慧聪水工业网

科学院新技术破小规模生活污水处理难题

http://www.water.hc360.com2016年10月10日09:33 来源:科技促进发展微信T|T

    慧聪水工业网 人类生活过程中产生的污水,是水体的主要污染源之一。生活污水主要是城市生活中使用的各种洗涤剂和污水、垃圾、粪便等,多为无毒的无机盐类,生活污水中含氮、磷、硫多,致病细菌多。中国目前城市生活污水主要由各个城市的污水处理厂负责,但是村镇的生活污水处理如果还是按照大型污水处理工艺来处理,其难点较多,而且也不符合实际情况,这些污水基本上都是由小规模生活污水处理厂来解决。

    一、我国小规模生活污水处理技术现状

    据统计,我国有19000多个建制镇,60多万个行政村,250多万个自然村(统称为村镇),其污水排放量约占我国生活污水总排放量的55%。村镇污水来源分散,难于集中,只能通过建设小规模污水处理设施(日处理数吨至数千吨)就近处理。目前,我国村镇生活污水处理率很低,已成为区域水环境的重要污染源。其主要原因除了经济发展不平衡、村镇污水处理设施建设投入较少外,更重要的是现有分散污水处理工艺不符合中国国情,致使已建成的污水处理设施的正常运行率很低。

    城市大型污水处理厂普遍采用生化处理技术工艺,例如按间歇曝气方式来运行的“序批式活性污泥法”(SBR)、建立在序批式活性污泥法基础上的“周期循环活性污泥法”(CASS)、生物反应器(MBR)、具有良好脱氮除磷效果的“厌氧-缺氧-好氧法”(A2/O)等及其衍生技术。这些技术的优点是占地面积小、气候适应性强、处理效果稳定,但缺点也很明显,包括运行能耗大、管理维护复杂、污泥产生量大等。

    为了便于维护和降低污水处理厂运营的人力成本,我国城市污水处理厂的规模往往很大(日处理数10万吨,甚至过百万吨)。而我国镇级污水处理厂的日处理规模一般为数百吨至数千吨,一座日处理2000吨的污水厂的运行费用约为100-150万元/年。经验表明,如将这类工艺用于村镇污水处理,由于其运行费用高、管理维护难度大,我国大部分村镇将难以承受,会导致采用这类技术建成的村镇污水处理设施普遍闲置。因此,目前我国村镇污水处理中大量采用土地生态处理技术,其中以人工湿地应用最广。

    1.人工湿地污水处理技术

    人工湿地是一种工程方案,利用地下人工介质中栖息的植物、植物根系、微生物,以及填料介质所具有的物理、化学特性,将污水净化的技术工艺。我国现有的人工湿地污水处理系统以潜流式为主,由于没有动力曝气,氧气在水中的溶解度很低、扩散速率小,主要依靠植物根系泌氧(≤3g/m2湿地),供氧能力很差。国内外大量研究和实践证明,日处理1吨生活污水需湿地面积10m2以上。以人工湿地应用案例较多的捷克为例,195个人工湿地的平均占地面积为5.1m2/PE(populationequivalent,人口当量)。美国环保署则建议日处理1吨生活污水采用15m2—20m2人工湿地。然而,为了减少用地和降低投资,我国大部分现有人工湿地案例的用地仅为2m2—3m2/吨水•天,有的甚至更少。其后果是这些湿地系统仅可在运行初期短暂正常运行(除非实际污水量很小),大部分系统因为氧气供应不足、厌氧菌大量繁殖而变成黑臭污水潭。此外,人工湿地对磷的去除效果较差,在低温条件下不能正常运行甚至失效。

    2.地下渗滤污水处理技术

    地下渗滤污水处理技术,又称为化粪池系统(Septictanksystems),因其突出的经济和环境优势,是北美、澳洲等地污水分散处理的首选技术。然而,由于设计欠佳、未考虑不同土壤类型差异、缺少维护等原因,部分地下渗滤系统处理效果较差;同时,由于非饱和带中缺少碳源,从而抑制了反硝化脱氮,最终导致硝酸盐渗入地下水,这被认为是正常运行的地下渗滤系统最为普遍的环境危害。此外,传统地下渗滤技术用地面积很大(>20m2/吨水•天),难以在我国推广应用。为了减少用地面积,人们采用人工土填料代替原生土壤,使日处理1吨污水的占地面积减少到10—15m2。即使这样,其占地面积仍然很大,并且还增加了工程建设成本。

