源分离生活排水系统总结与分析课件.pptx
城市生活污水源分离系统阶段总结汇报与思考徐康宁清华大学2022-4-19总纲n传统城市排水系统的不足n针对不足发展的解决策略n源分离系统的历史与现状n负压-源分离系统的解读与设计n再思考：源分离与其它系统的比较传统城市排水系统的不足n集中式排水系统的投资和运行非常昂贵，巨额投资被用于下水道系统的建设。nGNP低于1000美元的国家不仅缺乏污水处理厂的建设资金，而且即使无偿建了，也无能力维护。下水道的寿命仅为5070年，这种投资不得不一次又一次的筹集。(Grau,1994)n现代卫生文明标志的冲水厕所，造成大量优质水的浪费，尤其在缺少淡水的国家和地区。n居住区冲厕用水30%；办公区冲厕用水60%。(Griggs et al., 1998)n污水未分类使得粪尿造成了一系列问题。n粪尿中N、P含量很高，增加了脱氮除磷工艺、造成了水体富营养化以及营养元素回收困难。n成年人每年所排尿液含4.5kg N、0.8kg P、1.8kg K*。n粪尿中BOD、COD增加了灰水负荷，增大了污泥处理处置的难题。n粪尿中的病菌、残留药物、内分泌干扰物等对环境的影响日益引起重视，同时也影响了再生水的利用。TNTPBODCODUrine82%24%8%12%Feces11%48%33%47%Total93%72%41%59%(Wolgast, 1996)Wolgast,1996针对不足发展的解决策略基础设施投资过大基础设施投资过大优质水浪费优质水浪费粪尿中氮磷等问题粪尿中氮磷等问题分散式污水处理系统分散式污水处理系统再生水回用系统再生水回用系统节水或无水厕所节水或无水厕所污泥利用或回收工艺污泥利用或回收工艺粪尿源分离及再利用粪尿源分离及再利用再生水回用系统n分散式再生水回用系统n新建建筑要求建设再生水回用系统，国家有意推广国家有意推广n主要用作冲厕、绿化、景观等等n大城市情况较好n酒店等执行较好n办公区、居民小区、学校等存在不运作的状况n截止目前，北京已有20多座建筑中水回用设施在运转。n来源主要是洗澡、舆洗室等，水质较好n集中式再生水回用系统nWWTP 出水基本都达到回用标准n出售等等n主要问题是配套管网等基础设施投资成本太高再生水回用系统n1987年北京市政府颁布了“北京市中水设施建设管理试行办法”，其中第三条规定：n凡在本市行政区域内新建下列工程，应按规定配套建设中水设施：n建筑面积2万m2以上的旅馆、饭店、公寓等；n建筑面积3万m2以上的机关、科研单位、大专院校和大型文化、体育等建筑；n按规划应配套建设中水设施的住宅小区、集中建筑区等。n现有建筑属上述1、2项规定范围内的，可根据条件逐步配建中水设施。n按北京市污水回用的总体规划，2008年将达到50%以上的回用率。n国家十五规划要求城市污水的10%进一步处理后回用节水或无水厕所n小容积水箱大便器 n目前我国正在推广使用6 L 水箱节水型大便器，并已有一次冲水量为4.5 L 甚至更少水量的大便器问世。n两档水箱在冲洗小便时，冲水量为4 L(或更少)；冲洗大便时，冲水量为9 L(或更少)。n我国也应大力推广两档水箱，因为一天之内，人的小便次数远远高于大便次数。以三口之家为例，若每人每天大便1 次、小便4 次，使用现有9 L 水箱，一天要用水135 L；使用6 L 水箱，一天用水90 L ；而使用两档水箱，一天用水75 L，可见采用9 L 两档水箱比采用6 L 水箱更节水；使用 6 L两档水箱节水效果更好。n真空负压节水厕所n用空气代替大部分水，依靠真空负压产生的高速气水混合物，快速将洁具内的污水、污物冲吸干净，达到节约用水、排走污浊空气的效果。我国生产和使用的坐便器冲水量基本上为我国生产和使用的坐便器冲水量基本上为12升左右升左右节水或无水厕所n无水打包型生态厕所n分为泡沫封堵节水型、 塑料袋打包式。该类厕所由可生物降解膜制成的包装袋、机械装置和储便桶3部分组成。如厕后自动启动牵引装置将粪便打包、密封，防止外泄；打包后的粪便由环卫部门收集送往粪便集中处理场，进行无害化处理。在厕所使用地不留下残留物，无需水源，不污染环境。n免水生物处理制肥型厕所n该厕所的核心是安装了一个生化反应器,反应器中有可定期补充的生物填料。滑入反应器的粪便通过微生物的作用而降解,反应过程产生的高温可以消灭各种病原菌。粪便发酵完成后变成主要成份是腐殖质的有机肥。这种肥料可以直装出售,也可以用于就地的绿化工程。n免冲洗小便器n美国推出的免冲洗小便器，是一种不用水、无臭味的厕所用器具，其实仅仅是在小便器一端加个特殊的“存水弯”装置，经济、卫生，节水有效。n目前，各城市对生态厕所的应用十分重视。n北京市每年投入2000万元对旅游景点厕所进行新建和改建，对不适于建设水冲式厕所的旅游景区，鼓励采用生态厕所。