我國是嚴(yán)重缺水國家之一，隨著我國工業(yè)、農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，用水量不斷增長與淡水資源有限的矛盾日益突出。污水回用成為城市可靠、廉價的再生水源。城市污水的深度處理及回用不僅是解決供水不足和生態(tài)環(huán)境的有效途徑還能提高回用水的水質(zhì)、水量及其經(jīng)濟附加值，使其應(yīng)用更加廣泛從而帶來更多的經(jīng)濟效益。
城市污水深度處理常用方法：
在眾多的處理方法中，由于回用標(biāo)準(zhǔn)的不同，各自又存在不同的優(yōu)缺點，并且還要考慮經(jīng)濟問題，往往需要在確定回用標(biāo)準(zhǔn)、全面分析水質(zhì)的基礎(chǔ)上，選擇處理效果好、經(jīng)濟實用的最佳組合方法。這樣就需要做實際模擬試驗，對各處理環(huán)節(jié)的影響因素、處理效果、技術(shù)參數(shù)等進行詳細(xì)的試驗分析后確定最佳的技術(shù)方案。
城市污水深度處理工藝的優(yōu)化方案取決于二級出水水質(zhì)及回用水水質(zhì)的要求，通常需要根據(jù)回用水水質(zhì)的要求，從整體優(yōu)化的觀念出發(fā)，結(jié)合設(shè)計規(guī)模，污水水質(zhì)特性及其實際情況，選擇切實可行的處理工藝方案，經(jīng)過全面技術(shù)經(jīng)濟比較后優(yōu)選出最佳的試驗方案。
（1）作為電廠循環(huán)水的常見深度處理工藝
污水再生水深度處理工藝通常是根據(jù)后續(xù)需要確定的，如離子含量要求、硬度要求、生化指標(biāo)要求等。中水作為電廠循環(huán)水補充水水源，其處理工藝主要為：曝氣生物濾池-混凝-沉淀-消毒-過濾。對于電廠間冷開式循環(huán)冷卻水補充水的深度處理工藝包括曝氣生物濾池、石灰澄清/過濾/消毒處理。對于電廠工業(yè)用水，鍋爐補給水的深度處理工藝還應(yīng)包括超濾、反滲透/電滲析、除鹽處理。
a、曝氣生物濾池
氨氮對循環(huán)水系統(tǒng)的影響有：在冷卻塔內(nèi)硝化，引起pH下降，對管道、冷卻塔造成腐蝕，各類細(xì)菌數(shù)量、粘泥量猛增，濁度增加及化學(xué)需氧量，水質(zhì)發(fā)黑變臭；對銅件造成應(yīng)力腐蝕，增加投藥量，消耗有效氯。
曝氣生物濾池的構(gòu)造：包括底部的配水室、承托層、濾料、進水/出水/沖洗/沖洗排水等的閥門和管道。配水室的頂板上安裝水帽，作為沖洗時的布水、布?xì)庋b置，生產(chǎn)進水、沖洗進水均從配水室下方通過水帽向上進入濾料層，生產(chǎn)風(fēng)單獨設(shè)置管道、空氣分配裝置布置在承托層內(nèi)。
曝氣生物濾池的運行、沖洗：在生物反應(yīng)器內(nèi)裝填比表面積大的濾料作為生物膜的載體，污水、空氣從下向上流過濾料層，通過濾料表面的微生物膜的生化作用降解有機物，還可通過物理過濾降低懸浮物。出水從濾池的上部出水槽流出，進入后續(xù)的處理工藝構(gòu)筑物。過濾周期恒水位運行。隨過濾周期的進行，濾料阻力逐漸增大，內(nèi)層的微生物得不到充分的營養(yǎng)物進行新陳代謝，脫落的生物膜積存在濾料中，進而對濾料進行沖洗。過濾周期需根據(jù)生產(chǎn)實踐確定。沖洗包括氣洗、氣，水聯(lián)合沖洗、水單獨沖。
在曝氣濾池運行中，確保濾板安裝水平誤差小于設(shè)計允許值、濾板拼接處的做法能夠承受生產(chǎn)/沖洗；濾板、氣器安裝后均進行曝氣試驗調(diào)整；生產(chǎn)風(fēng)、沖洗水/風(fēng)應(yīng)當(dāng)能夠均勻地分配在整個濾池。濾料的選擇，沖洗風(fēng)強度、沖洗水強度符合工程試驗設(shè)計，既滿足生產(chǎn)需要，又減少能源消耗。
b、石灰混凝處理工藝專用的泥渣循環(huán)型澄清池
石灰混凝處理工藝可除去污水中的有機物、膠體、磷等，及去除水中的碳酸鹽硬度，故在中水回用工程中被廣泛采用。二級標(biāo)準(zhǔn)的城市污水中其懸浮物低、有機物含量、微生物含量較高。石灰混凝處理工藝的沉淀泥渣主要是無機的CaCO3和Mg（OH）2，以及隨石灰加入后雜質(zhì)、絮凝劑的泥產(chǎn)物、懸浮物膠體、有機物被去除的部分，泥量多，比重大，具粘性，需要適當(dāng)?shù)奶幹?。伴隨沉淀物的生成過程，各環(huán)節(jié)均有的沉積。澄清池其突出的優(yōu)點是投資經(jīng)濟合理、生產(chǎn)管理簡便、運行可靠、排泥通暢、維護工作量小等。
