遼寧環(huán)評解析污水處理技能邁向新臺階 小規劃治污難題有望破除

2018-03-05

遼寧環(huán)評解析污水處理技能邁向新臺階 小規劃治污難題有望破除
跟著(zhù)我國人民日子水平的進(jìn)步和日子方法的改動(dòng)，鄉村日子污水的排放量將會(huì )越來(lái)越大。鄉村日子污水辦理是我國當時(shí)推動(dòng)的新鄉村建造的重要內容，聯(lián)系到寬廣農人的切身利益，遼寧環(huán)評解析牽涉到全國人民的根本利益，影響到國家的可持續開(kāi)展。鄉村日子污水辦理不僅是技能問(wèn)題，也需求政府出臺和完善各項配套扶持方針，從法律法規、規范擬定、商場(chǎng)準入、運轉辦理等多方面著(zhù)手，破解我國小規劃日子污水辦理的難題。

遼寧環(huán)評解析人類(lèi)日子過(guò)程中發(fā)生的污水，是水體的首要污染源之一。日子污水首要是城市日子中運用的各種洗滌劑和污水、廢物、糞便等，多為無(wú)毒的無(wú)機鹽類(lèi)，日子污水中含氮、磷、硫多，致病細菌多。我國現在城市日子污水首要由各個(gè)城市的污水處理廠(chǎng)擔任，可是村鎮的日子污水處理假如仍是按照大型污水處理工藝來(lái)處理，其難點(diǎn)較多，而且也不符合實(shí)踐情況，這些污水根本上都是由小規劃日子污水處理廠(chǎng)來(lái)處理。
 
一、我國小規劃日子污水處理技能現狀
 
遼寧環(huán)評解析據統計，我國有19000多個(gè)建制鎮，60多萬(wàn)個(gè)行政村，250多萬(wàn)個(gè)自然村(統稱(chēng)為村鎮)，其污水排放量約占我國日子污水總排放量的55%。村鎮污水來(lái)歷渙散，難于會(huì )集，只能經(jīng)過(guò)建造小規劃污水處理設備(日處理數噸至數千噸)就近處理?，F在，我國村鎮日子污水處理率很低，已成為區域水環(huán)境的重要污染源。其首要原因除了經(jīng)濟開(kāi)展不平衡、村鎮污水處理設備建造投入較少外，更重要的是現有渙散污水處理工藝不符合我國國情，致使已建成的污水處理設備的正常運轉率很低。
 
遼寧環(huán)評解析城市大型污水處理廠(chǎng)遍及選用生化處理技能工藝，例如按間歇曝氣方法來(lái)運轉的“序批式活性污泥法”(SBR)、樹(shù)立在序批式活性污泥法基礎上的“周期循環(huán)活性污泥法”(CASS)、膜生物反應器(MBR)、具有杰出脫氮除磷作用的“厭氧-缺氧-好氧法”(A2/O)等及其衍生技能。這些技能的長(cháng)處是占地面積小、氣候適應性強、處理作用安穩，但缺陷也很明顯，包含運轉能耗大、辦理保護雜亂、污泥發(fā)生量大等。
 
遼寧環(huán)評解析為了便于保護和下降污水處理廠(chǎng)運營(yíng)的人力本錢(qián)，我國城市污水處理廠(chǎng)的規劃往往很大(日處理數10萬(wàn)噸，乃至過(guò)百萬(wàn)噸)。而我國鎮級污水處理廠(chǎng)的日處理規劃一般為數百?lài)嵵翑登?，一座日處?000噸的污水廠(chǎng)的運轉費用約為100-150萬(wàn)元/年。經(jīng)歷標明，如將這類(lèi)工藝用于村鎮污水處理，因為其運轉費用高、辦理保護難度大，我國大部分村鎮將難以承受，會(huì )導致選用這類(lèi)技能建成的村鎮污水處理設備遍及閑置。因而，現在我國村鎮污水處理中很多選用土地生態(tài)處理技能，其間以人工濕地運用最廣。
 
