分散式喷涂污水处理理装置用什么?

[实用新型]农村分散式小型一体化污水处理装置有效
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【说明书】:
技术领域本发明涉及一种水处理装置,尤其是用于农村生活的污水处理装置技术领域。背景技术我国是一个发展中的农业大国,农村人口基数大是城镇人口的两倍多,据有关数据显示,目前全国农村每年有超过2500万吨的生活污水直接排放。建设部《村庄人居环境现状与问题》调查报告,对我国具有代表性的9个省43个县74个村庄的入村入户调查显示,96%的村庄没有排水渠道和污水处理系统,生产生活污水随意排放。“十一五”规划明确了“生产发展、生活富裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”的新农村建设目标。加强乡村生活污水的处理是对村容整治的重要组成部分,也是社会主义新农村建设的重要内容。乡村生活污水造成的环境污染不仅是农村水源地潜在的安全隐患,还会加剧淡水资源的危机,使耕地灌溉得不到有效保障,危害农民的生存发展。因此,加强乡村生活污水收集、处理与资源化设施建设,避免因生活污水直接排放而引起的农村水体、土壤和农产品污染,确保农村水源的安全和农民身心健康,是新农村建设中加强基础设施建设、推荐村庄整治工作的重要内容,也是农村人居环境改善需要迫切解决的问题。目前国内外采用的农村污水处理技术主要有生物接触氧化法、活性污泥法、生物滤池、人工湿地、稳定塘、土地渗滤处理等。生物接触氧化法是处理生活污水和某些工业有机污水的一种常用方法,在国内外得到了广泛的研究和运用,主要应用于中小规模的污水处理。活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。活性污泥法是向废水中连续通入空气,经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物群,具有很强的吸附与氧化有机物的能力。该工艺因具有处理效率高、耐冲击负荷等特点而被广泛应用于各行业的污水处理系统,但由于功能单一,对氨氮、磷等降解效率不高通常需要搭配其他工艺使用。生物滤池抗冲击负荷能力强,耐低温,无污泥膨胀,可避免微生物流失,保持较高的微生物量,日常运行管理简单,处理效果稳定。但在生物滤池的运行需要投入相当的电费、管理费,在农村生活污水处理上的应用有一定的局限,适用于污水成分较复杂,且占地要求严格的农村污水处理。改良的稳定塘技术,如生态塘、高效藻类塘技术较传统的稳定塘停留时间短,占地面积小;建设容易,维护简便,基建投资少,运行费用低;BOD,氨氮和病原体去除效率高,但是它容易受温度、pH等环境因素的影响。人工湿地适合不同的处理规模,基建费用低廉,处理构筑物由各种天然生态系统或经简单修建而成,没有复杂的机械设备,易于运行维护与管理。但是人工湿地靠自然力量消解污染物,需要一定的停留时间,因此占地面积相对较大。土地渗滤系统利用土壤的自然净化能力,具有基建投资低,运行费用低,操作管理简单的等优点,而且还能够利用污水中的水肥资源,把污水处理与绿化相结合,美化和改善区域生态环境,适合我国国情。但是土地渗滤系统出水并不能保证达标,为更好的实现达标目的,需根据需要添加深度处理系统。当前大部分农村分散、污水量小的生活污水点源分布随机、位置偏远,动力介入不方便,使得集中式处理投资成本极高;同时点源污染规模较小,不便设立专业人员值守和操作管理。发明内容发明要解决的问题本发明提供一种农村分散式小型一体化污水处理装置。本装置高度集成高新实用技术,利用光伏自动运行,无需维护,用分布式处理代替集中式处理,占地省,管道短,安装方便。用于解决问题的方案本发明提供一种农村分散式小型一体化污水处理装置,包括总入水口、总出水口、罐体,所述罐体内部设有初沉池、用于厌氧发酵的厌氧池、用于好氧发酵的曝气池和沉淀池。