摘要：在当前城市发展过程中，水资源问题越来越突出。结合各类水资源短缺以及水污染问题来看，再生水处理工艺是提升城市用水效率的重要手段。在设计过程中，结合宜良县的总体规划及建设进度，合理确定了项目规模、出水用途及水质；根据该地地形特点和用水要求，合理确定了处理工艺和管网系统布置方案。该项目具有显著的经济效益和环境效益，对宜良县的可持续发展具有重要意义。
关键词：再生水；除锰；消毒；处理工艺
再生水是指污水经适当处理后达到一定的水质标准，满足某种使用要求，可以再利用的水[1]。城市污水水量与水质相对稳定，经过一定处理就可作为城市的第二水源利用，考虑技术、成本及心理等因素，再生水一般用于非饮用水。目前，再生水主要用作农林牧渔用水、城市杂用水、工业用水、景观环境用水、补充水源水等。
1 设计背景
宜良县位于云南省中部，距省会昆明55公里，属昆明市的近郊县，地处低纬高原，属于亚热带气候，年平均地表径流4.59亿m³，入境客水19.96亿m³，全县共有水资源25.61亿m³。随着国民经济持续快速增长，县域经济实力明显增强，对水资源的需求量也快速增长。《昆明城镇污水处理及再生水利用设施建设“十二五”规划》中明确提出：“创建节水型工业和节水型城市。到2015年，中心城区再生水回用率达到80%，其他区域再生水回用率达到40%”，而目前宜良县城基本没有再生水回用设施，不能满足可持续的循环水务体系要求。此外，宜良县城市污水处理厂尾水基本达到一级A标准，将其直接通过管道排入河道实际上是对水资源的一种浪费。而污水再生利用能代替部分杂用水，降低自来水消耗量，实现优水优用，即：水质较好的优质水库水用于生活饮用，再生水用于城市杂用和城市河道的生态补水。这样不仅可以缓解县城用水供需矛盾，还可以改善县城河道水环境质量，提高人居环境品质。
2 建设规模及水质标准
2.1 建设规模
本工程再生水主要用于城市杂用水（包括冲厕、城市绿化、道路清扫、车辆冲洗、建筑施工）、绿地浇灌、观赏性景观河道补水等。按照《室外给水设计规范》（GB50013-2006）和《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2003），结合宜良的实际情况进行测算，再生水近期最高日用水量为2.92×104 m3/d，远期最高日用水量为3.30×104 m3/d。考虑到现状的污水处理厂处理规模为2万m3/d，确定再生水厂近、远期规模为2万m3/d。
2.2 设计进水水质
再生水处理厂原水为污水处理厂出水。该污水处理厂处理对象主要为宜良县城生活污水及部分雨水，处理工艺为CASS工艺。为全面了解污水厂出水水质状况，根据再生水回用用途，选取铁、锰、悬浮物、溶解性固体、浊度等指标进行了检测。经检测发现，铁、悬浮物、溶解性固体、浊度等指标均满足再生水回用水质指标要求，而锰含量较高，不满足城市杂用水中车辆冲洗、冲厕的要求。从安全角度考虑，本工程主要进水水质指标数值按照《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A标准要求限值。
2.3 设计出水水质
本工程再生水主要用于城市杂用水（包括冲厕、城市绿化、道路清扫、车辆冲洗、建筑施工）、绿地浇灌、观赏性景观河道补水等。因此，出水水质应满足《城市污水再生利用 城市杂用水水质》（GB/T18920-2002）、《城市污水再生利用 绿地浇灌水质》（GB/T 25499-2010）、《城市污水再生利用 景观环境用水水质》（GB/T18921-2002）的规定。综合上述三个标准，确定本工程出水水质如表1所示。
表1 再生水出水水质指标