1.人工濕地污水處理技能
 
遼寧環(huán)評解析人工濕地是一種工程計劃，運用地下人工介質(zhì)中休息的植物、植物根系、微生物，以及填料介質(zhì)所具有的物理、化學(xué)特性，將污水凈化的技能工藝。我國現有的人工濕地污水處理系統以潛流式為主，因為沒(méi)有動(dòng)力曝氣，氧氣在水中的溶解度很低、渙散速率小，首要依托植物根系泌氧(≤3g/m2濕地)，供氧才能很差。國內外很多研討和實(shí)踐證明，日處理1噸日子污水需濕地面積10m2以上。以人工濕地運用事例較多的捷克為例，195個(gè)人工濕地的均勻占地面積為5.1m2/PE(人口當量)。美國環(huán)保署則主張日處理1噸日子污水選用15m2—20m2人工濕地。但是，為了削減用地和下降出資，我國大部分現有人工濕地事例的用地僅為2m2—3m2/噸水?天，有的乃至更少。其結果是這些濕地系統僅可在運轉初期短暫正常運轉(除非實(shí)踐污水量很小)，大部分系統因為氧氣供給缺少、厭氧菌很多繁殖而變成黑臭污水潭。此外，人工濕地對磷的去除作用較差，在低溫條件下不能正常運轉乃至失效。
 
2.地下滲濾污水處理技能
 
地下滲濾污水處理技能，又稱(chēng)為化糞池系統，因其杰出的經(jīng)濟和環(huán)境優(yōu)勢，是北美、澳洲等地污水渙散處理的首選技能。但是，因為規劃欠佳、未考慮不同土壤類(lèi)型差異、短少保護等原因，部分地下滲濾系統處理作用較差;一起，因為非飽和帶中短少碳源，然后按捺了反硝化脫氮，終究導致硝酸鹽滲入地下水，這被認為是正常運轉的地下滲濾系統最為遍及的環(huán)境危害。此外，傳統地下滲濾技能用地面積很大(>20m2/噸水?天)，難以在我國推行運用。為了削減用地面積，人們選用人工土填料替代原生土壤，使日處理1噸污水的占地面積削減到10—15m2。即便這樣，其占地面積依然很大，而且還添加了工程建造本錢(qián)。
 
3.其他污水處理技能
 
此外，我國部分區域也選用了其他技能。安穩塘技能是由若干自然或人工發(fā)掘的池塘組成，經(jīng)過(guò)菌藻、水生生物等歸納作用而完成污水凈化的目的，其具有基建出資少、運轉費用低、保護簡(jiǎn)略、不發(fā)生污泥等長(cháng)處，但傳統安穩塘占地面積大、受氣候影響大，出水水質(zhì)一般也不能到達較嚴的污染物排放規范。生物觸摸氧化法在我國部分區域運用較多，兼有活性污泥法及生物膜法的特色，該法在池內設置填料，進(jìn)行淹水曝氣，污水與填料外表的生物膜充沛觸摸，使污水得到凈化。生物觸摸氧化法占地面積小，但能耗較高、辦理保護雜亂、對總氮和總磷去除作用較差。
 
“非爾脫”(FILTER)污水處理系統源自澳大利亞，是一種“過(guò)濾、土地處理與暗管排水相結合的污水處理與再運用系統。其原理類(lèi)似于栽培農作物的筆直流人工濕地，因為以土壤做濾料，水力停留時(shí)間較長(cháng)，對日子污水的處理作用好，適用于土地資源豐富、能夠輪作休耕的區域。遼寧環(huán)評解析該系統受氣候和作物生長(cháng)時(shí)節省束，水力負荷低、用地面積大，此外還需建筑操控排水量的泵站，本錢(qián)較高。
 
