第29卷第4期南昌工程學(xué)院學(xué)報(bào)Vo1.29 No.42010年8月Journal of Nanchang Institute of TechnolngyAng.2010文章編號(hào):1674 - 07(201)040- 007 -04自然循環(huán)污水處理技術(shù)在河道污水處理的應(yīng)用朱建標(biāo)(深圳市中日通環(huán)保工程技術(shù)有限公司,廣東深圳518034)摘要:自然循環(huán)污水處理技術(shù)通過(guò)模擬土壤和水田對(duì)污水的 自然凈化原理,完全利用天然微生物對(duì)污水進(jìn)行凈化處理.通過(guò)對(duì)深圳市大沙河,新洲河和福田河3個(gè)采用自然循環(huán)方式污水處理技術(shù)的河道補(bǔ)水工程應(yīng)用案例,分析了自然循環(huán)方式污水處理技術(shù)的原理和水處理效果.關(guān)鍵詞:自然循環(huán);污水處理;新技術(shù);環(huán)境水利Application of natural circulating sewage treatmenttechnology to river channel sewage treatmentZHU Jianbiao(Zhongritong Environmental Protection Engineering Co. Ltd. ,Shenzhen 518034, China)Abstract:The natural circulating sewage treatment technology is a new technology originating in Japan . By sim-ulating the natural purification principle in which the polluted water is purified by the soil and field in a naturalway , this new technology purifies the polluted water with natural microorganism . The natural circulating sewagetreatment technology applied in the water supply project in Dasha River, Xinzhou River and Futian River inShenzhen is taken for the example in the case study to find out the sewage treatment technology principle andtreatment effect of the natural circulating sewage treatment.Key words : natural circulation;sewage treatment ; new technology ;environmental hydraulics1自然循環(huán)方式污水處理技術(shù)原理自然循環(huán)方式污水處理技術(shù)是由日本東京大學(xué)發(fā)明,該技術(shù)的創(chuàng)新點(diǎn)在于模擬土壤和水田對(duì)污水的自然凈化原理,不使用任何化學(xué)藥品,完全利用天然微生物對(duì)污水進(jìn)行非介入凈化處理,以經(jīng)過(guò)加工的落葉,朽木、木炭、石塊等生物相容性高的天然材料作為填充過(guò)濾凈化材料,富集優(yōu)勢(shì)微生物群落,通過(guò)科學(xué)的組合,形成的一套比較新穎的污水處理系統(tǒng)(見(jiàn)圖1).好氧厭氧凈化系繞粘土-氧化還原反應(yīng)脫御下畝尿交英容最大氧化層吸附NH'(黃褐色)N. NONO」還元層(青灰色)層A[。.