污水源分離與生態(tài)排水
來(lái)源: 閱讀:5152 更新時(shí)間:2011-07-26 10:59摘要:近年來(lái)不斷有學(xué)者對(duì)歐洲城市化過(guò)程中所形成的城市排水模式進(jìn)行反思,認(rèn)為存在高耗水、高耗能、末端治理和資源流失等缺陷。污水中糞尿的量很小卻是生活污水中有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)鹽的主要來(lái)源,因此以源頭分離和資源回收循環(huán)為核心的排水模式得到重視。本文分析這一技術(shù)思想變革的背景,介紹源分離、糞尿資源化方面已有的探索實(shí)踐以及其可行性,并探討其在中國(guó)實(shí)施的意義。
關(guān)鍵詞: 生態(tài)排水;生態(tài)衛(wèi)生;源分離;排水系統(tǒng);可行性
The sanitation pattern established during the early urbanisation in Europe is increasingly criticized because of the high consumption of water and energy as well as the loss of the resources. The faecal matter and urine is only a very small part of the total wastewater but contains the main load of the organic matter and the most of the nutrients. Therefore source separated and resource oriented sanitation systems gain more attention. The background of the concept change is analyzed. The research works, the application demonstration and some feasibility studies for source separation, treatment and reutilisation of faecal matter and urine are presented. Discussions are made for the importance of the implementation in China.
Key words: ecological sanitation, source separation, sanitation system, feasibility
1. 對(duì)傳統(tǒng)城市排水模式的反思及生態(tài)排水理念的提出
歐洲早期城市化中所形成的沖水馬桶排污和生活污水混合排放的水載重力排水系統(tǒng)已發(fā)展成為近代全球城市排水的基本模式。上世紀(jì)九十年代以來(lái)在可持續(xù)發(fā)展理念的大背景下越來(lái)越多的學(xué)者對(duì)這一模式提出反思和批判,歸納起來(lái)主要有以下幾個(gè)方面:
(1) 這一傳統(tǒng)模式從理念上把水作為收集輸送廢棄物的載體,存在高耗水的特征,浪費(fèi)水資源。
(2) 人糞尿占污水總量?jī)H1%但含有污水中大部分的COD和絕大部分營(yíng)養(yǎng)鹽(氮、磷、鉀)[1],傳統(tǒng)模式中先將其成百倍地稀釋?zhuān)缓笤傧拇罅磕芰繉⑵浞蛛x,在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面嚴(yán)重不合理。
(3) 現(xiàn)代污水處理廠出水中仍含有進(jìn)水中20%的氮,5%以上的磷和90%以上的鉀,是受納水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要原因。例如現(xiàn)代污水處理廠出水含磷在1mg/L水平,而流速慢的地表水為防止富營(yíng)養(yǎng)化需要達(dá)到約0.01mg/L [2],相差一百倍。
(4) 混合污水成分復(fù)雜,在污水處理廠各操作單元達(dá)到較高技術(shù)水平使出水指標(biāo)合格后,由于污泥中的污染物和其他原因,大量污泥不得不采用填埋的方式作為最終處置。即使采用費(fèi)用高的焚燒處理,所能達(dá)到的也僅是減量化,因?yàn)榉贌谀芰炕厥丈纤鸬淖饔檬呛苡邢薜腫3]。所以污泥的處理與資源化仍是其中一大難題。
(5) 污水處理廠污泥中營(yíng)養(yǎng)鹽的回收已有不少探索但都存在經(jīng)濟(jì)或技術(shù)上的局限,未能得到工業(yè)應(yīng)用。磷和鉀是有限的不可再生資源,制造氮肥又需消耗大量能量,農(nóng)田因缺有機(jī)肥滋養(yǎng)而退化,農(nóng)業(yè)與人居的物質(zhì)交換鏈幾乎被徹底截?cái)唷?/p>
(6) 傳統(tǒng)模式的混合排放和遠(yuǎn)距離輸送均不利于污水的資源化和城市水圈的良性循環(huán),較高的輸水費(fèi)用限制了再生水在市區(qū)內(nèi)的應(yīng)用。
