摘要： 污水，通常指受一定污染的、來自生活和生產(chǎn)的廢棄水。污水主要有生活污水，工業(yè)廢水和初期雨水。污水的主要污染物有病原體污染物， 耗氧污染物，植物營養(yǎng)物，有毒污染物等。本文概述了北京市水資源的現(xiàn)狀和由此帶來的生態(tài)問題，分析了當(dāng)前國內(nèi)外廢水再生利用的技術(shù)現(xiàn)狀。指出一體化膜生物反應(yīng)器技術(shù)是污水資源化工程建設(shè)的最佳選擇。文章發(fā)表在《陜西水利》上，是水利論文發(fā)表范文，供同行參考。

　　關(guān)鍵詞：污水資源化,一體化膜生物反應(yīng)器

　　污水可以定義為從住宅、機(jī)關(guān)、商業(yè)或者工業(yè)區(qū)排放的與地下水。地表水、暴風(fēng)雪等混合的攜帶有廢物的液體或者水。污水由許多類別，相應(yīng)地減少污水對環(huán)境的影響也有許多技術(shù)和工藝。

　　1 由污水達(dá)標(biāo)排放向資源化利用轉(zhuǎn)變的緊迫性

　　1.1由污水處理向污水資源化轉(zhuǎn)變的迫切性

　　尋求新水源，改善水環(huán)境，解決北京極度貧化的水資源現(xiàn)狀，已迫在眉睫。把污水變成新的水源是解決北京水資源問題根本性和戰(zhàn)略性的措施。要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)就必須實(shí)現(xiàn)污水處理廠向污水資源化工廠的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變。這意味著：把新建污水處理工程改變?yōu)樾陆ㄎ鬯Y源化工程;把以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo)改變?yōu)橐栽偕盟|(zhì)標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo);以利用和消耗天然水體的環(huán)境容量(實(shí)際已喪失環(huán)境容量)稀釋凈化受納的排放污水功能改變?yōu)樘峁┥鷳B(tài)用水為目標(biāo)，提供優(yōu)質(zhì)再生水補(bǔ)給地表水體和地下水體，恢復(fù)地表水和地下水的生態(tài)功能。這一戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變是解決北京市水資源貧乏和逐步償還超采赤字的根本途徑。

　　1.2極度貧化的水資源狀況

　　北京是水資源嚴(yán)重短缺的大都市，人均水資源占有量只有300 m 。特別是1999年以來，北京遭受連續(xù)5年干旱，水資源緊缺已成為制約北京經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的主要因素。

　　(1)水量匱乏。①地表水不足。作為北京主要地表水源的密云、官廳兩大水庫的來水和蓄水呈逐年衰減趨勢，入庫水量由60年代的20多億m3 銳減到90年代的不到4億m3 ，1999年以來，密云水庫5年年均入庫水量1.64億m ，官廳水庫年均入庫水量1.78億m。。②地下水超采：地下水是北京的最重要的水源之一，由于常年超采地下水，地下水已累計虧損59億m。。1999年以來的5年間平原區(qū)地下水超采34，4億m3。

　　人類生產(chǎn)活動造成的水體污染中，工業(yè)引起的水體污染最嚴(yán)重。如工業(yè)廢水，它含污染物多，成分復(fù)雜，不僅在水中不易凈化，而且處理也比較困難。工業(yè)廢水，是工業(yè)污染引起水體污染的最重要的原因。它占工業(yè)排出的污染物的大部分。工業(yè)廢水所含的污染物因工廠種類不同而千差萬別，即使是同類工廠，生產(chǎn)過程不同，其所含污染物的質(zhì)和量也不一樣。工業(yè)除了排出的廢水直接注入水體引起污染外，固體廢物和廢氣也會污染水體。

　　(2)水污染嚴(yán)重。水系污染由城區(qū)逐步向郊區(qū)擴(kuò)展，符合Ⅱ類和Ⅲ類的水域不斷減少。通惠河、涼水河、清河、沙河、溫榆河等均變成了排污河道，水質(zhì)還達(dá)不到V類水體要求。官廳水庫由于水質(zhì)惡化，從1996年開始停止向北京市供水。

　　1.3水資源短缺帶來嚴(yán)重和潛在的生態(tài)問題

　　(1)地表水短缺引起的生態(tài)問題。由于地表水得不到徑流補(bǔ)給，造成河流干涸，河床裸露沙化，水質(zhì)惡化，魚蝦絕跡，喪失補(bǔ)給地下水功能;排污還造成地下水污染。即使靠引水維持的城市河湖，也因水質(zhì)惡化，時有水華發(fā)生，嚴(yán)重影響城市環(huán)境和生態(tài)安全。

　　(2)地下水超采引發(fā)的環(huán)境問題。由于過量開采，平原區(qū)以朝陽區(qū)紅廟至將臺路為中心形成2 272 km 范圍的地質(zhì)沉降區(qū)，最大沉降量達(dá)619 mm。由于地下水污染和超量開采，地下水質(zhì)不斷惡化，主要表現(xiàn)在總硬度和硝酸鹽氮超標(biāo)。污染來自滲井滲坑、污灌、化肥、農(nóng)藥、固廢和垃圾，由于超采形成區(qū)域性地下水位下降漏斗區(qū)，改變了地下水的水動力和化學(xué)條件，引起水質(zhì)變化。長期的超采缺補(bǔ)，給北京市帶來了相當(dāng)?shù)纳鷳B(tài)赤字和潛在生態(tài)風(fēng)險。

