源分離生活排水系統(tǒng)總結(jié)與分析課件

1、城市生活污水源分離系統(tǒng)階段總結(jié)匯報(bào)與思考徐康寧清華大學(xué)2022-4-19總綱n傳統(tǒng)城市排水系統(tǒng)的不足n針對(duì)不足發(fā)展的解決策略n源分離系統(tǒng)的歷史與現(xiàn)狀n負(fù)壓-源分離系統(tǒng)的解讀與設(shè)計(jì)n再思考：源分離與其它系統(tǒng)的比較傳統(tǒng)城市排水系統(tǒng)的不足n集中式排水系統(tǒng)的投資和運(yùn)行非常昂貴，巨額投資被用于下水道系統(tǒng)的建設(shè)。nGNP低于1000美元的國(guó)家不僅缺乏污水處理廠的建設(shè)資金，而且即使無(wú)償建了，也無(wú)能力維護(hù)。下水道的壽命僅為5070年，這種投資不得不一次又一次的籌集。(Grau,1994)n現(xiàn)代衛(wèi)生文明標(biāo)志的沖水廁所，造成大量?jī)?yōu)質(zhì)水的浪費(fèi)，尤其在缺少淡水的國(guó)家和地區(qū)。n居住區(qū)沖廁用水30%；辦公區(qū)沖廁用水60%

2、。(Griggs et al., 1998)n污水未分類使得糞尿造成了一系列問(wèn)題。n糞尿中N、P含量很高，增加了脫氮除磷工藝、造成了水體富營(yíng)養(yǎng)化以及營(yíng)養(yǎng)元素回收困難。n成年人每年所排尿液含4.5kg N、0.8kg P、1.8kg K*。n糞尿中BOD、COD增加了灰水負(fù)荷，增大了污泥處理處置的難題。n糞尿中的病菌、殘留藥物、內(nèi)分泌干擾物等對(duì)環(huán)境的影響日益引起重視，同時(shí)也影響了再生水的利用。TNTPBODCODUrine82%24%8%12%Feces11%48%33%47%Total93%72%41%59%(Wolgast, 1996)Wolgast,1996針對(duì)不足發(fā)展的解決策略基礎(chǔ)設(shè)施投

3、資過(guò)大基礎(chǔ)設(shè)施投資過(guò)大優(yōu)質(zhì)水浪費(fèi)優(yōu)質(zhì)水浪費(fèi)糞尿中氮磷等問(wèn)題糞尿中氮磷等問(wèn)題分散式污水處理系統(tǒng)分散式污水處理系統(tǒng)再生水回用系統(tǒng)再生水回用系統(tǒng)節(jié)水或無(wú)水廁所節(jié)水或無(wú)水廁所污泥利用或回收工藝污泥利用或回收工藝糞尿源分離及再利用糞尿源分離及再利用再生水回用系統(tǒng)n分散式再生水回用系統(tǒng)n新建建筑要求建設(shè)再生水回用系統(tǒng)，國(guó)家有意推廣國(guó)家有意推廣n主要用作沖廁、綠化、景觀等等n大城市情況較好n酒店等執(zhí)行較好n辦公區(qū)、居民小區(qū)、學(xué)校等存在不運(yùn)作的狀況n截止目前，北京已有20多座建筑中水回用設(shè)施在運(yùn)轉(zhuǎn)。n來(lái)源主要是洗澡、輿洗室等，水質(zhì)較好n集中式再生水回用系統(tǒng)nWWTP 出水基本都達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)n出售等等n主要問(wèn)題

4、是配套管網(wǎng)等基礎(chǔ)設(shè)施投資成本太高再生水回用系統(tǒng)n1987年北京市政府頒布了“北京市中水設(shè)施建設(shè)管理試行辦法”，其中第三條規(guī)定：n凡在本市行政區(qū)域內(nèi)新建下列工程，應(yīng)按規(guī)定配套建設(shè)中水設(shè)施：n建筑面積2萬(wàn)m2以上的旅館、飯店、公寓等；n建筑面積3萬(wàn)m2以上的機(jī)關(guān)、科研單位、大專院校和大型文化、體育等建筑；n按規(guī)劃應(yīng)配套建設(shè)中水設(shè)施的住宅小區(qū)、集中建筑區(qū)等。n現(xiàn)有建筑屬上述1、2項(xiàng)規(guī)定范圍內(nèi)的，可根據(jù)條件逐步配建中水設(shè)施。n按北京市污水回用的總體規(guī)劃，2008年將達(dá)到50%以上的回用率。n國(guó)家十五規(guī)劃要求城市污水的10%進(jìn)一步處理后回用節(jié)水或無(wú)水廁所n小容積水箱大便器 n目前我國(guó)正在推廣使用6 L

