污水处理基础术语：什么是污水回用

污水处理技术尽管很多，但其基本原理主要包括分离、转化和利用。 [1]分离是指采用各种技术方法，把污水中的悬浮物或胶体微粒分离出来，从而使污水得到净化，或者使污水中污染物减少至最低限度。转化是指对已经溶解在水中、无法“取”出来或者不需要“取”出来的污染物， [2]采用生物化学、化学或电化学的方法，使水中溶解的污染物转化成无害的物质，或者转化成容易分离的物质。总之，污水处理应使水中污染物朝有利于治理的方向发展。

农业用水是污水回用的一大领域，主要用于作物灌溉，其水质需符合《农业灌溉水质标准》 [1-3] [6]。近年来，各地积极探索安全高效的再生水农业灌溉模式，例如浙江省建德市三都镇镇头村创新实施农村生活污水“分级处理、分级利用”改造模式，实现生活污水资源化利用率超过80%，通过“前段、中段、末段”三级回用，将处理后的污水用于农田浇灌、果园灌溉和绿化喷灌，每年可提供水肥资源超1万吨，节约化肥约1.5吨，减少电费支出0.6万余元 [16] [40]。宁夏回族自治区也通过制定专项实施方案，探索将再生水用于农业灌溉，以缓解水资源短缺问题 [13]。

环境用水主要包括河湖补水及绿化灌溉等 [3]，生态补水已成为再生水利用的重要方向。例如，北京市2024年河湖补水再生水利用量达到11.82亿立方米，占全市河湖补水总水量的70.5% [33] [39]。成都市第九再生水厂处理后的再生水主要用于向清水河、肖家河湿地等河湖湿地补充生态基流，2024年成都市再生水利用规模已达125万吨/日 [21]。济南市崔寨污水处理厂（又称首创水务）处理后的中水也广泛应用于河道补水，为枯水期生态补水提供了坚实保障 [7] [17]。

根据国家标准GB/T 18919-202x《城镇污水再生利用 分类》，工业用水主要包括冷却用水、洗涤用水、锅炉与供热管网补水、工艺用水、产品用水等类别 [15]。在严重缺水地区，再生水已成为工业生产的“第二水源”甚至“第一水源” [24]。例如山西省明确提出将再生水作为全省工业生产的“第一水源”，要求高耗水行业优先使用。2024年，北京市工业再生水利用量达0.93亿立方米，占全市工业用水量的超三成。安徽省淮北市将再生水纳入水资源统一配置，构建“生产—输配—应用—管理”全链条体系，2024年全市再生水利用率达45%，其中工业生产再生水利用量3446万立方米，占全市工业用水总量的32% [22] [37]，该市大唐淮北发电厂自2013年起累计使用再生水1.8亿立方米。浙江省绍兴市柯桥区投资3.8亿元建设15万吨/日再生水利用项目，自2023年通水以来，累计为滨海工业园区270余家企业供水1.26亿吨，推动全区再生水利用率超过28%，每年为企业节省生产成本约2500万元 [34]。内蒙古乌海热电厂使用再生水后，每年可节省地下水约480万立方米 [31]。

在高端制造业领域，半导体生产是超纯水的核心应用场景。例如，在2026年的SEMICON China展会上，有展示相关的超纯水制备与循环使用技术，其整厂用水回收率可达90%，有助于半导体行业的节水与可持续发展 [47]。

市政杂项用水包括建筑施工、喷洒路面、洗车和冲厕等 [3]。在大型基础设施建设中，污水回用技术也得到应用以保护生态环境。例如，在2025年底通车的世界最长高速公路隧道——天山胜利隧道的施工过程中，就采用了低扰动施工工艺与污水回用技术，以最大限度保护天山生态敏感区 [46]。2024年，北京市已完成300万平方米园林绿化用水的再生水替代。再生水也用于市政供热供冷，例如河南省安阳市在部分小区利用再生水源热泵，冬季供热、夏季供冷，青岛市市北区利用再生水源热泵为部分小区供热供冷，截至2023年底已使用再生水约325.4万吨 [23]。