傳統(tǒng)模式的形成和壯大發(fā)生在歷史上并不缺水的工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家,污水的大水量、長(zhǎng)距離輸送是末端集中處理模式中的主要費(fèi)用組成,是西方國(guó)家在較長(zhǎng)的城市化進(jìn)程中幾代人不斷積累的結(jié)果。自上世紀(jì)70年代城市污水管網(wǎng)逐步進(jìn)入翻修期以來(lái),其費(fèi)用對(duì)歐洲經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家亦是一個(gè)巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。事實(shí)上,高污水處理率和較完善的污水處理廠在今天也只在為數(shù)極少的發(fā)達(dá)國(guó)家得到實(shí)現(xiàn),欠發(fā)達(dá)國(guó)家,特別是發(fā)展中國(guó)家在城市人口增長(zhǎng)的進(jìn)程中很難同步實(shí)施,造成大量污水未經(jīng)收集處理就排放。
城市生活廢水的人均排放量約100-200升/人·天,其中人糞尿的量?jī)H約1-2 L,約占總污水量的1-2%,但含有生活污水中含碳有機(jī)物總量的約60%,氮、磷總量的90%以上,鉀的總量的60-70%和絕大部分的大腸桿菌(參見(jiàn)表1,Otterpohl et al.,1999)。
表1生活污水主要成份分布特征
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總量
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沖廁水雜排水
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尿
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糞
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量
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(L/人年)
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46400*
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500
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50
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化學(xué)耗氧量
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Kg/(人年)
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30
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41%
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12%
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47%
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N
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Kg/(人年)
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4-5
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3%
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87%
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10%
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P
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Kg/(人年)
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0.75
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10%
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50%
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40%
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K
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Kg/(人年)
