摘要：SPR污水处理技术是美国新发明的一种工艺，采用特殊的化学－物理工艺方法和水力学原理，组成高效率、快速度的处理氨氮、有机污染物浓度高、悬浮杂质含量多的工业污水和城市污水的处理系统，经处理的出水回用于城市绿化、浇灌草地树木或作为工业用水。全套系统占地面积极少，运行费用低，耗电少，综合经济技术指标达国际先进水平。

关键词：污水处理 回用 特点

一、SPR污水处理原理

首先采用化学方法使溶解状态的污染物从真溶液状态下析出，形成具有固相界面的胶粒或微小悬浮颗粒；选用高效而又经济的吸附剂将有机污染物、色度等从污水中分离出来；然后采用微观物理吸附法将污水中各种胶粒和悬浮颗粒凝聚成大块密实的絮体；再依靠旋流和过滤水力学等流体力学原理，在自行设计的SPR高浊度污水净化器内使絮体与水快速分离；清水经过罐体内自我形成的致密的悬浮泥层过滤之后，达到三级处理的水准，出水实现回用；污泥则在浓缩室内高度浓缩，定期靠压力排出，由于污泥含水率低，且脱水性能良好，可以直接送入机械脱水装置，经脱水之后的污泥饼亦可以用来制造人行道地砖，免除了二次污染。其污水净化与回用系统工艺流程图（如图1）

污水净化与回用系统流工艺程图（如图1）

二、SPR污水处理技术特点 ：

1 .城市生活污水和处理药剂的混合主要是在泵前吸药管道 、污水泵 叶轮、蛇形反应管 和瓷球反应罐的组合作用下完成的 ，为取得最佳混凝净化效果和节省药剂创造了条件 。与过去常规的一级处理和二级处理之水工结构不同 。

2.采用五种以上污水处理药剂及其最佳配方组合使用 ，使污水中溶解状态的有机污染物 、重金属离子 和有害的盐类从水中析出 ，成为有固相界面的微小颗粒 （它包含有污水三级处理的作用）,靠混凝的物理化学吸附作用将悬浮物及各类杂质凝聚成大而且密实的絮团以便去除。还选用了一种吸附效果很好的吸附剂,以吸附有机污染物和色度 。在靠消毒剂在30分钟的流程内杀灭细菌和大肠杆菌 。这样发挥各药剂的单独作用和它们之间的交联作用的用药方式是与常规的物理化学法不相同的 。

3 .依照模拟试验得出的配方 ，借助大气压力和流量计 ，十分精确地投加混凝药剂和絮凝药剂 ，防止加药过量浪费药剂且降低动力消耗。

4 .SPR污水净化器内部结构是完全按照混凝机理精确设计的 ，形成的涡旋流动和各部位恰当的水流速度 ，使得胶体颗粒之间有最多的碰撞次数 ，并且有凝聚吸附所需的最佳流速环境 。从而在极小的容积内获得了极充分的凝聚效果 。

SPR污水净化器水力学结构如下图所示：（图2）

SPR污水净化器水力学结构图2

5 .利用在罐体中上部形成的一个有几十厘米厚的 、十分致密的悬浮泥层 ,将所有经过混凝的出水通过此悬浮泥层的过滤 ，水才升流到罐体上部的清水区 。比以往的水处理工艺减少了膜过滤 、微孔过滤 、或活性炭过滤等装置如及它过滤水头阻力。如下图3

图3

6 .选用的絮凝剂 ，同时也是良好的污泥助滤剂 ，使排出的污泥浆 ，其脱水性能良好 ，可以不另外添加助滤剂 ，就直接泵入压滤机脱水 。泥饼可以制成人行道地砖再利用 ，不会带来二次污染的问题 。减少了传统的生化法产生的污泥含水率高、脱水性能很差的弱点。如下图4

图4

7 .污水净化器应用广泛,尤其适用于当今最难处理的纺织印染污水、再生纸造纸污水、动物屠宰场污水、陶瓷厂瓷泥污水、煤矿矿井污水等含有大量有机污染物和氨氮的去除，污水的净化后回用,实现工业用水闭路循环，既解决环境污染问题，又节省大量水资源，从而大大降低了企业的生产成本。 各地权威检测部门测试了污水净化器进水和出水的有关数据 。净水工艺流程只需30分钟,出水指标如下 ：

a.氨氮去除率可以达到85％ b.总氮去除率可达95％

c.有机氮去除率可达96％ d.BOD去除率可达95％

e.悬浮物的去除率则高达98.3% ~ 99.6% f.脱色效率达98％以上

g.,处理后出水CODcr<100mg/l，SS<3mg/l（浊度<3度）升）以下

8.系统中投放杀菌消毒药剂，用氯消毒（无需另外增加加压设备）且起到除氨的作用 ，提高污水处理系统去除氨氮的效率 。

9 .出水氨氮含量还未达到要求（如某些发达国家或发达地区将排水标准定为含氨氮1毫克 / 升以下） ，可以在后续再串联设置一级离子交换装置 ，靠斜发沸石离子交换柱最终达到除氨氮的目标 。
早在七十年代 ，美国Minnesota 州Minneapolis 市的罗兹芒污水厂就是用纯粹的物理化学法处理城市生活污水的 ，其工艺流程是：化学混凝----沉淀----过滤和活性炭吸附----斜发沸石离子交换 。其最后出水水质标准为：氨氮1 毫克 / 升 ，BOD 10毫克 / 升 ，磷 1毫克 / 升，悬浮物 10毫克 / 升 ，pH 8.5 。

