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    高負荷地下滲濾汙水處理複合技術——生態文明建設的必然選擇

    信息發布:中國水工業網 發布時間:2014-3-7 浏覽次數: 更多

         據悉,因爲水資源汙染嚴重,我國的七大水系已經失去了灌溉功能,水汙染不僅危害人居環境,破壞生態系統,而且嚴重威脅水資源安全,是我國生態文明建設和可持續發展面臨的嚴峻挑戰。

      盡管我國大中城市的汙水處理能力已經超過80%,但汙水管網的建設投資很高,有時甚至需要拆遷,致使汙水收集管網建設嚴重滯後,城市黑臭河湧仍大量存在。此外,大型處理廠難以實現城市汙水處理的全覆蓋,因此,集中處理與分散處理相結合是世界各國城市汙水處理的共同選擇。
      我國有19000多個建制鎮,60多萬個行政村,250多萬個自然村,其生活汙水排放量約占我國生活汙水總排放量的55%,難于集中,需要建設小規模汙水處理設施(日處理數噸至數千噸)就近處理,但處理率很低,已成爲區域水環境的重要汙染源。其原因除了經濟發展不平衡、村鎮汙水處理設施建設投入較少外,更重要的是所采用的汙水處理工藝不符合中國國情,致使已建成的汙水處理設施的正常運行率很低。

    高負荷滲濾汙水處理系統全景
           城市大型汙水處理廠普遍采用生物處理技術工藝(活性淤泥法、CASS等及其衍生技術),這類技術最大的優點是占地面積小,缺點是運行能耗大、設備較多,需要不同專業領域技術人員共同維護,不適用于小規模汙水處理設施。因此,我國農村和小城鎮汙水處理中大量采用土地生態處理技術,其中以人工濕地應用最廣。
      我國的人工濕地汙水處理系統以潛流式爲主,由于沒有動力曝氣,氧氣在水中的溶解度很低、擴散速率小,植物根系泌氧量≤3g/m2濕地,供氧能力很差。國內外大量研究和實踐證明日處理1噸汙水需濕地面積10m2以上(美國環保署建議15-20m2)。然而,爲了減少用地和控制投資,我國的應用案例幾乎都是日處理1噸汙水僅有2-3m2的濕地面積(有的規模更小),並由此得出“人工濕地投資小”的錯誤論點,其結果是系統正常運行的時間很短(除非汙水量很小),後因氧氣供應不足使厭氧菌大量繁殖而變成黑臭汙水潭,成爲集中排汙點,危害周圍環境和居民生活。此外,人工濕地系統在冬季低溫條件下不能正常運行甚至失效已是共識。因此,采用人工濕地進行汙水處理在大多數情況下是不適用的。
      生物+生態組合技術:日處理1m3汙水用地面積約3m2,但其生物處理單元的運行費用和管理維護問題同樣突出。
      據悉,中國科學院廣州地球化學研究所科研人員經過10多年的努力,研發了“高負荷地下滲濾汙水處理複合技術”,它包括沉澱厭氧、地下滲濾和深度處理三個處理單元。該技術通過結構創新,合理控制汙水在地下滲濾單元中的運移路徑,在使汙水與濾料表面生物膜充分接觸的同時,避免水流受阻,保障系統的長期穩定運行;通過優化濾料配方提高系統的汙染物去除效果;通過集成創新,實現了各處理單元之間的功能互補和協同耦合,保障汙水處理效果;在此基礎上,采用間歇性進水、落幹期間適量通風,避免淹水曝氣的運行模式,實現了對地下滲濾單元的高效低耗供氧。該技術獲5項中國發明專利授權,2009年入選住建部“全國農村生活汙水處理優秀案例”,2010年入選住建部和科技部“村鎮宜居型住宅技術推廣目錄”,並先後入選環保部2010年度和2012年度“國家鼓勵發展的環境保護技術目錄”。2008年以來采用該技術在江蘇、廣東、福建、湖南、安徽、浙江、江西、山西、吉林、天津、四川和河南建成示範和應用工程近200項,日處理汙水10m3至2000m3,證明了該技術具有多方面的綜合優勢。

    陳繁榮研究員現場進行技術介紹

            1.    占地面積較小。日處理1噸汙水需占地1.5-2.5 m2,地表可規劃爲花園綠地、旱地、休閑場地等。而傳統地下滲濾技術和人工濕地技術日處理1噸汙水占地12-30m2,且地表不能硬化。
      2. 建設和運行成本低,維護簡便。建設成本與傳統工藝相近,運行成本僅0.05-0.10元/噸汙水。設備簡單,且爲間歇性短時工作制設備,維護簡便,無人值守。
      3. 使用靈活,無二次汙染。日處理汙水數噸至數千噸,不排放汙泥,無異味、無噪聲,不滋生蚊蟲,地表可二次利用。
      4. 系統出水水質好。該系統具有脫氮除磷功能,出水水質可達城鎮汙水處理廠一級A類排放標准(GB18918-2002),且運行穩定。
      5. 系統運行幾乎不受氣候條件影響。系統設置于地下,可以人爲調節系統溫度,汙水經處理後一年四季達標排放。

    廣州市水務局專家和領導聽取技術單位研發報告和技術介紹

            6.     符合國情要求:克服了汙水生物處理及其衍生技術運行成本高、管理維護複雜的缺點,克服了傳統地下滲濾技術和人工濕地技術占地面積大的缺點,克服了人工濕地運行受氣候條件限制且容易滋生蚊蟲的缺點,爲了保障小規模汙水處理設施的建設和持續正常運行,該技術在大多數情況下具有不可替代性。
      此外,我國的電力能源仍以火電爲主,該技術的運行能耗大約爲常規汙水處理廠的1/5,一個日處理2000噸的汙水處理廠可節約電力40萬度/年,可減少電煤燃燒産生的CO2、SO2、NO2等溫室氣體和汙染物的排放;可消除每年排放600-800噸汙泥所帶來的環境危害;節約運行費用80萬元以上,使汙水處理廠的可持續運行成爲現實。

     




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