自然循环污水处理技术的应用与创新

李权

摘要：随着社会的发展与进步，我们越来越重视自然循环污水处理技术，自然循环污水处理技术对于现实生活具有重要的意义。本文主要介绍自然循环污水处理技术的应用与创新的有关内容。

关键词 自然循环；污水处理；技术；应用；原理；

Abstract: With the social development and progress, more and more attention to the natural cycle of sewage treatment technology, the natural cycle of sewage treatment technology is of great significance for real life. This paper describes the natural cycle of the application of the sewage treatment technology and innovation.

Keywords natural cycle; sewage treatment; technology; applications; principle;

中图分类号：U664.9+2文献标识码：A 文章编号：

引言

生物滤池是以土壤自净原理为依据发展起来的生物处理技术。生物接触氧化法已应用多年，并在实践中不断得到总结提高，特别是滤料的研究和应用，稳定提高了污水处理的净化度和出水水质。日本自然循环污水处理技术是生物滤池技术的先进典型代表，采用自然的净化原理和自然的净化材料，应用淹没式生物滤池工艺对污水进行净化处理。具有处理效果好，污染物去除率高，运行稳定，易于操作管理，运管费用低，抗冲击负荷强，氨氮的去除率较高，无需专门培养菌种，污泥产生量少，占地面积小等特点。

1、自然循环方式污水处理技术原理

自然循环方式污水处理技术是由日本东京大学发明，该技术的创新点在于模拟土壤和水田对污水的自然净化原理，不使用任何化学药品，完全利用天然微生物对污水进行非介入净化处理，以经过加工的落叶，朽木、木炭、石块等生物相容性高的天然材料作为填充过滤净化材料，富集优势微生物群落，通过科学的组合，形成的一套比较新颖的污水处理系统(见图1).

2、自然循环方式污水处理系统组成

自然循环方式水处理工艺根据上壤和水田处理自然净化系统设计的基本模型(图2)，包括污泥消解槽、沉淀槽、厌氧生化槽、好氧生化槽、脱磷槽和吸附过滤槽.每个反应槽分两格:第一格为下向流，无填料或充填大孔隙率人工填料，可使污水中的大颗粒污泥沉淀分离并维持一定的生化作用;第二格为上向流，在水流与曝气的协同下，发挥了效能显著的防止填料堵塞和污水短流的作用.格内填充本工艺的特有填料，实现相应的水处理功能.并设置有反冲洗系统，实现反冲洗和排泥功能.

2.1沉淀槽

原水经格栅后由分配槽进人沉淀槽，污水中约有50 %的骆和20%的COD在沉淀槽内以污泥的形式去除

2.2厌氧生化槽

经沉淀槽溢流的污水进人到厌氧生化槽，该槽内填充有塑料接触滤料，其目的是深度过滤和水解酸化，进一步拦截污水中的悬浮物质和毛发等物，提高污水生化性。

2.3好氧生化槽

好氧生化槽内填充有经特殊加工的生物木碳填料，底部设有曝气系统，生物木碳具有比表面积大，孔隙率高、中大孔发达(图3)，生物亲和性强，微生物相丰富(图4)等优点，在溶解氧充足的条件下，污水中有机物和磷在本槽内被吸附、分解，部分有机氮在生物碳表面的微生物好氧和厌氧微环境中被同步降解.

2.4脱磷槽

脱磷槽内填充有废铁屑等脱磷填料，可以起到固定磷的作用，进一步去除污水中剩余的磷酸盐.

2.5吸附过滤槽

吸附过滤槽内填充有比表面积非常大的阔叶林木炭，具有很好的吸附和脱色除臭作用，使污水得以深度净化.

2.6污泥消解槽

污泥消解槽的每个槽均有污泥沉降和收集系统，污泥通过污泥泵或气提泵被移送至污泥消解槽进行曝气消解，进一步降低污染物，削减污泥量.

具体应用时可根据实际情况对各处理构筑物进行相应调整，填充不同生物接触材料，以实现不同的功能.系统污水全部以自流形式进人各处理槽，不设提升泵.令该项技术在有机物降解、除磷、脱氮和运行能耗等方面明显优于传统生物污水处理技术，出水经消毒处理后可达GBT 18921一2002所规定的回用水要求.

3、日本自然循环污水处理技术的应用

2006年，海埂会议中心片区污水处理工程作为云南省环境保护厅的示范工程，引进日本自然循环污水处理技术，经消化吸收后进行设计开发：

(1)整个系统采用推流式接触氧化池，一次提升，节约电能。

(2)脱氮池采用腐朽木作为填料，补充c源，提高TN的去除率。

(3)除磷池采用铁屑作为除磷剂，采用废弃物以自然状态有效除磷。

(4)采用专用的不饱和炭，确保污水的净化度和出水要求。

(5)完全采取自然培养适生菌，不需专门培养菌种，运行管理简便易行。较适用于水质、水量变化大的机关、学校。

(6)由于项目位于滇池度假区内会议中心，环境对噪声要求高，设计采用沉水式鼓风机，有效控制噪声，减少风机房。

(7)主体设施置于地下，覆土绿化，以获得较好的周围环境。

(8)出水回用于景观、绿化、地坪清扫。

4、工程总结

工程于2008年10月建成投入运行，2a来，多次监测结果显示：操作管理简便易行，运行费用低，除磷脱氮效果好。

4．1 出水水质

经10次跟踪监测，出水水质稳定，污染物去除率高，运行平稳。其监测分析数据见表1。

由表Z可以看出NH3一N的去除率较高，而COD由于进水浓度较低，去除率也较低，但是此去除率是在较低进口浓度下得到的，而在国外、省外高浓度进口条件下，此去除率)95 %，在国外、省外低浓度进口条件下，此去除率,50%，同等水质去除率达到了国内先进水平。

