革除鼓风曝气复氧的新工艺——势能增氧生态床法

时间：2009-03-17 10:37

来源：中国水网

作者：周芸

　　为了恢复水中的溶解氧（即DO），现行成熟的污水处理工艺大都依据大气复氧双膜理论采用了鼓风曝气，据悉处理1吨污水应用罗茨风机至少需耗电0.4Kw/h，加上需要消除罗茨风机噪音的费用、建设风机房费用以及增设管理员费用，该项总支出一直是污水处理厂运行费用居高不下的主要一环，特别是当要求污水处理达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准时，仅“鼓风曝气”的费用就将增加几倍。河海大学环境科学与工程学院课题组从1988年开始历经20载7代工艺的改进，充分发挥了利用水能运行费用低的优点，研究出利用水能（势能）进行污水生物处理的工艺——势能增氧生态床法，创造了水利学科与环境学科相结合的典型，提出了环境学科发展的一个新研究方向，课题组成员陈鸣钊教授昨日接受了中国水网的采访并提供了以下数据。

　　下图为“势能增氧生态床（草皮）”工艺的主视剖面示意图，其结构为浅层、多层、粗细颗粒分层铺砌（下部为大卵石，向上逐层减小至细砂和生态砂，上部为土层和覆盖草皮，并在其两头设立增氧机）。

　　其原理为：当污水自第一层进入增氧机1时，污水自下而上运动，且其中携带的悬浮物自下而上被截留，当水位上升到增氧机中的虹吸管顶部3并超过后，则产生虹吸，很快吸干该层的污水排入下一层，此时污水自上而下运动携带被截留的悬浮物质（很通畅地由小孔隙向大孔隙流动）也排入下一层（这也是每一层填料不堵塞的原因），同时将空气吸入填料2的孔隙之中，空气沿大颗粒孔隙自下而上地与所有填料中的水膜相接触而进行大气复氧，使得填料表面的水膜中溶解氧迅速增加（参见大气复氧双膜理论）。势能增氧生态河床设施充分利用水泵的水头势能（10～15m）进行大气复氧，30层的连续大气复氧可使污水中的溶解氧增加很快。

　　当每一层的污水被吸干后，虹吸自动断开，且有一段间歇时间，故使得填料中水膜的大气复氧时间很充分，又由于水膜很薄，其中的溶解氧很快向饱和值接近，故适宜填料表面生物膜中好氧微生物生长并很快分解污水。由于污水的不断进入，该层的水位又上升，再次虹吸，周而复始，并且自上一层向下一层，逐层传递，至底层通过二沉池，将携带的悬浮物沉淀，上清液出水时再通过生态草皮，由于毛细管的作用将水和有机物（氮、磷）输送给上部土层和覆盖的草皮，去除了氮、磷，即可达中水标准或地表水Ⅲ类水质。

　　该项技术直接的经济效益是：在山区当河流比降为1%～3%时，污水处理的直接运行费用为零，在平原地区，当电费为0.6元/度时，只需≤0.15元/吨的直接运行费用。日前已经荣获了国家环境保护部颁布的“2008年度环保科学技术奖励”三等奖，并且成功的应用了11个污水处理项目，包括1999年南京腊梅食品厂高浓度废水处理项目、2000年江苏靖江中学的生活污水处理项目、2001年扬州煤气总公司焦化废水处理项目、2004年南京建邺区泵站河道管理处河水处理项目。

　　注：该课题组成员分别为陈鸣钊，丁训静，谢悦波，王佩芳，邓风(不分顺序)。

编辑：周芸