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辽河流域分散式污水治理技术产业化课题结硕果

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-12-13     浏览次数:817

至“十一五”末期,我国的工业点源废水和城市生活污水基本得到了集中有效的处理。而随着农村经济快速发展、农业集约化程度不断提高,农村面源污染问题日益突出,其中流域分散式污染已成为流域污染物排放的重要来源和组成部分,所占比重越来越大。

在辽河治理过程中,辽河流域分散式治理难度大,治理技术及产业化发展较为缓慢,因此迫切需要开发经济实用的污染治理技术,以推进农村涉水面源污染治理。

《辽河流域分散式污水治理技术产业化》(2012ZX07212-001)课题依托国家水专项总体设计,破解了农村涉水面源污染治理难题,使得辽河流域辽宁省农村分散式污水治理能力得到提升,这对辽河流域及水质持续改善、保住“摘帽”成果有重要意义,并为辽宁省完成“十三五”期间全省河流水质优良(达到或优于Ⅲ类)比例达到51.7%以上的环境质量规划指标提供重要的技术支撑。在改善辽河流域水环境质量的同时,环保技术的产业化已成为辽宁省新的经济增长点,实现了环境效益、经济效益和社会效益的统一。

农村畜禽养殖业排污及生活污水散排状况严重,《第一次全国污染源普查公报》显示,农村畜禽养殖业的污染排放已经成为我国最重要的农业面源污染源之一,随着畜禽养殖数量的快速增长,以及畜禽养殖结构变化、农业劳动力成本提高等因素影响,我国畜禽粪便污染状况加重恶化。

生活污染是辽河流域除工业污染外的另一大污染源,上游河段流经大量农村区域,大部分为分散式污水排放形式,约占污染物总量的50%以上,且大多数没有经过处理直接排放。除畜禽养殖粪便污染、农村生活污水外,农村中小腌制、酿造、屠宰、食品加工等农副产品加工废水也成了辽河流域污染的一大来源。农村中小企业规模不大,但数量较多,大部分企业受自身经济实力和条件的制约,污染防治技术和设备的发展水平已不适应农村经济社会发展,许多中小企业的污水处理设施运行成本高,处理效率低,设备运行不稳定,未达标污水直接排入村镇附近的支流河,给流域的污染防治造成一定困难。《辽河流域分散式污水治理技术产业化》(2012ZX07212-001)课题研究得出以下成果:

1 实现分散式污水治理技术突破

畜禽养殖业在农村经济发展中占重要地位,但污染问题严重,加之北方寒冷地区的特殊性,有针对性的技术突破至关重要。课题为此开展了高效厌氧发酵组合技术、厌氧发酵产物利用技术研发,突破了北方寒冷地区沼气工程冬季运行不稳定的工程技术难题问题,实现了反应器内反应温度全年保持35℃左右,容积产气率高达1.5 m3/m3·d,较同类产品提高了10%~20%,有机物降解率超过70%,确保沼气工程全年稳定运行,且冬季产气率不低于全年平均值的70%。一些村镇、远离城区的居民小区、风景区等未纳入市政管网的分散式污水近年来日益受到关注,如何减少用地、降低成本、便于维护成为这些小型生活污水处理技术的主要问题。课题突破了微动力曝气+多级滤床技术、寒冷地区低温环境潜水导流曝气设备技术、定量回流调节技术及小型污水处理的智能控制及远程控制系统技术等多项技术,其中潜水导流式曝气器技术属于国内首创,充氧能力提高了2~3倍。课题形成的小型污水处理一体化集成技术及成套设备体系,有效解决了辽河流域分散式污水收集难度大、建设及运行费用高、运营管理困难等现状问题。申请发明专利2项。

为提高村镇污水处理效果,并在污染治理的同时增强生态景观效果,课题还在高效人工湿地成套技术方面,开发了“人工湿地均匀布水设备+复合流态人工湿地—功能生物强化产品+人工湿地液位调节设备”人工湿地处理系统,解决了北方寒冷地区人工湿地布水均匀性差、湿地中微生物在低温条件下难以成活、植物与微生物协同净化功能较弱、湿地水位不能准确调节等问题,确保冬季-20℃低温环境下,氮磷去除率提高7%-12%,彻底突破了北方寒冷地区人工湿地低温条件净化效果差的技术瓶颈。申请发明专利1项,授权实用新型专利2项。

辽河流域小型农副产品加工行业企业数量多、地域分散,腌制废水、屠宰废水、酿造废水和奶牛场废水等这些重点行业有机废水处理不达标或未经处理直排现象严重。课题对行业废水的处理技术和工艺参数进行深入优化和模块化处理,对UASBR、MBBR常规技术进行了大胆改进,形成了农村区域重点行业有机废水处理组合工艺集成技术体系和移动式废水处理系统工艺优化与集成技术体系,突破了排放污水成分复杂、处理规模小但处理难度大、有机废水COD负荷高且难降解,一些行业废水COD浓度高达20000 mg/L等复杂问题,有效解决了农副产品加工行业污染遗留问题。申请发明专利并被授权6项。

