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遼河流域分散式污水治理技術產業化課題結碩果

放大字體  縮小字體 發布日期:2016-12-13  艾普網   瀏覽次數:1558

至“十一五”末期,我國的工業點源廢水和城市生活污水基本得到了集中有效的處理。而隨著農村經濟快速發展、農業集約化程度不斷提高,農村面源污染問題日益突出,其中流域分散式污染已成為流域污染物排放的重要來源和組成部分,所占比重越來越大。

在遼河治理過程中,遼河流域分散式水污染治理難度大,治理技術及產業化發展較為緩慢,因此迫切需要開發經濟實用的污染治理技術,以推進農村涉水面源污染治理。

《遼河流域分散式污水治理技術產業化》(2012ZX07212-001)課題依托國家水專項總體設計,破解了農村涉水面源污染治理難題,使得遼河流域遼寧省農村分散式污水治理能力得到提升,這對遼河流域及水質持續改善、保住“摘帽”成果有重要意義,并為遼寧省完成“十三五”期間全省河流水質優良(達到或優于Ⅲ類)比例達到51.7%以上的環境質量規劃指標提供重要的技術支撐。在改善遼河流域水環境質量的同時,環保技術的產業化已成為遼寧省新的經濟增長點,實現了環境效益、經濟效益和社會效益的統一。

農村畜禽養殖業排污及生活污水散排狀況嚴重,《第一次全國污染源普查公報》顯示,農村畜禽養殖業的污染排放已經成為我國最重要的農業面源污染源之一,隨著畜禽養殖數量的快速增長,以及畜禽養殖結構變化、農業勞動力成本提高等因素影響,我國畜禽糞便污染狀況加重惡化。

生活污染是遼河流域除工業污染外的另一大污染源,上游河段流經大量農村區域,大部分為分散式污水排放形式,約占污染物總量的50%以上,且大多數沒有經過處理直接排放。除畜禽養殖糞便污染、農村生活污水外,農村中小企業腌制、釀造、屠宰、食品加工等農副產品加工廢水也成了遼河流域污染的一大來源。農村中小企業規模不大,但數量較多,大部分企業受自身經濟實力和條件的制約,污染防治技術和設備的發展水平已不適應農村經濟社會發展,許多中小企業的污水處理設施運行成本高,處理效率低,設備運行不穩定,未達標污水直接排入村鎮附近的支流河,給流域的污染防治造成一定困難。《遼河流域分散式污水治理技術產業化》(2012ZX07212-001)課題研究得出以下成果:

1 實現分散式污水治理技術突破

畜禽養殖業在農村經濟發展中占重要地位,但污染問題嚴重,加之北方寒冷地區的特殊性,有針對性的技術突破至關重要。課題為此開展了高效厭氧發酵組合技術、厭氧發酵產物利用技術研發,突破了北方寒冷地區沼氣工程冬季運行不穩定的工程技術難題問題,實現了反應器內反應溫度全年保持35℃左右,容積產氣率高達1.5 m3/m3·d,較同類產品提高了10%~20%,有機物降解率超過70%,確保沼氣工程全年穩定運行,且冬季產氣率不低于全年平均值的70%。一些村鎮、遠離城區的居民小區、風景區等未納入市政管網的分散式污水近年來日益受到關注,如何減少用地、降低成本、便于維護成為這些小型生活污水處理技術的主要問題。課題突破了微動力曝氣+多級濾床技術、寒冷地區低溫環境潛水導流曝氣設備技術、定量回流調節技術及小型污水處理的智能控制及遠程控制系統技術等多項技術,其中潛水導流式曝氣器技術屬于國內首創,充氧能力提高了2~3倍。課題形成的小型污水處理一體化集成技術及成套設備體系,有效解決了遼河流域分散式污水收集難度大、建設及運行費用高、運營管理困難等現狀問題。申請發明專利2項。

為提高村鎮污水處理效果,并在污染治理的同時增強生態景觀效果,課題還在高效人工濕地成套技術方面,開發了“人工濕地均勻布水設備+復合流態人工濕地—功能生物強化產品+人工濕地液位調節設備”人工濕地處理系統,解決了北方寒冷地區人工濕地布水均勻性差、濕地中微生物在低溫條件下難以成活、植物與微生物協同凈化功能較弱、濕地水位不能準確調節等問題,確保冬季-20℃低溫環境下,氮磷去除率提高7%-12%,徹底突破了北方寒冷地區人工濕地低溫條件凈化效果差的技術瓶頸。申請發明專利1項,授權實用新型專利2項。

遼河流域小型農副產品加工行業企業數量多、地域分散,腌制廢水、屠宰廢水、釀造廢水和奶牛場廢水等這些重點行業有機廢水處理不達標或未經處理直排現象嚴重。課題對行業廢水的處理技術和工藝參數進行深入優化和模塊化處理,對UASBR、MBBR常規技術進行了大膽改進,形成了農村區域重點行業有機廢水處理組合工藝集成技術體系和移動式廢水處理系統工藝優化與集成技術體系,突破了排放污水成分復雜、處理規模小但處理難度大、有機廢水COD負荷高且難降解,一些行業廢水COD濃度高達20000 mg/L等復雜問題,有效解決了農副產品加工行業污染遺留問題。申請發明專利并被授權6項。

