分散式水处理应用前景分析——以厦门市为例
据水利部统计我国人均水资源只有 2340m3。,仅为世界平均水平的1/4,并 且分布极不均衡。我国660多座城市中 有近2 缺水,其中厦门市是一座典型的 缺水城市,人均水资源占有量仅为全国 的40%,主城区是海岛,岛内河流面积 小,汇流时间短,坡度大且难以利用, 降水随季节变化大。
1 厦门市水处理现状
目前厦门市污水处理采用的方式为 集中式处理,来自不同区域的生活污水 经过排水系统被收集起来后接入污水处 理厂进行集中处理。目前厦门市拥有污 水处理厂7座, 日处理能力达50.9万 吨,城市污水处理率达到72.8%,根据 《厦门市节约用水规划》,到“十一 五”期末(2010年)实现再生水利用率 达到20%上, 并达到国内节水领先水 平,厦门本岛达到节水型城市要求,并 鼓励有条件的单位进行雨水、海水等非 传统水源的开发利用工作,~02020年全 市建成节水型城市。但目前厦门污水回 用率不到1% , 雨水利用也才刚刚起 步,要达到这个目标必须充分挖掘目前 未处理的27 2% 的污水和雨水的潜力。
2 集中式水处理的不足
集中式处理系统中自来水常被用作介质来冲洗和输送粪便这类在农业上利 用价值很高的生活废物, 这类物质含 C、N、P浓度很高,既增加了污水处理 厂的运行负荷和成本,又在处理过程中 产生大量不易处理的污泥,并使原本很 适合农田利用的生活废物变得很难进行 利用。即使想对处理厂出水进行回用, 由于采用集中式处理造成的再生水与用 户之间需要再次耗费能源进行二次输 送,而城市建设的排水管道往往从节约 成本考虑,管道走向一般按地形坡度来 规划,这就使得污水处理厂常位于城市 中地势比较低的地方,对处理厂的再生 水进行回用就需增加提升的动力费用, 因此传统的集中式污水处理系统是不连 续的、不可持续的系统。集中式还对环 境产生很多的负面影响,主要是由于处 理过程中大量不同性质的污水混合在了 一起,如雨水与工业废水混合后,引起 很多环境问题; 。但由于集中处理系统 可以发挥规模效益,因而成为我国绝大 多数城市的污水处理方式。
3 集中式和分散式水处理系统比较
3.1 系统比较
分散式污水处理系统一般设置在用 户附近,需要的污水管道较少;污水处 理系统一般使用工厂生产装置化的产 品,多采用玻璃钢或钢板材料制作:分 散型污水处理系统在运行中积累的污 泥,一般采用运输工具运送到污泥处理 场进行集中处理。集中污水处理系统一 般设置在城镇或区域的下游,有庞大的 污水管网系统,而且排水管网的投资一 般高于城市污水处理厂的投资:主要的 污水处理构筑物及厂房为现场钢筋混凝 土施工:污泥多在城市污水处理厂中就 地处理 。
3.2 投资与效益
分散型污水处理系统的投资一般包 括污水处理装置,污泥收集、运输及处 理系统;集中污水处理系统的投资一般 包括城市污水管网及污水处理厂。综合 计算,集中污水处理系统的单位污水处 理投资要高于分散型污水处理系统。据 日本测算,当采用普及下水道和集中污 水处理厂的方式处理污水时,人均投资 需12O万日元(约合人民币8.4万元), 建设周期约20年;而采用分散型污水处 理系统时,人均投资仅需14~16万目元 (约合人民币1.1万元),建设周期仅需 1个月 。集中污水处理系统的建设一般 由市财政出资,一次投资大,建设周期 长,见效慢。而分散型污水处理系统一 般由污水排放单位或企业投资,相对投 资较少,建设周期短,见效快,可有效 减轻政府财政负担。
4 分散式处理是对厦门市目前水处理系统有益的补充