　　2 SMBR技術(shù)在資源化領(lǐng)域的應(yīng)用分析

　　1969年，美國的Smith等人首次提出了把活性污泥法和超濾工藝結(jié)合處理城市污水的方法，證明膜分離技術(shù)與普通活性污泥法相結(jié)合可以顯著提高系統(tǒng)的處理效率。

　　1989年，日本政府聯(lián)合一些大公司共同資助，進(jìn)行了為期6年的“90年代水復(fù)興計劃”科研項(xiàng)目，研究重點(diǎn)集中在SMBR的處理效果與運(yùn)行穩(wěn)定性方面，這大大促進(jìn)了膜生物反應(yīng)器的開發(fā)，使膜生物反應(yīng)器開始走向?qū)嶋H應(yīng)用。

　　同年日本學(xué)者Yamamoto等將膜組件直接置入反應(yīng)器內(nèi)，通過泵的抽吸，得到過濾液，這樣一體化膜生物反應(yīng)器誕生。在我國，科技部在“八五”、“九五”、“十五”連續(xù)15年將膜生物反應(yīng)器的研制列入科技攻關(guān)計劃。在膜的選擇、處理效率、抗污染以及反應(yīng)器的優(yōu)化設(shè)計、降低能耗等方面進(jìn)行了深入的研究和開發(fā)。2000年開始步入規(guī)模化推廣應(yīng)用。目前，在北京市SMBR工程累計達(dá)50個，總處理量達(dá)1.5萬t/d，年節(jié)約水資源182.5萬t，在解決北京水資源缺乏難題中顯示出巨大的生命力。

　　農(nóng)業(yè)污染首先是由于耕作或開荒使土地表面疏松，在土壤和地形還未穩(wěn)定時降雨，大量泥沙流入水中，增加水中的懸浮物。

　　2.1 SMBR技術(shù)的特點(diǎn)

　　實(shí)際工程應(yīng)用表明，SMBR技術(shù)具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)。

　　(1)出水水質(zhì)優(yōu)良。SMBR由于將生物處理與膜分離技術(shù)有機(jī)結(jié)合，在具有傳統(tǒng)膜分離功能(如去除有機(jī)大分子、細(xì)菌等)的同時，還可通過其獨(dú)特的生物功能有效去除進(jìn)水中的BOD和NH4-N等污染物，特別是NH4-N的去除率可達(dá)90% 以上，可以實(shí)現(xiàn)較高的回用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

　　(2)系統(tǒng)抗沖擊力強(qiáng)，運(yùn)行更穩(wěn)定。SMBR采用外壓式中空纖維膜處理組件，是一種耐沖擊負(fù)荷的處理工藝，進(jìn)水水質(zhì)的波動不會影響出水水質(zhì)。

　　(3)控制智能化，管理操作簡單。SMBR技術(shù)，省去了繁瑣的預(yù)處理過程，顯著減少了控制環(huán)節(jié)，使系統(tǒng)控制實(shí)現(xiàn)智能化，使運(yùn)行管理簡化。

　　(4)占地面積省。SMBR技術(shù)由于水力停留時間減少和緊湊的設(shè)備化設(shè)計，系統(tǒng)占地面積較傳統(tǒng)工藝可節(jié)省20% ～40% 。

　　(5)運(yùn)行成本低。SMBR技術(shù)不需要任何前處理，不需要向系統(tǒng)中投加任何化學(xué)藥劑，不需要傳統(tǒng)工藝過程中的多次輸送和反沖洗，因此在運(yùn)行能耗和管理費(fèi)用上也顯著低于傳統(tǒng)污水二級處理+深度處理的工藝模式。

　　(6)二次污染較少。SMBR可實(shí)現(xiàn)污泥齡與水力停留時間的徹底分離，污泥齡較長，從而顯著減少了系統(tǒng)剩余污泥的產(chǎn)量，在減少二次污染的同時，大大降低污泥處置費(fèi)用。

　　(7)模塊化設(shè)計。易于實(shí)現(xiàn)整體規(guī)劃、分步投資、逐量運(yùn)行。使實(shí)際工程應(yīng)用具有更好的靈活性，減少投資浪費(fèi)。

　　水利論文發(fā)表須知：《陜西水利》創(chuàng)刊于1932年，是陜西省水利廳主管、陜西水利系統(tǒng)唯一公開發(fā)行的水利行業(yè)綜合指導(dǎo)雜志。由我國近代水利先驅(qū)李儀祉先生親手創(chuàng)辦，歷史悠久，影響深遠(yuǎn)。雜志全國公開發(fā)行，在開展水利科技交流、報道水利建設(shè)成就、指導(dǎo)行業(yè)工作、引導(dǎo)水利市場等方面，發(fā)揮著不可替代的重要作用