行业动态

当前位置:主页 > 新闻资讯 > 行业动态 >

污水处理行业酝酿新格局 分散式将成发展重头戏

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/m²d,远低于最大操作流量(10—50L/m²d),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

    投资成本

    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。

    运行成本

    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;长距离输水导致站需求量更大,能耗更高,这三点直接导致运营成本的增加。

    水质安全

    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。