1、城市生活污水源分離系統階段總結匯報與思考徐康寧清華大學2022-4-19總綱n傳統城市排水系統的不足n針對不足發展的解決策略n源分離系統的歷史與現狀n負壓-源分離系統的解讀與設計n再思考：源分離與其它系統的比較傳統城市排水系統的不足n集中式排水系統的投資和運行非常昂貴，巨額投資被用于下水道系統的建設。nGNP低于1000美元的國家不僅缺乏污水處理廠的建設資金，而且即使無償建了，也無能力維護。下水道的壽命僅為5070年，這種投資不得不一次又一次的籌集。(Grau,1994)n現代衛生文明標志的沖水廁所，造成大量優質水的浪費，尤其在缺少淡水的國家和地區。n居住區沖廁用水30%；辦公區沖廁用水60%

2、。(Griggs et al., 1998)n污水未分類使得糞尿造成了一系列問題。n糞尿中N、P含量很高，增加了脫氮除磷工藝、造成了水體富營養化以及營養元素回收困難。n成年人每年所排尿液含4.5kg N、0.8kg P、1.8kg K*。n糞尿中BOD、COD增加了灰水負荷，增大了污泥處理處置的難題。n糞尿中的病菌、殘留藥物、內分泌干擾物等對環境的影響日益引起重視，同時也影響了再生水的利用。TNTPBODCODUrine82%24%8%12%Feces11%48%33%47%Total93%72%41%59%(Wolgast, 1996)Wolgast,1996針對不足發展的解決策略基礎設施投

3、資過大基礎設施投資過大優質水浪費優質水浪費糞尿中氮磷等問題糞尿中氮磷等問題分散式污水處理系統分散式污水處理系統再生水回用系統再生水回用系統節水或無水廁所節水或無水廁所污泥利用或回收工藝污泥利用或回收工藝糞尿源分離及再利用糞尿源分離及再利用再生水回用系統n分散式再生水回用系統n新建建筑要求建設再生水回用系統，國家有意推廣國家有意推廣n主要用作沖廁、綠化、景觀等等n大城市情況較好n酒店等執行較好n辦公區、居民小區、學校等存在不運作的狀況n截止目前，北京已有20多座建筑中水回用設施在運轉。n來源主要是洗澡、輿洗室等，水質較好n集中式再生水回用系統nWWTP 出水基本都達到回用標準n出售等等n主要問題

4、是配套管網等基礎設施投資成本太高再生水回用系統n1987年北京市政府頒布了“北京市中水設施建設管理試行辦法”，其中第三條規定：n凡在本市行政區域內新建下列工程，應按規定配套建設中水設施：n建筑面積2萬m2以上的旅館、飯店、公寓等；n建筑面積3萬m2以上的機關、科研單位、大專院校和大型文化、體育等建筑；n按規劃應配套建設中水設施的住宅小區、集中建筑區等。n現有建筑屬上述1、2項規定范圍內的，可根據條件逐步配建中水設施。n按北京市污水回用的總體規劃，2008年將達到50%以上的回用率。n國家十五規劃要求城市污水的10%進一步處理后回用節水或無水廁所n小容積水箱大便器 n目前我國正在推廣使用6 L

5、水箱節水型大便器，并已有一次沖水量為4.5 L 甚至更少水量的大便器問世。n兩檔水箱在沖洗小便時，沖水量為4 L(或更少)；沖洗大便時，沖水量為9 L(或更少)。n我國也應大力推廣兩檔水箱，因為一天之內，人的小便次數遠遠高于大便次數。以三口之家為例，若每人每天大便1 次、小便4 次，使用現有9 L 水箱，一天要用水135 L；使用6 L 水箱，一天用水90 L ；而使用兩檔水箱，一天用水75 L，可見采用9 L 兩檔水箱比采用6 L 水箱更節水；使用 6 L兩檔水箱節水效果更好。n真空負壓節水廁所n用空氣代替大部分水，依靠真空負壓產生的高速氣水混合物，快速將潔具內的污水、污物沖吸干凈，達到節約

6、用水、排走污濁空氣的效果。我國生產和使用的坐便器沖水量基本上為我國生產和使用的坐便器沖水量基本上為12升左右升左右節水或無水廁所n無水打包型生態廁所n分為泡沫封堵節水型、 塑料袋打包式。該類廁所由可生物降解膜制成的包裝袋、機械裝置和儲便桶3部分組成。如廁后自動啟動牽引裝置將糞便打包、密封，防止外泄；打包后的糞便由環衛部門收集送往糞便集中處理場，進行無害化處理。在廁所使用地不留下殘留物，無需水源，不污染環境。n免水生物處理制肥型廁所n該廁所的核心是安裝了一個生化反應器,反應器中有可定期補充的生物填料。滑入反應器的糞便通過微生物的作用而降解,反應過程產生的高溫可以消滅各種病原菌。糞便發酵完成后變成