分散式污水处理技术(DESAR) 是一种新型、经济、环保的污水处理系 统 。DESAR主要包括两大类:1)在线 系统:从个人住宅排出的污水, 由于没 有铺设大面积小区污水管道或缺乏一套 集中处理设施,通过自然系统或机械装 置来收集、处理、排放或回用,这种自 然系统或机械装置被称作在线系统,常 用的在线系统包括化粪池和沥滤场等。 2)群集系统:服务两个或两个以上住 户的污水收集和处理系统,但其服务范 围不超过整个小区。从每个居民楼单元 排出的污水可经过每个单元的化粪池或 组合装置现场预处理后,再经污水管输 送到小区内的处理单元进行处理 。
DESAR强调防止水污染(如少用 或不用清洁水来运输污染物),而将家 庭排出的不同浓度的污水分别收集、分 别处理,同时着重就近处理,用成本 低、可持续的处理系统,就近回用可利 用的副产品,不需要复杂的收集和供给 系统就能完成处理与回用的任务,而且 分散式系统便于公众参与,易于被社会 接受 。
经济上,分散式系统由于规模小, 在投资和运行费用上比较灵活。由于我 国经济水平相对较低,很多地方的经济 水平不可能建设大型的集中式污水处理 厂和相应的排水设施,可选择逐步建立 各种分散处理设施。DESAR沿用并发展 了目前常用的各类污水、粪便、厨浴等 处理技术,同时具备小型化、廉价化、 普及化等特点,其中最具代表性的就是 生态厕所。
生态厕所是日本科学技术振兴机构的多学科发展项目—— 可持续发展城市 卫生系统的重要组成部分 。目前生态 厕所在日本部分城市已经进入实用阶 段,在我国江苏一些地区也进行了试 用。生态厕所无需以水作为运输粪便的 介质,将多孔性、吸水性、排水性的锯 末作为微生物的栖息、繁殖场所,类似 于在反应器内进行人工强化堆肥处理, 通过控制温度、湿度等条件使微生物在 微环境中快速生长繁殖,加速有机物(粪 尿及可腐性垃圾)的分解,其产物可作为 有机肥料及土壤改良剂。我们知道污水 厂处理的负荷很大部分来自于厕所粪 尿,而传统冲水厕所把很大一部分洁净 水(自来水)变成了污水,加重了处理 厂的处理负担,因此在有条件的新建小 区开展生态厕所的试点将有助于减轻厦 门市污水处理的负担,是对目前水处理 系统的很好补充。
目前厦门市72岛%的污水通过集中 式处理系统处理,剩下的27.2%未被集 中处理的部分,大多是受到地理条件或 经济因素制约未能进行处理,对这部分 污水因地制宜的结合生态厕所技术选择 分散式、就地处理技术将大有可为,并 对部分新建小区推广生态厕所将有助于 提升厦门市整个水处理系统的能力,改 善整个城区的环境。
另外厦门市降水充足 ,年平均降雨 量为1200mm,对雨水进行再生利用将 极大缓解厦门市供水系统的压力。但由 于雨水降水时间、空间都不确定,如采 用集中式处理需要建设庞大的收集和回 用管道系统,并且回用水在长距离输送 过程中可能产生二次污染问题,另外处 理设施利用率不高,长时间闲置造成较 大浪费。此外由于雨水中的污染物含量 相对较低,对之进行处理相对简单,一 般采用物化处理即可以进行回用,非常 适合以小区为单位进行分散式处理回 用。
5 结语
对厦门市剩余的27.2%未被集中处 理的污水部分因地制宜地结合生态厕所 技术选择和发展分散式及就地处理技 术,同时政府相关部门对开展分散式污 水处理的地区给予适当的政策倾斜与资 金支持,并积极引导和管理,将对完成 或提前完成《厦门市节约用水规划》提 出的目标有很大的促进作用,为厦门市 水处理和环保事业作出积极的贡献。
参考文献:略
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