10 .处理后的出水回用,取代自来水作为城市绿化用水 ，将大大节省城市的淡水资源 ，减轻城市市政部门的供水压力 ，对城市的整体经济发展定会产生十分巨大的效益 。

11 .这种纯粹的物理化学法污水处理系统 ，受天气 、环境 及人为因素的影响少。

三、SPR的应用

例如:中国大港油田居民生活污水净化及再生回用系统工程

1．1 生活污水处理厂的SPR工艺流程新模式 ：如下图5

1．2 SPR污水处理设备系统工艺布置图6

SPR污水处理设备系统工艺布置图6

1．3 SPR污水处理设备系统工艺平面布置图7

SPR污水处理设备系统工艺平面布置图7

2.大港油田居民生活污水水质、处理后出水水质要求及处理水量

大港油田生活污水主要来自几个生活小区，其中也有部分商业排放水。这个污水处理厂服务人口约14万人。

根据油田缺乏淡水资源和防治水污染的要求，将油田居民生活污水经过净化处理后，再生的出水用作城镇绿化、工业用水和其他洗车、冲洗厕所等市政用水，既可以防止城镇污水对水环境的污染，又能大大节省当地的淡水资源，而且为油田的工业生产提供了可靠的第二淡水水源。

油田居民区城镇生活污水总量为6000立方米/天。

城镇绿化灌溉需用水量为5000立方米/天。

油田工业用水需用水量为340立方米/天。

3．经SPR系统处理后的出水水质

a.CODcr < 50 毫克/升

b. BOD5 < 20, SS < 3毫克/升

c. 氨氮 < 10 毫克/升

d.大肠杆菌群 < 3 个/升，余氯 >0.3 毫克/升

e.pH 6~9

4．污水处理工艺过程

生活污水经过已有的化粪池沉降调节后进入城镇下水道，集中流入污水处理厂，首先经过筛分去除大块杂物，然后交替进入调节池A或B，向调节池内投加去除有机污染物的药剂，靠搅拌完成调匀和初级反应过程，并防止在调节池引起沉淀（每个调节池容量为2小时流量：300立方米），靠污水泵将已经调节好的污水吸入管道，同时靠污水泵吸入端的负压按照设计的药剂配方吸入污水处理药剂（包括混凝药剂、杀菌消毒药剂、污泥脱水助剂等），经管道混合后直接从SPR污水净化器底部进入罐体，在SPR净化器罐体内完成混凝、精细过滤和污泥浓缩全过程，净化后出水经顶部出口管道流出进入清水储存池，靠清水泵将再生水送给用户（工业用水或灌溉用水），定时间靠清水泵的压力将浓缩后的污泥浆从SPR净水器的污泥浓缩室压出（污泥浆的含水率<98%），并送入重力式污泥浓缩罐再次浓缩（再次浓缩后的污泥浆含水率<95%），靠泥浆泵将污泥浓缩罐再次浓缩后的浓泥浆直接送入污泥脱水机实施脱水，脱水后的泥饼由汽车运走用以填埋。每运行4～6小时左右实施一次罐体反冲洗操作，反冲洗时间为3～5分钟。每运行6～8小时左右污泥浓缩室存满后实施一次压力排泥操作，排泥时间10～20分钟。罐体反冲洗污水和污泥脱水过程产生的污水都流回污水调节池进入下一个净化处理过程。

整个污水净化过程只有一台污水泵作为吸取污水、添加药剂、混合、混凝、过滤和送出清水的动力源，净化污水的电力消耗为0.125度/1立方米污水。

处理污水的药剂消耗费用为0.6～0.8元人民币/立方米。（根据实际污水工艺模拟试验结果，将最后确定污水处理药剂配方。）

污水净化系统连续运行，由6台SPR-50型污水净化器系统并联组成系统，每台产水率为50立方米/小时，每天按20小时运行计算，日处理水量为1000立方米/台，预留出充分的反冲洗、排泥等辅助操作和维护时间。全系统日处理污水量为6000立方米。

5．系统主要设备

(1).杂物筛分机 (2).污水调节池 (3).污水池搅拌机（机械搅拌式或水力搅拌式）

(4).污水泵 (5).SPR－50型污水净化器 (6).污泥浓缩罐

(7).泥浆泵（与污泥压滤机配套）

(8).自动厢式（板框）压滤机

(10).药剂储存桶及加药流量计系统（含支承平台构架）（非标制作）

(11).药剂溶解配制装置系统（含支承平台构架）（非标制作）

(12). 冲氧喷射清水泵

实例照片

日处理污水4000立方米的系统照片

如照片所示为产水率50立方米/小时.台的污水净化器

及日处理污水2000立方米的系统。

四、结论

SPR污水处理新工艺，有效的解决工业和城市排放的高浓度污水及污水中悬浮物质和去除氨氮含量。处理过污水的水质比以往处理的水质高，可以利用这些水作为城市和工业及浇灌草地树木的用水，大大减少了对环境的污染和节省淡水资源，这样就可以解决一部分淡水资源缺乏的地区。广泛的应用这种技术，对社会带来十分巨大的效益。

五、参考文献：

1.美国 SPR 污水处理技术

2. SPR高浊度污水处理技术

3. SPR污水处理技术以经济高效的物化法实现城市污水的再生和回用

4. 中国大港油田居民生活污水净化及再生回用系统工程

5. 给水排水杂志月刊第29卷 第三期(2003年3月10日出版)