7、主要成份是腐殖質的有機肥。這種肥料可以直裝出售,也可以用于就地的綠化工程。n免沖洗小便器n美國推出的免沖洗小便器，是一種不用水、無臭味的廁所用器具，其實僅僅是在小便器一端加個特殊的“存水彎”裝置，經濟、衛生，節水有效。n目前，各城市對生態廁所的應用十分重視。n北京市每年投入2000萬元對旅游景點廁所進行新建和改建，對不適于建設水沖式廁所的旅游景區，鼓勵采用生態廁所。為了2008年的北京奧運會，公廁的全面改造已列入議事日程，北京市現有公廁8000所，奧運會前要增加5000個，大多數將采用生態廁所。n此外，全國一些大中城市也積極鼓勵興建生態廁所。如，上海市計劃10 年內投入30 億元改造建設廁所；

8、昆明市投資8000萬元全面新建、改造景區廁所；杭州、南京、成都、西安、廣州、長春、武漢、西安、合肥、桂林、黑龍江、天津等省市都已實施生態廁所的試點工作。節水或無水廁所糞尿源分離及再利用n源頭分離n黃水：尿液n褐水：糞便n黑水：尿液、糞便混合n灰水：洗浴用水、廚房用水、洗衣用水等等n糞尿的再利用n直接利用：農用肥料n以產品形式回收營養元素WWTP源分離系統的歷史與現狀nHigh levels of nutrients recovery are possible with the concept of source control sanitation. (Henze, et al., 1997;

9、 Esrey, et al., 1998; Jonsson, et al., 1999; Larsen and Udert, 1999; Otterpehl, et al., 1999a; Otterpehl, 2001)n歐洲已經開發了試驗源頭分離的技術。_ (Esrey, et al., 1998; Otterpehl, et al., 1999b and 2001)n問題是廁所的設計和使用以及系統的穩定性，由此引起的氣味不好，人員維護以及噪音等。(Jorgen Hanaeus et al., 1997)n對于源分離，整個污水管理系統的改進是比營養元素回收更強有力的推動力。 (J. Wol

10、senach, et al., 2003)n加拿大以紅蟲或蚯蚓處理糞便，同時將尿和灰水混合后通過植物濾池，達飲用水標準。n德國公司研制了沉淀、氣提以及MBR的方法實現糞尿資源化。n灰水采用SBR+慢速砂濾可以達到地面水回注的要求。 (D.R. Gajurel, Z. Li and R. Otterpohl, 2003)n采用厭氧消化的原理設計的Rottebehaelter在處理糞便的試驗中效果良好。 (D.R. Gajurel, Z. Li and R. Otterpohl, 2003)尿液的處理與利用n回用于農業。回用前一般先進行濃縮，常用的技術有蒸發、部分冷凍、反滲透等。n在回用前的儲存期

11、，為防止NH3的損失以及高pH對農作物的危害，常加H2SO4或者HAc降低pH(5)。n化學藥劑沉淀回收氮磷。n以鳥糞石沉淀形式。根據其中的氮磷含量，需投加一定的鎂源和磷源才能全部回收。n以磷酸鹽沉淀形式。化學藥劑沉淀除磷。n回收(NH4)2SO4。n其中的氮以NH3形式吹脫并用吸收塔使轉化為(NH4)2SO4n生物脫氮。(對尿液進行直接或間接利用不現實的場合)n傳統硝化+異養反硝化n短程亞硝化(SHARON)+厭氧氨氧化(ANAMMOX). 低C/N比nEM技術。投加一種特制的微生物制劑以取得生物處理的優化效應。n化學除磷+EM技術(周金余，河海大學2006.6碩士畢業論文)尿液的處理與利用

12、源分離后灰水的處理處置聯合處理工藝J Wilsenach and M. van Loosdrecht, 20031.氨氮、硝酸氮和磷的濃度都1 mg/L2.分離效率75%處理效果最佳。社會對此新系統的態度nCostumer attitude towards Urine Separationn城市居民對新系統的接受程度很高。n大多數城市居民表示了搬入帶有分離系統的住所和購買以尿液為肥料而種出的食物。n但是，他們都不愿意接受額外的安裝維護費用或者維護工作。n與系統能否長期運行相比，人們更關心微污染物對人類和生態系統的健康影響。C. Pahl-Wostl, et al., 2003新系統的經濟核算n

13、Cost Comparison of Different Sanitation sys.nThe cost analysis is made in accordance to the German Guideline of dynamic cost calculations (LAWA, 1998) for a lifetime of 50 years.nA cost analysis for an existing residential area did not prove lower costs for the new sanitation concepts.n投資主要是附加設備的安裝費用高，而處理費用較低。n營養元素回收產品的收入對經濟總結果的影響不大。A. Peter, et al., 2007負壓-源分離系統的解讀與設計Pilot treatm