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      針對日本,法國,澳大利亞,美國最新水處理系統分

      作者:admin    來源:未知    發布時間:2020-06-02 21:24    瀏覽量:
      1、日本農村生活污水處理系統
      日本在法律上規定,要求嚴格保持河流、湖泊和海域的優良水質。因此,把污水處理工作放在十分重要的位置,并有很高的污水處理能力。日本農村污水處理協會主要負責日本鄉鎮污水處理的技術發展工作,研究了一系列適合于農村城鎮中應用的污水處理設備。設計了JARUS模式的15種不同型號污水處理裝置,主要采用物理、化學與生物措施相結合的處理過程,取得了很好效果。這15種不同型號的處理裝置可分為兩大類。一類采用生物膜法,污水通過塑料制成的濾層,上面附有微生物。通過生物膜后可使污水中的生物耗氧量下降到20mg/ L以下,懸浮固體物下降到50mg/L以下,總氮含量在20mg/L 以下。另一類是采用浮游生物法,通過漂浮在污水中的微生物氧化作用,可使BOD下降到10-20mg/ L,SS下降到15-50mg/ L,COD下降到15mg/L以下,TN下降到10-15mg/L以下,TP下降到1-3mg/L以下。
       
      日本從1977年實行農村污水處理計劃以來,至1996年底已建成約2000座小型污水處理廠。日本農村污水處理協會設計、推廣的污水處理裝置體積小、成本低、操作運行簡單,十分適用于農村。一般每1000人農村人口可建立一個污水處理廠,最大的廠可處理10000人左右的污水。處理后的污水水質穩定,大多灌溉水稻或果園,或將其排入灌排渠道,稀釋后再灌溉農作物。污水中分離出來的污泥經脫水、濃縮和改良后,運至農田作肥料。
       
      生物膜是近幾十年來得到迅速發展的污水處理方法。眾所周知,在自然界中存在著大量靠有機物生活的微生物,它們具有氧化分解有機物并將其轉化為無機物的功能。生物膜法就是利用微生物的這一功能,采取人工措施來創造更有利于微生物生長和繁殖的環境,使微生物大量繁殖,以提高對污水中有機物的氧化降解效率。生物膜主要依靠固著于載體表面的微生物來生長繁殖,在載體表面形成一層粘液狀的生物膜。這層生物膜具有生物化學活性,又進一步吸附、分解污水中呈懸浮、膠體和溶解狀態的污染物,使污水得以凈化。同時,生物膜上的微生物也不斷生長與繁殖,生物膜的厚度也隨著增加。當生物膜達到一定厚度時,氧氣不能透入到底層,這時在靠近載體表面就形成厭氧膜層,其附著力減低,生物膜呈現老化狀態,最后被水流沖刷而脫落。接著新的生物膜又開始生長形成,具有較強的凈化能力。生物膜法的設備類型很多,按生物膜與污水的接觸方式,有填充式和淹沒式兩大類。日本農村污水處理協會采用的是生物接觸氧化法,屬于淹沒式生物濾池類。生物濾池是由池體、濾料、布水裝置和排水系統四部分組成。濾料是生物膜的載體,對凈化作用的影響較大。常用的濾料有沙子、碎石、卵石、爐渣、陶粒和紅杉板條等。
       
      日本石井勛教授發明的“石井法”,是利用用過的乳酸飲料瓶作曝氣池填料。濾料表面積越大,生物膜數量越多,但濾料之間的空隙太小,影響通風和水流。因此,理想的濾料是表面積和空隙率都比較大。近些年來對濾料的研究有很大發展,如利用各種塑料和化學纖維制成的纖維球和蜂窩式濾料等,使每立方米濾料的表面積大大增加,空隙率提高到93%-95%。如日本尤尼奇卡公司用聚酯纖維制成的纖維球濾料的密度為1.38g/立方厘米,充填密度為50kg/立方米,空隙率達96%,比表面積達3000平方米/立方米;濾速高,水頭損失小,經反沖洗后,濾料可以反復使用。
       
      國外對生物膜的理論研究和實際應用已有幾十年歷史。生物膜法所需要的設備簡單,能源消耗低,成本和維護費用低,而處理污水的效率高,它是今后發展的一個方向。
       
      2、美國的高效藻類塘系統
      美國加州大學伯克利分校的Oswald提出并發展的高效藻類塘是對傳統穩定塘的改進,其充分利用菌藻共生關系,對污染物進行處理。正因其最大限度地利用了藻類產生的氧氣,塘內的一級降解動力學常數值比較大,故稱之為高效藻類塘。
       
