1、韓國的濕地污水處理系統
韓國的農業用水是最大用水戶,占總用水量的53%。韓國農村的居民分散居住,認為興建集中處理的污水系統造價太高,小型和簡易的污水處理系統適合在農村應用。因此,研究了一種濕地污水處理系統,使污水中的污染物質經濕地過濾后或被土壤吸收,或被微生物轉變成無害物。這種方法需要的能源少,維護的成本低。
韓國國立漢城大學農業工程系對濕地污水處理系統在田間進行了試驗。容器長8m,寬2m,高0.9m,用混凝土制成。容器內填沙并種植蘆葦,未經處理的生活污水從一端引入,又從另一端卵石層中排出。生活污水是從一個學校收集而來,其年平均水質指標為:ph值為7.85,溶解氧(DO)為0.23mg/L,生化需氧量(BOD)為24.35mg/L,懸浮固體物(SS)為52.36mg/L,全氮量濃度(TN)為121.13mg/ L,全磷量濃度(TP)為24.23mg/L。用經過濕地系統處理后的污水灌溉水稻。
污水灌溉水稻試驗是在用聚氯乙烯板制成的盆內進行。盆寬90cm,長110cm,高70cm,表面積為1.0平方米,底部鋪一層10cm厚的卵石,上蓋過濾布,然后用水稻土填滿。在盆底安裝排水管,控制滲漏水。盆外為用混凝土做成的大坑,坑與盆之間填滿土壤,以便消除溫度對作物生長和微氣候的影響。試驗設計有四種處理,分別按污水濃度、施肥和不施肥等,與常規處理(用自來水灌溉并施肥)進行對比。試驗對水稻的生長過程(稻株高度、分蘗數目、葉面積、葉面積指數、總干物質等)進行了詳細觀測和分析。主要結論:1、利用處理過的污水灌溉,對水稻的生長和產量無負面影響;2、利用處理過的污水灌溉,并加施肥料,水稻產量達5730.38kg/hm2,比常規對比田高約10%。
韓國試驗研究的濕地污水處理系統,實質上也是一種土地—植物系統,至今已廣泛用于歐洲、北美、澳大利亞和新西蘭等。濕地上多種植蘆葦、香蒲和燈心草等,對病原體的去除效果好。但其缺點是需要大量土地,并要解決土壤和水中的充分供氧問題及受氣溫和植物生長季節的影響等。一般來說,利用濕地處理后的污水灌溉水稻,可取得更好的凈化效果。
2、 荷蘭的一體化氧化溝
最早的一體化氧化溝是Pasveee教授1954年在荷蘭Voorfshoten研制成功,是一種集曝氣、沉淀、泥水分離、污泥回流等功能于一體的技術,適合中小型污水處理廠的應用。
該工藝具有流程短,構筑物和設備少,不設初沉池、調節池和單獨的二沉池,污泥自動回流,投資少,能耗低,占地少,管理簡便;處理效果穩定可靠,BOD5和SS去除率在90—95%或更高,COD去除率在85%以上,且硝化、脫氮作用明顯;產生的剩余污泥量少,不需硝化,污泥性質穩定,易脫水,不帶來二次污染;固液分離效果比一般二沉池高,整個系統能在較大的流量濃度范圍內穩定運行;污泥回流及時,減少了污泥膨脹。缺點是難以形成功能相對獨立的厭氧、缺氧和好氧區域,對除磷脫氮要求較高的場合穩定性較差;固液分離器內斜板(或類似組件)強化了分離效果,但由于污水污泥具有粘稠性,且易形成生物粘膜,斜管或斜板有堵塞和淤積的可能,會增加維護工作量;由于污水流量和本質的變化,氧化溝內的流速和出流量總是變化的,污泥層難以穩定,有可能出現浮泥,增加出水的SS。
據1987年統計,美國已有92座合建式氧化溝,較有代表性的是聯合工業公司(United IndustriesLnc.)的船式沉淀器田BOAT, Annco環境企業公司的BMTS系統,EIMCO公司的Carrousel渠內分離器,湖濱(lakeside)設備公司的邊墻分離器以及Lightnin公司的導管式曝氣內渠和邊渠沉淀分離器,此外是Envirex公司的豎直式氧化溝。
該技術在國內也廣泛應用。山東高密,河南安陽,四川國群食品有限公司,四川成都城北污水處理廠,四川新都污水處理廠,河北邢臺南小汪污水廠等都采用一體化氧化溝工藝,且取得良好效果。
“LIVING MACHINE”生態處理系統
近年來,在美國、加拿大、英國、澳大利亞等國家出現了一種叫“LIVING MACHINE”的生態系統,適用于工業和生活污水的處理。其技術基礎是活化技術,活化技術是采用多種生物形式在人工裝置中,建立新的物種聯系,從而進行某種凈化處理。
加拿大多倫多市BODY SHOP工廠內就建有這樣的一個處理系統。它的設計和施工的原則均是利用自然生態系統將污水凈化,是一個較為完善的生態系統。在這個系統中,設計者將很多種類的動植物集中在一起,使之形成一個連續反應的封閉循環,反應箱和反應池包涵了從細菌、藻類到植物、蝸牛、魚類的多種生物有機體。這些有機體通過一系列的反應減少污水中的營養體和病原體,并使它們消化在一個連續的食物鏈中。這些植物是:桉樹、杜松、小香蕉樹、月桂、櫻草、薄荷樹以及紫草科植物等。
污水首先進入封閉在地下的無氧箱,一段時間后進入有氧箱,空氣由底孔吹入,在此氨氮在細菌的作用下分解為硝化物,其后流入生物綜合池。在池內,其中的藻類、單細胞有機體、魚類、水生及沼澤植物等一系列豐富的生物混合體將對水中的營養物繼續分解,隨后污水流經地下濕地,通過植物根系作用及沙石的過濾,硝化物在此轉變為氮氣,污水被初步凈化。這種污水處理的生態系統有美觀、耐用、體積小、費用低的特點。
3、土壤毛細管滲濾凈化系統
毛細管土壤滲濾處理系統特別適用于污水管網不完備的地區,是一項處理分散排放的污水的實用技術。被輸送到滲濾場的污水先經布水管分配到每條滲濾溝,滲濾溝中的污水通過礫石層的再分布,在土壤毛細管的作用下上升至植物根區,通過土壤的物理、化學、微生物的生化作用和植物的吸收和利用得到處理和凈化。
農村生活污水處理是當前新農村建設中的重點,國內缺少投資省、運行費用低、管理方便的污水處理技術又是一個很大的瓶頸。發達國家在處理農村生活處理方面進行積極探索,也取得了明顯的成效。因此,學習國外先進經驗,積極創新,加快城鄉生活污水的治理速度,勢在必行。當然國外的污水處理技術同樣需要完善,不加研究直接照搬和完全套用國外污水處理技術難以取得成功。
該系統運行穩定,可靠,抗沖擊負荷能力強,對BOD5、氮、磷去除率大;維護簡便,基建投資少,運行費用低;整個系統在地下,不會散發臭味,地面草坪還可美化環境;大腸桿菌去除率高;污水的儲存、輸送等過程均在地下進行,熱損失較少,在冬季仍能保持一定溫度,維持基本的生化反應,保證較穩定的去除效果。但其對總氮的去除效果不顯著;占地面積大;有可能污染地下水。田寧寧等研究發現:該系統對生活污水中的有機物和氮、磷等具有較高去除率和穩定性,COD去除率>80%,B005去除率>90%,NH3,—N去除率>90%,TP去除率>98%。