4. 2采用铁屑自然除磷

污水处理采用铁屑填料，利用铁氧化为铁离子自然除磷，减少了强化除磷药剂的使用，降低了管理、运行费用，便于管理。

4. 3采用腐朽木作为补充C源

随着城市用水量的增加，污水C/N越来越低，对于低C/N比城市污水，要处理达标排放，需要补充C源。药剂增加、运行成本高。采用价廉易得的腐朽木作为生物接触氧化填料，提高了脱氮能力和净化度，具有良好的处理效果。

4. 4优质的不饱和炭是确保水质净化度的关键

不饱和炭是专门为净化处理污水开发的具有物理吸附/生物分解特殊功能的污水净化材料。不饱和炭具有多孔性和大小不一的孔径，非常适合微生物和原生动物的生长繁殖，多氨基葡萄糖复合体是具有生物活性的物质，经过多氨基葡萄糖复合体覆盖在各种木炭表面和内部孔径的表面，更有利于微生物栖息繁殖，提高污水的净化度。

4. 5自然除臭，对周围环境影响小

系统采用活性炭、木炭、腐朽木等多种多孔吸味材料，大大抑制了臭气的溢出，可最大限度地消减气味，降低了对周围环境的影响。

4. 6采用先进的沉水式风机，满足周围环境要求

采用沉水式鼓风机，设置于水下，大大降低了噪声，满足了度假区和会议中心的环境要求，减少了建构筑物和占地面积;同时，利用鼓风气体形成空气泵抽吸各池产生的污泥，减少了动力消耗。

4. 7采用推流式接触氧化池，节约能源

工程采用推流式接触氧化池，置于地下，一次提升，节约能源。地面上覆土绿化，使污水处理站与周围环境相协调。

5、应用前景

示范工程经过2a多的运行，达到了预期的目标，云南省环保厅给予了验收批复:“示范工程处理工艺消化吸收了国内、外先进技术和设计理念，集合了多项污水净化新技术和新观念，各项指标优越，符合批复要求，为我省增加了一项小型生活污水处理先进技术，具有较好的推广应用价值和前景”。

自然循环污水处理技术属淹没式生物滤池也称生物接触氧化法。对于出水水质要求高、操作环境差、气候条件恶劣的地区应用优势明显，在低温、青藏高原地区较其它工艺技术更能适应。

结束语

自然循环方式污水处理技术的应用取得了巨大成功，验证了将该技术应用于中国的污水处理领域的可行性和优越性，和传统的生化污水处理技术相比具有以下优点:

(1)占地面积小.可以完全建在地面以下，系统上面覆盖草坪，基本可以做到零占地面积，对于当今土地资源极为紧张情况下非常有意义。

(2)运行管理方便.可以做到无人值守，只须每隔1 - 2个月进行一次简单反冲洗，每次反冲洗的排泥量大大少于传统生物污水处理工艺的产泥量，减少了污泥处置费用。

(3)填料使用寿命长.该装置的生物碳净化材料可长期连续使用，装置投人使用后10a内无需更换.就已投人运行装置观察，4a来，未见生物木炭等填料系统出现堵塞。

(4)处理水质好.自然循环技术致力于低浓度废水的处理，主要应用于中水回用工程，出水水质好，稳定.达到景观水体标准。

(5)运行成本低.自然循环方式污水处理技术的氧利用率高，只需少量曝气，产泥少，处理系统采用重力流进出水，能耗低，处理单位体积水的成本极其低廉，仅为0.15 - 0.3元/m3。

自然循环方式污水处理技术值得借鉴的地方很多，公司拟对该技术的实际工程进行长期观测，总结经验，加深对核心过滤填料的研究.研制出更廉价实用的滤料，优化处理工艺，期待该技术在污水处理行业得到相应的推广和应用。

参考文献

[1]本书编委会．。三废处理工程技术手册 (废水卷) [M]．北京：化学工业 出版社 ，2000．

[2]里荣枕 ，乔 寿锁 ，王家 廉．污废 水处 理设 施运 行管理 [M]．北京 ：北京 出版社 ，2006

[3]余杰，田宁宁． 自然循环式污水处理 系统及应用实例研究[J]．环境污染治理技术与设备，2005，6(3)：79—82．

[4]胡 细全 ，陈宁生 ，李兆华． 自然循 环方式 在生 活污水 深度处理工程 中的应用 『J]．水处理技术 。2008，34 (4)：83—89．

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。