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1.8
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34%
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54%
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12%
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*根據(jù)德國(guó)耗水量數(shù)據(jù)本文作者補(bǔ)充
隨著淡水資源危機(jī)加劇和水污染的加重,針對(duì)傳統(tǒng)模式的弊端以及人糞尿和生活污水在質(zhì)和量上的巨大反差,上世紀(jì)末特別是瑞典、德國(guó)、瑞士等國(guó)家學(xué)者相繼提出分散排水與再利用(DeSAR - Decentralized Sanitation and Reuse)),替代排水(Alternative Entwaesserung),可持續(xù)排水(Sustainable Sanitation),生態(tài)排水(Ecological Sanitation)等新概念,其核心是源分離(Source Separation)或源管理(Source Management),即將人糞尿與生活雜排水分離并進(jìn)行能量和資源回收,污染程度低的雜排水與雨水分散資源化。國(guó)際水協(xié)2001年以來(lái)已舉辦三屆以Ecological Sanitation(EcoSan)命名的國(guó)際會(huì)議,EcoSan作為概括這一新理念的術(shù)語(yǔ)也越來(lái)越流行。
我國(guó)學(xué)者在文章中將Ecosan分別翻譯成生態(tài)衛(wèi)生(排水)[4]、生態(tài)衛(wèi)生[5]、生態(tài)排水[6]。英文中Sanitation這里指排污系統(tǒng)而中文衛(wèi)生的含義卻很廣,鑒于“給、排水”在中文中已廣為流行,筆者在本文中采用生態(tài)排水。
2.源分離對(duì)策與技術(shù)手段
歸納目前已有的應(yīng)用,源分離手段可分為以下幾類(lèi):
(1) 不沖水的堆肥干廁:該類(lèi)廁所與中國(guó)農(nóng)村現(xiàn)在仍廣為流行的干廁區(qū)別在于尿液與糞便分離。尿液從便器的小便區(qū)單獨(dú)排出,大便收集后添加約與糞便量相同的鋸末或灰土,通過(guò)堆肥發(fā)酵實(shí)現(xiàn)糞便穩(wěn)定化(參見(jiàn)Winblad等[7])。歐洲在低人口密度的鄉(xiāng)村已有較多應(yīng)用,但在人口密度高、多層建筑、使用頻率高等情況下,應(yīng)用困難。
(2) 尿液分離的沖水廁具:通過(guò)在便器的小便區(qū)單獨(dú)設(shè)立排污口將尿液分離,如廁只是小便時(shí),僅對(duì)小便區(qū)沖少量的水(在0.1-0.5升),尿液靠重力流單獨(dú)收集。單獨(dú)收集尿液可以減少排水中磷負(fù)荷約50%,氮負(fù)荷近90%。該類(lèi)源分離在歐洲已有較多示范。
(3) 極少量沖水的負(fù)壓廁具或尿液分離負(fù)壓廁具:傳統(tǒng)廁具排污驅(qū)動(dòng)力是水沖廁時(shí)形成的很有限的液位差,節(jié)水潛力有限。負(fù)壓沖廁利用排污管道中的負(fù)壓與常壓的壓力差(4-7米水柱),可顯著節(jié)水(沖廁耗水約1升)并同時(shí)得到高濃度的糞尿,在小便區(qū)單獨(dú)設(shè)立尿液排污口(小便沖廁耗水約0.1升)實(shí)現(xiàn)尿液的單獨(dú)收集。德國(guó)在一個(gè)350人口的小區(qū)使用負(fù)壓廁具進(jìn)行糞尿源分離
(Otterpohl,1999),在我國(guó)也開(kāi)始有示范應(yīng)用(如清華大學(xué)環(huán)境節(jié)能樓)。
上述干廁應(yīng)用中糞尿采用人工和車(chē)輛清運(yùn)。在已實(shí)施的重力流尿液分離沖水廁具示范中,尿液也多采用就地利用或車(chē)輛清運(yùn)的方式。對(duì)于在城市區(qū)域較大規(guī)模實(shí)施尿液分離,Larsen等[8]建議利用現(xiàn)有的污水管網(wǎng)在夜間排水低峰時(shí),將尿集中排入污水管道在污水處理廠收集、處理和資源化。也有學(xué)者認(rèn)為,尿的收集可沿用垃圾清運(yùn)的思路,因?yàn)槠骄咳嗣刻?升多的尿液僅是每人每天產(chǎn)生垃圾容積的三分之一(按每人每天1kg垃圾,密度0.3t/m3計(jì))。
相比之下,以負(fù)壓便器為基礎(chǔ)的源分離可以將廁具與負(fù)壓排水很好的結(jié)合起來(lái),從而可較方便地實(shí)現(xiàn)糞尿集中收集。由于糞尿量較小和沖廁水量的大幅度降低,糞尿在幾公里以?xún)?nèi)的負(fù)壓輸送或負(fù)壓與壓力管道相結(jié)合的輸送方式具備較好的經(jīng)濟(jì)可行性和應(yīng)用前景,同時(shí),相應(yīng)與此輸送距離的人居區(qū),所收集到的糞尿量可以達(dá)到較深度的處理與資源化設(shè)施所需要的處理規(guī)模。