    3.其他污水处理技术

    此外,我国部分地区也采用了其他技术。稳定塘技术是由若干自然或人工挖掘的池塘组成,通过菌藻、水生生物等综合作用而实现污水净化的目的,其具有基建投资少、运行费用低、维护简单、不产生污泥等优点,但传统稳定塘占地面积大、受气候影响大,出水水质一般也不能达到较严的污染物排放标准。生物接触氧化法在我国部分地区应用较多,兼有活性污泥法及生物膜法的特点,该法在池内设置填料,进行淹水曝气,污水与填料表面的生物膜充分接触,使污水得到净化。生物接触氧化法占地面积小,但能耗较高、管理维护复杂、对总氮和总磷去除效果较差。

    “非尔脱”(FILTER)污水处理系统源自澳大利亚,是一种“过滤、土地处理与暗管排水相结合的污水处理与再利用系统。其原理类似于种植农作物的垂直流人工湿地,由于以土壤做滤料,水力停留时间较长,对生活污水的处理效果好,适用于土地资源丰富、可以轮作休耕的地区。该系统受气候和作物生长季节限制,水力负荷低、用地面积大,此外还需修建控制排水量的站,成本较高。

    为了克服单一技术的不足,有些采用组合工艺处理农村生活污水。例如生物接触氧化+人工湿地、厌氧处理+人工湿地等,组合工艺能够获得更好的处理效果,但是建设和运行费用往往更高,使其在我国推广受限。

    由于我国土地资源珍贵、经济欠发达(村镇的经济承受能力更小)、缺少小规模污水处理设施的运行保障机制、气候条件的地域性和季节性变化大,上述技术均不能满足国情要求,在我国适用性差。因此,亟需研发和推广占地面积小、投资小、运行费用低、管理维护简便、处理效果好的小规模污水处理技术。

    二、高负荷地下渗滤污水处理复合技术研究成果与进展

    针对我国村镇缺少适用的小规模生活污水处理技术的困境,在中国科学院相关项目的资助下,中国科学院广州地球化学研究所的项目团队经过10多年研发和应用实践,发明了高负荷地下渗滤污水处理复合技术,并成功实现了产业化应用,使我国在分散型污水处理领域达到国际领先水平。

    高负荷地下渗滤污水处理复合技术工艺流程如图1所示。污水经过格栅、沉淀和厌氧酸化水解后进入调节池,然后定时定量地被输送到高负荷地下渗滤单元,使污水在不同功能结构层中横向运移和竖向渗滤,其中的污染物被填料拦截、吸附,并最终被附着于滤料表面的微生物分解转化而去除。为保障氧气供给,落干期间对高负荷地下渗滤单元进行间歇供氧(换气)。污水经过缺氧深度处理单元,进一步提高脱氮除磷效果,达标后排放。该工艺的核心为高负荷地下渗滤和深度处理单元,创新也主要集中于此。

高负荷地下渗滤污水处理复合技术工艺流程图

高负荷地下渗滤污水处理复合技术工艺流程图

责任编辑:童志威

上一页12下一页

免责声明:凡注明来源本网的所有作品,均为本网合法拥有版权或有权使用的作品,欢迎转载,注明出处。非本网作品均来自互联网,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。

> 您可能还会关注的

反渗透膜十大评选百强企业名企将相更多>>

慧聪市场

一周话题人物 [人物关注排行榜]

泵业
[陈吉宁] 谈“十三五”水土气行动计划路线图
要深入实施大气、水、土壤污染防治行动计划,环境治理的重点就是坚决打好大气、水、土壤污染防治三大战役...[详细]
净水
[桑德集团] 文一波:环保PPP的梦与惑
未来三年,中国或将成为全球最大的PPP市场,但当下PPP项目签约仅30%左右,签约项目实际进行投资的仅约50%。[详细]
净水
[李毅中] 十三五”全社会环保投资将达17万亿
12月10日,原工信部部长李毅中用数据对比分析了“十二五”各项工业节能环保指标[详细]
最新资讯
·火电厂废水零排放工艺 高盐水解决方案
·水处理行业知多少:结晶体阻垢剂
·沙特阿拉伯吸附式海水淡化厂投运 产能100m3/天
·南水北调通水:50亿立方米南水带来什么?
·知识储备:曝气器技术在污水处理中的应用
·地下水污染处理工艺——MPPE技术
您可以通过以下方式关注我们:

A 慧聪水工业网官方网站:http://www.water.hc360.com/

B 慧聪水工业网官方新浪微博:http://weibo.com/waterhc360?refer_flag=1001030201_&is_all=1

C 慧聪水工业网官方微信号:water-hc360