為了戰勝單一技能的缺少，有些選用組合工藝處理鄉村日子污水。例如生物觸摸氧化+人工濕地、厭氧處理+人工濕地等，組合工藝能夠取得更好的處理作用，可是建造和運轉費用往往更高，使其在我國推行受限。
 
遼寧環(huán)評解析因為我國土地資源寶貴、經(jīng)濟欠發(fā)達(村鎮的經(jīng)濟承受才能更小)、短少小規劃污水處理設備的運轉保證機制、氣候條件的地域性和時(shí)節性改變大，上述技能均不能滿(mǎn)足國情要求，在我國適用性差。因而，亟需研制和推行占地面積小、出資小、運轉費用低、辦理保護簡(jiǎn)潔、處理作用好的小規劃污水處理技能。
 
二、高負荷地下滲濾污水處理復合技能研討成果與進(jìn)展
 
針對我國村鎮短少適用的小規劃日子污水處理技能的窘境，在我國科學(xué)院相關(guān)項目的資助下，我國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研討所的項目團隊經(jīng)過(guò)10多年研制和運用實(shí)踐，發(fā)明晰高負荷地下滲濾污水處理復合技能，并成功完成了產(chǎn)業(yè)化運用，使我國在渙散型污水處理范疇到達國際水平。
 

遼寧環(huán)評解析高負荷地下滲濾污水處理復合技能工藝流程如圖1所示。污水經(jīng)過(guò)格柵、沉淀和厭氧酸化水解后進(jìn)入調理池，然后守時(shí)定量地被輸送到高負荷地下滲濾單元，使污水在不同功用結構層中橫向運移和豎向滲濾，其間的污染物被填料攔截、吸附，并終究被附著(zhù)于濾料外表的微生物分化轉化而去除。為保證氧氣供給，落干期間對高負荷地下滲濾單元進(jìn)行間歇供氧(換氣)。污水經(jīng)過(guò)缺氧深度處理單元，進(jìn)一步進(jìn)步脫氮除磷作用，合格后排放。該工藝的核心為高負荷地下滲濾和深度處理單元，立異也首要會(huì )集于此。

1.技能工藝打破
 
對我國而言，水力負荷低是約束地下滲濾技能推行運用的首要要素，其首要成因是逝世微生物的過(guò)量累積導致地下滲濾系統阻塞，進(jìn)一步研討發(fā)現，系統阻塞首先出現在濾層頂部附近，由此導致氧氣供給缺少，進(jìn)而會(huì )大大加快系統阻塞，構成惡性循環(huán)，約束了水力負荷的進(jìn)步。與此一起，地下滲濾技能的反硝化脫氮和長(cháng)時(shí)間除磷作用也有待進(jìn)步。為處理這些問(wèn)題，研討團隊進(jìn)行了以下技能立異作業(yè)：

(1)經(jīng)過(guò)系統結構立異，完成滲濾系統的自檢反應，合理操控系統中的污水運移和污染物負荷的分配，完全防止水流受阻和系統阻塞。
 
(2)經(jīng)過(guò)優(yōu)化不同功用-結構層的濾料配方，強化濾料對污染物的去除作用，合理操控污水在滲濾系統中的停留時(shí)間，平衡污水負荷才能與處理作用的聯(lián)系。
 
(3)經(jīng)過(guò)運轉形式立異(間歇性進(jìn)水、落干期間適量通風(fēng))，防止淹水曝氣，完成微動(dòng)力通風(fēng)供氧;為供氧設備增設加熱功用，使其能夠依據室外溫度自行調理進(jìn)入系統的空氣溫度，保證系統在低溫條件下能正常運轉;此外，經(jīng)過(guò)技能手段使滲濾系統出現兼性厭氧(淹水)和洽氧(落干)替換的環(huán)境，好氧硝化構成的硝酸鹽在隨后的兼性厭氧環(huán)境下運用污水和老化生物膜中的有機碳進(jìn)行反硝化作用，大大增強脫氮作用。
 