3.源分離后的處理與資源化
3.1雜排水處理與利用
糞尿分離后的雜排水在量和質(zhì)上與傳統(tǒng)混合污水相比都顯著降低,通過(guò)不同的處理途徑以較小的費(fèi)用得到再生水,可用于綠化或作為地表景觀水。由于我國(guó)在小區(qū)中水回用已有不少類(lèi)似實(shí)踐,這里不再贅述。
3.2尿液資源化
對(duì)于人口密度低的地方,如農(nóng)村,尿液經(jīng)過(guò)一定的儲(chǔ)存期后達(dá)到穩(wěn)定化,可直接作為肥料使用。對(duì)于人口密度高的地方,如城市,為更好解決收集與儲(chǔ)運(yùn),對(duì)尿液進(jìn)行濃縮和處理就很必要。
Gulyas對(duì)尿液進(jìn)行冷凍(-8- -16oC)結(jié)晶[9],但過(guò)程復(fù)雜和耗能高。Gulyas的計(jì)算顯示[10],與未經(jīng)濃縮的原始尿液的輸送相比,只有在居住人口大于50萬(wàn)人,輸運(yùn)距離超過(guò)75公里時(shí),這種處理方法在能耗上才劃得來(lái)。
Mayer報(bào)道瑞士對(duì)尿液蒸發(fā)濃縮的研究[11],根據(jù)該研究結(jié)果設(shè)計(jì)的反應(yīng)器可將尿液體積縮小十倍,每公斤氮耗電7MJ,耗燃料11 MJ。反滲透用于濃縮尿液的試驗(yàn)顯示將尿液濃縮五倍時(shí)耗能約為5-10kwh/m3,與每公斤氮肥生產(chǎn)耗能153 MJ[12]相比,仍具有能量上的優(yōu)勢(shì)。
磷酸銨鎂鹽沉淀是回收磷、氮的另一種可能途徑。Von Wolffersdoorf 13向尿液中投加價(jià)格便宜的MgO回收磷酸銨鎂鹽,混凝后磷酸根濃度由171.2mg/L降至0.63mg/L。磷的去除率或回收率較高,但是系統(tǒng)中仍有較高濃度過(guò)剩的銨氮未被去除,需要進(jìn)一步的處理。
另一種減容和回收氮肥的途徑是尿液的吹脫處理。Behrendt等[13]報(bào)道尿液吹脫回收10%濃度的氨水實(shí)驗(yàn)并設(shè)計(jì)了一個(gè)以1萬(wàn)人為規(guī)模的工業(yè)裝置,回收的氨水體積是原來(lái)尿液體積的5%,所需主要設(shè)備為直徑不到1米,高約10米的吹脫塔和吸收塔。而相同人口規(guī)模傳統(tǒng)污水處理廠脫氮?jiǎng)t需要3000m3的構(gòu)筑物。
3.3糞便或糞尿混合廢水資源化
上述尿液處理中提及的反滲透、吹脫吸收、MAP沉淀法在處理飼養(yǎng)場(chǎng)動(dòng)物糞尿中已有不同規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用,可以作為人糞尿處理的借鑒。
在一個(gè)居住人口為350人的新建住區(qū),高濃度糞尿通過(guò)負(fù)壓廁具和負(fù)壓排水管網(wǎng)收集,與粉碎后的廚余垃圾混合,并在55 ℃下停留10小時(shí)殺菌。系統(tǒng)在37 ℃下發(fā)酵,發(fā)酵罐容積為50m3。在相應(yīng)的農(nóng)田邊建造一個(gè)儲(chǔ)存量為8個(gè)月的儲(chǔ)罐,以調(diào)節(jié)不同季節(jié)對(duì)施肥量的需求。Feng等[14]對(duì)糞尿及糞尿加廚余垃圾發(fā)酵回收能量和穩(wěn)定化的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究顯示糞尿水厭氧發(fā)酵反應(yīng)時(shí)間可控制在10天內(nèi),研究還顯示糞尿的水解反應(yīng)速度比廚余垃圾快很多。
Lopez等對(duì)糞便的好氧生物氧化進(jìn)行研究[15],在30-60℃范圍內(nèi),12小時(shí)內(nèi)生物活性(好氧速率)達(dá)到高峰,24小時(shí)以后系統(tǒng)趨于穩(wěn)定,生物活性降低。也有作者建議(如Peter-Froehlich, 2006)在采用尿液分離的同時(shí)將大便廢水過(guò)濾,然后進(jìn)行生物好氧處理,一方面就近實(shí)施資源回收,另一方面節(jié)省市政排水系統(tǒng)費(fèi)用。
針對(duì)糞尿含N,P,特別是N濃度很高的特點(diǎn),張鏡湯[16]建議在厭氧消化以后先加入CaO或MgO,一方面沉淀磷,同時(shí)提高系統(tǒng)pH值。上清液或?yàn)V液用空氣將NH3吹脫,然后加硫酸將氮以硫酸銨的形式回收。
3.4糞尿農(nóng)用與污水處理廠污泥農(nóng)用的比較
糞尿可替代化肥并是良好的肥料已被很多對(duì)比試驗(yàn)證實(shí)。Palmquist對(duì)糞尿農(nóng)用所需營(yíng)養(yǎng)鹽進(jìn)行分析并說(shuō)明糞尿是理想的肥料[17],作者同時(shí)將尿、大便、雜排水、有機(jī)垃圾以及污水處理廠(為增加可比性作者選擇不含工業(yè)廢水的污水處理廠)污泥中所含有毒有害物質(zhì)與所含養(yǎng)分(氮和磷)的比值進(jìn)行比較。結(jié)果發(fā)現(xiàn)人糞尿的有毒有害物質(zhì)含量最低,污水處理廠污泥有毒有害物質(zhì)相對(duì)最高,絕大部分指標(biāo)高出糞尿數(shù)倍到數(shù)百倍。所以,源分離后的糞尿農(nóng)用比污泥農(nóng)用更安全。
