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'净水技术WATERPURIFICATIONTECHNOLOGY23无动力污水处理技术及其研究与应用进展郝桂玉张道方黄民生(1．华东师范大学环境科学系，上海200062；2．上海理工大学环境工程系，上海200093)摘要无动力水处理技术自从二十世纪九十年代才开始在我国逐步得以应用和发展。文章介绍了该技术的发展历程、基本原理和工艺特点，结合各地实践总结评价了其应用效果，并对该技术在水处理领域的应用改进提出建议和方法。关键词无动力技术污水处理AdvancesonResearchandApplicationofUnpoweredTechniquesforWastewaterTreatmentHaoGuiyuZhangDaofangHuangMinsheng(1．Dept．0，Environ．Sci．&Techno．，EastChinaNormalUniversity，Shanghai200062，China；2．Dept．ofEnviron．Eng．，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China)AbstractTheunpoweredtechniquesofwastewatertreatmentcameintouseinChinafrom1990s．Thispaperintroduceditsdevelopment，basictheoriesandtechnicalcraftsandevaluateditsapplicationeffectsonthegroundoflocalpractice．Accordingtoabove，reasonablesuggestionsandmethodswereraisedfortheimprovementofunpoweredtechniquesofwastewatertreatmentforitsbetterapplication．Keywordsunpoweredtechniqueswastewatertreatment大中型污水处理厂的兴建及运行在水污染控制该水处理技术由老式化粪池发展而来，我国参中发挥了十分重要的作用，但它们依赖于完善的排考了国外经验进行了技术改进，基本处理工艺流程水管网建设，投资及运行费用都很高。而对于地点如下：分散、污水排放量较小的居民点、度假村等，应用设生活污水一厌氧消化一厌氧生物过滤一接触氧备简单、投资及运行费用少、效果好的无动力水处理化一达标排放技术对污水进行就地净化和开展循环利用具有明显厌氧消化段主要起酸化水解作用，利用酸性消化的优势。自二十世纪九十年代以来，无动力水处理阶段细菌活性强、世代周期短、繁殖快等特性，将污水技术经过十多年的发展，已经在我国一些城市和地中不易降解的大分子有机物分解为小分子或可溶性区得到应用。物质，使其易被后续阶段微生物进一步降解、利用。1无动力水处理技术及其发展厌氧生物过滤段利用滤料固着生长兼性厌氧菌生该技术最早起源于英格兰人运用的厌氧生物滤物膜，污水自下向上的升流通过滤层COD、BOD等污池，当时仅用于处理私人住宅(10人左右)排放的生染物在与生物膜接触过程中得以快速分解、转化[1]。活污水。后来经美国、加拿大等国的不断改进，将生接触氧化段主要利用建筑物雨水落管等设施的物滤池中的单一过滤层改为复合过滤层，并对出水拔风作用向处理系统中充氧，以供污染物好氧分解进行回流，较大程度地提高了处理能力与效果，使该所需。同时，生物处理中产生的部分氨氮、硫化氢也技术的推广、应用范围逐渐扩大。可籍此高空外排，有助于提高出水质量。1．1无动力水处理技术基本工艺理想的无动力水处理技术应具备以下基本特点：(1)采用无能耗的水处理工艺路线，充分利用污上海市科委重大科技攻关项目No；02DZ12105；上海市生态重水排放位能、排水管道(尤其是雨水落管)的拔风作点学科科研项目No：41195004—17用，无需设置水泵、风机等动力设备，工程造价及运 24无动力污水处理技术及其研究与应用进展行费用低廉；(2)采用新型滤料和合理的导流系统，体经导气管通过建筑物的雨落管由屋顶排出。