进一步的:所述罐体还包括总入水口连接初沉池,初沉池连接厌氧池,进水口A设置在厌氧池池壁上方,厌氧池通过导流槽A与曝气池连接,曝气池通过导流槽B与沉淀池连接,导流槽A、导流槽B与罐体的池壁之间设有铁网将导流槽A、导流槽B固定,使得导流槽A、导流槽B平行垂直于地面。进一步的:所述厌氧池入口处填装有滤材。进一步的:所述罐体为圆柱体。进一步的:所述铁网设置为多层。进一步的:所述罐体的上方还设有盖体,盖体上设有光伏发电装置用于驱动设置在所述厌氧池、曝气池和沉淀池上的加热组件、增压装置。进一步的:所述曝气池中还设有增氧管,通过光伏发电装置进行驱动。发明的效果本装置的特点有:a、充分借助地势。装置占地极少,选址十分方便,可以在污染物集中排放的渠道上选取相对于受纳水体具有落差优势的地点建设此设施,使得污水的输送不用使用泵、电机等动力设备,实现无动力输送、减少运行费用压力、免值守维护。、常规的好氧反应受运行负荷、水温、污泥浓度的影响较大,而本装置中好氧采用曝气生物接触氧化法,工艺本身耐冲击负荷能力高,运行稳定,并且在好氧单元前进行了厌氧水解酸化的强化反应,充分降解了大分子有机物,更加保证了好氧处理单元的稳定运行,克服了活性污泥法污泥易膨胀、运行管理严谨、复杂等问题。、厌氧和好氧处理过程相串联的流程,具有节约投资、节省能耗、污泥产量少、出水水质好、能够脱氮除磷、运行稳定性好等一系列的优点。、一体化处理装置可以充分分散排污口雨污混流,减少设备不必要的负荷,污染物浓度低,常规生物处理技术启动和稳定运行困难,此工艺核心技术为厌氧、好氧,当系统停止进水一段时间后,很容易恢复。、一般厌氧设备产生的沼气需设沼气收集处理装置,该系统设备均为密封单元,水处理过程处理使用工艺为生物膜法(厌氧生物膜、好氧生物接触氧化法),其基本原理是以悬浮在水中的活性污泥与填料形成的生物膜为主体,在微生物生长有利的条件下和污泥充分接触,使污水得到净化。、动力及管理问题的解决。目前大部分地点分散、污水量小的生活污水点源分布随机、位置偏远,动力介入不方便,难以保证好氧法的能耗需求;同时点源污染规模较小,不便设立专业人员值守和操作管理。该工艺采用太阳能驱动系统进行供电,全过程的工艺控制简单,只需设置好充氧机运行时间、定时清理沉淀即可。附图说明图1为设备的剖视图,1为总入水口,2为初沉池,3为厌氧池,4为进水口A,5为导流槽A,6为曝气池,7为铁丝网,8为导流槽B,9为进水口B,10为沉淀池,11为隔板A,12为出水口B,13为斜板,14为总出水口,15为罐体,16为隔板B,17为盖体,18为光伏发电装置,19为加热组件,20为增压装置,21为增氧管。图2为盖体17的结构示意图,图3为设备工作流程框图。具体实施方式以下将结合实施例详细说明本发明的各种示例性实施例、特征和方面。为了更好的说明本发明,在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解,没有这些具体细节,本发明同样可以实施。在另外一些实例中,对于大家熟知的方法、手段、材料未作详细描述,以便于凸显本发明的主旨。实施例1如图1、图2所示,是本发明的结构示意图。从图中可知,农村分散式小型一体化污水处理装置,包括总入水口、总出水口、罐体,所述罐体内部设有初沉池、用于厌氧发酵的厌氧池、用于好氧发酵的曝气池和沉淀池。所述罐体还包括总入水口连接初沉,初沉池连接厌氧池,进水口A 设置在厌氧池池壁上方,厌氧池通过导流槽A与曝气池连接,曝气池通过导流槽B与沉淀池连接,导流槽A、导流槽B与罐体的池壁之间设有一层铁网将导流槽A、导流槽B固定,使得导流槽A、导流槽B平行垂直于地面。经过处理的污水再通过入水口B和出水口B进入沉淀池,经过处理的污水通过斜板进入沉淀池沉淀后,通过总出水口排出。实施例2如图1、图2所示,是本发明的结构示意图。