先进污水处理与污水发电技术

第一篇：先进污水处理与污水发电技术

“先进污水处理与污水发电”课题调研报告

032107xx

吴xx（联系方式：xxxxxxxxxxx 电子邮箱：xxxxxxxxxxx）摘要：

随着科学技术的发展和政府对环境治理重视度的加大，我们必须对污水处理与利用加大力度，我们紧贴课程的主题，研究了当今污水处理的先进技术，以及用污水生产一些工业原料的方法。从当今比较热门的一项研究中的技术着手，即“污水发电”技术，其中的核心便是微生物燃料电池，通过研究微生物燃料电池来探索污水发电的原理以及这项技术的优缺点和应用前景等。课题组通过图书，网络，期刊获得了相关资料，并且咨询了有关方面的老师，经过自己的总结完善之后将成果进行了展示。

Along with the development of science and technology and the government environmental management attaches great importance to the degree of increase, we must be stepped up efforts to the sewage treatment and utilization.We close to the course, the theme of today's advanced technology of the wastewater treatment is studied, and use the method of sewage production of some industrial raw materials.By studying the principle of microbial fuel cells to explore the power and the advantages and disadvantages of the technology and application prospect.Team through books, network, periodical got related information, and consulting the relevant aspects of the teacher, after his own summary perfect will result in the display.报告正文：

自从工业革命以来，随着工业的进步，污染也大量随之而来，水，气，固废，噪声，电磁污染等等层出不穷，历史上大多都是先污染后治理，然而在发达国家，他们已经走过这条道路，已经有了比较发达的技术，然而我国现在正是大力发展的时期，污染随之而来，这就要求我们在发展的同时全面提高污染的防治工作，提高对环保的重视程度，并且发展技术，创新技术。

目前我国正在大力加快城市化的进程，在这个过程中，城市人口越来越多，人口密度越来越大，每个城市的生活污水集中处理的量是十分巨大的，污水处理又是相当耗能的一项工程，基于当前情况，我们发现在污水的处理过程中，微生物的作用是显而易见的，就是这些我们平时感觉的不到的“小东西”却在为我们做出这么巨大的贡献。随着污水处理技术的进步，我们想的不仅仅是如何将污水处理达标之后排放入水体，而是我们怎样去利用这些污水，变废为宝呢？其实途径还是比较多的，所谓废物只是另外一种资源出现在了错误的时间和错误的地点。

美国每年要处理家用废水46万亿立升，耗费高达250亿美元，所需要的电能(主要用于通风)占全国消耗总电能的1.5%.利用污水发电主要有两个途径：第一是通过一些产甲烷或者产氢细菌分解污水中的有机物，生产甲烷气体或者氢气，通过管网输送到热电厂进行发电。第二是用微生物燃料电池处理废水，可以将处理废水所需的大部分能量节省下来。[1]利用这样一个微生物燃料电池装置处理一家大型食品加工厂的垃圾，可以产生足以供应900户家庭用电。据Logan说，微生物燃料电池可以减少晾干废水中活性淤泥的成本，用电量减少一半，而产生的需处理的固体物质则减少了50～90%。

污水发电的核心是“微生物燃料电池（MFCs）”。燃料电池是一种将化学能转化为电能的电化学装置，其机理是凭借其阳极催化剂的强电离能，通过消耗阴极的燃料物质如氢气、甲烷等，进行氧化反应从而产生电流。而为生物燃料电池（MFC)的独特之处在于，它不需要传统燃料电池所使用的金属阳极；相反，它利用微生物使有机物氧化分解，并将电子传递到阳极。由于微生物对各种类型有机物的适应性，使得MFC成为一种理想的可持续的生物发电技术。

