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太阳能在污水处理厂的神奇“魅力”人工湿地技术去污立竿见影!


分类: 行业新闻

作者: 创洋

来源: 水处理

发布时间:2021-08-18 16:38

纯化水 

原标题:太阳能在污水处理厂的神奇“魅力”人工湿地技术去污立竿见影!

不知道大家有没有听过太阳能技术在污水处理方面的运用?在工业废水处理厂,太阳能技术受到越来越多排放型企业的青睐,那么它究竟有何神奇魅力俘获广大污水排放型企业芳心呢?人工湿地技术在生活污水处理近年来也是颇受欢迎,尤其是在保护生态环境方面可以说是功不可没的。

污水处理属能耗密集型行业,据统计分析,污水处理厂单位耗氧污染物削减电耗分布在0.58~3.05kW˙h/m3。我国城市污水产生量巨大,相应处理量也在不断增加,污水处理的能耗不容忽视(其中污水、污泥的处理能耗占整个污水厂直接能耗的60%以上太阳能作为可再生能源,拥有蕴藏量大、分布广、环境友好等优点,而且太阳能技术的引进不仅可以充分发挥污水厂容积率较小的优势,也有效解决了太阳能占地面积较大的问题。因此,将太阳能技术与城镇污水处理项目相结合具有潜在的发展前景。当前,如何因地制宜地使用太阳能已经成为未来概念性污水厂的发展方向之一。

污水处理厂光伏发电

城镇污水处理厂大多采用A2/O、氧化沟及序批式活性污泥法(sequencingbateactor,SBR)等处理工艺。将光伏电池板安装于建筑物的屋顶、构筑物的池面及各类闲置空间,可在一定程度上实现空间的二次利用。

自美国西部第一座以太阳能为主要能源的污水处理厂建成起,这种污水处理系统备受关注。国内目前已经有了实际的案列,如扬州市六圩污水处理厂、汤汪污水处理厂、自来水公司第一水厂合计约9.8×104m2池面,并建设光伏电站,其总装机容量达9.7MW。按照日均发电量计,可满足两处污水处理厂30%~40%的用电量,自来水厂则完全可以自给自足。

目前,全国不同处理规模污水厂的投运情况总体上均呈现出增长趋势,尤其是小型污水处理厂(5万m3/d以下)的投运数量增长最为迅速。若将光伏发电应用于中小型二级污水处理厂中,在节约能耗、降低成本上有更显著的效果。以一座小型污水处理厂为例,该厂用电负荷主要集中在曝气系统、泵房及污泥处置等方面,见表1。

污水厂设计用电总负荷为100kW。以光伏发电作为主要能源,在不考虑安装面积限制及日照较好情况下进行系统设计。选用的太阳能电池板性能参数和设计结果详见表2与表3。

根据污水处理厂实际情况来进行安装。经计算得知,太阳能日均发电量为896.9kW˙h,而污水处理厂实际电耗为1320kW˙h,即可满足约70%以上的用电量。由此可见,太阳能光伏发电更适用于中小型污水处理厂及能耗相对较低的净水厂。日照强度和天气情况等的变化对太阳能组件的功率有较大的影响,系统发电量随太阳辐射强度呈线性变化,因此,太阳能运用于中小型污水处理厂和净水厂时,通常采用并网方式且遵循“自发自用、余电上网”的原则。

然而,光伏项目的实施受阻于原池体结构的承载力限制范围。对于原池体单元的改造,需要考虑的结构设计因素较多,因而给施工带来了较大的阻力,如六圩污水处理厂结构改造等。因此,新污水处理设施及净水厂在设计建造时,应该统一规划其光伏发电项目,避免池体改造结构上的困难。同时,阴雨天太阳能发电效率较低时的应对措施也是亟待解决的问题之一。

太阳能与人工湿地

近年来,人工湿地技术因其基建投资小、处理效果好、布置灵活和运行维护管理方便等优点,渐受到人们的重视,尤其适用于污水量较小并分散的农村。农村地区太阳能资源丰富,利用太阳能技术耦合人工湿地系统,不仅解决了能源供给问题,还降低了管理成本,特别适用于地势偏远或电网不发达地区。但是今天重点是给大家介绍人工湿地在处理生活污水的作用。