污水回用能产生显著的综合效益 [41]。经济效益方面，可直接降低企业和市政的用水成本 [10]，例如绍兴柯桥区再生水项目每年为企业节省成本2500万元 [34]，内蒙古乌海热电厂使用再生水年省水费 [31]，四川省遂宁市通过中水回用，年节约用水费用约100万元 [10]。环境效益方面，能大幅减少新鲜水资源开采和污水排放，改善水环境 [41]，如山东省肥城市通过“污水处理+湿地净化+再生水循环利用”体系，项目完全达产后每年可减少开采地下水2100万吨 [8]，柯桥区项目累计减少COD排放量2300余吨、总氮排放量1100余吨 [34]。社会效益方面，有助于提高公众节水意识，构建水资源循环利用体系，支撑经济社会可持续发展 [13] [18]，国家层面已提出明确目标，到2025年，全国地级及以上缺水城市再生水利用率要达到25%以上，京津冀地区达到35%以上，以推动形成系统、安全、环保、经济的污水资源化利用格局 [18-20]。

污水回用的处理技术与工艺在二级处理基础上，主要通过深度处理组合工艺、膜分离技术、生态净化技术及智慧化管理等手段，实现水质提升与安全回用 [1-3] [6]。

常见的深度处理工艺组合包括“预处理+超滤+反渗透”双膜法，如东营区化工产业园区中水回用工程 [45]；以及“A2O一体化氧化沟+湿地净化+超滤反渗透”的组合模式，如山东肥城模式 [8]。此外，以“机械混合—小网格反应池—斜板沉淀池—D型滤池—加氯消毒”为代表的常规深度处理工艺，如宁波北仑岩东污水处理厂也广泛应用 [5] [12]。

膜分离技术是深度处理的核心，超滤(UF)用于分离颗粒与可溶物，反渗透(RO)用于深度脱盐 [10]。膜生物反应器（MBR）工艺则将生物处理与膜分离技术集成，实现高效固液分离，如济南崔寨污水处理厂、北京槐房再生水厂 [7] [17]。

生态净化技术利用人工湿地等生态工程对达标尾水进行进一步净化，例如肥城市康汇河湿地、安阳市尾水湿地公园等，通过水生植物和微生物的协同作用吸附降解剩余污染物 [8] [27]。

在工业领域，通过电化学除垢、膜过滤浓缩、废水协同处理（如将啤酒废水作为污水处理厂的生物质碳源）等技术，在企业内部或园区层面实现废水的分级回用与梯级利用。

在此基础上，行业专家们也进行了大量的研究和改进。

浙江省绍兴市柯桥区构建了“产业集聚+污水治理+再生利用”三位一体的再生水利用体系 [42]。2022年，该区投资3.8亿元启动15万吨/日再生水利用项目，将生活污水处理后的出水与河网水混配作为工业水厂原水。自2023年3月通水至2025年，累计取用再生水达1.26亿吨，服务滨海工业园区270余家企业，推动全区再生水利用率超过28% [34]。

内蒙古自治区乌海市2023年再生水利用率高达94%，再生水收集利用量近2500万立方米。该市构建了从污水处理厂到企业的点对点再生水回收利用系统，将再生水直接供至用水企业。全市2家城镇污水处理厂及4家产业园区污水处理厂产生的再生水，绝大多数用于工业生产，实现了火电企业循环冷却全部使用再生水 [31]。

除此之外，实际工程应用中还需要考虑多方面因素。

2、发展高效价廉的污水回用处理技术 完善的污水回用处理技术是促进污水回用进一步发展的保证，常用的污水回用处理方法有：

另外，从产业发展角度看，市场需求也在推动技术进步。

然而，污水回用的进一步推广仍面临多重挑战：一是技术成本较高，处理工艺复杂，建设和运营资金需求大 [10] [24]；二是公众对再生水的认知与接受度仍有不足；三是政策支持与标准体系有待完善，市场化机制和激励政策尚不健全 [10] [24] [29]；四是配套基础设施（如再生水管网）建设难度大、成本高，在建成区施工尤为困难 [21] [24]。

展望未来，污水回用将呈现以下发展趋势：一是向精细化、集约化、数智化发展，利用大数据、AI等技术建立智慧管控平台，提升用水效率和管理水平 [29]；二是应用领域不断拓展，从传统的工业冷却、市政杂用、生态补水，向农业灌溉、区域循环利用系统等多领域深化 [27] [30]；三是更加注重系统规划和全链条管理，推动形成“污水收集—净化处理—生态储存—调配利用”的安全、系统、经济的资源化利用格局 [27]。

污水回用发展到今天，人们已经认识到污水作为水源的重要意义。实际上，污水回用系统是通过工程工艺来模拟自然界的水循环。在此背景下，再生水利用被视为缓解水资源供需矛盾、保障水生态安全、实施全面节约战略的重要举措，是城市的“第二水源” [19-20] [32]。同时，相关设施从“污水处理厂”到“净水厂”再到“再生水厂”的命名变化，也深刻体现了从末端治理到资源循环利用的理念转变 [21]。