从图中可知,农村分散式小型一体化污水处理装置,包括总入水口、总出水口、圆柱形罐体,所述罐体内部设有初沉池、用于厌氧发酵的厌氧池、用于好氧发酵的曝气池和沉淀池,所述厌氧池入口处填装有滤材。所述罐体还包括总入水口连接初沉,初沉池连接厌氧池,进水口A 设置在厌氧池池壁上方,厌氧池通过导流槽A与曝气池连接,曝气池通过导流槽B与沉淀池连接,导流槽A、导流槽B与罐体的池壁之间设有两层铁网将导流槽A、导流槽B固定,使得导流槽A、导流槽B平行垂直于地面。经过处理的污水再通过入水口B和出水口B进入沉淀池,经过处理的污水通过斜板进入沉淀池沉淀后,通过总出水口排出。实施例3
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高智&让创新无法想象2000万件&专利数据一种分散式一体化污水处理装置
本实用新型公开了一种分散式一体化污水处理装置,属于卫生设施技术领域。本实用新型克服了目前分散式污水处理技术方面存在的脱氮效率低、管理维护麻烦、故障多、安装繁琐、不适合批量生产等缺点。本实用新型由预沉区、生物反应区和储泥区组成,生物反应区内设置由固定填料和空气提升器组成的固定化活性污泥处理模块。并且还设有混合液回流泵、剩余污泥泵、污泥集泥系统等附加特征。本实用新型技术先进、结构合理、有机物去除率高、脱氮效率高、安装运行维护方便、可操作性强,有助于实现分散式污水处理技术的应用和推广。“固定化活性污泥处理模块”为独立的个体,还可以方便现有池子的改造。
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主分类号:
C02F3/30,C02F3/00,C,C02,C02F,C02F3
C02F3/30,C02F3/00,C,C02,C02F,C02F3
申请(专利权)人:
安徽国祯环保节能科技股份有限公司,合肥市污水处理工程技术研究中心
发明(设计)人:
王淦,张静,唐春花,方兴,侯红勋,蒋克荣,朱甲华,席莹本
主申请人地址:
230088 安徽省合肥市高新区科学大道91号
专利代理机构:
安徽合肥华信知识产权代理有限公司 34112
国别省市代码:
一种分散式一体化污水处理装置,包括有反应池,反应池包括预沉淀区、生物反应区和储泥区,其特征在于:所述预沉淀区设有进水管,所述预沉淀区与生物反应区之间的隔板设有格栅;所述生物反应区内设有固定化活性污泥处理模块和污泥坑,所述固定化活性污泥处理模块包括有蜂窝填料和空气提升器,所述空气提升器包括有导流筒,所述导流筒顶部设有喇叭口,喇叭口设有挡水板,所述喇叭口的锥形壁上分布有若干喷水孔,所述蜂窝填料包围在所述导流筒下部的外围;所述生物反应区的底部设有伸向污泥坑的集泥管;所述生物反应区设有空气管和出水管,所述空气管从固定化活性污泥反应单元模块的导流筒上部伸入导流筒的底部;所述污泥坑内设有污泥泵,污泥泵的出泥管通向储泥区;所述储泥区设有排液管。
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摘要:综述了我国农村分散式生活污水的现状及特征,提出治理技术选择的原则,介绍了几种适合农村分散式污水的处理技术,为建设社会主义新农村在生态环境的保护方面及其可持续发展提供技术参考。
关键词:农村 分散式生活污水 分散式生活污水处理技术
1 我国农村分散式生活污水现状与特征
1.1我国农村分散式生活污水的现状
占全国总面积近90%的广大农村,96%的村庄没有排水渠道和污水处理系统。农村生活污染源分散,不易集中,村镇居民环保意识差,加上经济水平相对落后,治理上也存在较大困难,因此,农村生活污水已成为影响水体环境质量的重要污染源。目前我国75%的天然和人工水体出现富营养化[1],而且这一趋势正在不断恶化中。