       
      高效藻類塘較傳統的穩定塘停留時間短,占地面積少;建設容易,維護簡便,基建投資少,運行費用低;BOD5、NH4+,-N、病原體等去除效率高;若高效藻類塘后接的是高等水生生物塘,則其中的水生生物不但可以除藻,降低出水的SS,而且能進一步去除水中的氮磷,同時收割的高等水生植物可以作為優良的飼料和肥料。缺點:它受環境因素影響明顯,溫度影響生物的組成,營養物的需求,新陳代謝的特點和反應速率;pH影響生物的適應能力,離子輸送和新陳代謝的速率;水體對光的吸收特性取決于4個方面:水體特性,腐殖質,藻類和非生物性的懸浮物;氣溫過高或較低時,藻類的生長受到抑制從而影響處理效果。目前高效穩定塘在以色列、摩洛哥、法國、美國、南非、巴西、比利時、德國、新西蘭等國都有研究應用。國內對高效藻類塘進行中試研究,表明高效藻類塘COD平均去除率為75%, BOD去除率在60%左右,氨氮平均去除率高達91.6%,凱氏氮平均去除率為75%,總磷平均去除率為50%左右,藻類塘出水經過水生生物塘處理后,COD的總去除率可達87.5%,氨氮的總去除率可達97.48%,總磷的總去除率能達到80%左右。
       
      3、法國的蚯蚓生態濾池
      蚯蚓生態濾池是根據蚯蚓具有提高土壤通氣透水性能和促進有機物質的分解轉化等功能而設計,是一種既可高效、低能耗地去除城鎮污水中的污染物質,又大幅度降低了剩余污泥處理和處置費用的全新概念的污水處理工藝。
       
      生態濾池處理系統集初沉池、曝氣池、二沉池、污泥回流設施以及供氧設施等于一身,大幅度簡化了污水處理流程;運行管理簡單方便,并能承受較強的沖擊負荷;處理系統基本不外排剩余污泥,其污泥產率大幅度低于普通活性污泥法;通過蚯蚓的運動疏通和吞食增殖微生物,解決傳統生物濾池所遇到的堵塞問題。但由于蚯蚓的生活習性受溫度影響明顯,低于或高于一定溫度會冬眠或夏眠,故在蚯蚓冬眠或夏眠時處理效果不是很理想,濾池的填料易發生堵塞。
       
      蚯蚓生態濾池污水處理技術最早在法國和智利研究開發,國外已開始產業化應用。在國內,上海已進行中試,結果表明:生態濾池COD去除率達83-88%,BOD5去除率達91—96%,SS去除率達85—92%,氨氮去除率達55—65%,總磷去除率在35—65%,污泥總產率為0—2mg/L。
       
      4、澳大利亞“FILTER”(非爾脫)污水處理系統
      澳大利亞科學和工業研究組織(CSIRO)的專家于最近幾年提出一種“過濾、土地處理與暗管排水相結合的污水再利用系統”,稱之為“非爾脫”高效、持續性污水灌溉新技術,其目的主要是利用污水進行農作物灌溉,通過灌溉土地處理后,再用地下暗管將其匯集和排出。該系統一方面可以滿足農作物對水分和養分的要求,同時降低污水中的氮、磷等元素的含量,使之達到污水排放標準。其特點是過濾后的污水都匯集到地下暗管排水系統中,并設有水泵,可以控制排水暗管以上的地下水位以及處理后污水的排出量。
       
      澳大利亞CSIRO與我國水利水電科學院和天津市水利科學研究所合作,曾在天津市武清縣建立試驗區,試驗總面積2hm2,暗管埋深1.2m,兩種處理的暗管間距為5m和10m,引取北京市初級處理后的污水和沿程匯集的鄉鎮生活污水,灌溉小麥。試驗表明,97%-99%的磷通過土壤及農作物的吸收而被除去,總氮的去除率達82%-86%,生物耗氧量的去除率為93%,化學耗氧量的去除率為75%-86%,排水暗管的間距小,則去污效率高。上述中澳雙方試驗研究成果,在澳大利亞農業研究中心的主持下,于2000 年12月在北京通過鑒定。
       

       
      “非而脫”系統對生活污水的處理效果好,其運行費用低,特別適用于土地資源豐富、可以輪作休耕的地區,或是以種植牧草為主的地區。該系統實質上是以土地處理系統為基礎,結合污水灌溉農作物。人們擔心長期使用污水灌溉后污水中的病原體進入土壤,污染農作物。但根據大量調查和試驗表明,土壤—植物系統可以去除城市污水中的病原體。為慎重起見,國內外一致認為,處理后的城市污水適宜灌溉大田作物(旱作和水稻)。因為大田作物的生長期長,光照時間長,病原體難以生存;而蔬菜等食用作物,生長期短,有的還供人們生食,則不宜采用污水灌溉。此外,這種處理方法受作物生長季節的限制,非生長季節作物不灌溉,污水處理系統就不能工作。暗管排水系統在我國多用于改良鹽堿地和農田漬害,一般造價較高,若用于處理生活污水還需修建控制排水量的泵站,則造價更高,推廣應用有一定困難。

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