构成微生物燃料电池有几个必要条件：电极，电解质，微生物，电子流动，电子介体等，每一个组成部分对燃料电池的发电都有至关重要的影响。MFC反应器分反应器分为阳极室和阴极室，两室用质子交换膜分隔开。质子交换膜只允许质子通过，不允许电子通过。阳极室内，底物被微生物代谢，生成产物的同时进行呼吸链电子转移。电子可被介体传递到阳极，经过外电路，转移到阴极。在有膜和溶解性电子介体辅助时，微生物代谢的电子受体由自然条件下的氧气和硝 酸盐等可溶性受体转变为石墨和铂片等不溶性受体。生成的质子通过交换膜进入阴极室。阴极室内，质子和氧在阴极表面接受电子反应生成水。这一过程中。在阳极室内进行有机物降解的同时电子经过外电路传输形成电流。阳极反应：C6H1206+6H20_+6C02+24e一+24H+ 阴极反应：602+24e+24H+-—12H20 胞外电子转移为mfc提供了电子转移的方式，其中纳米导线的发现更是证明了这一点理论。所谓纳米导线，[2]最初是由Lovley发表在《自然》杂志上的文章中提出的，它是细菌通过生化反应合成的附器，并具有传送电子的能力，而细胞呼吸可能会使用这些绝缘纳米导线，其最初的支持证据来源于测量纳米导线Z平面电导率的实验（测量纳米导线的直径）。最近也有研究发现，沿着纳米导线的生长方向，奥奈达希瓦氏菌MR-1产生的纳米导线体现出了非线性电子传输属性。然而究竟MFC为什么能发电呢？[4]主要是有一下三个理论：第一条最充分的理由就是细胞的呼吸过程需要金属氧化物的参与，很多细菌在发生呼吸作用时，能从细胞色素末端的氧化酶处释放电子，同时将胞外的高价离子还原成可溶性的低价离子，第二，电子能在细胞之间直接传递，不需要中间媒介，比如“纳米导线”这一途径。研究人员已观察到发酵细菌（Pelotomaculum thermopropionicum）产生了很粗的类似伞毛的导电附属物，并通过这些导电附属物使之与混合培养物中的甲烷微生物连接在一起，这是细胞间电子传递的直接佐证。在其他环境下，人们也观察到了电子直接传送进细菌的现象。MFC里细菌在阳极繁殖，分解有机物产生电子，氧气在阴极（即生物阴极）作为电子受体的则被还原。阴极区进入细菌内的电子比氧还原所需的电势高，故在这个反应过程中细菌获得了能量。生物阴极也用于硝酸盐还原和产出氢气。因此，微生物同时接收和释放电子的事实证明，在微生物群落中细胞间交换电子的行为是一种本能的且时刻发生着的现象。第三点，电子传输充当着细胞间交流工具的角色。这种理由虽未经考证，但具有生物膜的细菌利用群体效应来进行细胞与细胞之间的通信已被发现。

菌种的选择也比较关键，不同的细菌有不同的发电效率，无论是哪种细菌，单一菌种或是混合菌种，其产出功率密度都与MFC的整体结构、电极间距和电解质电导率有关，因此菌种的选取就相当重要,除非MFC整体结构以及电解液完全一致，不同细菌之间、单一细菌与混合细菌之间功率密度产出的直接对比，不具备参考价值。另外，为确保能观察到不同菌种产电功率密度的差异，MFC装置的内阻必须很小。只有在特定MFC装置的条件下，通过对不同菌种、培养液进行大量的对比试验，其数据才具有价值。实验证明，在一个小的MFC反应器（1.2mL）里，在厌氧环境下培养奥奈达希瓦氏菌并及时抽走其细胞悬浮液，使用空气阴极时，其功率密度可达(2 W /m2 or 330 W / m3)使用铁氰化物阴极时，其功率密度可达(3 W / m2 or 500 W / m3)34。因此，在一定的MFC环境中，奥奈达希瓦氏菌似乎天生具有高功率密度输出的天赋。

[3]在电极的设置方面，由于

MFC系统较为复杂，所以电极的设置要求也很高，MFC里阳极电势随着负载的变化而变化，因为带有自由电子的呼吸酶和电子携带者被氧化了。在一个设定的阻值，阳极电势越低，MFC能量恢复的就越大（能量输出也越大），细菌所消耗的能量也就越低。发生氧化反应的电子携带者与发生还原反应的电子携带者的种类比率的变化，随着电子在细胞间的进出，从而影响微生物的电势。当使用稳压器将阳极电势固定在某个值便于检测其他影响因素时，我们才可以较好地理解整个过程。阳极设置主要有：1用氟化聚苯胺涂覆铂电极，提高了铂催化氧化微生物厌氧代谢产氢的活性对微生物和化学降解更稳定，因此最有可能被应用于污水、污泥等微生物大量存在的复杂环境中。2微生物氧化剂修饰的石墨阳极，发现这些阳极比普通石墨阳极动力学活性高1.5-2.2倍，电流密度高5倍，阴极方面通常是Pt衣碳电极浸入水中使用溶解氧为电子受体，或者是普通碳电极浸入氰化铁溶液。

