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治理河湖污染的新觀念與新凈化技術應用

中國污水處理工程網 時間:2012-1-29 14:54:45

污水處理技術 | 匯聚全球環保力量,降低企業治污成本

河流、湖泊等地表水體是排放各種污水的匯集地,由于人類活動的加劇,污水排入增多,河湖的稀釋凈化作用已大為削弱,超出了河湖的自凈界限,因而使污染物沉積在水中,一方面使水體污濁、黑臭,一方面造成藻類瘋長泛濫。

面對現狀,我國在河湖治理方面,一般采用截污和清淤兩種方法,但實際上,這兩種方法都存在很大的局限性。首先,截污后集中建污水處理廠的建設和運行費極高。即使在發達國家日本,生活污水集中處理率也只有60%,特別是在5萬人口以下的小城鎮普及率只有24%。而我國城市的生活污水集中處理率只有10%多,要達到日本目前的普及率恐怕還得需要10多年的努力。而我國只能拿極有限的資金進行局部治理,可見河湖嚴重污染的狀況還將很長時間存在下去。

其次,從技術上講,即便進行了徹底的截污和清淤,由于河湖是一個開放的水環境,地表土壤中的有機污染物隨雨水流人及人為的垃圾丟棄難以避免,時間一久水質重新被污染,因此并不能一勞永逸地解決河湖污染問題。

鑒于現有河湖已被嚴重污染,且污染仍將長期存在的現伏,對已污染的河湖迫切需要實施直接治理對策。

河湖直接凈化的新觀念

既然河湖中面源污水的流人不可避免,那么就沒有必要把全部精力放在堵截污染物上,何不換個角度,對含有污染物的河湖水域進行直接凈化呢?所謂直接凈化,是指直接在河床、湖泊里或其附近采取一些凈化措施,就地治理。對于某些污水比例不是太高的河湖甚至不用截污修建污水處理廠。如果能不建廠,直接在河床或湖泊里就地治理,則能大幅度壓縮開支。因此,直接凈化技術是河湖水質治理領域中非常具有生命力的前沿技術。

目前在國際上最廣泛采用的河湖直接凈化法為接觸氧化法。在污水處理行業,人們早就用諸如活性污泥法、生物濾池法、生物接觸氧化法等各種生物法來處理污水,這些方法技術成熟,處理效果也非常好。但在我國這些方法只限于用在集中式污水處理廠等處,其實完全可以把河床、湖泊當做天然的處理地,將填料和曝氣設備就近設置在河床或湖泊里。生物接觸氧化法最適合河湖這種地表水域特性,只要把適當的填料浸到河湖中,再采取適當的曝氣措施,就能滿足生物接觸氧化法的特征要求。當然考慮到河湖的野外露天環境,曝氣方式應該與污水處理廠有所不同。

對于湖泊、水庫、河道的水閘門前蓄水區等水體而言,一般為封閉性和非流動性的死水特征。水質更容易腐敗發臭,而且水藻在靜止的水體中也更容易瘋長。要凈化水體首先需要在水中造流,使死水變為活水,以強化水體的自凈作用。在流動起來的水域中再敷設填料和曝氣設備,使其水量龐大,因而人工造流設備必須做到大流量、低能耗,否則運營成本太大難以承受,好在國外和國內都有公司已經解決了這個問題。

針對氮、磷等營養鹽超標導致藻類瘋長問題,國內做了不少直接凈化的嘗試:主要有使用水生植物的營養元素吸收排除法、食藻魚除藻法、微生物菌治藻法等。但水生植物凈化法對氮、磷的吸收率低,需要大面積實施才能有一定效果,微生物菌治藻法小范圍應用效果不錯,大水面治理時投加量很大,大幅降低成本是今后要解決的問題。食藻魚除藻法是一個很有前途的生物治理手段。