4.環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益及技術(shù)可靠性
4.1鄉(xiāng)村區(qū)域
即使不考慮源分離,由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面的原因,傳統(tǒng)排水模式應(yīng)用于鄉(xiāng)村污水收集時(shí)受到局限[18]。除農(nóng)業(yè)生態(tài)效益外,人口密度低的鄉(xiāng)村地區(qū)采用干廁在減量和污染控制上經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)也很突出,干廁尿液分離解決了生活污水主要污染物的控制問(wèn)題,而雜排水也可因地制宜地得到經(jīng)濟(jì)的處理。
Lechner等[19]針對(duì)奧地利農(nóng)村以100人口(25座住宅)為基準(zhǔn)的三種對(duì)策,A混和污水管網(wǎng)和處理廠的傳統(tǒng)模式,B水沖廁但尿液分離,C尿分離的干廁及雜排水分散處理進(jìn)行比較,除了環(huán)境和生態(tài)效益外,B和C在經(jīng)濟(jì)性上明顯優(yōu)于傳統(tǒng)模式A。
4.2城市區(qū)域
德國(guó)Wuppertal研究所以1.5萬(wàn)人規(guī)模為單位在德國(guó)應(yīng)用條件下對(duì)傳統(tǒng)模式及負(fù)壓廁具收集糞尿的源分離模式(糞尿和廚余垃圾厭氧穩(wěn)定化處理并回收能量,雜排水植物處理、消毒,作為地表水并反滲地下水)進(jìn)行了分析與比較[20],[21]。研究顯示源分離的污水排水系統(tǒng)在材料消耗上僅為傳統(tǒng)模式的1/3—1/2。傳統(tǒng)污水模式能量消耗為-110 KWh/人·年,而源分離能回收能量+108 KWh/人·年(其中含節(jié)約肥料生產(chǎn)能耗60 KWh/人·年)。傳統(tǒng)污水排水系統(tǒng)及處理廠的總費(fèi)用為每個(gè)居民每年346—431歐元,源頭分類(lèi)的污水收集與處理為每個(gè)居民每年270-316歐元。源頭將糞尿分離后排水中大部分有機(jī)物得到去除,營(yíng)養(yǎng)鹽N、P去除率達(dá)到90%以上,已經(jīng)達(dá)到和超過(guò)了傳統(tǒng)污水處理廠的去除率,不含糞尿的雜排水通過(guò)進(jìn)一步處理,污染物總排放量顯著小于傳統(tǒng)排水模式(見(jiàn)表2)。
表2:污染物排放總量對(duì)比
污染物種類(lèi)
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傳統(tǒng)城市排水污染物排放總量
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源分離模式污染物排放總量
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COD kg/人·年
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3.6
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0.8
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N kg/人·年
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0.73
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0.2
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P kg/人·年
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0.07
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0.01
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K kg/人·年
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>1.7
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<0.6