MFC电池的反应器通常分为单室系统和双室系统，双室系统是微生物在阳极室由聚合质子交换膜和阴极室分开。这样的构造不利于反应器放大，限制了MFCs应用于污水处理。单室系统是去掉质子交换膜，由两室变为单室，也是无膜MFC。[5]Liu等使用空气阴极单室MFCs研究了使用或不使用质子交换膜时的产电情况。结果发现，葡萄糖为底物，不使用PEM，P。=494±21 mW／m2(12．5±0．5 mW／L)。cE有PEM时达到40％一55％，无PEM达到9％一12％，这说明不使用PEM有显著的氧扩散进入阳极室。能量输出根据葡萄糖浓度符合饱和动力学，有PEM的K=79 mg／L．无PEM E=103 mg／L(电阻1000Ω)。使用废水试验取得相似结果。其成果为去掉PEM，减少MFCs成本提供了支持。Jang等研究了无膜MFCs，内阻3．9 Mn。4周内，系统产生稳定电流2 mA，电流收率约为10％。

目前，在我国污水处理的技术正在成熟与进步当中，很多城市的排水系统以及污水处理系统正在进步，多数污水处理厂的规模都以达到几十万吨甚至上百万吨每天，而且处理程度要逐渐改进成三级处理标准，对于在污水处理过程中产生的大量污泥的处理处置的技术与方法也在改进当中，但是对于污水发电技术也只是在探索发展的阶段，由于技术的不全面，现在在全世界范围内污水发电技术还没有得到大量以及广泛的工程应用。主要有以下几个方面的原因所限制：1质子交换膜成本高，不适宜大规模应用；2缺乏适宜的电极材料，铂电极成本太贵，而便宜的石墨电极的效率还不够理想；3对MFCs中微生物生态和代谢认识还很缺乏；4反应器构造不适于放大应用；5对MFCs的运行和稳定性等还缺少更多数据支持。

现在在我国有不少公司在做污水发电的项目的研发，同时有一部分也投入了工程实践，例如：南京高新区污水处理厂微生物能源系统工程日前建成投运，实现污水发电。污水发电是通过计算机将污水中的各种细菌“分拣”，将其中具有能量的部分提取出来，之后通过反应器形成甲烷等可燃烧气体用于发电。据介绍，南京高新区污水处理厂是国内首个应用南京加德绿色能源研发有限公司微生物能源技术的工程。以日处理60万吨污水处理厂为例，该工程每年可减少20%～30%的污泥量，节省污泥处理费1000万元左右。虽然这属于污水发电第一种方式的工程应用，但是意义非常重大，这也是像我国污水发电技术走向成熟迈出的第一步。

污水发电技术虽说有很多问题有待解决，但是它的潜力还是不可小觑的，它比较其他生物发电技术有很明显的优势：1能够以高效率直接将底物能量转化为电能；2和其他生物产能工艺相比可以在室温，甚至更低温度下有效运行；3排放气体是CO：，不含可利用气体组分(CH化合物)，所以不需要另外的气体处理单元；4阴极可以被动曝气，不必为曝气而输入能量；5具有广泛应用和扩展燃料多样性，满足边远居民能量需求的潜力。

同时在美国，的Logan课题组推测MFCs产电的极限是1000 mW／㎡阳极表面积，其近期研究目标是稳定产生500 kW电，供300户使用。计划1—3年内研究出放大设备，10年内推出处理规模系统。这样一来，通过MFC对污水、废弃生物质进行能量回收，或许可以确保水资源基础设施的能源供给。

在我国，能源问题越来越突出，我们必须要找到一个能将环境治理与能源再生相结合的一种方法，这也就是我们说的“污水发电技术”所具有的优势和前景，它是一种比较好的能将污染物与能源联合在一起的方式，目前而言这项技术还在研究发展当中，我们面对的也有很多

综合而言，污水处理被认为是MFCs技术最有可能大规模应用的领域，在节省动力消耗，削减污水处理成本方面很有潜力，因为MFC是一种很好的发电技术，它兼顾处理污水与能源供给，真正的达到了废物到资源的转化，符合人类社会可持续发展的要求，体现的战略意义重大，在国际上受到关注，然而我国又是一个高速发展的国家，面对高速发展与环境保护的矛盾，迫切需要这样的技术，同时该技术也开创了污水处理的方式，污水资源化的多样性，可以说我们需要加大研究力度，争取在关机技术上获得突破，早日将这一技术应用到工程实践当中去。

参考文献：

[1 《环境科学和技术》(Environmental Science & Technology)（Bruce Logan关于微生物发电技术）

[2]《自然》(Nature)2005

年6月23日Lovley宣称发现了“纳米电线”。[3]《微生物燃料电池用于污水处理研究的现状和展望》(1．北京大学深圳研究生院2．北京大学环境工程系）

[4]《 Exoelectrogenic bacteria that power microbial fuel cells》（Bruce E.Logan Penn State University）