5、水箱節(jié)水型大便器，并已有一次沖水量為4.5 L 甚至更少水量的大便器問(wèn)世。n兩檔水箱在沖洗小便時(shí)，沖水量為4 L(或更少)；沖洗大便時(shí)，沖水量為9 L(或更少)。n我國(guó)也應(yīng)大力推廣兩檔水箱，因?yàn)橐惶熘畠?nèi)，人的小便次數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于大便次數(shù)。以三口之家為例，若每人每天大便1 次、小便4 次，使用現(xiàn)有9 L 水箱，一天要用水135 L；使用6 L 水箱，一天用水90 L ；而使用兩檔水箱，一天用水75 L，可見(jiàn)采用9 L 兩檔水箱比采用6 L 水箱更節(jié)水；使用 6 L兩檔水箱節(jié)水效果更好。n真空負(fù)壓節(jié)水廁所n用空氣代替大部分水，依靠真空負(fù)壓產(chǎn)生的高速氣水混合物，快速將潔具內(nèi)的污水、污物沖吸干凈，達(dá)到節(jié)約

6、用水、排走污濁空氣的效果。我國(guó)生產(chǎn)和使用的坐便器沖水量基本上為我國(guó)生產(chǎn)和使用的坐便器沖水量基本上為12升左右升左右節(jié)水或無(wú)水廁所n無(wú)水打包型生態(tài)廁所n分為泡沫封堵節(jié)水型、 塑料袋打包式。該類廁所由可生物降解膜制成的包裝袋、機(jī)械裝置和儲(chǔ)便桶3部分組成。如廁后自動(dòng)啟動(dòng)牽引裝置將糞便打包、密封，防止外泄；打包后的糞便由環(huán)衛(wèi)部門(mén)收集送往糞便集中處理場(chǎng)，進(jìn)行無(wú)害化處理。在廁所使用地不留下殘留物，無(wú)需水源，不污染環(huán)境。n免水生物處理制肥型廁所n該廁所的核心是安裝了一個(gè)生化反應(yīng)器,反應(yīng)器中有可定期補(bǔ)充的生物填料?；敕磻?yīng)器的糞便通過(guò)微生物的作用而降解,反應(yīng)過(guò)程產(chǎn)生的高溫可以消滅各種病原菌。糞便發(fā)酵完成后變成

7、主要成份是腐殖質(zhì)的有機(jī)肥。這種肥料可以直裝出售,也可以用于就地的綠化工程。n免沖洗小便器n美國(guó)推出的免沖洗小便器，是一種不用水、無(wú)臭味的廁所用器具，其實(shí)僅僅是在小便器一端加個(gè)特殊的“存水彎”裝置，經(jīng)濟(jì)、衛(wèi)生，節(jié)水有效。n目前，各城市對(duì)生態(tài)廁所的應(yīng)用十分重視。n北京市每年投入2000萬(wàn)元對(duì)旅游景點(diǎn)廁所進(jìn)行新建和改建，對(duì)不適于建設(shè)水沖式廁所的旅游景區(qū)，鼓勵(lì)采用生態(tài)廁所。為了2008年的北京奧運(yùn)會(huì)，公廁的全面改造已列入議事日程，北京市現(xiàn)有公廁8000所，奧運(yùn)會(huì)前要增加5000個(gè)，大多數(shù)將采用生態(tài)廁所。n此外，全國(guó)一些大中城市也積極鼓勵(lì)興建生態(tài)廁所。如，上海市計(jì)劃10 年內(nèi)投入30 億元改造建設(shè)廁所；

8、昆明市投資8000萬(wàn)元全面新建、改造景區(qū)廁所；杭州、南京、成都、西安、廣州、長(zhǎng)春、武漢、西安、合肥、桂林、黑龍江、天津等省市都已實(shí)施生態(tài)廁所的試點(diǎn)工作。節(jié)水或無(wú)水廁所糞尿源分離及再利用n源頭分離n黃水：尿液n褐水：糞便n黑水：尿液、糞便混合n灰水：洗浴用水、廚房用水、洗衣用水等等n糞尿的再利用n直接利用：農(nóng)用肥料n以產(chǎn)品形式回收營(yíng)養(yǎng)元素WWTP源分離系統(tǒng)的歷史與現(xiàn)狀nHigh levels of nutrients recovery are possible with the concept of source control sanitation. (Henze, et al., 1997;

