[科普中国]-补充冷却水-

城市污水回用中最具潜力的就是中水回用于工业补充冷却用水。城市污水已经成为新开发的一种工业用水水源，不仅水量大，而且水质稳定，将其进行深度处理后作为循环冷却水补充用水不仅可减少污水排放量，还可节约大量新鲜用水。

简介在我国经济飞速发展的同时，水资源日益短缺问题也越来越突出，甚至成为制约某些地区经济发展的瓶颈。在这一背景下，城市再生水回用技术得到了较快的发展，其成功应用不仅为企业带来巨大的经济效益，也为人类带来一定的社会效益和环境效益。城市中水系统（污水回用系统）是在整个城市规划区内建立的污水回用系统，其以生活污水为原水，经过污水处理，深度处理，回用于城市工业冷却、城市清洁道路绿化及河湖补水等。城市污水回用中最具潜力的就是中水回用于工业冷却用水。城市污水已经成为新开发的一种工业用水水源，不仅水量大，而且水质稳定，将其进行深度处理后作为循环冷却水补充用水不仅可减少污水排放量，还可节约大量新鲜用水。一般来说，城市污水经二级处理后还会含有一定量的悬浮物、BOD、COD、重金属，甚至致病细菌和病毒，根据《工业循环冷却水处理设计规范》（GB50050）的要求，在将中水用作循环冷却水补充用水之前，一定要经过复杂的深度处理。目前，我国在中水深度处理中的方法有很多，如过滤消毒、石灰处理、膜处理技术、BAF、MBR法等。1

处理技术1、过滤消毒

过滤消毒是相对来说比较传统的处理技术，操作也比较简单，变孔隙滤池是比较常用的过滤设备。混凝澄清过滤处理之后，污水的浊度去除率为70%~80%左右，SS去除率为70%~80%，总氮去除率为10%~20%，总磷去除率为60%~80%。再通过加药处理可以对水进行消毒。但这种方法仅适于处理那些用水水质标准要求较低的情况，可以作为其他处理技术的预处理或与其他方法联合使用。

2、石灰处理

石灰处理的主要目的是去除水中的暂时硬度，软化水质。一般的做法是在中水中加入适量的石灰乳增加污水的碱性，使出水pH达到10.3~10.5，通过某些化学反应，产生形态不同的碳酸钙结晶，一方面达到了软化水质的目的，同时结晶还可以吸附、凝聚其他杂质，如悬浮物、胶体硅、大分子有机物等。石灰处理操作简单，运行费用较低，且不污染自然水体，同时起到一定的杀菌作用，对碳酸盐碱度高、钙镁盐含量高、水质硬度大的水质有很好的处理效果。其常与混凝澄清法结合，将石灰直接投加于机械加速澄清池中，这样可以起到很好的处理效果。

3、膜处理技术

膜处理技术与传统水处理工艺相比具有很多优势，其快速发展使其运行成本在不断降低，因此在水处理中的实际应用也越来越多。目前中水回用的膜处理技术主要有微滤、超滤和反渗透几种。微滤（MF），又称微孔过滤，是原料液在静压差作用下（操作压力一般在0.7～7kPa），透过一种过滤材料，从而达到分离的目的。主要用于去除细菌、微粒、悬浮固体和胶体物质，但对于大分子有机物的去除能力较低。其中，连续微滤处理技术消除了全量过滤方式存在的弊端。超滤（UF）是一种以压力为推动力的膜分离技术之一，用微孔滤膜去除水中悬浮物、胶体、大分子有机物和细菌等的膜分离过程，属于表面过滤，其主要目的是使污染物尽量留在膜的表面。在超滤过程中，由于被截留的物质在膜表面不断积累，会产生浓差极化现象，达到某一极限时会使膜的透水量急剧下降，使其应用受到一定的限制。一般在城市二级污水的UF处理之前，为减轻UF的污堵，要进行预处理。与微滤相比，其出水稳定，适用于中水进水水质易波动、不稳定的特点。反渗透技术（RO）是当今最先进和最节能有效的膜分离技术，在高于溶液渗透压的作用下，利用其他物质不能透过半透膜而将其分离，能去除水中的细菌、病毒、大部分有机污染物、胶体、微生物等。由于电厂的某些高参数机组锅炉补给水对除盐的要求较高，RO不仅可单独作为除盐措施，还可用作离子交换的预除盐装置。

4、BAF（曝气生物滤池）

BAF（Biological Aerated Filter）即曝气生物滤池，是一种颗粒滤料固定生物膜的好氧或缺氧生物反应器。一般的污水处理过程对氨氮的去除效率较低，而过多的氨氮不仅可造成循环水系统的生物粘泥、结垢增多等问题，还可能导致PH明显降低、设备腐蚀。 BAF集生物接触氧化和悬浮物滤床截留功能为一体，具有去除ss、COD、BOD、氨氮等的作用。其一般工艺流程为：格栅去除粗大漂浮、悬浮物；初沉池进行沉砂、除油和沉淀；第一级BAF-C/N滤池，部分COD、BOD在此降解，部分氨氮硝化或反硝化；第二级BAF-N滤池，进行氨氮的彻底硝化及BOD、COD的进一步降解，化学除磷；采用气水联合对滤池进行反冲洗。

5、MBR（膜生物反应器）

MBR将活性污泥法与膜过滤相结合，以膜组件取代了传统处理工艺中的二沉池，同时具备活性污泥的二级处理功能和超滤的功能，利用沉浸于好氧生物池内的膜分离设备截留槽内的活性污泥与大分子有机物，它可以高效地进行固液分离，又可在生物池内维持高浓度微生物量，有效去除氨氮。 MBR可以将城市污水处理后直接回用，也可在后面接RO等进行除盐，具有污水三级处理传统工艺不可比拟的优点：高效固液分离；膜的高效截留；硝化效率较高；污泥龄长，提高难降解有机物的降解效率；污泥零排放成为可能。

总结总之，工业循环冷却水补水的深度处理技术还有很多。由上述几种城市污水的深度处理方法可见，无论是传统处理工艺，还是新技术，都有其独特的优点，当然也有不足。因此，将几种技术进行有机结合是今后中水处理的发展趋势。比较典型的如目前的传统预处理+反渗透深度处理工艺、石灰处理+圆形机械加速澄清池+变孔隙滤池工艺、BAF+石灰法、预处理+UF+RO工艺等。

随着技术的发展，膜处理投资、运行成本的不断降低，膜处理用于冷却水补水将成为可能，最终使城市污水处理及中水回用技术日益成熟起来，水资源的循环利用将为人类创造巨大的经济效益和环境效益。1

本词条内容贡献者为:

张磊 - 副教授 - 西南大学