2 實現設備標準化、系列化,促進產業規范化

《遼河流域分散式污水治理技術產業化》(2012ZX07212-001)課題在分散式污水治理技術研發和設備研制基礎上,實現了分散式污水治理設備的標準化、系列化,促進了產業規范化。

在畜禽糞污治理方面,課題開發了TW系列濕式高效厭氧發酵成套設備和TD系列干式高效厭氧發酵成套設備,開發了IC系列預處理一體機、TS系列沼氣質能轉換機、S系列固液分離機、H系列沼氣調節緩沖器等標準化產品。

在小型生活污水處理方面,課題開發了GH系列高效回用小型一體化設備、GQ系列高分子輕質生物轉盤設備、QD系列一體化氧化溝設備。

在高效人工濕地處理方面,課題開發了DN50~DN300 共6個級別人工濕地均勻布水設備及300mm、600mm、900mm共 3種規格人工濕地液位調節設備。

在重點行業有機廢水治理方面,課題開發了PUMA系列固定式廢水處理成套設備,M-CPC系列移動式高濃度有機廢水綜合物化處理系統,M-MBR系列移動式膜生物反應器核心工藝廢水處理系統和M-MW系列移動式多功能廢水處理系統。

3 建設6項示范工程,對多項關鍵技術進行工程性驗證

依托西豐縣城市生活污水處理廠的寇河濕地公園是高效人工濕地技術的示范工程之一。這樣一處集城鎮污水處理和生態景觀工程為一體的寇河濕地公園,將流經西豐縣的寇河——遼河的一個曾經重污染問題突出的重要支流河,與西豐城區段的區域設計形成了一體化景觀帶,并對整個遼河治理和污染物減排起到了巨大推進作用。

工程中應用了課題寒冷地區低溫強化脫氮、人工濕地功能生物強化技術等發明專利技術以及人工濕地均勻配水、液位調節等核心設備,使得西豐這個遼寧省最為寒冷的地區也將大片河涂灘地改造成人工濕地污水處理工程成為可能。

課題組統計,課題共建設示范工程6項,除了上述西豐縣人工濕地污水處理工程之外,還包括桓仁縣雅河鄉邊哈村畜禽糞污、農業垃圾混合發酵沼氣工程、沈陽市正旺奶牛專業合作社沼氣工程、鐵嶺大牛再生能源有限公司畜禽養殖大型沼氣工程(二期)、沈陽軍區小型污水處理工程(站1、站2、站3)、輝山乳業集團松崗現代化奶牛養殖場牛糞廢水處理工程。

6項示范工程分別對改進型USR厭氧發酵技術、高效回用小型一體化污水處理技術、高分子輕質生物轉盤關鍵技術、多級濾床關鍵技術、復合水平流-垂直流人工濕地+功能性強化生物產品關鍵技術、厭氧+MBBR工藝等關鍵技術進行了工程性驗證,有效解決了鄉鎮及遠離城區小區域的分散式污水污染問題,改善了支流河及周邊水環境,同時對生活污水處理和農村重點行業廢水治理模式進行了創新和驗證,促進了分散式污水治理行業的發展。

建設示范工程的同時,課題還開展了分散式污水治理關鍵技術和成套設備的產業化推廣,建成產業化項目41項,實現產值2.23億元。其中畜禽糞污厭氧發酵沼氣工程13項、小型生活污水處理工程7項、人工濕地污水處理工程17項、農副產品加工行業廢水治理工程4項。產業化項目分布在沈陽、撫順、鐵嶺、盤錦、錦州、阜新等轄區51個縣、鄉鎮、村,大大削減了拉馬河、寇河、細河、繞陽河、古城河、沙河、清河等十余條遼河流域二、三級支流河的入河污染物排放量,每年約削減COD 10159.09噸、NH3-N 1015.44噸,為遼河摘帽和流域水質的持續改善發揮了重要作用。

4 完善技術產業化機制,推進產業發展

農村涉水面源污染治理面廣、量大、成本高,加之現狀是財政對農村環保投入偏少,造成滯后的基礎設施建設與不斷加大的污染負荷之間的矛盾日益突出。

分散式污水治理技術產業化機制的完善是解決農村環保投入不足的有效途徑之一,技術產業化模式的構建為技術的推廣提供了有力支撐。建立政府、市場、產學研渠道相通的機制,有利于實現流域環境治理和產業發展的雙重目標。

在對遼河流域分散式污水污染現狀分析后,課題確定了分散式污水治理技術產業化的市場需求,從畜禽養殖糞污治理技術、一體化潛水導流氧化溝處理工程技術、人工濕地污水處理工程技術、小型屠宰與肉類加工廢水治理技術等4方面制定了分散式污水處理技術規范,實現了分散式污水治理技術及設備的標準化、規范化,開展了分散式污水治理技術產業化機制研究,提出了分散式污水治理技術產學研轉化模式。

經過近五年的水專項課題實施,《遼河流域分散式污水治理技術產業化》(2012ZX07212-001)課題破解了農村涉水面污染治理難題,推動了分散式污水治理技術的產業化,成果顯著。

 
 
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