人工湿地基本概念

人工湿地实质是一个综合生态系统,主要应用生态系统中各个共生物种的能量和物质循环的再生作用,在促进废水中污染物良性循环的前提下,充分发挥资源生产潜力,获得污水处理与资源化的最佳效益,防止污水对环境造成二次污染。

技术原理

人工湿地污水处理技术的原理是通过人工建造和控制来运行与沼泽地类似的地面,将污水有控制地投配到湿地上,使污水在湿地土壤缝隙和表面沿一定方向流动的过程中,利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用,对污水进行处理的一种技术。其生态系统的作用机理包括吸附、滞留、过滤、沉淀、微生物分解、转化、氧化还原、植物遮蔽、残留物积累、蒸腾水分和养分吸收及各类动物的其他作用等。

系统分类

人工湿地处理系统可以分为以下几种类型:自由水面人工湿地处理系统、潜流型人工湿地处理系统、垂直水流型人工湿地处理系统等。

系统去除的污染物范围广泛,包括N、P、SS、有机物、病原体等。在进水浓度较低的条件下,人工湿地对BOD5的去除率可达85%~95%,COD去除率可达80%以上,出水中BOD5的浓度在10mg/L,SS小于20mg/L。废水中大部分有机物作为异样微生物的养分,最终被转化为微生物有机体、CO2和H2O。

技术特点

人工湿地处理系统同时具有缓冲容量大、处理效果好、工艺简单、投资少、运行费用低等优点,非常适合中、小型村庄生活污水的集中处理。

适用范围

1.人工湿地污水处理技术易受气候条件影响,南北差异较大,北方大部分地区冬季温度较低,难以维持生态系统的正常运行或保证污水处理效果。因此在选用该技术时,要选取合适的植物,并且要充分考虑项目地植物过冬问题。

2.该处理技术适用于农村集中式和分散式污水处理,根据各地土地充裕情况、居住方式和经济状况而定。对于居住较为分散、土地宽裕的村庄,可选用分散式处理方式,以户为单位,充分利用农村零星空地,建设小规模湿地处理系统,可同时满足净化污水和美化环境的效果。集中式处理系统,更适宜于居住集中、土地有限的农村,尤其是撤村并镇和新建的农村社区,各户将污水通过管网或沟渠排入处理系统集中处理。

3.该技术对于项目地地形条件的要求较为宽松,设计时可因地制宜。

采用人工湿地处理技术,主要注意以下几点:

1.人工湿地处理技术必须做好防渗系统,对于农村地区湿地防渗可采用土工膜或三灰土夯实等简易实用的方法。

2.人工湿地植物的选取。湿地植物是湿地处理系统最明显的生物特征,它是人工湿地的主要组成部分,在污水处理过程中起着重要作用。湿地植物选取时应因地制宜,综合考虑植物的以下特征:耐水、根系发达、多年生、耐寒、吸收氮、磷量大、兼顾观赏性和经济性、要尽量选择当地的土著种。目前,常用的有芦苇、香蒲、菖蒲、美人蕉、风车草、彩虹鸟、水竹、水葱、大米草、鸢尾、蕨草、灯芯草等。

3.人工湿地植物栽种初期的管理主要保证其成活率。湿地植物栽种最好在春季,植物容易成活。如果不是在春季栽种而在冬季,应做好防冻措施,在夏季应做好遮阳防晒。总之,要根据实际情况采取措施以确保栽种植物的成活率。

4.植物栽种初期为了使植物的根扎得比较深,需要通过控制湿地的水位,促使植物根茎向下生长。

5.做好日常护理防止其他杂草滋生并及时清除枯枝落叶,防止腐烂污染。

6.对不耐寒的植物在冬季来临之前要做好防冻措施或及时收割。

总结:太阳能与人工湿地的新技术的运用,使得在人们在水处理方面,变得更加水处理有效。既节约了能源,也在一定程度上保护了我们生态环境,净化了水资源。关于水处理设备,可以搜素创洋水处理官网或者微信公众号,作进一步详细了解。保护环境,人人有责。建设美丽中国,是每一位华夏儿女共同担当。