磷去除材料一厭蕉磷的吸附固定中國(guó)煤化工TM.HCNMHG圖1土壤和水田對(duì)污水的自然凈化原理收稿日期:2009-07 -2068南昌工程學(xué)院學(xué)報(bào)2010年2自然循環(huán)方式污水處理系統(tǒng)組成自然循環(huán)方式水處理工藝根據(jù)土壤和水田處理自然凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本模型(圖2),包括污泥消解槽、沉淀槽、厭氧生化槽、好氧生化槽、脫磷槽和吸附過(guò)濾槽.每個(gè)反應(yīng)槽分兩格:第-格為下向流,無(wú)填料或充填大孔隙率人工填料,可使污水中的大顆粒污泥沉淀分離并維持一定的生化作用;第二格為上向流,在水流與曝氣的協(xié)同下,發(fā)揮了效能顯著的防止填料堵塞和污水短流的作用.格內(nèi)填充本工藝的特有填料,實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的水處理功能.并設(shè)置有反沖洗系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)反沖洗和排泥功能.2.1 沉淀槽原水經(jīng)格柵后由分配槽進(jìn)人沉淀槽,污水中約有50%吸的ss和20%的COD在沉淀槽內(nèi)以污泥的形式去除.2.2 厭氧生化槽沉淀槽經(jīng)沉淀槽溢流的污水進(jìn)人到厭氧生化槽,該槽內(nèi)填充有塑料接觸濾料,其目的是深度過(guò)濾和水解酸化,進(jìn)圖2自然循環(huán)方式污水處理系統(tǒng)模型--步攔截污水中的懸浮物質(zhì)和毛發(fā)等物,提高污水生化性.2.3好氧生化槽好氧生化槽內(nèi)填充有經(jīng)特殊加工的生物木碳填料,底部設(shè)有曝氣系統(tǒng),生物木碳具有比表面積大,孔隙率高、中大孔發(fā)達(dá)(圖3),生物親和性強(qiáng),微生物相豐富(圖4)等優(yōu)點(diǎn),在溶解氧充足的條件下,污水中有機(jī)物和磷在本槽內(nèi)被吸附、分解,部分有機(jī)氮在生物碳表面的微生物好氧和厭氧微環(huán)境中被同步降解.圈3生物碳孔隙的電鏡照片圈4生物碳表面的微生物菌落2.4脫磷槽脫磷槽內(nèi)填充有廢鐵屑等脫磷填料,可以起到固定磷的作用,進(jìn)--步去除污水中剩余的磷酸鹽.2.5吸附過(guò)濾槽吸附過(guò)濾槽內(nèi)填充有比表面積非常大的闊葉林木炭,具有很好的吸附和脫色除臭作用,使污水得以深度凈化.2.6污泥消解槽污泥消解槽的每個(gè)槽均有污泥沉降和收集系統(tǒng),污泥通過(guò)污泥泵或氣提泵被移送至污泥消解槽進(jìn)行曝氣消解,進(jìn)一步降低污染物,削減污泥量.具體應(yīng)用時(shí)可根據(jù)實(shí)際情況對(duì)各處理構(gòu)筑物進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整,填充不同生物接觸材料,以實(shí)現(xiàn)不同的功能.系統(tǒng)污水全部以自流形式進(jìn)入各處理槽,不設(shè)提升泵.令該項(xiàng)技術(shù)在有機(jī)物降解、除磷、脫氨和運(yùn)行能耗等方面明顯優(yōu)于傳統(tǒng)生物污水處理技術(shù),出水經(jīng)消毒處理后可達(dá)CBT18921-2002所規(guī)定的回用水要求.3工程實(shí)例分析中國(guó)煤化工自然循環(huán)方式污水處理技術(shù)在日本成功應(yīng)用已有十多年= 理工程項(xiàng)目,在中國(guó)的北京、山東、江蘇、湖北、深圳等地也得到了廣泛的推廣和MHCN MHCS河道水方面獲得了巨大的成功.第4期朱建標(biāo):自然循環(huán)污水處理技術(shù)在河道污水處理的應(yīng)用93.1 項(xiàng)目介紹深圳市中日通環(huán)保工程技術(shù)有限公司率先引進(jìn)自然循環(huán)方式污水處理技術(shù)并根據(jù)實(shí)際情況將該工藝進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化并成功應(yīng)用于深圳市大沙河、新洲河和福田河的補(bǔ)水工程,3個(gè)補(bǔ)水工程均采用地埋式結(jié)構(gòu)，經(jīng)重力流引河水或生活污水進(jìn)入自然循環(huán)方式污水處理系統(tǒng),經(jīng)處理后排人河道,作為河道景觀用水,經(jīng)處理后的水清澈透明,出水溶解氧含量高,改善了下游水體.