目前,在我國一些較大湖泊有試用,且取得了一定效果。食藻魚能化害為利,將氮、磷、藻類危害轉化為魚肉蛋白。不過為取得明顯的冶藻效果需要達到一定的養殖密度,而這樣一方面在夏季容易出現缺氧問題,另一方面魚類等構成了新的有機污染源,因此應該同時采取湖內曝氣、湖內BOD直接降解凈化等配套治理手段。
針對我國常見的湖面水華現象,使用物理法排除或許是個花錢少的好方法。因為水藻就像地上的小草,同屬植物,又要有光合作用、有營養元素,就會“野火燒不盡,春風吹又生”。特別是形成水華的厚厚的水藻層,除非噴灑化學藥劑,否則很難有辦法全部殺死。而采用物理排除法,例如采用全自動的藻類清除機,應該能比較簡單地清除水藻漂浮層,省時省力。

國外河湖直接凈化技術和實用實例

日本60年代中期,城市水系有機污染問題開始抬頭,為此日本政府在治理上采取了污染源對策和河流環境改善對策。提出污染源對策包括對排入污水的限制和生活污水集中處理場的修建,河流環境改善對策包括河床的清淤疏浚和引入清潔水體稀釋。經治理后水質有所改善,但很多水系仍未達到水質環境標準,并從70年代中期開始,在各地開展了多種河流、湖泊的直接凈化試驗。1983年,日本第一個河流直接凈化設施在野川開始正式投入使用,此后在各地逐漸推廣,如平獺川、古崎川、高良川。大倔川、富雄川等都先后開工興建了河流直接凈化設施。進入90年代,日本建設省在全國范圍提出并實施了規模浩大的河流綜合水質保障“清流再生21”計劃。其主要內容就是直接普及、推廣和實施河湖的直接凈化技術。

據日本建設省統計,在日本全國實施的河流直接凈化項目中有80%采用的是浸漬型接觸氧化法,接觸時間一般為幾個小時,凈化效果很好。BOD除去率一般在70-85%之間,懸浮物除去率在75-85%之間,從而實現了河流凈化的目的。具體參見http://www.barcatube.com更多相關技術文檔。

因為湖泊爾不流動,要直接凈化必須解決造流問題。

日本近年開發了一種先進的大流量造流曝氣機,能在水中營造龐大的循環水流,同時還能曝氣,用很小的耗能就能將龐大的湖水攪動,在此基礎上再在水流的流路上適當鋪設一些填料,便在污染湖泊里成功地實現了接觸氧化法治污,可以快速、高效、低耗能地降低湖水中的BOD含量,防止有機淤泥的淤積,消除湖水臭氣。同時,造流暖氣機和填料全部沉沒在水中,絲毫不影響水面景觀。

對于水中的散布狀藻類,日本各科研機構和公司嘗試了各種殺滅辦法,其中超聲波殺藻法是一個比較有前途的新技術。超聲波可以將藻細胞中的微氣囊擊破,使藻細胞團破碎沉于水底,最后被底泥中的微生物所分解。日前該技術在日本千波湖等地已有應用。

在我國加快河湖直接治理研究和實踐的重要意義

我國目前所采取的傳統河湖治理方法耗資巨大,污染容易復發,是典型的資金推動型治理措施,大多數中小城市尚無力治理,而且大量的投資都花在工程建設上,很少帶動動新的高科技環保持術的誕生。從一些工程看,在投資結束后工程也收工,當地并沒有誕生在全國乃至世界有競爭力的高科技環保企業,也不能產生有持續性的新的經濟增長點,這對于一些投資了幾十億河湖治理經費的大城市來講,確實甚為可惜,因而河湖直接凈化技術處理工作在我國研究和實際應用面還非常小,因而建議各級政府部門,在河湖治污經費中拿出哪怕百分之幾的份額,扶持一下河湖直接凈化技術的科研和實踐工作,使河湖管理部門更積極實踐和采用直接凈化的新技術,擺脫高投入低效益的現狀,使我國的河湖迅速走出污染困境。(谷騰水網)

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