廢水的重複利用

[拼音]：shui wuran fangzhi gongcheng

[英文]：water pollution control engineering

採取工程技術措施以防治、減輕直至消除水環境的汙染，改善和保持水環境質量，合理利用水資源，是環境工程學的一個技術領域。

沿革

隨著近代工商業的發展，城市人口密集，汙水、汙物增多，由於長期任意排放，導致城市及其附近水環境日趨惡化。19世紀歐洲一些大城市，因飲用水源遭到汙染，曾多次造成霍亂、痢疾等傳染病的流行。為了防止傳染病的流行，開始進行汙水處理。最初採用格柵截留、自然沉澱等處理方法，去除漂浮、懸浮和可沉澱物質。這些方法後來稱為一級處理法（見汙水一級處理）。隨後又發明了生物濾池和活性汙泥法等生物處理方法，在一級處理後實施，以除去可生物降解的有機物質，稱為二級處理法（見汙水二級處理）。

第二次世界大戰後的30多年來，工業迅猛發展，工業廢水的處理受到更大的重視，研究成功和實際應用了許多種有效的處理方法，如離子交換、汽提、溶劑萃取、蒸發濃縮、電解、膜分離、氧化還原、電泳、高梯度磁分離等，以及重金屬和放射性廢水處理後所形成濃縮產物的不溶性固化處理方法。根據各種工業廢水的成分、性質和水量的不同，採用不同的處理方法（或稱單元處理過程），分別去除不同的汙染成分，使水達到排放或回用標準。

水環境還受到含有農藥、化肥、有機物等的農田徑流以及酸雨等的汙染。因此水汙染防治工程包括更為廣泛的內容。

內容

水汙染防治工程同自然條件（如城市的地形、氣象、河流及其上下游流域的利用狀況、土壤性質）、社會條件（如城市發展、工農業生產、人口密度和城市佈局、交通狀況、經濟生活水平）都有密切關係。因此，必須綜合考慮各種汙水的產生，水量和水質的控制，汙水輸送集中方式，汙水處理廠的設定和處理方法，以及汙水經人工處理後的排放和回用，水體、土壤等自然淨化能力等，進行全面規劃，綜合防治。具體內容如下：

水體自淨規律的利用

首先是對水體汙染進行系統的監測，為研究水體汙染、自淨規律和環境容量提供資料。根據水體功能制定各種水質標準、廢水排放標準，以保護水環境質量，並確定汙水的合理處理程度。

城市汙水處理

傳統的汙水處理是根據受納水體對有機汙染物BOD5(五日生化需氧量)的容許排放負荷確定汙水的處理程度。目前汙水二級處理廠，僅能去除可生物降解的有機物和部分地去除氮、磷等營養性物質，而不能去除難以生物降解的有機物，處理後的汙水排入水體仍會造成汙染。因此，最近有少數汙水處理廠加設了除氮、除磷等處理裝置。少數缺水城市還採用了三級處理系統(見汙水三級處理)，即將經過二級處理的水進行脫氮、脫磷處理，用活性炭吸附法或反滲透法等去除水中的剩餘汙染物，並用臭氧或氯消毒殺滅細菌和病毒，然後將處理水送入中水道，作為沖洗廁所、噴灑街道、澆灌綠化帶、工業用水、防火等水源。

由生物氧化塘、貯存湖和汙水灌溉田等組成的土地處理系統作為汙水處理系統是經濟、有效的方法，在有條件的地區已得到實際應用。

工業廢水處理

工業廢水的成分和性質相當複雜，處理難度大，費用大，必須採用綜合防治措施。最根本的措施是用無毒原料取代有毒原料，以杜絕有毒廢水的產生。在使用有毒原料的生產過程中，採用合理的工藝流程和裝置，消除逸漏，以減少有毒原料的耗用量和流失量。重金屬廢水、放射性廢水、無機毒物廢水和難以生物降解的有機毒物廢水，應儘可能與其他廢水分流，就地單獨處理，並要儘量採用閉路迴圈系統，或在廠內進行適當的預處理，達到排放標準後再排入下水道。相對清潔的廢水如冷卻水，最好在廠內經過簡單處理後迴圈使用，以節省水資源，減輕下水道和汙水處理廠的負荷。性質近似於城市汙水的工業廢水可排入下水道，由汙水處理廠集中處理。一些能生物降解的有毒廢水如含酚、氰廢水，可按排放標準排入城市下水道，與城市汙水混合處理。

排水系統

為及時地排除城市生活汙水、工業廢水和天然降水，並分別把不同的汙水集中輸送到汙水處理廠或排入水體，或灌溉土地，或處理後重復使用，須按照最經濟合理的方案建設排水系統。制定排水系統的規劃，必須結合本地區的自然條件和社會條件（包括城市規劃）考慮地區內汙水收集和處理方式：在全地區是分片還是集中設汙水處理廠；採用各種汙水的分流制（生活汙水、工業廢水、雨水分別建管網系統）還是合流制（各種汙水合建管網系統），或兩種適當結合的混合制；排放水口設在何處，還要注意近期建設和遠景規劃的結合，以及對管徑、坡降、管網附屬構築物、施工工程量、執行維護費用等等作出技術經濟比較。也要考慮利用舊有設施，擴建或改建城市原有管道系統。

水系汙染綜合防治工程

水系汙染綜合防治工程是從60年代開始發展起來的。這種防治工程根據城市和工礦區內及周圍水系分佈情況，分段（河川）或分割槽（湖、海）調查研究它們各自的自淨能力和自淨規律，確定各區段的汙染負荷，修建相應的處理設施，包括修建大規模的區域性聯合汙水處理廠，以及在一些自淨能力小或汙染超負荷的區段修建調節水庫或汙水庫，以增加枯水期的水流量或減輕枯水期的排汙負荷。也可修建曝氣設施，增加水體的進氧量和自淨能力，或者引附近水系的水進行稀釋，以提高自淨能力和改善水質。水系流域內的工業要壓縮用水量，實行迴圈用水，減少排汙量。

水系被汙染後，有許多種汙染物如重金屬、多氯聯苯、有機氯農藥、重質焦油等沉積於水體底泥中。它們有可能重新返回水中，如汞可經甲基化再往水中釋放劇毒的甲基汞。因此水系汙染底質防治工程是水系汙染防治工程的重要組成部分。它包括：

（1）對汙染底質進行調查研究，以確定其汙染範圍和濃度、形態和分佈；

（2）調查研究水生物特別是底棲水生物如貝類、底層魚類對底質汙染物的吸收、蓄積狀況和規律，並結合水文、地質等多種因素和水域功能要求確定底質中汙染物的最大容許濃度；

（3）對汙染物濃度超過容許標準的底質進行處理，可使用挖掘法、粘土覆蓋法、吸附法等。

在水系汙染防治工程中還要考慮農田、礦山等地面徑流的汙染問題。

飲用水的除汙染

在水源被城市汙水、工業廢水、農業廢水以及大氣沉降、降水徑流等挾帶的多種汙染物汙染的情況下，採用傳統的處理工藝已不能滿足飲用水的水質要求，需要採用更加有效的處理方法。美國已有50多座水廠用粒狀活性炭濾池取代砂濾池，或者在砂濾池之後附加活性炭濾池，通過活性炭的吸附去除多種汙染物，尤其是有機汙染物。西歐有越來越多的水廠採用臭氧氧化與活性炭吸附相結合的除汙染工藝。此外，還在試驗研究用反滲透和超過濾法等去除給水中的汙染物。