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柏林試驗(yàn)研究城市新建區(qū)域3種不同的對(duì)策,并將實(shí)際產(chǎn)生的直接費(fèi)用進(jìn)行對(duì)比。一種替代方案是尿液分離,大便廢水經(jīng)過(guò)濾后制作堆肥,濾液與雜排水一起進(jìn)入下水道系統(tǒng),匯集后進(jìn)行濕地處理(替代方案1),另一種對(duì)策是采用糞尿負(fù)壓收集處理,雜排水通過(guò)下水道集中收集進(jìn)行濕地處理(替代方案2)。三種方案分別對(duì)兩個(gè)人口規(guī)模672人和5000人進(jìn)行直接費(fèi)用的對(duì)比。結(jié)果顯示對(duì)于人口規(guī)模672人,替代方案2的費(fèi)用略低于傳統(tǒng)模式,替代方案1比傳統(tǒng)方案節(jié)省約30%。隨著人口規(guī)模的增加替代方案2的經(jīng)濟(jì)性改善明顯,當(dāng)人口規(guī)模為5000人時(shí),與傳統(tǒng)模式相比替代方案2節(jié)省支出約20%,替代方案1比傳統(tǒng)方案節(jié)省約35%[22],作者認(rèn)為,如果水資源短缺的話,替代方案2的經(jīng)濟(jì)性將更為明顯。在兩個(gè)替代方案中的雜排水以及替代方案1中的糞尿?yàn)V液仍采用重力流地下輸水,目前該項(xiàng)目正在進(jìn)行雜排水的膜生物處理試驗(yàn),在水力停留時(shí)間2小時(shí)情況下處理效果良好,采用處理效率更高的膜技術(shù)處理雜排水,可望為高密度住區(qū)實(shí)施生態(tài)排水提供更適合的途徑,最大程度地減少下水道的費(fèi)用,以明渠蓄水、滲水和輸水取代地下排水管網(wǎng)。
盡管已有的對(duì)策分析和案例示范已經(jīng)顯示污水源頭控制的環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益,目前城市區(qū)域的應(yīng)用還十分有限。除了生態(tài)排水理念近十年才得到重視外,一方面發(fā)展中國(guó)家城市化中習(xí)慣地參照延續(xù)了一百多年的傳統(tǒng)排水模式,另一方面發(fā)達(dá)國(guó)家城市已經(jīng)通過(guò)多年的建設(shè)積累具備了完善的傳統(tǒng),很難再進(jìn)行較大規(guī)模的系統(tǒng)改造。
4.3技術(shù)可靠性分析
源分離手段,糞、尿、雜排水處理及排水模式的變更更多的是理念和技術(shù)組合上的創(chuàng)新,并非是與已有的污水廢水處理截然不同的嶄新技術(shù)。干廁是人類(lèi)最早的如廁方式,需要變更的是衛(wèi)生和排泄物的穩(wěn)定化,尿液分離后的污水處理手段在其他水處理和化工等領(lǐng)域已有工業(yè)規(guī)模應(yīng)用。負(fù)壓糞尿分離源于負(fù)壓排水技術(shù),而負(fù)壓排水已在19世紀(jì)末歐洲大城市如柏林、巴黎得到過(guò)應(yīng)用[23],有一百多年的歷史。負(fù)壓排水與重力流排水相比人們通常會(huì)感覺(jué)技術(shù)過(guò)于復(fù)雜,而實(shí)際上負(fù)壓排水不過(guò)是自來(lái)水供水的逆過(guò)程,系統(tǒng)由輸送管道(水管或負(fù)壓排污管)和動(dòng)力源(泵站或負(fù)壓站)組成,在用戶(hù)終端有相應(yīng)的閥門(mén)。而考慮負(fù)壓站的維護(hù)需求時(shí),人們常常忽略重力流排水中所需要的泵站的維護(hù),負(fù)壓排水系統(tǒng)要設(shè)負(fù)壓站,需要維護(hù),重力流排水系統(tǒng)需要設(shè)泵站,也要維護(hù)。
5.思考
中國(guó)在大規(guī)模高速城市化中一方面對(duì)水資源和水環(huán)境構(gòu)成巨大壓力,另一方面在如何實(shí)現(xiàn)可持續(xù)用水排水模式上歷史負(fù)擔(dān)小,有更多機(jī)遇。中國(guó)城鎮(zhèn)發(fā)展中的以下幾個(gè)特征更顯示探索替代排水方案的必要性:
(1) 中國(guó)已有的城鎮(zhèn)區(qū)域基礎(chǔ)排水設(shè)施仍很薄弱,缺乏歷史積累,與此同時(shí)中國(guó)每年以上千萬(wàn)的人口在高速城市化。
(2) 中國(guó)城市污水處理率不到一半,城鎮(zhèn)排水與處理處于起步階段。已有的排水系統(tǒng)難以適應(yīng)不斷擴(kuò)大的需求,已有的污水處理系統(tǒng)在完善程度上與發(fā)達(dá)國(guó)家仍有很大距離(如除磷脫氮,污泥的穩(wěn)定化和進(jìn)一步的處理等)。
(3) 中國(guó)由于人口密度高,環(huán)境容量小,即使達(dá)到西方國(guó)家的污水控制水平,從污染物總量上仍有可能超過(guò)受納水體的環(huán)境容量,如鄭興燦等[24]對(duì)江浙平原河網(wǎng)地區(qū)的案例研究顯示即使全部城市污水都達(dá)到GB18918-2002中一級(jí)B的要求,水污染問(wèn)題仍然難以真正消除。
(4) 中國(guó)人均資源短缺,從廢水中回收能量和農(nóng)業(yè)營(yíng)養(yǎng)鹽對(duì)城鄉(xiāng)良性物質(zhì)交換具有戰(zhàn)略意義。
(5) 水資源有明顯的地域性,中國(guó)水資源短缺,源分離的生態(tài)排水在節(jié)水、水的再生和城市水環(huán)境良性循環(huán)上的意義比西方國(guó)家更重要。
