地下渗滤污水处理复合技术

2017-03-15 08:05:59 1

  1、引言

  水资源具有多方面的属性,既是自然资源、又是经济资源,更是战略资源,同时拥有物质资源和生活资源基本功能,它是国家的重要财富,也是世界的灵魂。遗憾的是,我国的人均水资源量仅为世界平均水平的1/4。据悉,因为水资源污染严重,我国的七大水系已经失去了灌溉功能,水污染不仅危害人居环境,破坏生态系统,而且严重威胁水资源安全,是我国生态文明建设和可持续发展面临的严峻挑战。

  2、当前污水处理现状

  由于城市土地资源十分珍贵,用地面积小是城市 污水处理技术选择中最重要的难题。因此,生物处理技术(活性淤泥法、SBR,CASS等)成为必然选择,但污水生物处理技术均需要强动力曝气,设备多,需要多个专业领域技术人员的共同维护。为了便于维护和监管,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很大(日处理能力高达数十万吨,甚至过百万吨)。然而,大型污水处理厂的污水收集范围大,污水管网的建设投资很高、难度大,致使污水收集管网建设严重滞后,城市黑臭河涌仍大量存在。此外,大型处理厂难以实现城市污水处理的全覆盖,集中处理与分散处理相结合是世界各国城市污水处理的共同选择。

  另一方面,我国小城镇、农村等分散点源生活污水排放量巨大,适宜采用小规模污水处理设施就近处理,但处理率很低,其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,更重要的是所采用的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。因此,研发和推广适合国情的污水处理新技术,对于我国的水环境保护和生态文明建设至关重要。

  3、常见的污水处理工艺

  我国的人口密度大、土地资源紧缺,要求污水处理设施的占地面积较小;我国的经济欠发达,缺少小规模污水处理设施的运行保障机制,要求设施建设投资小,尤其是管理维护要简便、运营费用一定要低廉。我国幅员辽阔,经纬度跨度较大,气候条件变化比较大,要求设施运行受气候条件影响小。然而,常规污水处理技术在我国分散点源污水处理中的适用性差,相关技术工艺虽然种类繁多,但可归纳为生物处理技术和生态处理技术两大类。

  3、常见的污水处理工艺

  3.1 生物处理技术

  包括大型污水处理厂的常用技术以及生物膜法、日本的净化槽技术等,其共性是采用强动力曝气供氧,运行能耗高,故障率高,需要专业人员维护。小规模的处理系统常制造成地埋式一体化设备,占地面积较小,在我国农村污水处理中比较常用,但往往因运行能耗大、系统维护成本高,使之因“建得起用不起”而被闲置。

  3.2 生态处理技术

  最常用的是人工湿地,以潜流式湿地为主。由于没有有效的供氧机制,国内外大量研究和实践均证明,日处理1吨污水需湿地面积10m2以上(美国环保署建议15-20m2)。然而,为了减少用地和控制投资,我国的应用案例几乎都是日处理1吨污水占地2-3m2(有的规模更小),并由此得出“人工湿地投资小”的错误论点,其结果是系统正常运行的时间很短(除非污水量很小),后因氧气供应不足使厌氧菌大量繁殖而变成黑臭污水潭,成为集中排污点,危害周围环境和居民生活。此外,人工湿地系统在冬季低温条件下不能正常运行甚至失效已是共识。因此,采用人工湿地进行污水处理在大多数情况下是不适用的。

  3.3 生物+生态组合技术

  处理效果良好,但其生物处理单元的运行费用和管理维护问题同样突出。

  4、地下渗滤污水处理复合技术

  由此可见,现有污水处理技术要么运行能耗很大,管理维护复杂,要么所需土地面积很大,如何突破现有污水处理技术的瓶颈,使之适合我国的国情,已成为小城镇、农村及部分生活小区等分散点源污水处理的重要课题。为此,中国科学院广州地球化学研究所科研人员经过10多年的努力,研发了“高负荷地下渗滤污水处理复合技术”。它很好地解决了现有污水处理技术与我国基本国情之间的矛盾,是一项国际领先的污水生态处理新技术。该技术获5项中国发明专利授权,2009年入选住建部“全国农村生活污水处理优秀案例”,2010年入选住建部和科技部“村镇宜居型住宅技术推广目录”,并先后入选环保部2010年度和2012年度“国家鼓励发展的环境保护技术目录”。2008年以来在江苏、广东、福建、湖南、安徽、浙江、江西、山西、吉林、天津、四川和河南建成示范和应用工程近200项,出水水质可达到城市污水处理厂一级A类排放标准(GB18918-2002),系统运行稳定,显示了该技术在以下几方面的综合优势:

  1、占地面积较小。日处理1吨污水仅需占地1.5-2.5m2,地表可规划为花园绿地、旱地和休闲场地等。而传统地下渗滤技术和人工湿地技术日处理1吨污水占地12-30m2,且地表不能硬化。

  2、建设和运行成本低,维护简便。建设成本与传统工艺相近,运行成本仅0.05-0.10元/吨污水。设备简单,且为间歇性短时工作制设备,维护简便,无人值守。

  3、使用灵活,无二次污染。日处理污水数吨至数千吨,不排放污泥,无异味、无噪声,不滋生蚊虫,地表可二次利用。

  4、系统出水水质好。该系统具有脱氮除磷功能,出水水质可达城镇污水处理厂一级A类排放标准(GB18918-2002),且运行稳定。

  5、系统运行几乎不受气候条件影响。系统设置于地下,可以人为调节系统温度,污水经处理后一年四季达标排放。具体参见 污水处理技术资料或污水技术资料更多相关技术文档。

  6、符合国情要求:克服了污水生物处理及其衍生技术运行成本高、管理维护复杂的缺点,克服了传统地下渗滤技术和人工湿地技术占地面积大的缺点,克服了人工湿地运行受气候条件限制且容易滋生蚊虫的缺点,为了保障小规模污水处理设施的建设和持续正常运行,该技术在大多数情况下具有不可替代性。

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