随着社会主义新农村建设在全国的陆续开展,国家对农村生态环境的重视程度也逐步提高。2006年国家环保总局颁布了《国家农村小康环保行动计划》,指出优先在我国农村水环境污染较严重的地区及水污染治理重点流域,建设农村生活污水处理示范工程;计划到2010年,完成1万个行政村污水处理设施示范建设。目前,在太湖流域及滇池流域的农村地区,已经进行了农村污水处理示范工程建设,在浙江、江苏、青岛、等省市也建设了相关的农村污水处理示范工程。
1.2我国农村分散式污水的特征
农村生活污水主要为冲厕污水和洗衣、洗米、洗菜、洗澡废水。污水中主要是生活废料和人的排泄物,一般不含有毒物质,往往含有氮、磷等营养物质,还有大量的细菌、病毒和寄生虫卵[2]。因生活习惯、生活方式、经济水平等不同农村生活污水的水质水量差异较大,污水有如下特点和问题:(1)污水分布较分散,涉及范围广、随机性强,防治十分困难,管网收集系统不健全,粗放型排放,基本没有污水处理设施;(2)农村用水量标准较低,污水流量小且日变化系数大(3.5~5.0);(3)污水成分复杂,但各种污染物的浓度较低,污水可生化性较强[3]。
2 农村生活污水治理技术选择的原则
村镇污水分散、量小变化量大,因此在选择处理技术时应充分考虑到[3]:(1)处理工艺运行稳定;(2)技术的一次性投资建设费用相对较低,应在镇、乡、村的现有财政能力可承受范围之内;(3)运行费用少,不使用化学药剂、电耗低。设备的运行费用消耗必须与村镇地区居民承受能力匹配,在对当地村镇技术员进行培训后能使之正常运营和维护;(4)应结合当地的自然地理条件,如利用当地废塘、涂滩、废弃的土地,同时注意节省占地面积,特别是不占用良田;(5)运行和管理较简单,设备具有较高的自动控制水平,依托农村地区薄弱的技术和管理能力便能够进行处理设施的管理维护工作。
3 适合农村分散式污水处理的技术
我国从20世纪80年代开始开展生活污水分散处理技术的开发和研制工作,许多形式各异的无动力或微动力的低能耗型一体化污水处理装置得到应用,例如,人工湿地处理技术、稳定塘、分散式污水处理装置等。
3.1人工湿地技术
人工湿地系统是在一定的长宽比及底面坡度的洼地中,由土壤和按一定坡度填充一定级别填料的混合填料床组成,废水在填料床缝隙中流动或在床体的表面流动,并在床体表面种植具有处理性能好、成活率高、抗水性强、生长周期长、美观及具有经济价值高、抗水性强、生长周期长、美观几具有经济价值的水生植物,形成一个独特的动植物生态环境对废水进行处理。资料表明,人工湿地的工程造价与运行费用仅为传统活性污泥法的10-50%[4]。目前国内外常见的人工湿地主要有3种形式:垂直流人工湿地、表面流人工湿地和潜流人工湿地。用于农村生活污水处理的主要是表面流和潜流人工湿地2种形式。
3.1.1表面流人工湿地
表面流人工湿地对废水的处理过程也就是湿地的植物、基质和内部微生物之间的物理、化学、生物过程相互作用的过程。表面流人工湿地成熟期短,只需要3~4个月[5]。表面流人工湿地通常是利用天然沼泽、废弃河道等洼地改造而成,因而其建设费用较潜流人工湿地要低。
3.1.2潜流型人工湿地
潜流型人工湿地的水面维持在基质床的表面下,这类湿地的基质通常由矿石和粗砂组成,从而能提供较多的孔隙以使污水能迅速渗漏到整个基质床,充分利用了填料表面生长的生物膜和丰富的植物根系[6];同时保湿性又好,处理效果受气候影响小,不易滋生蚊虫;表层土和填料截留的作用,可以延长水流的停留时间,提高了处理效果和能力。潜流人工湿地成熟期相对较长,需要1~2年,且潜流型人工湿地有一定的基质组成,投资较表面流人工湿地大。但在相同水力停留时间下,自由表面流湿地的水力负荷只有潜流湿地的1/3~1/2,若要达到同样的处理规模,则需占用更多的土地[7]。