需要指出的是,城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)的擴(kuò)展和老城的現(xiàn)代化改造是中國(guó)城市化發(fā)展的兩大模式,這給十萬(wàn)以上乃至上百萬(wàn)人規(guī)模的排水與污水控制的規(guī)劃、實(shí)施帶來(lái)了很大的不確定性,幾千人至數(shù)萬(wàn)人為單元實(shí)施源分離的生態(tài)排水對(duì)策將會(huì)是一個(gè)較理想的替代方案。另外,很多城鎮(zhèn)在歷史積累貧乏,需求又高速增長(zhǎng)的背景下,資金來(lái)源是排水污水控制的最大障礙,源分離的生態(tài)排水對(duì)策與房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)會(huì)有效地解決資金來(lái)源問(wèn)題。
參考文獻(xiàn)
[1] Otterpohl R,Oldenburg M,Buettner S. Alternative Entwaesserungskonzepte zum Strommanagement[J]. Korrespondenz Abwasser ,1999,46 ( 2): 204 – 212
[2] Vollenweider R A. Das Naerstoffbelastungskonzept als Grundlage fuer den externen Eingriff in den Eutrophierungsprozess stehender Gewaesser und Talsperren [J]. Z. Wasser Abwasser-Forschung, 1977(10): 120-125
[3] Zhang J. Stoff- und Energieflussanalyse bei der Planung thermischer Klaerschlammbehandlung[J]. Korrespondenz Abwasser ,1999, 46 (4): 743-756
[4]宋序彤.生態(tài)衛(wèi)生(排水)系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外發(fā)展比較[J]. 給水排水,2003, 29(10): 61-66
[5]郝曉地,宋虹葦.生態(tài)衛(wèi)生-可持續(xù)、分散式污水處理新概念[J].給水排水,2005, 31(6): 42-45
[6]張健.城市生態(tài)排水[J].中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè),2006(3): 30-33
[7] Winblad U, Sympson-Hébert M.生態(tài)衛(wèi)生 –原則、方法和應(yīng)用[M]. 中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2006,ISBN 7-112-08246-3
[8] Larsen T A, Gujer W. Separate management of anthropogenic nutrient solutions[J]. Water Science & Technology, 1996, 34(3-4): 87-94
[9] Gulyas H. Gefrierkonzentration zur Wertstoffgewinnung aus Gelbwasser TUHH [M], Arbeitsbereich Abwasserwirtschaft. Hamburger Bericht zur Siedlungswasserwirtschaft, Band 30, 12. Kollogium & Fortbildungskurs zur Abwasserwirtschaft, 04.-08. Sept. 2000
[10] Gulyas H. Freeze concentration for einrichment of nutrients in yellow water from No-Mix toilets[M]. International Conference on wastewater treatment for nutrient removal and reuse 2004 (ICWR) Asian Institute of Technology, Thailand. 26-29. Jan 2004
[11] Von Wolffersdoorf S. Untersuchungen zu Sortiertoiletten unter besonderer Beruecksichtigung der Urinverwertung, Diplomarbeit am Institut fuer Umweltingenieurwesen, Universitaet Rostock 2004
[12] Maurer M, Schwegler P, Larsen T A. Nutrients in urine/ energetical aspects of removal and recovery. Water Science and Technology, 2003, 48(1): 37-46
