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曲波:面向超净排放的农村污染综合整治思路与技术探讨

时间:2020-04-24 09:34

来源:JIEI创新实验室

  需求:排水基础设施不完善下如何实现超净排放?

  雄安新区设立以来,环境治理被提到了新的历史高度。根据总书记要求,雄安新区将是一个“蓝绿交织、清新明亮、水城共融”的生态城市。而淀中村是其中的重要组成部分,淀中村污染治理是摆在当前的重要任务之一。

  根据相关要求,淀区农村污水入淀要达到“准四类”,这与现有排放标准相比是一个巨大的提升,为淀区农村污水处理的模式和技术带来了新的挑战。

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  基于保定生态环境局的统计数据显示,淀中村生活污染是白洋淀重要的污染源之一。而淀区目前的治污实际情况并不乐观:

  作为经济欠发达地区,大部分居民没有完善的室内排水系统。在2015年新农村建设期间,配套建设的污水处理系统,采用村组集中处理模式,污水处理站目前大部分不能正常运行,排放也不能达标。

  淀中村还有另外一个特点,在华北地区也较为普遍,就是大部分居民使用公共厕所。随着生产生活方式转变,粪便不再被农用,转运成为难题,导致大部分粪尿进入污水处理系统,极大地增加了污水处理系统负荷。

  我国农村污水处理存在的一个通病,忽视剩余污泥处理处置。大量剩余污泥积存在处理系统中,也严重影响污水处理设施的运行效果。

  对此,我们分析认为,淀中村污水治理迫切需要解决的问题和技术需求包括:

  现有的污水处理系统不能够达到原先的设计标准,与“准四类”的差距更大,迫切需要污水处理系统的提升技术。

  粪便和剩余污泥等高含水有机废弃物就地处置技术。

  思路与关键技术:公厕作为控污关键点,协同处置污水、粪便、污泥;降负荷基础上强化污水处理系统

  针对这些问题,我们提出了一套农村生活污水与公厕粪便、剩余污泥等高含水有机废弃物协同处置的技术思路。这个技术路线紧紧抓住公厕为淀中村控污关键点,按照源头分离理念,就地处置和资源化,大幅度削减进入污水处理系统的负荷;在这个前提下强化现有的污水处理系统,以及增加深度处理和生态屏障,使得污水排放达到入淀标准。

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  1.针对公厕尿液,结合当地新建的旅游型2A级公厕,进行源头分离,就地处理

  将便池的尿液在源头上进行分离,不再进入化粪池,利用电化学辅助的氮磷回收技术,实现氮磷资源化。具体地说,就是采用廉价的镁矿石为镁盐,通过电化学的辅助,在电极板上形成鸟粪石,通过定期的倒极,使沉积在电极上的鸟粪石脱落、沉淀,进行回收。这样可以削减进入污水系统中的氮磷负荷,同时也能回收一定的资源。

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  2.对于针粪便和剩余污泥,采用车载式一体化设备,就地实现脱水、干化、造粒,直接生产有机肥

  首先结合氯化铝、生石灰以及芦苇粉碎物联合调理絮凝,机械脱水,之后增加了热力干化和造粒工序,直接将粪便和剩余污泥转化为有机肥。

  我们设计将絮凝、脱水、干化、造粒的设备整合到一台车上,通过燃油供电形成车载式的成套设备,可以兼顾剩余污泥的处置和资源化。一台设备设计每小时处理一立方米的粪便或者污泥,可服务20个村。

  3.对常规污水处理系统,置备高效脱氮复合微生物菌剂,强化脱氮

  在常规的污水处理系统里面,置备高效脱氮复合微生物菌剂,通过固态的微生物集群技术,既保证了菌群的持续活性,又为菌群繁殖和持续释放提供了条件。根据研究,加量5%左右,可以使出水总氮浓度稳定地小于10毫克/升。

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  4.针对尾水深度处理,我们研发了负载反硝化菌黏土改性火山岩生物填料构建了反硝化生物滤池

  与常规曝气生物滤池相比,运行费用预计可减少30%左右,反冲洗的周期延长10倍。

  5.模块化人工湿地,形成入淀前生态屏障

  尾水的深度处理后,采用模块化的人工湿地,形成一个入淀前的生态屏障,通过“植被-基质”系统的植被拦截、滞留沉淀、基质吸附、微生物降解等作用,实现微量污染物进一步的去除,确保达标排放。

  6.工程示范

  目前,我们研发的这套组合技术,在雄安新区淀中村—桥东村进行了工程示范,包括污水处理系统130方和40方2套,公厕3座。

  示范工程在2019年底建成通水,由于疫情的原因,现在还没有验收。我们目前也没有系统的第三方监测数据。示范单位自己进行的监测结果显示,深度处理工艺段出水,已经能够达到准四类标准。我们研究团队在19年工程建设前后,对环村水域进行了对比监测,结果也表明,工程运行前后,环村水域水质有一定改善。疫情结束后,我们还要对示范工程进行详细的评估。

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编辑:王媛媛

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