稳定塘的净化机理:以太阳能为初始能源,通过在塘里种植水生植物,并进行水产和水禽养殖,从而形成人工生态系统。污水进入生态塘中,其中有机污染物被细菌和真菌降解,而其降解产物又被作为碳源、氮源和磷源,利用太阳能,进行新陈代谢过程。其优点:可充分利用地形,节省基建投资;运行维护费低,系统基本不耗能;无需污泥处理;可实现污水资源化。缺点:有机负荷低,占地面积大;处理效果受气候条件影响大;悬浮的藻类使出水COD较高。
下面介绍的新型塘或组合塘工艺,强化了稳定塘的优势或弥补了原有技术的不足。
3.2.1高效藻类塘。
高效藻类塘是由美国Oswald提出并发展的[8]。不同于传统稳定塘的特征主要表现在:较浅的塘的深度,一般为0.3~0.6 m,有一垂直于塘内廊道的连续搅拌的装置;比一般的稳定塘的停留时间短7~10倍;宽度一般较窄[9]。高效藻类塘比传统稳定塘相运行成本低、维护管理简单,克服传统稳定塘停留时间过长,占地面积大等缺点。
3.2.2水生植物塘。
利用高等水生植物,主要是水生维管束植物提高稳定塘处理效率,控制出水藻类,除去水中的有机毒物及微量重金属。研究表明,生长速度最快和改善水质效果最好的水生维管植物有水葫芦、水花生和宽叶香蒲。
3.2.3组合塘工艺
(1)多级串联塘。
将单塘改造成多级串联塘,其流态更接近于推流反应器的形式,从而减少了短流现象,提高了单位容积的处理效率。在设计多级串联塘时确定合适的串联级数,找到最佳的容积分配比特别重要。
(2)高级综合塘系统。
由美国Oswald教授研究开发的由高级兼性塘、高负荷藻塘、藻沉淀塘和深度处理塘4种塘串联组成的高级综合塘系统,每一个塘为达到预期目的而被专门设计。与普通塘系统相比,有水力负荷率和有机负荷率较大,水力停留时间较短;占地少,无不良气味的优点。
3.3分散式污水处理装置
污水分散处理模式,即将农户污水按照分区进行收集,每个区域污水分片收集后,采用中小型污水处理设备单独处理。目前在农村地区推广的小型装置主要有:生物滤池、无动力埋地式污水处理装置、污水净化沼气池等。
3.3.1生物滤池
(1)厌氧水解-高负荷生物滤池。
厌氧水解-高负荷生物滤池组合处理工艺采用厌氧水解滤池取代传统的初沉池作为预处理工艺,同时在传统高负荷生物滤池的基础上对其工艺构造进行了技术创新,通过采用具有高空隙率、高附着面积和高二次布水性能的新型塑料模块填料,取消了滤池出水回流系统,从而在提高处理效率的同时大幅度降低了建设投资和运行能耗、简化了污水处理流程[10]。
(2)蚯蚓生态滤池。
将生物物种蚯蚓引入生态滤池,可有效解决充氧、反硝化碳源、土壤板结等传统生态滤池不能很好解决的关键性技术难题。该技术水力负荷高,耐冲击负荷的能力强,与人工湿地处理技术结合,具有较强的除磷脱氮能力。
3.3.2无动力地埋式生活污水处理装置
UUAR设备采用无动力厌氧生物膜技术,工艺流程简单,不耗能,全部埋于地下,不占地表,也无需专人管理。UUAR无动力农村生活污水厌氧生物处理技术及设备可以有效地去除农村生活污水中的有机物质。
3.3.3生活污水净化沼气池
生活污水净化沼气池具有投资分散,资金容易筹集,可就近处理,运行费用低,不需专人管理,采用地下自流形式,不占地不耗能等优点。生活污水净化沼气池是在化粪池和沼气池的基础上发展起来的,解决了化粪池处理效果差、沉积污泥多、沼气池沼气回收率低的弊端。
为加速我国新农村的建设进程,保护农村生态环境,解决农村水污染问题势在必行。人工湿地处理技术、稳定塘、分散式污水处理装置技术具有造价低、运行费用少、低能耗或无能耗、运行管理简单、维护方便等优点,其处理效果目前已在我国滇池及太湖地区的农村生活污水处理等示范工程中得到验证,适合于我国农村生活污水的处理。实际工作中应在摸清不同类型村庄污染现状的基础上,据环境污染的特点,结合地方特征,采取不同的解决方案及对策。
参考文献:
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[2]唐志坚,储俊,张磊,等.农村水环境的生态治理模式与技术探讨[J].污染防治与技术,2008(21):37-40.