Table 1 The effluent quality indicators of reclaimed water
3 再生水处理工艺
通过对比设计进水水质和设计出水水质，可确定出本工程再生水处理的主要对象为锰离子和细菌。
3.1 工艺比选
3.1.1 除锰工艺
锰常见的化合价有+2，+4，+6，+7四种价位。其中，+6价和+7价锰在天然水中一般不稳定；+4价锰则常以固体物质MnO2及水合物的悬浮粒子形式存在于水中，其溶解度甚低；+2价锰溶于水，是主要的去除对象。
常用的除锰工艺为自然氧化法、接触氧化法、生物法和强氧化剂氧化法[2]。自然氧化法通常由曝气、反应沉淀、过滤组成，其特点是工艺系统复杂、管理难度大，锰的去除效果不理想、工程投资高；接触氧化法中，活性滤膜需要在运行过程中逐步形成，不同的滤料成熟期各不相同，即使对同一种滤料，工艺参数控制的不同，成熟期也相差很大，操作运行不易控制和管理；生物法即利用铁细菌生物氧化作用，以期对难以氧化的锰获得良好去除效果，并进一步降低工程投资及制水成本，目前处于研究阶段，尚未构建起完善的工程设计理论及参数确定方法[3]。
为保证除锰效果，便于运行管理，本工程采用强氧化剂氧化法除锰。由于原水中含有一定量的悬浮物、氨氮，不宜采用氯做氧化剂，为节省运行成本，故本工程采用二氧化氯做氧化剂。原水中的二价锰氧化生成氢氧化锰沉淀，再经滤池过滤去除，在去除锰的同时，进一步去除原水中的悬浮物，确保再生水质量。
3.1.2 消毒工艺
常用的消毒方法有氯消毒、ClO2、紫外线、臭氧等[4]，上述方法都可以达到消毒目的。其中，液氯加氯方式的工程投资较低，但占地面积大，液氯存在运输及贮存的危险，出水中容易含有三卤甲烷等致癌物，目前在新建工程中的应用越来越少；紫外线消毒设备投资高，消毒持久性不好，不满足本工程再生水回用持续杀菌作用的要求；臭氧具有比较强的氧化能力，但投资和运行成本高，且出水不具备持续消毒的能力；二氧化氯消毒，具备非常强的氧化能力，消毒副产物较少，持续消毒能力好，运行成本相对较低，在全国中小规模的给水厂、污水厂消毒工艺中均有大量应用。因此本工程采用二氧化氯消毒。
3.2 处理工艺
该工程的污水再生利用处理工艺流程如下：污水处理厂生物处理出水，经现况纤维转盘过滤后，进入本工程的新建调节池，从而对水量进行调节，然后流入提升泵房集水池。在集水池内投加二氧化氯，对原水中的锰离子进行氧化，并由潜水泵均匀连续地提升至气水反冲滤池进水总渠，经过滤后进入清水池，然后通过加压泵房，将处理后的再生水输送至高位水质，最终通过再生水管网进入各用水点。
结束语
本工程的建设在原污水处理厂的基础上可全面提升和改善污水处理水平，减少排入南盘江的污染物负荷总量。同时，该项目的实施能提高县城部分河道的生态补水量，改善城市地表水环境和河道景观，有效缓解县城供水的供需矛盾，减少地下水开采，对宜良可持续性发展具有非常重要的意义。
参考文献：
[1]刘静，陈莹，赵辉，李悦.关于促进我国再生水利用的思考[J].水资源管理，2017（15）.
[2]赵海华，袁建伟.含铁锰地下水处理技术展望[J].中国农村水利水电，2014（6）.
[3]唐文伟，肖耀明，郝西平，曾新平.生物法去除地下水中铁锰的研究进展[J].工业用水与废水，2009（40）.
[4]张朋锋，李晓燕，宋波工，吴琼，孙勇.关于再生水消毒技术的探讨[J].价值工程，2011（3）.
论文作者:戴玉仙 1,杨仕凤2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第32期
论文发表时间:2018/12/21
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