1995快速挂膜，滤池不易堵塞，无须更换、反冲和再生，维年改称为地埋式无动力生活污水净化装置并获得国护管理工作量小；(3)采用新型厌氧生物处理技术，家专利，1995年和1996年分别被建设部、国家环境充分利用水解一酸化阶段实现有机物的高效降解，保护局列为重点实用技术、最佳环保实用技术推广。并提高后续好氧生物处理效果；(4)采用薄层复氧技1995年邵伟清等在研究国外微型化粪池的基术，以保证接触氧化段充足的好氧条件，提高出水质础上，设计推出A。／o法无能耗污水净化系统，其特量；(5)地埋设置，不占地表面积，可根据绿化需要将点为多重厌氧发酵、间歇厌氧腐化和厌氧生物过滤，污水处理与绿地建设集成实施。并在厌氧生物滤池中设置比表面积大的轻型悬浮填1．2无动力生活污水处理技术类型与发展料，使生物滤池中的生物量及相应的COD负荷率1991年王福庆等在台湾省净化器的基础上开都很高。发出“微型生活污水净化装置(新型组合化粪池)选随后，周金生研制的无动力高效生活污水净化择具有性能良好的滤料，并优选粒径级配、合理确定装置，增加了均流管、导流管，省却了厌氧酸化过程，滤层厚度，创造性地解决了残渣污泥的清淘问题，巧并提高了接触氧化槽的充氧效果，同年该技术获得妙地利用厌氧产生的热量将氮、硫化氢、粪臭素等气国家专利。表1几种小型生活污水处理装置的比较名称传统化粪池沼气处理池厌氧好氧一体化设备埋地式无电耗装置主要技术重力沉降厌氧消化重力沉降厌氧消化重力沉降接触氧化重力沉降一相厌氧消化厌氧过滤消毒兼氧生物过滤氧化沟处理效果一级处理，不能达标一级半处理，不能达标二级处理，能达标接近二级处理，基本能达标投资300~500元／(m’·d)650~700元／(m’·d)1200~2000元／(m’·d)1200~1500元／(m’·d)运行费用0．06元／m’一0．07元／m’一0．22～O．25元／m’⋯0．04元／m”占地0．1m／m’·d埋地0．3m／m’·d可埋地0．2m／m’·d可埋地0．8～1．8／m’·d埋地维护管理方便较方便，但存在安全问题较复杂较方便经济技术欠发达、排水管网极经济技术基础较好的地区，经济技术基础较差，排水管网不完善、无污水厂或污水厂尚乡村、中心城镇、居住人口密如大城市的高层住宅及物业尚不完善，无污水厂或污水厂适用场合管理水平较高的小区；废水尚未集纳到地区的多层住宅、未集纳到地区的住宅、公共建度较小地区的粪便污水处理性质类似于生活污水的小型公共建筑、别墅等的生活污水筑等的粪便污水预处理企业(包括粪便污水)预处理注1：按处理的粪便污水量进行计算，下同；注2：指污物和沉泥的清掏费用；注3：“指运行电耗费用和消毒药剂费用1996年，南京电力环境科学研究所南京绿色环的装置运行不够稳定。从费用方面进行比较，该装境工程公司研制出的GW自净式生活污水处理技置的基建投资为二级生化处理厂的2／3，由于没有术减少了水力停留时间、缩小了构筑物容积，加大了曝气装置或仅具有小型曝气装置，运行维护费用远过滤层的孔隙度，提高了构筑物的坚固性和保温性远低于二级生化处理厂，但该装置的基础建设投资能，并在电力系统获得迅速推广应用。要比普通化粪池高得多。1997年苏杨[2等在传统化粪池的基础上，构建何志毅对无锡市的无动力生活污水处理装置了两级厌氧、一级好氧、一级沉淀的埋地式无动力生的运行状况和处理效果进行了调研，COD的平均去活污水净化系统。自1991年以来，全国十几个省除率约为58．7，BOD的去除率约为73．5，SS40多个城市已建成、应用了该净化系统一万多座。的去除率为69．8，TN的去除率不足20，TP的其中，湖北省15个市共引进1400多套，日处理总水去除率为259／6～269／6。量达60690m3／d，福建、江苏、江西等地也引进了该漆贯学等人口对江苏南京、镇江、徐州、常州四技术并结合当地情况与实际要求进行了改进。座城市1800多座无动力生活污水处理装置的技术刘煦晴总结了该技术在湖北省应用情况并合理性、处理效果、适用范围等进行了专题研究，其进行了合理评价，发现埋地式无动力生活污水处理中COD、BOD的去除率以住宅小区最高，宾馆次装置对SS具有较好的处理效果，对COD、BOD也之，办公楼最低，SS的去除率也基本如此。通过与有一定的去除率，处理效果优于普通化粪池，但却不普通化粪池比较，发现处理效果明显提高，但单位工能达到国家一级排放标准，能够达到二级排放标准程造价也增加了1．