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[4]沈耀良,王宝贞.废水生物处理新技术-理论与应用[J].北京:中国环境科学出版社,1999
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[5]Ju&rgen Kern,Christine Idler.Treatment ofdomestic and agricultural wastewater byreed bed systems[J].Ecological Engineering,-25.
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几种典型的分散式污水处理技术的优缺点与适用性
随着城市化进程的加快和对水环境质量要求的提高,城镇及农村生活污水处理受到广泛关注。与此同时,随着科技的发展和技术的进步,分散式污水处理设施实现了装置化、小型化,已经发展成为成熟的以节能化、生态化、景观化为方向的污水分散处理技术。
虽然目前全球城市化已十分明显,但仍有近30—35亿人口居住在农村,这些人中有相当一部分的生活条件还比较差,甚至还没有合适的污水处理系统。污水处理系统可分为集中式和分散式,传统的污水处理厂属于集中式污水处理系统,适用于人口稠密的城市地区。而在人口分布稀疏的农村地区采用集中式污水处理,则会因为建造污水厂花费的巨大钱财,而让这些本来就经济欠发达的地方再次背上债务负担。此时,分散式污水处理系统将是一个更合适的选择。
分散式污水处理系统不仅适用于欠发达的发展中国家,在某些情况下,它同样适用于发达国家。近年来,发达国家的城市中心人口密度正在逐渐下降,人们逐步开始向城市边缘分散定居,而此时如果建造集中式污水处理厂将不再合适。根据联合国环境署2002年统计数据,美国有25%的人口已在使用分散式污水处理系统。
本文将探讨对比几种典型的分散式污水处理技术的优缺点与适用性,以及如何进行技术选择与如何打破工程应用瓶颈。
传统与新型分散式污水处理工艺
传统式工艺
传统分散式污水处理技术包括湿地、好氧工艺(MBR、BCR等)、厌氧工艺(UASB等)。下表从技术、经济、环境、社会等角度对比分析了以上分散式工艺的优缺点。
新型工艺——生物质浓缩反应器
BCR的结构设计为一个曝气反应器,反应器底部进行微孔曝气,废水和微生物在反应器内呈悬浮态,出水为重力流。在帕维亚大学的试验中,BCR反应器采用PorexTMradialfilter进行固液分离,孔径为5—20μm。由于介质表面的粗糙度,有可能形成2—3厘米水头损失。
根据帕维亚大学的实验结果,采用BCR反应器,COD去除率为93—97%,脱氮率为75—79%。需要注意的是,实验流量只有22L/m?d,远低于最大操作流量(10—50L/m?d),因此,实验期间系统过滤能力基本稳定,无需反冲洗的前提下,可以稳定运行1年左右。而实际运行条件下,常用膜材质的孔径约为0.1μm,3个月后系统过滤能力降低77%,需要更换膜或者进行再生。帕维亚大学也指出,实际运行结果有可能会与实验结果相差较大,具体处理效果取决于膜的种类、污水组分与操作工况。
分散式污水处理的可持续性分析
所谓“最合适的技术”包括经济最优、环境友好、技术稳定、公众认可等特性。设计“可持续性技术”需要从以下维度综合考虑:
(1)健康与卫生:将可能影响公共卫生的病原体和有害物质的风险降至最低;
(2)能源与资源:考虑建设和运行所消耗的能源和资源,以及能回收利用的资源(例如将水、营养物返还农业),同时综合考虑再生资源(例如沼气);
(3)技术:最大程度地发挥技术功能,确保整个系统的构建、运行和监控。同时,要考虑技术应对电力供应、水资源短缺、洪涝等紧急事件时的稳健性和盲点,以及技术对于现有基础设施或社会经济发展的灵活性与适应性;
(4)经济:家庭以及社区的经济承受能力,包括建设、运行、维护和必要的投资成本;
(5)社会文化和制度:社会接受度、便利性、合法合规。