大沙河自然循環(huán)方式污水處理系統(tǒng)運(yùn)行自2004年初投入運(yùn)行的一年多后,下游水體開(kāi)始出現(xiàn)成群結(jié)隊(duì)的魚(yú)類,水面上不時(shí)發(fā)現(xiàn)水鳥(niǎo)捕食的倩影.這3個(gè)工程穩(wěn)定運(yùn)行至今,出水水質(zhì)滿足設(shè)計(jì)要求,取得了良好的處理效果,受到深圳市政府和社會(huì)各界環(huán)保人士的好評(píng)(見(jiàn)表1).表1自然循環(huán)方式污水處理技術(shù)在深圳市的應(yīng)用情況項(xiàng)目名稱污水種類處理規(guī)模/(m'.d"')構(gòu)筑物尺寸/m建設(shè)方式大沙阿補(bǔ)水工程生活污水4 00080.5x9.5x3.5新洲河補(bǔ)水工程河逍污水.500062x6.1x7.2全地埋式福田河補(bǔ)水工程河道污水108x 10x4.53.2水質(zhì)分析深圳|市環(huán)保部門對(duì)這3個(gè)項(xiàng)目的進(jìn)出水進(jìn)行了一段時(shí)間的連續(xù)監(jiān)測(cè),檢測(cè)數(shù)據(jù)如表2所示.3個(gè)項(xiàng)目均采用自然循環(huán)方式最簡(jiǎn)單的模型,沒(méi)有設(shè)置內(nèi)回流的脫氮功能和填充磷去除材料.從表2中數(shù)據(jù)可以看出,系統(tǒng)出水CODcr≤20mg/L,最好的項(xiàng)目出水CODc僅為6-7.9mg/L,去除率可達(dá)90%以上;3個(gè)工程的出水BODs≤4 mg/L,去除率可達(dá)97%以上;Ss去除效果明顯,出水ss均< 10 mg/L; 系統(tǒng)對(duì)氨氮的去處效果非常好,出水氨氮含量極低,對(duì)氨氮的去處率可達(dá)99%以上.系統(tǒng)出水的TN、TP含量保持較低的濃度水平,說(shuō)明生物碳填料表面形成的微生物菌落具有一定的脫氮除磷作用,但由于這3個(gè)項(xiàng)目沒(méi)有設(shè)置專門的脫氮除磷槽,因此系統(tǒng)對(duì)總氮和磷的去處率不高.對(duì)氮、磷去除有要求的項(xiàng)目可設(shè)置專門脫氮槽和除磷槽或污泥回流系統(tǒng)以滿足對(duì)氮磷的去除要求.表2自然循環(huán)補(bǔ)水工程水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果mg*L~'項(xiàng)目水樣CODBOD, .ss氨氮T生水53-14015-4582-1467.7- 10.614.5- 15.81.92-2.35大沙河出水≤16≤2 _0.63-1.536.17-8.250.25-0.83進(jìn)水26.9- 30.64.2-6.914-4820.75- 38.7931.6-45.30.95-1.20新洲河.出16.4-17.21.7-2.52-60.04-0.59 3.96- 10.20.79-1.2152-98.820-57.138-588.33-26.08榴田河6-7.9_ 1.4-3.84-10.0.06-1.15 .3.3系統(tǒng)的抗沖擊負(fù)荷能力分析通過(guò)對(duì)大沙河項(xiàng)目(深圳市大沙河設(shè)備4000 m2/d)進(jìn)行為期2個(gè)月的水質(zhì)監(jiān)測(cè),重點(diǎn)考察了自然循環(huán)方式污水處理裝置對(duì)污水的BOD3和氨氦兩項(xiàng)指標(biāo)的去除情況,檢測(cè)結(jié)果如圖5.6所示.口流入濃度口。