[5] Hong Liu et aL Electricity Genemtion Using an Air—Cathode single Chamber Microbial Fuel Cell in the Presence and Absence of a Proton Exchange Membrane[J]．Environmental Science＆Technology．2004，38(14)：4040一4046．

第二篇：污水与污水处理教学设计

一、教学目标

1、通过观察比较污水和自来水，知道污水和自来水的特点和区别。

2、通过讨论分析，了解污水的污染源主要来自人类活动。

3、通过设计、操作简易污水净化装置，了解污水净化的一般方法。

二、教学重、难点

通过设计、操作简易污水净化装置，了解污水净化的一般方法。

三、教学准备

多媒体课件、污水、自来水、净化材料等

四、教学过程

（一）、图片导入，揭示课题

1、出示“水污染”组图，提问：看到这组图片，你有什么感受？（学生汇报）

2、师小结：同学们都说的非常好，的确，图片中我们发现“水”资源受到了最直接而严重的污染。这些水都已经成为了——污水。今天我们就要来一起探究有关污水的问题。

3、黑板出示课题

（二）、观察比较自来水和污水

1、师：老师这里现在有两杯水样。同学们能判断出哪一杯是自来水，哪一杯是污水吗？（生轻易分辨出两杯水样）

2、师：看来污水和自来水之间的区别非常明显，下面我们就一起来仔细观察一下这两杯水样，比较分析自来水和污水的特点。

3、学生观察水样，完成活动记载卡一。

4、交流反馈观察记录。

（三）、讨论污染源，了解净化的一般方法

1、师：看来同学们准确的分析出了污水的特点。那么污水究竟是被哪些物质污染的呢？水的污染源可能来自哪里呢？大家可以讨论一下。

2、集体交流反馈，教师随机建构思维导图。

4、师：从这张网状图中，我们不难发现，实际上水的污染源绝大部分都是由人类的活动造成的。那么每天世界上正在生成那么多的污水，我们有没有被污水彻底包围呢？人类只能任由污水不断生成吗？我们有没有办法可以再次使这些污水净化，成为安全的水呢？（生：没有）

5、你知道哪些方法可以使污水得到净化？（沉淀、过滤、消毒、蒸馏……）

6、沉淀可以去除污水中的一些物质，使污水得到一定程度的净化。过滤能否使污水变得更干净一些呢？

（四）、探究活动——污水净化实验

1、师：今天我们来尝试设计制作一个简易的污水净化器来净化污水。看看污水是否变得更干净一些了，等下咱们可要来比一比，看看哪个小组设计制作的净化器效果更好。

2、组长领取活动记载卡和净化器材料。

3、了解净化器装置，选择净化材料，设计净化过滤层

4、小组合作，组装净化器，检测净化效果。

5、展示净化后的污水，比较各组的效果，请优秀的小组分享经验。

6、提问：这样的水是否达到安全的使用标准？（生：没有，只是比原先的样本清澈了一些，较大的颗粒被去除了，但还有很多看不见的微小粒子存在。）

（五）、思考延伸

在野外我们有什么方法可以便利的获得饮用安全的水？（蒸馏）

第三篇：先进的污水处理技术介绍

先进的污水处理技术介绍

一、连续循环曝气系统(CCAS)

A、CCAS工艺简介

CCAS工艺，即连续循环曝气系统工艺（Continuous Cycle Aeration System），是一种连续进水式SBR曝气系统。这种工艺是在SBR（Sequencing Batch Reactor，序批式处理法）的基础上改进而成。SBR工艺早于1914年即研究开发成功，但由于人工操作管理太烦琐、监测手段落后及曝气器易堵塞等问题而难以在大型污水处理厂中推广应用。SBR工艺曾被普遍认为适用于小规模污水处理厂。进入60年代后，自动控制技术和监测技术有了飞速发展，新型不堵塞的微孔曝气器也研制成功，为广泛采用间歇式处理法创造了条件。1968年澳大利亚的新南威尔士大学与美国ABJ公司合作开发了“采用间歇反应器体系的连续进水，周期排水，延时曝气好氧活性污泥工艺”。1986年美国国家环保局正式承认CCAS工艺属于革新代用技术（I/A），成为目前最先进的电脑控制的生物除磷、脱氮处理工艺。

CCAS工艺对污水预处理要求不高，只设间隙15mm的机械格栅和沉砂池。生物处理核心是CCAS反应池，除磷、脱氮、降解有机物及悬浮物等功能均在该池内完成，出水可达标排放。