(4)經(jīng)過(guò)微生物工程技能，進(jìn)步老化微生物(污泥)的分化速度，進(jìn)一步進(jìn)步系統的污染物負荷才能。此外經(jīng)過(guò)集成立異，完成不同處理單元(尤其是高負荷地下滲濾單元與深度處理單元)之間的協(xié)同耦合，保證系統能夠長(cháng)時(shí)間安穩運轉。
 
2.首要優(yōu)勢
 
經(jīng)過(guò)以上技能立異，使高負荷地下滲濾污水處理復合技能具有了以下優(yōu)勢：(1)占地面積較小。日處理1噸污水占地1.5—2.0m2，地表可規劃為花園、旱地、休閑場(chǎng)所等。(2)建造出資較低、運轉本錢(qián)小，保護簡(jiǎn)潔。建造本錢(qián)與傳統工藝附近，大大低于慣例生態(tài)和土地處理工藝，運轉電耗<0.1度電/噸污水。遼寧環(huán)評解析設備簡(jiǎn)略，且為間歇性短時(shí)作業(yè)，故障率很低，簡(jiǎn)直無(wú)需日常保護。(3)系統出水水質(zhì)好。該系統具有脫氮除磷功用，出水水質(zhì)可達鄉鎮污水處理廠(chǎng)一級A類(lèi)排放規范(GB18918-2002)，且運轉安穩。(4)系統運轉簡(jiǎn)直不受氣候條件影響。系統設置于地下，能夠人為調理生物膜溫度，保證系統出水全年均可合格排放。(5)運用靈敏，無(wú)二次污染。該工藝日處理污水數噸至數千噸，且不排放污泥，無(wú)異味、無(wú)噪聲，不繁殖蚊蟲(chóng)，節省污泥處置費用，防止了二次污染。

依據上述立異，研討團隊已獲6項我國發(fā)明專(zhuān)利授權，宣布學(xué)術(shù)論文23篇，其間SCI論文16篇。該技能于2010年當選住建部和科技部“村鎮宜居型住所技能推行目錄”，多年接連當選環(huán)保部“國家鼓舞開(kāi)展的環(huán)境保護技能目錄”。
 
3.技能運用及發(fā)生的效益
 
遼寧環(huán)評解析高負荷地下滲濾污水處理復合技能戰勝了污水生化處理及其衍生技能運轉本錢(qián)高、辦理保護雜亂的缺陷，戰勝了傳統生態(tài)處理技能占地面積大、脫氮除磷作用差、氣候適應性差的缺陷，正成為我國村鎮區域不可或缺的日子污水處理技能。2008年以來(lái)，選用該技能在全國15個(gè)省市(自治區)建成污水處理設備近400座，單座處理規劃15—3000噸/天，總處理規劃約8萬(wàn)噸/天。經(jīng)過(guò)這些設備的建造，完成社會(huì )經(jīng)濟產(chǎn)量約3億元，與生化處理技能比較，節省運轉費用近5000萬(wàn)元/年，節省運轉電耗約1500萬(wàn)度/年，相當于節省6000多噸規范煤，然后可削減相應電煤燃燒發(fā)生的CO2、SO2、NO2、粉塵等溫室氣體和污染物的排放。此外，每年還可消除約2萬(wàn)噸污泥排放所帶來(lái)的環(huán)境危害。跟著(zhù)該技能運用的快速開(kāi)展，所發(fā)生的經(jīng)濟和環(huán)境效益也將進(jìn)一步大幅度添加。
 
三、小規劃日子污水處理技能運用過(guò)程中面臨的問(wèn)題和應戰

遼寧環(huán)評解析當時(shí)，跟著(zhù)國家和當地政府對鄉村日子污水辦理的日益重視和投入不斷添加，鄉村水環(huán)境質(zhì)量情況迎來(lái)了嚴重的改進(jìn)契機，也為小規劃日子污水處理技能供給了寬廣的商場(chǎng)。但是，小規劃日子污水處理技能在運用過(guò)程中也面臨著(zhù)一些問(wèn)題和應戰：
 