[13] Behrendt J, Arevalo E, Gulyas H, Niederste-Hollenber J, Niemiec A, Zhou J, Otterpohl J. Production of value added products from separately collected urine[J]. Water Science and Technology, 2002, 46 (6-7): 341-346
[14] Feng Y, Behrendt J, Wendland C, and Otterpohl R. : Implementation of the IWA Anaerobic
Digestion Model No.1 (ADM1) for Simulating Digestion of Blackwater from Vacuum Toilets. In Proc. Of IWA International Conference 2005 of the Future of Urban Wastewater Systems -Decentralisation and Reuse, Xian, China, 18th-20th May 2005:921-928
[15] Lopez M A, Zavala, Funamizu N, Takakuwa T. Temperature effect on aerobic biodegradation of faeces using sawdust as a matrix. ecosan-closing the loop, Proceedings of the 2nd international symposium on ecological sanitation, 2003, 7th – 11th April, Germany (ISBN 3-00-012791-7): 559-562
[16] 張鏡湯 高濃度人糞尿處理與利用的方法,中國(guó)專(zhuān)利 ZL02 12 3515.5, 2002
[17] Palmquist H, Jönsson H. Urine, faeces, greywater and biodegradable solid waste as potential fertilisers, ecosan-closing the loop, Proceedings of the 2nd international symposium on ecological sanitation, 2003, 7th – 11th April, Germany (ISBN 3-00-012791-7): 587-594
[18]張健.鄉(xiāng)村排污系統(tǒng)的探討[J]. 北京水務(wù), 2006(4):49-50
[19] Lechner M, Langergraber G. Cost comparison of conventional and modern sanitation solutions, ecosan-closing the loop, Proceedings of the 2nd international symposium on ecological sanitation, 2003, 7th – 11th April, Germany (ISBN 3-00-012791-7): 211-218
[20] Reckerzügl T, Bringezu S. Vergleichende Materialintensitätsanalyse verschiedener Abwasserbehandlungssysteme[J]. gwf-Wasser/Abwasser 1998, 139 (11): 706-713
[21] Otterpohl R. Design of highly efficient source control sanitation and practical experiences, EURO-Summer School DESAR, Wageningen, 2000, June 18-23, The Netherlands
[22] Peter-Froehlich A, Pawlowski L, Bonhomme A, Oldenburg M. EU-Demonstrationsprojekt Sanitaerkonzept fuer die separate Erfassung und Behandlung von Urin, Faekalien und Grauwasser - erste Ergebnisse. Manuskript, 33. Essener Tagung, 2006, 29.-31 March
[23] ATV Regelwerk. Besondere Entwaesserungsverfahren Unterdruckentwaesserung – Druckentwaesserung,1992
[24]鄭興燦,陳衛(wèi),林濤.江浙平原河網(wǎng)地區(qū)城市雨污水再生利用策略及技術(shù)路線,城市水景觀建設(shè)和水環(huán)境治理國(guó)際研討會(huì)論文,2005,http://www.h2o-china.com/paper/viewpaper.asp?id=5041