流出濃度一去除串一目標(biāo)濃度二流入濃度流出濃度←去除串一目標(biāo)濃度1000050 cn 80、406060號(hào)置402040楚說(shuō)108B日2入a入向入北中國(guó)煤化工李fYHCNMHG調(diào)查時(shí)間網(wǎng)且P團(tuán)5大沙河補(bǔ)水工程 BOD,去除情況圖6大沙河補(bǔ)水工程氨氨的去除情況7(南昌工程學(xué)院學(xué)報(bào)2010年從檢測(cè)結(jié)果可知,自然循環(huán)方式污水處理技術(shù)具有很強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力,盡管進(jìn)水的濃度變化很大(BOD,10~ 80 mg/L;氨氮;18~ 38 mg/L),但該污水處理設(shè)施卻可以保持比較高的污染物去除率,項(xiàng)目的出水水質(zhì)穩(wěn)定,濃度鉸低,具體表現(xiàn)在出水的B0D,和氨氮濃度低(BODs≤4mg/L;氨氮≤1.6mg/L).可見(jiàn)自然循環(huán)方式污水處理技術(shù)對(duì)污水的處理能夠達(dá)到一個(gè)較高的水平,有機(jī)污染物的去除率高,尤其對(duì)于濃度極低,生化性較差的廢水還能利用生化法處理到一個(gè)更高的水平,進(jìn)行深度凈化,這是很多常規(guī)生化處理工藝所不能比的.4結(jié)束語(yǔ)自然循環(huán)方式污水處理技術(shù)在深圳的應(yīng)用取得了巨大成功,驗(yàn)證了將該技術(shù)應(yīng)用于中國(guó)的污水處理領(lǐng)域的可行性和優(yōu)越性,和傳統(tǒng)的生化污水處理技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):(1)占地面積小.可以完全建在地面以下,系統(tǒng)上面覆蓋草坪,基本可以做到零占地面積,對(duì)于當(dāng)今土地資源極為緊張情況下非常有意義.(2)運(yùn)行管理方便.可以做到無(wú)人值守,只須每隔1-2個(gè)月進(jìn)行一次簡(jiǎn)單反沖洗,每次反沖洗的排泥量大大少于傳統(tǒng)生物污水處理工藝的產(chǎn)泥量,減少了污泥處置費(fèi)用.(3)填料使用壽命長(zhǎng).該裝置的生物碳凈化材料可長(zhǎng)期連續(xù)使用,裝置投人使用后10a內(nèi)無(wú)需更換.就已投入運(yùn)行裝置觀察,4a來(lái),未見(jiàn)生物木炭等填料系統(tǒng)出現(xiàn)堵塞.(4)處理水質(zhì)好.自然循環(huán)技術(shù)致力于低濃度廢水的處理,主要應(yīng)用于中水回用工程,出水水質(zhì)好,穩(wěn)定.達(dá)到景觀水體標(biāo)準(zhǔn).(5)運(yùn)行成本低.自然循環(huán)方式污水處理技術(shù)的氧利用率高，只需少量曝氣,產(chǎn)泥少,處理系統(tǒng)采用重力流進(jìn)出水,能耗低,處理單位體積水的成本極其低廉,僅為0.15~0.3元/m'.自然循環(huán)方式污水處理技術(shù)值得借鑒的地方很多,公司擬對(duì)該技術(shù)的實(shí)際工程進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè),總結(jié)經(jīng)驗(yàn),加深對(duì)核心過(guò)濾填料的研究.研制出更廉價(jià)實(shí)用的濾料,優(yōu)化處理工藝,期待該技術(shù)在污水處理行業(yè)得到相應(yīng)的推廣和應(yīng)用.本刊啟事為適應(yīng)我國(guó)信息化建設(shè)需要,擴(kuò)大學(xué)術(shù)交流渠道,本刊已加入中國(guó)核心期刊(遴選)數(shù)據(jù)庫(kù)、一數(shù)字化期刊群、中 國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)、中文科技期刊數(shù)據(jù)庫(kù)、中國(guó)期刊網(wǎng)、水信息網(wǎng)等數(shù)據(jù)媒體.凡向本刊投稿者,將視為同意在上述數(shù)據(jù)媒體上發(fā)表,作者著作權(quán)使用費(fèi)與稿酬由本刊一次性給付,不再另行發(fā)放.如作者對(duì)上述處理有不同意見(jiàn),請(qǐng)?jiān)趤?lái)稿時(shí)聲明,本刊將作適當(dāng)處理.中國(guó)煤化工MYHCNMHG