簡介
在我國經濟飛速發展的同時，水資源日益短缺問題也越來越突出，甚至成為制約某些地區經濟發展的瓶頸。在這一背景下，城市再生水回用技術得到了較快的發展，其成功套用不僅為企業帶來巨大的經濟效益，也為人類帶來一定的社會效益和環境效益。城市中水系統（污水回用系統）是在整個城市規劃區內建立的污水回用系統，其以生活污水為原水，經過污水處理，深度處理，回用於城市工業冷卻、城市清潔道路綠化及河湖補水等。城市污水回用中最具潛力的就是中水回用於工業冷卻用水。城市污水已經成為新開發的一種工業用水水源，不僅水量大，而且水質穩定，將其進行深度處理後作為循環冷卻水補充用水不僅可減少污水排放量，還可節約大量新鮮用水。一般來說，城市污水經二級處理後還會含有一定量的懸浮物、BOD、COD、重金屬，甚至致病細菌和病毒，根據《工業循環冷卻水處理設計規範》（GB50050）的要求，在將中水用作循環冷卻水補充用水之前，一定要經過複雜的深度處理。目前，我國在中水深度處理中的方法有很多，如過濾消毒、石灰處理、膜處理技術、BAF、MBR法等。
處理技術
1、過濾消毒
過濾消毒是相對來說比較傳統的處理技術，操作也比較簡單，變孔隙濾池是比較常用的過濾設備。混凝澄清過濾處理之後，污水的濁度去除率為70%~80%左右，SS去除率為70%~80%，總氮去除率為10%~20%，總磷去除率為60%~80%。再通過加藥處理可以對水進行消毒。但這種方法僅適於處理那些用水水質標準要求較低的情況，可以作為其他處理技術的預處理或與其他方法聯合使用。
2、石灰處理
石灰處理的主要目的是去除水中的暫時硬度，軟化水質。一般的做法是在中水中加入適量的石灰乳增加污水的鹼性，使出水pH達到10.3~10.5，通過某些化學反應，產生形態不同的碳酸鈣結晶，一方面達到了軟化水質的目的，同時結晶還可以吸附、凝聚其他雜質，如懸浮物、膠體矽、大分子有機物等。石灰處理操作簡單，運行費用較低，且不污染自然水體，同時起到一定的殺菌作用，對碳酸鹽鹼度高、鈣鎂鹽含量高、水質硬度大的水質有很好的處理效果。其常與混凝澄清法結合，將石灰直接投加於機械加速澄清池中，這樣可以起到很好的處理效果。
3、膜處理技術
膜處理技術與傳統水處理工藝相比具有很多優勢，其快速發展使其運行成本在不斷降低，因此在水處理中的實際套用也越來越多。目前中水回用的膜處理技術主要有微濾、超濾和反滲透幾種。微濾（MF），又稱微孔過濾，是原料液在靜壓差作用下（操作壓力一般在0.7～7kPa），透過一種過濾材料，從而達到分離的目的。主要用於去除細菌、微粒、懸浮固體和膠體物質，但對於大分子有機物的去除能力較低。其中，連續微濾處理技術消除了全量過濾方式存在的弊端。超濾（UF）是一種以壓力為推動力的膜分離技術之一，用微孔濾膜去除水中懸浮物、膠體、大分子有機物和細菌等的膜分離過程，屬於表面過濾，其主要目的是使污染物儘量留在膜的表面。在超濾過程中，由於被截留的物質在膜表面不斷積累，會產生濃差極化現象，達到某一極限時會使膜的透水量急劇下降，使其套用受到一定的限制。一般在城市二級污水的UF處理之前，為減輕UF的污堵，要進行預處理。與微濾相比，其出水穩定，適用於中水進水水質易波動、不穩定的特點。反滲透技術（RO）是當今最先進和最節能有效的膜分離技術，在高於溶液滲透壓的作用下，利用其他物質不能透過半透膜而將其分離，能去除水中的細菌、病毒、大部分有機污染物、膠體、微生物等。由於電廠的某些高參數機組鍋爐補給水對除鹽的要求較高，RO不僅可單獨作為除鹽措施，還可用作離子交換的預除鹽裝置。
4、BAF（曝氣生物濾池）
BAF（Biological Aerated Filter）即曝氣生物濾池，是一種顆粒濾料固定生物膜的好氧或缺氧生物反應器。一般的污水處理過程對氨氮的去除效率較低，而過多的氨氮不僅可造成循環水系統的生物粘泥、結垢增多等問題，還可能導致PH明顯降低、設備腐蝕。 BAF集生物接觸氧化和懸浮物濾床截留功能為一體，具有去除ss、COD、BOD、氨氮等的作用。其一般工藝流程為：格柵去除粗大漂浮、懸浮物；初沉池進行沉砂、除油和沉澱；第一級BAF-C/N濾池，部分COD、BOD在此降解，部分氨氮硝化或反硝化；第二級BAF-N濾池，進行氨氮的徹底硝化及BOD、COD的進一步降解，化學除磷；採用氣水聯合對濾池進行反衝洗。
5、MBR（膜生物反應器）
MBR將活性污泥法與膜過濾相結合，以膜組件取代了傳統處理工藝中的二沉池，同時具備活性污泥的二級處理功能和超濾的功能，利用沉浸於好氧生物池內的膜分離設備截留槽內的活性污泥與大分子有機物，它可以高效地進行固液分離，又可在生物池內維持高濃度微生物量，有效去除氨氮。 MBR可以將城市污水處理後直接回用，也可在後面接RO等進行除鹽，具有污水三級處理傳統工藝不可比擬的優點：高效固液分離；膜的高效截留；硝化效率較高；污泥齡長，提高難降解有機物的降解效率；污泥零排放成為可能。
總結
總之，工業循環冷卻水補水的深度處理技術還有很多。由上述幾種城市污水的深度處理方法可見，無論是傳統處理工藝，還是新技術，都有其獨特的優點，當然也有不足。因此，將幾種技術進行有機結合是今後中水處理的發展趨勢。比較典型的如目前的傳統預處理+反滲透深度處理工藝、石灰處理+圓形機械加速澄清池+變孔隙濾池工藝、BAF+石灰法、預處理+UF+RO工藝等。
隨著技術的發展，膜處理投資、運行成本的不斷降低，膜處理用於冷卻水補水將成為可能，最終使城市污水處理及中水回用技術日益成熟起來，水資源的循環利用將為人類創造巨大的經濟效益和環境效益。