1.污染物排放規范日益嚴厲，污水處理技能亟待進(jìn)步
 
為操控和改進(jìn)由氮磷過(guò)量排放引起的水體富營(yíng)養化，我國的鄉鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放規范日益嚴厲。例如，2012年施行的北京市當地規范(DB11/890-2012)大幅度下降了鄉鎮污水處理廠(chǎng)氮、磷等污染物排放限值(TN<10mg/L，NH4+-N<1.0mg/L，TP<0.2mg/L)，這對一切污水處理技能均是嚴重應戰。
　　
2.亟需擬定鄉村日子污水處理設備污染物排放規范
 
雖然我國一些省市出臺了鄉村日子污水處理設備污染物當地排放規范，但排放限值差異較大，一起我國仍未樹(shù)立的鄉村日子污水處理設備排放規范，大部分鄉村污水處理設備均套用鄉鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放規范。我國鄉村的水質(zhì)水量特色和排放特征與城市有很大差異，一致套用鄉鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放規范，不利于我國鄉村日子污水的防治和處理。
 
3.缺少相關(guān)技能商場(chǎng)準入機制和設備運轉監管機制
 
我國小規劃日子污水處理設備的商場(chǎng)競爭十分劇烈，各種技能良莠不齊;別的，也缺少相應的商場(chǎng)準入機制，更缺少對設備運轉保護的監管，這也是導致很多已建造施正常運轉率很低的原因。
 
四、評論與主張
 
遼寧環(huán)評解析跟著(zhù)我國人民日子水平的進(jìn)步和日子方法的改動(dòng)，鄉村日子污水的排放量將會(huì )越來(lái)越大。鄉村日子污水辦理是我國當時(shí)推動(dòng)的新鄉村建造的重要內容，聯(lián)系到寬廣農人的切身利益，牽涉到全國人民的根本利益，影響到國家的可持續開(kāi)展。鄉村日子污水辦理不僅是技能問(wèn)題，也需求政府出臺和完善各項配套扶持方針，從法律法規、規范擬定、商場(chǎng)準入、運轉辦理等多方面著(zhù)手，破解我國小規劃日子污水辦理的難題。為此，研討團隊提出以下主張：
 
1.對技能進(jìn)行優(yōu)化晉級，進(jìn)一步進(jìn)步其適用性
 
總氮和總磷是一切污水處理技能難以合格排放的要害參數。碳源缺少約束了對總氮的進(jìn)一步去除，怎么充沛運用污水和老化生物膜中的有機碳源是強化系統反硝化功用的研討要點(diǎn)。主張聯(lián)合運用植物、微生物、填料系統的固磷功用等多種手段強化系統的除磷才能。
 
2.擬定我國鄉村日子污水處理設備污染物排放規范
 
鄉村日子污水的終究去向與城市污水有明顯差異，假如其排放規范僅簡(jiǎn)略參照鄉鎮日子污水處理廠(chǎng)污染物排放規范往往存在必定問(wèn)題。所以，應依據污水的終究去向擬定合適我國鄉村實(shí)踐情況的日子污水處理設備污染物排放規范，為往后技能研制清晰方向。
 
3.樹(shù)立小規劃日子污水處理商場(chǎng)準入準則和運轉監管機制
 
遼寧環(huán)評解析學(xué)習歐美等發(fā)達國家經(jīng)歷，對現有的和新研制的小規劃日子污水處理技能的技能經(jīng)濟指標進(jìn)行實(shí)地查核，擇優(yōu)挑選合適我國國情的技能推行運用。依據污水處理規劃樹(shù)立不同的運轉保護監管系統，關(guān)于規劃較大的鎮級污水處理廠(chǎng)可樹(shù)立在線(xiàn)監測系統，而關(guān)于大部分小規劃的鄉村日子污水處理設備，可樹(shù)立不定期采樣監測機制，從準則上保證村鎮日子污水處理設備的正常運轉。

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