自然循环污水处理技术在河道污水处理的应用

第29卷第4期南昌工程学院学报Vo1.29 No.42010年8月Journal of Nanchang Institute of TechnolngyAng.2010文章编号:1674 - 07(201)040- 007 -04自然循环污水处理技术在河道污水处理的应用朱建标(深圳市中日通环保工程技术有限公司,广东深圳518034)摘要:自然循环污水处理技术通过模拟土壤和水田对污水的 自然净化原理,完全利用天然微生物对污水进行净化处理.通过对深圳市大沙河,新洲河和福田河3个采用自然循环方式污水处理技术的河道补水工程应用案例,分析了自然循环方式污水处理技术的原理和水处理效果.关键词:自然循环;污水处理;新技术;环境水利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自然循环方式污水处理技术原理自然循环方式污水处理技术是由日本东京大学发明,该技术的创新点在于模拟土壤和水田对污水的自然净化原理,不使用任何化学药品,完全利用天然微生物对污水进行非介入净化处理,以经过加工的落叶,朽木、木炭、石块等生物相容性高的天然材料作为填充过滤净化材料,富集优势微生物群落,通过科学的组合,形成的一套比较新颖的污水处理系统(见图1).好氧厌氧净化系绕粘土-氧化还原反应脱御下亩尿交英容最大氧化层吸附NH'(黄褐色)N. NONO」还元层(青灰色)层A[。.磷去除材料一厌蕉磷的吸附固定中国煤化工TM.HCNMHG图1土壤和水田对污水的自然净化原理收稿日期:2009-07 -2068南昌工程学院学报2010年2自然循环方式污水处理系统组成自然循环方式水处理工艺根据土壤和水田处理自然净化系统设计的基本模型(图2),包括污泥消解槽、沉淀槽、厌氧生化槽、好氧生化槽、脱磷槽和吸附过滤槽.每个反应槽分两格:第-格为下向流,无填料或充填大孔隙率人工填料,可使污水中的大颗粒污泥沉淀分离并维持一定的生化作用;第二格为上向流,在水流与曝气的协同下,发挥了效能显著的防止填料堵塞和污水短流的作用.格内填充本工艺的特有填料,实现相应的水处理功能.并设置有反冲洗系统,实现反冲洗和排泥功能.2.1 沉淀槽原水经格栅后由分配槽进人沉淀槽,污水中约有50%吸的ss和20%的COD在沉淀槽内以污泥的形式去除.2.2 厌氧生化槽沉淀槽经沉淀槽溢流的污水进人到厌氧生化槽,该槽内填充有塑料接触滤料,其目的是深度过滤和水解酸化,进图2自然循环方式污水处理系统模型--步拦截污水中的悬浮物质和毛发等物,提高污水生化性.2.3好氧生化槽好氧生化槽内填充有经特殊加工的生物木碳填料,底部设有曝气系统,生物木碳具有比表面积大,孔隙率高、中大孔发达(图3),生物亲和性强,微生物相丰富(图4)等优点,在溶解氧充足的条件下,污水中有机物和磷在本槽内被吸附、分解,部分有机氮在生物碳表面的微生物好氧和厌氧微环境中被同步降解.圈3生物碳孔隙的电镜照片圈4生物碳表面的微生物菌落2.4脱磷槽脱磷槽内填充有废铁屑等脱磷填料,可以起到固定磷的作用,进--步去除污水中剩余的磷酸盐.2.5吸附过滤槽吸附过滤槽内填充有比表面积非常大的阔叶林木炭,具有很好的吸附和脱色除臭作用,使污水得以深度净化.2.6污泥消解槽污泥消解槽的每个槽均有污泥沉降和收集系统,污泥通过污泥泵或气提泵被移送至污泥消解槽进行曝气消解,进一步降低污染物,削减污泥量.具体应用时可根据实际情况对各处理构筑物进行相应调整,填充不同生物接触材料,以实现不同的功能.系统污水全部以自流形式进入各处理槽,不设提升泵.令该项技术在有机物降解、除磷、脱氨和运行能耗等方面明显优于传统生物污水处理技术,出水经消毒处理后可达CBT18921-2002所规定的回用水要求.3工程实例分析中国煤化工自然循环方式污水处理技术在日本成功应用已有十多年= 理工程项目,在中国的北京、山东、江苏、湖北、深圳等地也得到了广泛的推广和MHCN MHCS河道水方面获得了巨大的成功.第4期朱建标:自然循环污水处理技术在河道污水处理的应用93.1 项目介绍深圳市中日通环保工程技术有限公司率先引进自然循环方式污水处理技术并根据实际情况将该工艺进行调整和优化并成功应用于深圳市大沙河、新洲河和福田河的补水工程,3个补水工程均采用地埋式结构，经重力流引河水或生活污水进入自然循环方式污水处理系统,经处理后排人河道,作为河道景观用水,经处理后的水清澈透明,出水溶解氧含量高,改善了下游水体.大沙河自然循环方式污水处理系统运行自2004年初投入运行的一年多后,下游水体开始出现成群结队的鱼类,水面上不时发现水鸟捕食的倩影.