为了2008年的北京奥运会，公厕的全面改造已列入议事日程，北京市现有公厕8000所，奥运会前要增加5000个，大多数将采用生态厕所。n此外，全国一些大中城市也积极鼓励兴建生态厕所。如，上海市计划10 年内投入30 亿元改造建设厕所；昆明市投资8000万元全面新建、改造景区厕所；杭州、南京、成都、西安、广州、长春、武汉、西安、合肥、桂林、黑龙江、天津等省市都已实施生态厕所的试点工作。节水或无水厕所粪尿源分离及再利用n源头分离n黄水：尿液n褐水：粪便n黑水：尿液、粪便混合n灰水：洗浴用水、厨房用水、洗衣用水等等n粪尿的再利用n直接利用：农用肥料n以产品形式回收营养元素WWTP源分离系统的历史与现状nHigh levels of nutrients recovery are possible with the concept of source control sanitation. (Henze, et al., 1997; Esrey, et al., 1998; Jonsson, et al., 1999; Larsen and Udert, 1999; Otterpehl, et al., 1999a; Otterpehl, 2001)n欧洲已经开发了试验源头分离的技术。_ (Esrey, et al., 1998; Otterpehl, et al., 1999b and 2001)n问题是厕所的设计和使用以及系统的稳定性，由此引起的气味不好，人员维护以及噪音等。(Jorgen Hanaeus et al., 1997)n对于源分离，整个污水管理系统的改进是比营养元素回收更强有力的推动力。 (J. Wolsenach, et al., 2003)n加拿大以红虫或蚯蚓处理粪便，同时将尿和灰水混合后通过植物滤池，达饮用水标准。n德国公司研制了沉淀、气提以及MBR的方法实现粪尿资源化。n灰水采用SBR+慢速砂滤可以达到地面水回注的要求。 (D.R. Gajurel, Z. Li and R. Otterpohl, 2003)n采用厌氧消化的原理设计的Rottebehaelter在处理粪便的试验中效果良好。 (D.R. Gajurel, Z. Li and R. Otterpohl, 2003)尿液的处理与利用n回用于农业。回用前一般先进行浓缩，常用的技术有蒸发、部分冷冻、反渗透等。n在回用前的储存期，为防止NH3的损失以及高pH对农作物的危害，常加H2SO4或者HAc降低pH(5)。n化学药剂沉淀回收氮磷。n以鸟粪石沉淀形式。根据其中的氮磷含量，需投加一定的镁源和磷源才能全部回收。n以磷酸盐沉淀形式。化学药剂沉淀除磷。n回收(NH4)2SO4。n其中的氮以NH3形式吹脱并用吸收塔使转化为(NH4)2SO4n生物脱氮。(对尿液进行直接或间接利用不现实的场合)n传统硝化+异养反硝化n短程亚硝化(SHARON)+厌氧氨氧化(ANAMMOX). 低C/N比nEM技术。投加一种特制的微生物制剂以取得生物处理的优化效应。n化学除磷+EM技术(周金余，河海大学2006.6硕士毕业论文)尿液的处理与利用源分离后灰水的处理处置联合处理工艺J Wilsenach and M. van Loosdrecht, 20031.氨氮、硝酸氮和磷的浓度都1 mg/L2.分离效率75%处理效果最佳。社会对此新系统的态度nCostumer attitude towards Urine Separationn城市居民对新系统的接受程度很高。n大多数城市居民表示了搬入带有分离系统的住所和购买以尿液为肥料而种出的食物。n但是，他们都不愿意接受额外的安装维护费用或者维护工作。n与系统能否长期运行相比，人们更关心微污染物对人类和生态系统的健康影响。C. Pahl-Wostl, et al., 2003新系统的经济核算nCost 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投资主要是附加设备的安装费用高，而处理费用较低。n营养元素回收产品的收入对经济总结果的影响不大。A. Peter, et al., 2007负压-源分离系统的解读与设计Pilot treatment & reuse facilityPilot treatment & reuse facilityTransported out Vacuum stationFertilizer for greening Mens UrinecollectorsUrineSquatting pansFecesTank节水或无水厕所节水或无水厕所粪尿源分离及再利用粪尿源分离及再利用负压负压-源分离系统源分离系统