9、 Esrey, et al., 1998; Jonsson, et al., 1999; Larsen and Udert, 1999; Otterpehl, et al., 1999a; Otterpehl, 2001)n歐洲已經(jīng)開(kāi)發(fā)了試驗(yàn)源頭分離的技術(shù)。_ (Esrey, et al., 1998; Otterpehl, et al., 1999b and 2001)n問(wèn)題是廁所的設(shè)計(jì)和使用以及系統(tǒng)的穩(wěn)定性，由此引起的氣味不好，人員維護(hù)以及噪音等。(Jorgen Hanaeus et al., 1997)n對(duì)于源分離，整個(gè)污水管理系統(tǒng)的改進(jìn)是比營(yíng)養(yǎng)元素回收更強(qiáng)有力的推動(dòng)力。 (J. Wol

10、senach, et al., 2003)n加拿大以紅蟲(chóng)或蚯蚓處理糞便，同時(shí)將尿和灰水混合后通過(guò)植物濾池，達(dá)飲用水標(biāo)準(zhǔn)。n德國(guó)公司研制了沉淀、氣提以及MBR的方法實(shí)現(xiàn)糞尿資源化。n灰水采用SBR+慢速砂濾可以達(dá)到地面水回注的要求。 (D.R. Gajurel, Z. Li and R. Otterpohl, 2003)n采用厭氧消化的原理設(shè)計(jì)的Rottebehaelter在處理糞便的試驗(yàn)中效果良好。 (D.R. Gajurel, Z. Li and R. Otterpohl, 2003)尿液的處理與利用n回用于農(nóng)業(yè)?；赜们耙话阆冗M(jìn)行濃縮，常用的技術(shù)有蒸發(fā)、部分冷凍、反滲透等。n在回用前的儲(chǔ)存期

11、，為防止NH3的損失以及高pH對(duì)農(nóng)作物的危害，常加H2SO4或者HAc降低pH(5)。n化學(xué)藥劑沉淀回收氮磷。n以鳥(niǎo)糞石沉淀形式。根據(jù)其中的氮磷含量，需投加一定的鎂源和磷源才能全部回收。n以磷酸鹽沉淀形式。化學(xué)藥劑沉淀除磷。n回收(NH4)2SO4。n其中的氮以NH3形式吹脫并用吸收塔使轉(zhuǎn)化為(NH4)2SO4n生物脫氮。(對(duì)尿液進(jìn)行直接或間接利用不現(xiàn)實(shí)的場(chǎng)合)n傳統(tǒng)硝化+異養(yǎng)反硝化n短程亞硝化(SHARON)+厭氧氨氧化(ANAMMOX). 低C/N比nEM技術(shù)。投加一種特制的微生物制劑以取得生物處理的優(yōu)化效應(yīng)。n化學(xué)除磷+EM技術(shù)(周金余，河海大學(xué)2006.6碩士畢業(yè)論文)尿液的處理與利用

12、源分離后灰水的處理處置聯(lián)合處理工藝J Wilsenach and M. van Loosdrecht, 20031.氨氮、硝酸氮和磷的濃度都1 mg/L2.分離效率75%處理效果最佳。社會(huì)對(duì)此新系統(tǒng)的態(tài)度nCostumer attitude towards Urine Separationn城市居民對(duì)新系統(tǒng)的接受程度很高。n大多數(shù)城市居民表示了搬入帶有分離系統(tǒng)的住所和購(gòu)買(mǎi)以尿液為肥料而種出的食物。n但是，他們都不愿意接受額外的安裝維護(hù)費(fèi)用或者維護(hù)工作。n與系統(tǒng)能否長(zhǎng)期運(yùn)行相比，人們更關(guān)心微污染物對(duì)人類和生態(tài)系統(tǒng)的健康影響。C. Pahl-Wostl, et al., 2003新系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)核算n

13、Cost Comparison of Different Sanitation sys.nThe cost analysis is made in accordance to the German Guideline of dynamic cost calculations (LAWA, 1998) for a lifetime of 50 years.nA cost analysis for an existing residential area did not prove lower costs for the new sanitation concepts.n投資主要是附加設(shè)備的安裝費(fèi)用高，而處理費(fèi)用較低。n營(yíng)養(yǎng)元素回收產(chǎn)品的收入對(duì)經(jīng)濟(jì)總結(jié)果的影響不大。A. Peter, et al., 2007負(fù)壓-源分離系統(tǒng)的解讀與設(shè)計(jì)Pilot treatm