这3个工程稳定运行至今,出水水质满足设计要求,取得了良好的处理效果,受到深圳市政府和社会各界环保人士的好评(见表1).表1自然循环方式污水处理技术在深圳市的应用情况项目名称污水种类处理规模/(m'.d"')构筑物尺寸/m建设方式大沙阿补水工程生活污水4 00080.5x9.5x3.5新洲河补水工程河逍污水.500062x6.1x7.2全地埋式福田河补水工程河道污水108x 10x4.53.2水质分析深圳|市环保部门对这3个项目的进出水进行了一段时间的连续监测,检测数据如表2所示.3个项目均采用自然循环方式最简单的模型,没有设置内回流的脱氮功能和填充磷去除材料.从表2中数据可以看出,系统出水CODcr≤20mg/L,最好的项目出水CODc仅为6-7.9mg/L,去除率可达90%以上;3个工程的出水BODs≤4 mg/L,去除率可达97%以上;Ss去除效果明显,出水ss均< 10 mg/L; 系统对氨氮的去处效果非常好,出水氨氮含量极低,对氨氮的去处率可达99%以上.系统出水的TN、TP含量保持较低的浓度水平,说明生物碳填料表面形成的微生物菌落具有一定的脱氮除磷作用,但由于这3个项目没有设置专门的脱氮除磷槽,因此系统对总氮和磷的去处率不高.对氮、磷去除有要求的项目可设置专门脱氮槽和除磷槽或污泥回流系统以满足对氮磷的去除要求.表2自然循环补水工程水质监测结果mg*L~'项目水样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进水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系统的抗冲击负荷能力分析通过对大沙河项目(深圳市大沙河设备4000 m2/d)进行为期2个月的水质监测,重点考察了自然循环方式污水处理装置对污水的BOD3和氨氦两项指标的去除情况,检测结果如图5.6所示.口流入浓度口。流出浓度一去除串一目标浓度二流入浓度流出浓度←去除串一目标浓度1000050 cn 80、406060号置402040楚说108B日2入a入向入北中国煤化工李fYHCNMHG调查时间网且P團5大沙河补水工程 BOD,去除情况图6大沙河补水工程氨氨的去除情况7(南昌工程学院学报2010年从检测结果可知,自然循环方式污水处理技术具有很强的抗冲击负荷能力,尽管进水的浓度变化很大(BOD,10~ 80 mg/L;氨氮;18~ 38 mg/L),但该污水处理设施却可以保持比较高的污染物去除率,项目的出水水质稳定,浓度铰低,具体表现在出水的B0D,和氨氮浓度低(BODs≤4mg/L;氨氮≤1.6mg/L).可见自然循环方式污水处理技术对污水的处理能够达到一个较高的水平,有机污染物的去除率高,尤其对于浓度极低,生化性较差的废水还能利用生化法处理到一个更高的水平,进行深度净化,这是很多常规生化处理工艺所不能比的.4结束语自然循环方式污水处理技术在深圳的应用取得了巨大成功,验证了将该技术应用于中国的污水处理领域的可行性和优越性,和传统的生化污水处理技术相比具有以下优点:(1)占地面积小.可以完全建在地面以下,系统上面覆盖草坪,基本可以做到零占地面积,对于当今土地资源极为紧张情况下非常有意义.(2)运行管理方便.可以做到无人值守,只须每隔1-2个月进行一次简单反冲洗,每次反冲洗的排泥量大大少于传统生物污水处理工艺的产泥量,减少了污泥处置费用.(3)填料使用寿命长.该装置的生物碳净化材料可长期连续使用,装置投人使用后10a内无需更换.就已投入运行装置观察,4a来,未见生物木炭等填料系统出现堵塞.(4)处理水质好.自然循环技术致力于低浓度废水的处理,主要应用于中水回用工程,出水水质好,稳定.达到景观水体标准.(5)运行成本低.自然循环方式污水处理技术的氧利用率高，只需少量曝气,产泥少,处理系统采用重力流进出水,能耗低,处理单位体积水的成本极其低廉,仅为0.15~0.3元/m'.自然循环方式污水处理技术值得借鉴的地方很多,公司拟对该技术的实际工程进行长期观测,总结经验,加深对核心过滤填料的研究.研制出更廉价实用的滤料,优化处理工艺,期待该技术在污水处理行业得到相应的推广和应用.本刊启事为适应我国信息化建设需要,扩大学术交流渠道,本刊已加入中国核心期刊(遴选)数据库、一数字化期刊群、中 国期刊全文数据库、中文科技期刊数据库、中国期刊网、水信息网等数据媒体.凡向本刊投稿者,将视为同意在上述数据媒体上发表,作者著作权使用费与稿酬由本刊一次性给付,不再另行发放.如作者对上述处理有不同意见,请在来稿时声明,本刊将作适当处理.中国煤化工MYHCNMHG