泥产量少：本工艺水力停留时间长，可达15d。污泥负荷0.05～0.1kgBOD5/kgMLVSS，污泥生长缓慢，并且在曝气池底部设有厌氧的污泥消化区，污泥消化后彻底无机化、稳定化，体积大大减小，不需排泥，一般可20～30年清坑一次。

（3）无异味：本工艺采用破碎技术作为预处理工艺。经破碎机破碎后的大块杂物连同沉砂、污水一起输送至曝气池底，消除了污水预处理单元臭味产生的条件。

（4）管理难度低：本工艺的生化处理只需要一个曝气池，而不像传统工艺需要很多处理单元相互配合运行，其设备简单、技术难度低、维修方便，操作人员的数量少。

（5）建设投资省：本工艺可利用当地废弃坑塘或不规则用地，节约耕地。主要设备可在中国国内采购，可以减少工程设施的投入，并缩短建设周期。同时，本工艺便于污水分散处理，可节省市政管网建设投资。

3 运行效果

WWRR工艺综合着活性污泥、生物膜等生物净化及凝聚、沉淀等物理净化过程，存在着厌氧―缺氧―好氧的交替过程，几乎包含了目前生活污水处理的所有有效方法，因此能够达到比较理想的效果。以汉石桥湿地再生水厂为例，自2009年至今连续四年的持续越冬运行（最低气温达到-20℃左右），证明了该技术的先进性与可靠性。出水主要指标达到GB 18918-2002一级A标准，工程水质处理效果如表1所示。

4 结语

使用传统工艺的污水处理厂占地面积虽然小，但周边很大范围内有恶臭，存在二次污染问题，故不适合在自然保护区、风景名胜区等环境敏感地区使用。但使用WWRR工艺的水厂，没有臭味，且不产生二次污染。此外，WWRR工艺运行技术简单，维护管理方便，建设和运行费用低廉，比较适合我国广大农村、中小城镇等相对欠发达地区。尽管该工艺占地面积较大，但可以利用乡镇土地宽裕的优点来弥补这个缺点。