随着世界经济的发展、人口增加以及水源的污染，世界各地水资源短缺的情况越来越严重。我国的“水”存在两大主要问题：一是水资源短缺，二是水污染严重。有资料显示，我国是一个干旱缺水严重的国家。人均淡水资源仅为世界平均水平的1/4、在世界上名列110位，是全球人均水资源最贫乏的国家之一。人均可利用水资源量仅为900立方米，并且分布极不均衡。20世纪末，全国600多座城市中有400多个城市存在供水不足问题，其中比较严重的缺水城市达110个，全国城市缺水总量为60亿立方米。
据监测，全国废污水排放量由1980年的315亿吨增加到2002年的631亿吨。多数城市地下水受到一定程度污染，并且有逐年加重的趋势。城市污水由于其相对稳定的水质和水量可作为城市可靠的第二水源，此以成为世界各国在解决水资源短缺问题的公式。我国城市用水结构中，饮用水仅占2%，生活杂用水约占50%，市政建设杂用水约占40%，而生活杂用水和市政建设杂用水对水质要求并不高，经过深度处理的城市污水完全可以作为杂用水、绿化用水、工业用水、农田灌溉等多钟用途。
我国虽然早在上世纪50年代末就将城市污水再生利用列入国家研究课题，但真正将污水深度处理后回用于城市生活和工业生产则是近20年才发展起来的。近年来，随着各地城市污水再生利用步伐加快，建立一套城市污水再生利用的政策、标准、技术体系对于指导各地具体再生水利用有着十分的必要性和紧迫性。
本文主要对城市污水深度处理工艺及如何提高再生水水质等方面进行讨论。
一.现行城市污水深度处理工艺
2006年4月25日，建设部、科学技术部印发了《城市污水再生利用技术政策》明确了城市污水再生利用技术发展方向和技术原则。
一般污水处理厂排放入河流的污水都是经过二级处理达到排放标准后排入水体。深度处理又叫三级处理，是指城市污水或工业废水经过一级、二级处理后，为了达到一定的回用水标准使污水作为水资源回用与生产生活的进一步水处理过程。
常用的深度处理工艺有以下几种方法：混凝沉淀、气浮、砂滤、活性炭吸附、臭氧氧化、离子交换、电解处理、湿式氧化法及膜分离技术等。
1.再生水处理工艺的选择
再生水处理工艺的选择工作必须在大量资料调研和系统实验研究的基础上慎重进行，如果再生水处理工艺标准选择过高，会增加再生水处理设施的初期投资、运行费用和日常维护费用，导致再生水处理成本提高，但如果再生水处理工艺标准选择过低，会使再生水水质不能达到相关标准的规定，影响再生水的正常使用。
由于再生水用途范围较广泛，对水质的要求也不尽相同，因此，对于再生水处理的工艺应根据实际情况而定。根据对再生水水质的高、中、低的要求推荐3种不同的再生水回用工艺。
1）对再生水水质要求较低的用户，再生水用于市政杂用水和生活杂用水，如道路冲洒、洗车和冲厕等，对水质要求不高，可以采用常用的“混凝沉淀＋砂滤＋消毒”再生水处理工艺。
2）对再生水水质有一定要求的用户，根据其对水质的要求，可以进行强化常规处理方案、生物预处理和臭氧活性炭深度处理3种处理工艺。
3）对再生水水质要求较高的用户，区域内再生水处理工艺流程将进一步深化，推荐采用膜深度处理工艺，通过砂滤、活性炭过滤，再通过膜分离技术进行处理。
2.制约污水再生回用的原因
城市污水再生回用既能减少水环境污染，又能缓解水资源短缺的矛盾，是贯彻可持续性发展战略的重要措施。但目前污水再生回用在中国个城市却未能广泛应用，综合分析，有一下几方面原因：
1）推行污水再生回用的配套法规不健全，缺乏鼓励污水回用的政策。