2 实现设备标准化、系列化,促进产业规范化

《辽河流域分散式污水治理技术产业化》(2012ZX07212-001)课题在分散式污水治理技术研发和设备研制基础上,实现了分散式污水治理设备的标准化、系列化,促进了产业规范化。

在畜禽粪污治理方面,课题开发了TW系列湿式高效厌氧发酵成套设备和TD系列干式高效厌氧发酵成套设备,开发了IC系列预处理一体机、TS系列沼气质能转换机、S系列固液分离机、H系列沼气调节缓冲器等标准化产品。

在小型生活污水处理方面,课题开发了GH系列高效回用小型一体化设备、GQ系列高分子轻质生物转盘设备、QD系列一体化氧化沟设备。

在高效人工湿地处理方面,课题开发了DN50~DN300 共6个级别人工湿地均匀布水设备及300mm、600mm、900mm共 3种规格人工湿地液位调节设备。

在重点行业有机废水治理方面,课题开发了PUMA系列固定式废水处理成套设备,M-CPC系列移动式高浓度有机废水综合物化处理系统,M-MBR系列移动式膜生物反应器核心工艺废水处理系统和M-MW系列移动式多功能废水处理系统。

3 建设6项示范工程,对多项关键技术进行工程性验证

依托西丰县城市生活污水处理厂的寇河湿地公园是高效人工湿地技术的示范工程之一。这样一处集城镇污水处理和生态景观工程为一体的寇河湿地公园,将流经西丰县的寇河——辽河的一个曾经重污染问题突出的重要支流河,与西丰城区段的区域设计形成了一体化景观带,并对整个辽河治理和污染物减排起到了巨大推进作用。

工程中应用了课题寒冷地区低温强化脱氮、人工湿地功能生物强化技术等发明专利技术以及人工湿地均匀配水、液位调节等核心设备,使得西丰这个辽宁省最为寒冷的地区也将大片河涂滩地改造成人工湿地污水处理工程成为可能。

课题组统计,课题共建设示范工程6项,除了上述西丰县人工湿地污水处理工程之外,还包括桓仁县雅河乡边哈村畜禽粪污、农业垃圾混合发酵沼气工程、沈阳市正旺奶牛专业合作社沼气工程、铁岭大牛再生能源有限公司畜禽养殖大型沼气工程(二期)、沈阳军区小型污水处理工程(站1、站2、站3)、辉山乳业集团松岗现代化奶牛养殖场牛粪废水处理工程。

6项示范工程分别对改进型USR厌氧发酵技术、高效回用小型一体化污水处理技术、高分子轻质生物转盘关键技术、多级滤床关键技术、复合水平流-垂直流人工湿地+功能性强化生物产品关键技术、厌氧+MBBR工艺等关键技术进行了工程性验证,有效解决了乡镇及远离城区小区域的分散式污水污染问题,改善了支流河及周边水环境,同时对生活污水处理和农村重点行业废水治理模式进行了创新和验证,促进了分散式污水治理行业的发展。

建设示范工程的同时,课题还开展了分散式污水治理关键技术和成套设备的产业化推广,建成产业化项目41项,实现产值2.23亿元。其中畜禽粪污厌氧发酵沼气工程13项、小型生活污水处理工程7项、人工湿地污水处理工程17项、农副产品加工行业废水治理工程4项。产业化项目分布在沈阳、抚顺、铁岭、盘锦、锦州、阜新等辖区51个县、乡镇、村,大大削减了拉马河、寇河、细河、绕阳河、古城河、沙河、清河等十余条辽河流域二、三级支流河的入河污染物排放量,每年约削减COD 10159.09吨、NH3-N 1015.44吨,为辽河摘帽和流域水质的持续改善发挥了重要作用。

4 完善技术产业化机制,推进产业发展

农村涉水面源污染治理面广、量大、成本高,加之现状是财政对农村环保投入偏少,造成滞后的基础设施建设与不断加大的污染负荷之间的矛盾日益突出。

分散式污水治理技术产业化机制的完善是解决农村环保投入不足的有效途径之一,技术产业化模式的构建为技术的推广提供了有力支撑。建立政府、市场、产学研渠道相通的机制,有利于实现流域和产业发展的双重目标。

在对辽河流域分散式污水污染现状分析后,课题确定了分散式污水治理技术产业化的市场需求,从畜禽养殖粪污治理技术、一体化潜水导流氧化沟处理工程技术、人工湿地污水处理工程技术、小型屠宰与肉类加工废水治理技术等4方面制定了分散式污水处理技术规范,实现了分散式污水治理技术及设备的标准化、规范化,开展了分散式污水治理技术产业化机制研究,提出了分散式污水治理技术产学研转化模式。

经过近五年的水专项课题实施,《辽河流域分散式污水治理技术产业化》(2012ZX07212-001)课题破解了农村涉水面污染治理难题,推动了分散式污水治理技术的产业化,成果显著。

 
 
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