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摘要:日本生活污水处理分为下水道(城镇污水处理厂)、农村污水处理设施以及净化槽3种模式,其对应的污泥处理处置方式也不尽相同。对2011年度(2011年4月~2012年3月)日本生活污水处理以及污泥处理处置的现状和特点进行深入分析,日本污泥的循环利用仍以焚烧灰的有效利用为主,其主流仍是建材化利用。
0前言
生活污水处理一般采用生物处理法,处理过程中因有机物的转化会生成大量的有机污泥。生物处理法中最常用的是活性污泥法,虽因处理条件不同效果有所差异,但污水中有机物的50%左右被转化为污泥。原因在于活性污泥法工艺稳定,通过微生物的代谢,以及代谢生成的活性污泥的絮凝沉淀作用,可以持续生成并排出大量的污泥。因此,要实现生活污水处理的彻底和可持续性,必须对生成污泥进行及时、合理的处理处置。另一方面,从营养盐循环的角度来看,污泥中含有高浓度的氮、磷,其循环利用也成为我们面临的重要课题。城市污水处理厂的污水处理量大,污水中有可能混入工业废水,导致处理污水中含有一定量的有害物质,从而对污泥的循环利用造成影响。但对于农村地区等小规模、分散型污水处理设施,污水中混入有害物质的风险较小,污泥处理可优先考虑资源化利用。
日本生活污水的处理主要分为下水道(相当于中国的城镇污水处理)、农村污水处理设施和净化槽3种模式。本文以2011年度(2011年4月~2012年3月)信息和统计数据为依据,立足于日本污水处理的整体状况,对3种模式下污泥处理处置的现状和特点分别进行深入分析。
1日本生活污水处理的现状
如上所述,日本的生活污水处理分为下水道、农村污水处理设施和净化槽3种模式,其行政主管部门分别对应国土交通省、农林水产省和环境省。其中,下水道的建设主要集中在城市地区,另外,在一些自然保护区内或水环境保护要求较高的农村或山区,也建设有小规模的下水道系统,现在运行中的污水处理厂约有2200座;农村污水处理设施面向不宜建设下水道系统、但有生活卫生条件和水环境改善需求的小规模区域,服务人口定为1000人以下,当前运行中的处理设施约有5100座;净化槽的服务对象主要是单户独栋住宅、服务人口为10人以下,在发展初期,由于居民对水冲厕所的需求变得迫切,而建设下水道又耗时太长,推动了净化槽的出现及在部分地区的应用。早期净化槽只处理居民家庭厕所排放的污水(粪尿),因此被称为“单独处理净化槽”。2001年起,为强化水污染防治,日本开始禁止安装这种“单独处理净化槽”,同时规定安装家用净化槽时,必须采用可对所有家庭生活污水(包括厕所污水、厨房污水、洗浴污水等)进行合并处理的净化槽。目前,日本已设置的净化槽约为780万套,其中早期的单独处理净化槽约有450万套。
图1所示为截至2012年3月底(2011年度末)日本不同污水处理模式的污水处理现状。从图1可知,2011年度日本的生活污水处理率为87.6%,其中下水道、农村污水处理设施及合并处理净化槽3种模式的污水处理率分别占75.8%、2.8%和9.0%,对应的服务人口分别达到9335万、350万和1105万。单独处理净化槽因为只处理粪尿(厕所污水),因此其处理率未包含在生活污水处理率之内。另外,同期水冲厕所的普及率为92.6%,由该普及率与生活污水处理率之差,可以得出单独处理净化槽的粪便处理量占到生活污水排放总量的5%,其服务人口约为620万。需要注意的是,现在日本还存在使用传统旱厕的情况,这种旱厕一般带有粪尿储存池,待粪尿存储到一定量后,用抽粪车清运到专业的粪便处理厂进行合理处置。由于单独处理净化槽和旱厕的存在,导致部分生活污水(除粪尿之外的厨房污水、洗浴污水等)未经处理而直接排放,成为一些地区水质污染的主要原因,从人口比例来看,这部分人群约占到总人口的12%。
图1 生活污水的处理现状(截至2012年3月底)
2日本生活污水污泥的处理处置现状
2.1下水道污泥(污水处理厂污泥)
表1所示为2011年度日本污水处理厂产生污泥的处理,以及包括循环利用在内的处置状况(以浓缩污泥含固量计),表中的数值出自日本下水道统计数据,统计时满足了下述各项条件。
(1)浓缩污泥含固量由浓缩污泥产生量和浓缩污泥含固率算出。
(2)无浓缩阶段的情况下,污泥含固量由最初工序的污泥投入量和含固率算出。
(3)在好氧消化后设有浓缩池时,污泥含固量由好氧消化池的进泥量和含固率算出。
(4)投加粪便、净化槽污泥、村落污水处理设施污泥等时,其含固量不计。
(5)填埋处置量为陆地填埋量和海上填埋量的合计。
(6)将绿化农田回用、建材化、固体燃料化以外的有效利用称为“其他有效利用”。
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