2）缺乏污水再生回用系统总体规划。由于可使用再生水的用户比较分散，用水量都不大，处理后的再生水输送问题需重点解决。
3）由于中国的水价一直维持在一个相对较低的水平上，再生水和生活用水相比在价格上没有优势。
二.再生水水质的提高和发展方向
现阶段污水再生回用在技术上已趋于成熟，对于灌溉、绿化等对水质要求不高的情况，现行技术可达到要求。但我们不能满足于现状，污水的深度处理技术还要向前发展，再生水水质还要达到一个新高度，可以满足不同用户用水的要求。以下介绍几种新型污水深度处理工艺。
1.纳米技术作为一个在各行各业都在研究发展的技术也可应用于污水深度处理技术上。
1）纳米光催化技术
光催化降解是一项新兴的污水处理技术，它是指污染物在光照下，通过催化剂实现分解，常用的光催化剂多为N型半导体材料。纳米颗粒由于具有常规颗粒所不具有的纳米效应，且具有更高的催化活性，以引起各国研究者的普遍关注。TiO2作为其中应用最广泛的纳米材料以被许多发达国家应用在实际工程中。
2）纳滤膜技术
纳滤膜技术是一种由压力驱动的介于反渗透和超滤之间的新型膜分离技术，适用于相对分子量界限为200-1000、分子尺寸约为1nm的溶解组分。该技术的特点是：在过滤分离过程中，能截留小分子的有机物并可同时偷袭出盐，集浓缩于渗透为一体，操作时压力低，因为无机盐能通过纳滤膜而透析，使得纳滤的渗透压远小于反渗透压，一般为0.5-1.5MPa。
3）纳米吸附技术
由于纳米材料的粒子直径减小到纳米级，其高表面活性、高表面能和高比表面积等特性使其具有优越的吸附性能，所以纳米材料在制备高性能吸附剂方面表现出巨大的潜力。
2.纤维转盘滤池
纤维转盘滤池是世界上最先进的污水深度处理技术之一。作为拥有世界上公认的中水回用证书—Title22证书的污水深度处理技术，和常规滤池比较有以下几点优势。1）出水水质好且稳定2）耐冲击负荷3）设备简单紧凑，投资低4）设备闲置率低，总装机功率低5）运行自动化，维护方便6）水头损失小7）系统功能恢复快。
3.生物曝气流化床
生物曝气流化床技术是介于生物接触氧化工艺和生物曝气滤池工艺的一种新的污水深度处理工艺。它吸取了生物接触氧化工艺和生物曝气滤池的有点，鱼油出水水质好、生物量大、处理负荷高、脱氮除磷效果好、无须反冲洗等优点。
在现在的城镇污水回用技术研究过程中，一般较多采用的是直接将二级出水进行物化处理，即加药、混凝、过滤、消毒等工艺。在这套工艺中，由于二级出水中有机污染物浓度依然比较高，因而需要消耗大量的絮凝剂和消毒剂，而且产生了大量的化学污泥，造成了二次污染；同时操作复杂，特别是加药程序比较难以控制。如果城镇污水厂没有进行脱氮除磷处理，还要面临一个脱氮除磷的问题。如果采用生物曝气流化池工艺+物化处理的工艺，可以解决以下几个难题：
①保证了出水的稳定性和出水质量。
②减少了投药量。
③减少了污泥量的排放。
④能够有效的进行除磷脱氮处理。
总结
中国是一个水资源严重缺乏的国家，而城市污水的再生利用是解决中国水资源短缺的有效途径。城市污水的资源化已是社会发展的必然趋势。为了提高城市污水再生利用的效率，能提高再生水水质的新工艺就是今后科研和应用的方向。污水再生利用产业在我国尚处于发展之初，未来是否能发展到一定的市场规模成为缓解水资源短缺和水污染严重的重要手段，不仅取决于其自身的经济技术可行性，还与政府的产业政策密切相关。政策的倾斜，定价机制的完善，法律法规的健全都是污水再生利用产业的推动力。
