再生水是指污水经过适当处理后，达到一定的水质指标，满足某种使用要求，可以进行有益使用的水。和海水淡化、跨流域调水相比，再生水具有明显的优势。从经济角度看，再生水的处理成本低；从环保角度看，污水再生利用有助于改善生态环境，实现水生态的良性循环。再生水是城市的第二水源，将再生水深度处理后回灌到地下，不但可以防止海水入侵、地面沉降，而且可以补给地下水资源，缓解水资源紧缺的矛盾，是贯彻可持续发展的重要措施。　　 再生水在回灌地下之前需要经过一定的处理，达到《城市污水再生利用地下水回灌水质》(GB/T19772-2005)中的标准限值才可以进行回灌。再生水的预处理和深度处理工艺主要包括混凝、过滤、吸附、反渗透、消毒。虽然工艺已经比较成熟，但是在混凝剂的选择，特别是无机高分子混凝剂、过滤滤料的选择、吸附剂种类的选择等方面还可以进行更深入的研究。此外，对预处理和深度处理的工艺技术的集成也有待进一步研究。　　 本论文以汤逊湖污水处理厂二级出水为研究对象，以处理后回灌地下为研究目的，以郑州当地的温度、气候等自然条件为研究背景，对过滤、吸附、消毒三个适宜于再生水预处理和深度处理的工艺进行研究。包括：过滤滤料的选择、所选滤料的性能研究、不同活性炭种类的选择、MWB型活性炭吸附性能的研究、最佳过滤和吸附速率的确定、臭氧与再生水的最佳接触时间的选取。最后分别以二级出水和贾鲁河地表水为对象，将不同预处理和深度处理工艺进行组合，研究组合工艺对两种水质的处理效果，判断其回灌地下的可行性，为野外中试试验的顺利展开提供理论基础和参数依据。　　 通过实验，得到的主要成果及结论如下：　　 1、选取石英砂、无烟煤、磁铁矿硬质滤料和纤维球软性滤料，研究不同粒径、不同滤料组合、不同滤料种类对再生水的处理效果。通过实验研究得出结论：无论是颗粒硬质滤料还是软性滤料，对再生水的过滤效果均较好，平均浊度去除率达到65％以上；粒径越小，出水效果越好；多层组合滤料的出水效果优于单层滤料。同时得出：相同实验条件下，软性纤维球滤料的出水效果优于石英砂单层滤料，无烟煤、石英砂、磁铁矿三层组合滤料，平均去除率达到90％，而且随出水时间的变化，浊度去除效果最稳定。　　 2、选择MWB型活性炭、椰壳载银活性炭、椰壳净水炭、果壳净水炭、纳米催化活性炭五种不同种类的活性炭，分别研究其对再生水的处理效果。综合高锰酸盐指数和总磷两个水质指标，实验得出：MWB型活性炭对再生水有较好的处理效果。2h内，COD平均去除率达到77.35％，出水COD浓度稳定在1.3-2mg/L范围内。总磷平均去除率为39.38％，出水总磷浓度降为0.72mg/L。　　 3、参考郑州当地的气温条件，在年平均最高温度和最低温度范围内，温度的变化对纤维球过滤介质和MWB型活性炭性能的影响较小；在二级出水和地表水的常规pH范围(6-9)内，纤维球和活性炭具有耐pH变化的能力。　　 4、实验条件下，0.0002289m3体积的纤维球和MWB型活性炭达到过滤穿透点和吸附饱和的时间分别为22h和30h。实验得出：纤维球滤料能够适应较大范围的滤速变化，适宜的滤速范围控制在0.035-0.050m/min。对MWB活性炭，建议最佳的流速范围控制在0.013-0.022m/min。臭氧与再生水的最佳接触时间控制在24s/L。　　 5、按照日处理水量Q=0.015m3/d要求，纤维球滤料填装高度h取4.5cm，滤速V取0.014m/min，则水力停留时间约为3min。活性炭的填装高度h取15cm，通水速度V取0.014m/min，则水力停留时间约为10min。臭氧与废水的接触时间取24s/L。在此条件下，用过滤和吸附组合工艺对二级出水进行动态连续运行，出水COD、浊度、总磷、总氮、氨氮、细菌总数、粪大肠菌群均有较好的去除效果，但是细菌总数和粪大肠菌群等微生物指标并不能达到回灌标准要求。过滤、吸附和消毒组合工艺可以补充上述工艺的不足。混凝、过滤、吸附、消毒组合工艺处理贾鲁河地表水，出水除了氨氮没有达到回灌标准限值外，其他指标均可以达到回灌标准。　　 6、计算得出，项目的运行成本为0.57元/m3污水。