分散式污水处理系统满足以上全部维度要求,除此之外,还有占地紧凑、运行灵活等。所以,分散性污水处理技术属于可持续性技术,实际工程中具体工艺的选择需要综合考当地的气候、地域、污水水质、当地水资源与回用需求等特性。
集中式系统与分散式系统的对比与讨论
集中式污水处理系统的投资成本显著高于分散式系统。集中式系统需要建设大规模的污水收集管网,其投资成本占据了总成本的80—90%。而管网的平均使用寿命为50—60年,到期更换、日常维护费用都将增加投资成本。
集中式污水处理系统的设计需要考虑峰值流量,会导致增加系统容量,降低处理效率;重力管网输送过程中有可能因为地下水入侵造成废水稀释,增加处理费用和能耗;长距离输水导致泵站需求量更大,能耗更高,这三点直接导致运营成本的增加。
集中式污水处理系统集中排放水量较大,可能引起受纳水域的富营养化。而分散式系统由于排水量小,将降低富营养化概率。
监测与管理
远程监控技术的发展大大助力分散式系统的监测,使用远程控制设备,可以轻松实现运行维护,无需大量驻场人员。
在管理方面,与集中式系统的管理“不可见性”不同,分散式系统的管理更需要联合当地居民的力量,公众参与度的提升将有可能进一步提高群众的节水和环保意识。
相较于集中式系统,分散式系统更适应发展中国家农村和社区的发展变化,以及人口增长。分散式系统的基础设施投资可以逐步进行,无需一次到位。
实现源分离
分散式系统可以实现污水源分离,而集中式系统很难做到。通过采用新型卫生洁具,可以在源头进行生活污水的黑水与灰水分离,这些废水虽然流量小,但是含有大部分的COD(黑水中mg/L)和营养物质,以及几乎全部的病原体和微量污染物。就近集中处理,一方面减少了环境中微量污染物如金属和其他新兴化合物(如药品和个人护理产品)的分布;另一方面,最大程度提高本地系统的资源回收潜力。
分散式污水处理系统的应用障碍分析
如今,在几个欧盟国家(德国,荷兰)的城市已经建设了多个分散式污水处理系统示范项目,平均服务人口约为1000人,都取得了积极的成果。
但是,分散式污水处理系统的推广应用依然存在一定的障碍。
这些障碍除了土地可用性(主要针对湿地系统)、成本和环境要求等因素之外,最大的障碍来自人们对新事物的接受程度。通常情况下,改革系统的经济成本太高、缺乏具体的综合经验、对未知的不确定性,这些都会成为传统思想中难以辩驳的因素。
分散式污水处理系统的倡导者主要是年轻的专业新秀,他们难以让决策者和传统的污水处理专业人员接受这些新概念。事实上,分散式污水处理系统在发展中国家的接受程度要高于发达国家,因为发展中国家较少存在预先技术的障碍,而发达国家的技术模式往往青睐于传统的集中式污水处理系统。
但实际上,随着大多数发达国家的城市水资源基础设施的设计寿命逐渐接近上限,甚至已超上限(通常为50-60年),在未来十年中,大批的水资源基础设施将面临修复与翻新,而若能趁此机会将污水系统改造为分散式污水处理系统,将是一个适用于未来发展的长期解决方案。
分散式污水处理技术由于其原位处理和便于资源回收利用而具有可持续性,这个特性在未来将会愈发显著。集中式污水处理系统虽然目前可以满足人口稠密地区的需求,但并不普适于未来发展。从发展趋势来看,“未来城市”的新观念很有可能将会明显侧重于分散式。
从技术研发的角度,分散式污水处理系统已被充分认知,但技术到工程应用的转移还略显薄弱,管理者的“守旧心态”成了新技术的推广应用的主要障碍之一。而实际上对于决策者而言,选择分散式污水处理系统是一次变革传统的机会。借此机会,将陈旧的用水设施替换为可进行污水源分离的新型设施。对于污水收集设施已经急需更替或者重建的区域,将分散式污水处理系统纳入备选范围,这是改变传统污水处理模式的良好契机。
但是,这并不意味着集中式污水处理系统完全无用。发达国家高度人口稠密的地区一直以来由集中式污水处理厂提供服务,并随着城镇化发展不断扩容管网系统。在这些情况下,分散式系统并不是一种立即合适和可行的替代方案,折中的办法是集中和分散二者共存,对诸如住宅、商业综合体、医院,可以应用分散式系统,更易于处理后就近回用。
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