另外，从产业发展角度看，市场需求也在推动技术进步。

污水灌溉是具有风险的，由于对污水处理程度不够或长期灌溉风险估计不足，我国的污水灌溉已有很多经验教训，如沈阳张士灌区用污水灌溉20多年后，污染耕地2500h㎡，造成严重的镉污染，稻田含镉5—7mg/Kg；天津近郊因污水灌溉导致2．3万h㎡农田受到污染；广州近郊因为污水灌溉污染农田2700h㎡，因施用含污染物的底泥约13333h㎡的土壤被污染，污染面积占耕地面积的46%；20世纪80年代中期，对北京某污灌区进行的抽样调查表明，大约60%的土壤和36%的糙米存在污染问题。

据调查，北京工业用水占全市各业用水的25%左右，在节水方面仍有很大潜力。面对淡水日缺、水价上涨的严峻现实，工业企业除了尽力将本厂废水循环利用以提高水的重复利用率外，对城市污水回用也日渐重视。工业用水根据用途的不同，对水质的要求差异很大，水质要求越高，水处理的费用就越高。理想的回用对象应是冷却用水和工艺低质用水(洗涤、冲灰、除尘、直冷等)。当考虑某项工艺是否可以利用回收的污水时，必须满足需要的水质，并要计算回用污水及其处理的费用，以求最大的经济效益。

主要用于建筑施工、喷洒路面、洗车和冲厕等。据测算，北京200多万辆车如果都用中水洗车，每天能节省近1．3万户居民一个月的生活用水。中水回用时应格外注意卫生，以免危害消费者的身体健康。此外，中水中不应含有致病菌，应清洁、无臭、无毒，且悬浮物含量满足应用要求。

近几十年来由于持续干旱造成地下水过度开采，北京已形成了超过2500k ㎡的漏斗区，严重地影响了地面生态系统和地下水吸取水层的安全。将城市污水二级处理后回灌于地下，水在流经一定距离后同原地下水源一起作为新的水源开发。这样既可以阻止因过量开采地下水而造成的地面沉降，还能利用土壤自净作用提高回水水质，直接向工业和生活杂用水供水。污水回灌地下水对水质要求很高，回灌前须经生物处理(包括硝化与脱氮)，还必须有效去除有毒有机物与重金属，一旦回灌水质达不到要求，将会对地下水含水层造成污染。

与此同时，相关的配套工艺和设备也在持续优化升级。

MBFB膜生物流化床工艺用于污水回用，能在原有污水达标排放的基础上，经过生物流化床和陶瓷膜分离系统，进一步降低COD、NH-N、浊度等指标，一方面可直接回用，另一方面也可作为RO脱盐处理的预处理工艺，替代原有砂滤、保安过滤、超滤等冗长过滤流程，同时有机物含量的降低大大提高RO膜使用寿命，降低回用水处理成本，无机陶瓷膜分离系统，是世界第一套污水处理专用的无机膜分离系统，和其它的有机膜、无机膜相比，具有膜通量大、可反冲、全自动操作等优势。

在MBFB反应系统中，粉末活性炭(PAC)由于吸附大量微生物，成为生物活性碳（BAC）,使PAC不仅存在着对小分子有机污染物的吸附和富集作用，还存在着PAC对微生物的吸附和保护作用、PAC对溶解氧的吸附作用、在局部高污染物浓度和高溶解氧条件下微生物对小分子有机物的分解作用以及PAC的生物再生作用。PAC、微生物、溶解氧、污染物等要素在高强度流化、混合、传质、剪切作用下，实现对微污染小分子有机物的高效分解。

1、PAC对小分子有机物的吸附和富集作用PAC能富集污染物形成局部高浓度区，有利于微生物生长和对微污染小分子有机物的分解作用；

另外，从产业发展角度看，市场需求也在推动技术进步。

4、微生物对小分子有机物的分解作用，MBFB工艺通过PAC对微生物、污染物和溶解氧的吸附和富集作用；通过PAC对微生物的保护作用，使微生物能有效利用微量的有机污染物为底物，以溶解氧为电子受体，分解微污染水体中有机物，实现水质深度净化；

值得注意的是，该领域的技术和标准也在不断发展和完善。

美国西雅图环境科技公司研发的涤饵DECLEAN无机陶瓷膜系统，是在普通陶瓷膜研究的基础上，通过高科技改造，减少膜污染，大大提高膜通量，有效克服了无机陶瓷膜在水处理中应用的两个最大障碍（价格昂贵、膜通量小），使无机陶瓷膜应用于水处理成为可能。