5倍。 Vo1．23No．42004净水技术25韩生健L6将无动力生活污水处理装置进一步改响，因此在好氧处理阶段采用薄层复氧技术、增加气进成A／0系统。实际应用结果表明，该系统对水的接触面积等对提高出水质量有一定的促进作SS、COD及BOD的去除率分别高达98．69、用。另外，暴雨径流会对系统尤其是拔风管的拔风96．95及85．80，处理后的水质十分清澈，达到效果产生影响，北方地区的霜冻会影响系统的处理国家排放一级标准。效果，这样就要求设计和管理时应注意不同季节和郑元景设计的城市污水厌氧水解一好氧生物处不同地域温度对装置的影响。理工艺n]，在生产性试验过程中获得了满意效果，2．3该装置多采用埋地式构筑方式，系统的管理和COD、BOD、SS均达到二级污水处理厂的排放标准，维护有一定的困难。因此，保证预处理装置的净化好氧阶段的耗能仅为传统活性污泥法的60左右。效果以减轻后续装置负荷是非常重要的。2无动力水处理技术的改进措施2．4厌氧生物滤池中的填料的性能不同会影响生从过程机理上来看，无动力水处理技术类似于物的种类、繁殖能力和分布。国内目前正在研究应废水生物处理系统中的A／O(厌氧／好氧)或A／A／用的SNP悬浮型生物填料使得处理装置中同时兼O(厌氧／缺氧／好氧)工艺；从装置的构筑材料和型有好氧、兼氧和厌氧微环境，而且比表面积较大、使式来看它类似于化粪池，但增添了兼性生物滤池和用寿命长、安装简便、挂膜容易、性价比高等，实践应氧化沟作为处理功能的补充与强化；从充氧方法上，用效果好。它充分利用了建筑物雨水落管等的拔风作用和薄膜2．5为提高整个装置的处理效果，有条件的情况下水流的复氧作用来保证生物滤池中的兼氧环境和氧还可以在系统末端增设渗井或渗渠，利用土壤的处化沟中的好氧环境。由于没有机械动力设备(泵、鼓理能力进一步提高处理效果。风机等)和自动控制系统，同时构筑材料上主要为水尽管目前无动力水处理装置在应用过程中还存泥与砂石，故投资较小，仅需少量的维护管理费用。在一些不尽如人意的问题，但这些问题可以通过合从实际应用情况看，其在处理效果等方面远比理的设计、技术改进和加强管理加以解决。传统的化粪池好，被证明是一种新颖且有效的小型参考文献生活污水处理技术。另外，处理系统中增加格栅、隔油井等的预处理装置对保证整个系统的稳定、高效1周佩儒等．地埋式无动力生活污水净化技术综述．环境导报，1997(6)：33~34．运行起至关重要的作用，同时还应该设计合理的导2苏杨等．高效生活污水净化槽的研究．环境与开发，1997，I2流系统，使得其在无机械动力的情况下能够保证整(2)：15～18．个处理系统在长期运行中不出现堵塞问题。厌氧消3刘煦晴等．对埋地式无动力生活污水处理技术的评价与思考．化池生物处理则是整个处理系统中十分重要的环黄石高等专科学校学报，2002，18(3)：31～33．节，因此选择性能优良的填料、提高水解酸化细菌的4何志毅等．地埋式无动力生活污水处理装置调查及技术探讨．干旱环境监测，2000，14(1)12～15．活性及繁殖能力，可大大提高污水的可生化性。生5漆贯学等．无动力生活污水净化装置处理效果分析研究．给水排物滤池出水须通过后续的氧化沟进一步好氧处理，水，2001，27(3)：68~70．靠拔风作用使氧化沟内具有充足的溶解氧，以保证6韩生健等．住宅小区A／O无动力生活污水处理系统．住宅科出水质量。同时，溶解氧的增多还会促进氨氮的硝技，2000，5：9～11．化。7王永华等．试论埋地式小型生活污水处理装置及其应用．四川环境，2000，19：4～8．2．1借鉴我国已经拥有的实践经验，埋地式小型污8胡洁等．SNP悬浮型生物填料在生活污水处理中的应用．环水处理装置的选用必须因地制宜，不能一哄而上。境导报，1998，5：18～19．比较而言，这种技术在排水基础设施建设不完善的城郊或乡村地区具有较大应用前景。收稿日期：2003—9—102．2拔风管作为无动力水处理系统的充氧设备其充氧效果受管径、气压、建筑物高度等多种因素的影第一作者简介：郝桂玉(1966年出生)，女，副教授，华东师范大学环境科学与技术系在读博士研究生，研究方向为水污染微生物修复与控制。电话：021—62233670'