水资源短缺的同时,城市污水量不断增加污水处理不当使水源受到不同污染,进一步恶化了水资源的状况,污水排放量逐年增加,年均增长率为7.7%,根据全国42个城市的44条河流调查,已有93%的河流受到不同程度的污染,而其中近三分之一污染严重。
由此,在科学用水和加大水资源环境保护的同时,处理和利用目前近90%未经处理直接排入水体的城市污水,实现污、废水的资源化、无害化是保护环境、防治水污染、缓解水资源不足的重要途径:2001年6月北京市政管理委员会、市规划委员会及市建设委员会联合发布通知:规定新建建筑面积2万平方米以上的宾馆、饭店、公寓;3万平方米以上的机关、科研单位大专院校和大型文化、体育等建筑;5万平方米以上或可回收水量大于150m3/日的居住区和集中建筑区等应配套建设中水设施,而北京市计划到2008年前投资70亿元,力争污水处理率90%,达到纽约、东京等发达城市的处理水平;而截至2001年,北京日处理污水128万m3,处理率仅为42%,去年全年的再生回用量达3245万m3。所以在近几年中,北京的污水处理必将走向高、快、强的道路。
中水的处理方式在探索和实践中逐步发展,中水处理工艺流程是根据中水原水水量、水质和最终中水的使用要求等因素,同时综合技术经济的比较而确定,近年国内出现的ETS系统是一种在国际上也较为先进的处理工艺。国内城市居住区具有污水排放集中有规律、地点分散等特征,同时也是城市污水的重要产生源,以这类生活污水作为中水水源时,可采用二段生物处理或生物处理与物化处理相结合的处理工艺、流程。
ETS生态污水处理系统是目前世界上较为先进的生物处理技术,
在国内经过两年多的科学实验与实践开发出来的,并充分考虑了国内污水水质的特点。ETS利用自然界水体自净原理,加入人工强化技术,营造了一个平衡的生物生态环境,系统内具有比其他处理技术更高成度的生物多样性,它的核心技术在于一种“活性物质”,它是一种能使系统达到生态平衡的强化物质,对其所营造的生态系统中的生物进行优化,使之保持一定数量的高效的污染物降解物种,这种物质与系统内的其他生物物质一起,构成其运行中枢。
ETS生物处理过程主要由以下三个部分组成:
一级处理:调节池,主要作用是过滤污水中的较大悬浮颗粒,分
离和分解脂肪、油脂,使水质混合和均衡,而同时回收系统中产生的溢流和反冲洗水去除异味。化粪池的污水经调节池被直接泵入分配室,经过流量控制系统进入生态捅,开始二级处理。
二级处理:包括生态桶,沉淀池和砂滤。生态桶是降解水中污染
物的核心部分,其中的悬浮颗粒、有机物、病菌、氨氮、磷及金属被逐级降解,特殊的技术保证了系统中污泥产量极低,正常情况下无需清理,经过生态桶的处理,水的浊度进一步降低,有机物细菌及病毒随着浊度的降低而减除,此时的出水已经比较洁净,经沉淀过滤后可进入消毒处理直接用于生活杂用水,如果原水水质非常恶劣,则需增加相应处理流程进行进一步处理。
三级处理:经过砂滤处理的水、有机物、氮、磷、硝酸盐、浊度
等得到进一步降解,出水中的藻类、菌类和原生动物在消毒器作用下得到消除,经过这样的三级处理,水质完全达到回用水卫生标准。
一种技术的成功推广取决于其本身技术的优良特性,同时也受其
适应性,稳定性运营成本,建设周期及安全环保等主客观因素影响,ETS在这些方面有着自己的特点:
●用途的广泛性
ETS可以处理包括城市生活污水,工业污水和医院等特殊行业污水的处理,其最普遍用途包括城市街道、生活小区、宾馆饭店及绿化、清洗和其他消耗用水;农场、旅游、风景名胜区、度假中心和商业场所等日常污水的处理和回用;农业水栽培、风景区水源涵养等。
●适应性强
ETS系统对地形、空间、气候、污水水质等没有特殊的要求,系统的占地可视用户及场地条件灵活决定。模块组合式的系统决定了可以集中处理也可分散建设,对只有零星用地的客户极为有利。
●运营自动化,维修简便
系统投入运营后,能够自动完成污水的三级处理并达到自我调节状态,这个过程中无需专人看护和维修,只需保证泵的正常运行即可,每年收割一次系统内的高生植物,5年清理一次系统内污泥。
●稳定可靠的出水水质
ETS系统一旦达到生态平衡,便不易遭到破坏,能在较大范围内抵御外来有害物质的侵入,不受原水水质的影响,确保出水水质稳定达标。
●ETS系统可以根据现有地理条件和用户需要,设计并建造不同风格的外部造型,加之内部生态植物的花房化,使之成为一道景观。
●建造、运营的低成本
ETS系统的性能价格比优于国内现有技术,绝大比例的投资集中在建设期的一次性投资上;运营成本非常低,主要是系统运行所需的供电不象传统工艺无需对系统进行定期投加药物,频繁清污、清堵和更换填料。
●安全环保
ETS系统本身所采用的材料全部为环保材料,运行无噪音、低异味,因为不需添加任何化学药物,不会造成对周围环境的二次污染,系统构成中的物质可以安全地反复利用。
●建设周期短
以一个日处理200-300吨的中水站为例,从开始建设到调试完毕并投入使用约需90个工作日。
由此可见,在以上特点中ETS系统均优于传统的活性污泥法和生物膜法,以下是三种污水处理工艺的详细比较。
一个中水系统的优良性归根结底要以其最终出水品质和综合经济效益及社会效益来评价。下表是ETS系统的出水水质与国家有关生活杂用水对中水的标准的参数对比。
ETS生态污水处理系统进出水质对比(单位:mg/L)
效益分析
一、经济效益:ETS带给用户的经济效益体现在多方面,一般情况下,投资者三到五年内便可收回成本并开始获益。
1. 节约自来水费:以日处理量200吨的ETS系统为例,按现行水价2.5元/吨计算,10年可节约水费182万余元。
2. 运行费用低:ETS技术在日处理量达到200吨时,每吨水的处理成本可降至0.28元。随着处理量的增加,处理成本还会相应降低。
ETS生态污水处理系统运行成本参考:
3. 中水回用:经过处理的中水可以安全地回用于绿化喷灌、清洗、冲厕和其他生活杂用及商业用水。如果将处理过的中水回用于城市绿化、洗车、冲厕或风景区、度假村的水景循环、农田灌溉等方面,投资者可以向居民和用水单位收取一定的中水使用费作为投资回报。
二、社会效益:
ETS系统带给用户的不仅是一个具有实用功能的稳定的污水处理系统,它同时也带给人们一个崭新的污水处理生态化概念,以全新的、环保的形象融入人们的生活,让人们在一个自然的生态环境中感受现代化科技给我们的日常生活带来的益处。
随着ETS技术的日臻完善,逐步在全国各地得以推广和发展,先后在北京建设部大院小区、北京西三旗金榜园、西安紫薇苑、杭州生态主题公园等项目中得以应用,下面是正在施工中的北京岳家楼铁路住宅小区的土建及工艺示意图和一些实例的照片。
西安市紫嶶苑中水站实景 |
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在建的岳家楼小区中水处理站 |
(北京中联环建文建筑设计有限公司 尹中强)