（2）超濾
工作原理：
超濾膜通常指能夠去除2～100nm的顆粒物，包括膠體、蛋白質(zhì)/酶、細(xì)菌、有害微生物（如支原體、衣原體、病毒、熱原質(zhì)）、大分子有機物，其切割分子量在1000～10萬dalton之間。膜產(chǎn)品標(biāo)稱的孔徑多為20nm、50nm、100nm。隨著膜產(chǎn)品價格的逐步下降，超濾作為回用水的處理工藝中將被廣泛使用，其中，中空纖維、管式超濾膜成為主流。對于中空纖維超濾膜，從膜的運行方式，可分為壓力式推動、浸沒式（負(fù)壓抽吸）兩種，前者又有外壓式（水流從外向內(nèi)）、內(nèi)壓式（水流從內(nèi)向外），分別有幾種材質(zhì)的產(chǎn)品可供選擇，后者則多為PVDF材質(zhì)。從膜的截面區(qū)分，又有非對稱結(jié)構(gòu)、均相結(jié)構(gòu)之別。制膜工藝也有幾種，各有優(yōu)點。超濾膜可以采用錯流過濾，以適應(yīng)惡劣水質(zhì)的要求。浸沒式超濾對水質(zhì)濁度的適應(yīng)能力更廣泛。超濾膜在生產(chǎn)過程中，均有水/風(fēng)反洗、加強水/風(fēng)反洗、維護性清洗、清洗等操作，通常可以實現(xiàn)程序控制自動運行。
確定主要工藝參數(shù)：
對于二級標(biāo)準(zhǔn)的城市污水，其濁度較高且變化幅度大，因此需要根據(jù)具體工程的水質(zhì)，通過必要的模擬試驗確定膜通量、運行操作的參數(shù)。因為膜通量直接影響工程投資、占地，運行操作參數(shù)及水的回收率、藥耗，故合理確定主要工藝參數(shù)就十分重要。把循環(huán)水排污水經(jīng)超濾處理后，作為工業(yè)用水，甚至作為鍋爐補給水水源，我公司通過試驗確定工藝參數(shù)，并已經(jīng)成功應(yīng)用在2個工程中，目前均穩(wěn)定運行，其產(chǎn)水品質(zhì)好，膜清洗周期長。
（3）活性炭吸附法
活性炭是一種多孔性物質(zhì)，對水量、水質(zhì)、水溫變化的適應(yīng)性強，可經(jīng)濟有效地去除污水中的臭味、色度、重金屬、消毒副產(chǎn)物、氯化有機物、農(nóng)藥、放射性有機物等，其又中分子量在500～3000的有機物具有十分明顯的去除效果，去除率一般為70%～87.6%。因此活性炭吸附法是一種具有廣闊應(yīng)用前景的污水深度處理技術(shù)。常用的活性炭主要有粉末活性炭，顆?；钚蕴亢蜕锘钚蕴咳箢?。近年來，國外對粉末活性炭的研究已深人到其對各種具體污染物的吸附能力。顆?；钚蕴刻幚砉に嚨娜秉c是運行費用較高，容易產(chǎn)生亞硝酸鹽等致癌物，突發(fā)性污染適應(yīng)性較差。因此，如何進一步降低顆?；钚蕴考夹g(shù)的運行費用及活性炭再生成本將成為研究重點。
（4） 高級氧化法
工業(yè)生產(chǎn)中排放的高濃度有機污染物和有毒有害污染物，種類多、危害大，有些污染物難以生物降解且對生化反應(yīng)有抑制和毒害作用。而高級氧化法在反應(yīng)中會產(chǎn)生活性極強的自由基（如o?H）等。使難降解有機污染物轉(zhuǎn)變成易降解小分子物質(zhì)，甚至直接生成CO2和H2O達(dá)到無害化目的。
（5）臭氧法
臭氧具有極強的氧化性，可與許多有機物或官能團發(fā)生反應(yīng)，能有效改善水質(zhì)。臭氧能氧化分解水中各種雜質(zhì)所造成的色、嗅，其脫色效果比活性炭好，能降低出水濁度，起到 良好的絮凝作用，并能提高過濾速度或者延長過濾周期。目前由于國內(nèi)的臭氧發(fā)生技術(shù)和工藝比較落后，所以運行費用較高，推廣尚有難度。
（6）生物塘
生態(tài)塘是利用天然水中存在的微生物、藻類、水生動植物對污水進行好氧、厭氧生物處理的天然或人工池塘，在太陽能作為初始能源的推動下，通過生態(tài)塘中多條食物鏈的物質(zhì)遷移、轉(zhuǎn)化和能量的逐漸傳遞、轉(zhuǎn)化，將進入塘中污水的有機污染物進行降解和轉(zhuǎn)化，最后不僅去除了污染物，而且以水生植物和水產(chǎn)、水禽的形式作為資源回收，凈化的污水也可作為再生水資源予以回收再用， 使污水處理與利用結(jié)合起來，實現(xiàn)污水處理資源化。生物塘技術(shù)主要是植物遴選細(xì)化、菌藻共生強化、曝氣復(fù)氧優(yōu)化。