经预处理的污水连续不断地进入反应池前部的预反应池，在该区内污水中的大部分可溶性BOD被活性污泥微生物吸附，并一起从主、预反应区隔墙下部的孔眼以低流速

(0.03-0.05m/min)进入反应区。在主反应区内依照“曝气（Aeration）、闲置(Idle)、沉淀(Settle)、排水(Decant)”程序周期运行，使污水在“好氧-缺氧”的反复中完成去碳、脱氮，和在“好氧-厌氧”的反复中完成除磷。各过程的历时和相应设备的运行均按事先编制，并可调整的程序，由计算机集中自控。

CCAS工艺的独特结构和运行模式使其在工艺上具有独特的优势：

（1）曝气时，污水和污泥处于完全理想混合状态，保证了BOD、COD的去除率，去除率高达95%。

（2）“好氧-缺氧”及“好氧-厌氧”的反复运行模式强化了磷的吸收和硝化-反硝化作用，使氮、磷去除率达80%以上，保证了出水指标合格。

（3）沉淀时，整个CCAS反应池处于完全理想沉淀状态，使出水悬浮物（SS）极低，低的SS值也保证了磷的去除效果。

信息来源环保英才网：http://

CCAS工艺的缺点是各池子同时间歇运行，人工控制几乎不可能，全赖电脑控制，对处理厂的管理人员素质要求很高，对设计、培训、安装、调试等工作要求较严格。

B、国内外城市污水处理厂发展概况

水是经济发展和社会可持续发展的一个重要因素。随着城市规模的不断扩大和人口的增加，水环境污染成了一大难题。城市污水是目前江河湖泊水域污染的重要原因，是制约许多城市可持续发展的主要原因之一。“环境保护”是我国的基本国策，中国可持续发展的战略与对策制定的2000年治理目标，要求城市污水集中处理率达20%。目前，我国正处于城市污水处理事业的大发展时期，尤其随着国家西部大开发战略的实施，中国中西部环境与生态保护已被提上首要议事日程。

城市生活污水处理自200年前工业革命以来，越来越受到人们的重视。城市污水处理率已成为一个地区文明与否的一个重要标志。近200年来，城市污水处理已从原始的自然处理、简单的一级处理发展到利用各种先进技术、深度处理污水，并回用。处理工艺也从传统活性污泥法、氧化沟工艺发展到A/O、A2/O、AB、SBR（包括CCAS工艺）等多种工艺，以达到不同的出水要求。我国城市污水处理相对于国外发达国家、起步较晚，目前城市污水处理率只有6.7%。在我们大力引起国外先进技术、设备和经验的同时，必须结合我国发展，尤其是当地实际情况，探索适合我国实际的城市污水处理系统。

结合我国实际情况，参考国外先进技术和经验，建设城市污水处理厂应符合以下几个发展方向：

（1）总投资省。我国是一个发展中国家，经济发展所需资金非常庞大，因此严格控制总投资对国民经济大有益处。

（2）运行费用低。运行费用是污水处理厂能否正常运行的重要因素，是评判一套工艺优劣的主要指标之一。

（3）占地省。我国人口众多，人均土地资源极其紧缺。土地资源是我国许多城市发展和规划的一个重要因素。

（4）脱氮除磷效果。随着我国大面积水体环境的富营养化，污水的脱氮除磷已经成为一个迫切的问题。我国最新实施的国家《污水综合排放标准》（GB8978-1996）也明确规定了适用于所有排污单位，非常严格地规定了磷酸盐排放标准和氨氮排放标准。这就意味着今后绝大多数城市污水处理厂都要考虑脱氮除磷的问题。

（5）现代先进技术与环保工程的有机结合。现代先进技术，尤其是计算机技术和自控

系统设备的出现和完善，为环保工程的发展提供了有力的支持。目前，国外发达国家的污水处理厂大都采用先进的计算机管理和自控系统，保证了污水处理厂的正常运行和稳定的合格出水，而我国在这方面还比较落后。计算机控制和管理也必将是我国城市污水处理厂发展的方向。

C、几种处理系统的工艺比较

为了选择出工艺上最可靠，投资上最经济，管理上最方便的城市污水处理系统，结合当地的实际情况，我们调研了国内外污水处理厂的成熟经验和发展趋势，并进行了比较。

目前，国内外城市污水处理厂处理工艺大都采用一级处理和二级处理。一级处理是采用物理方法，主要通过格栅拦截、沉淀等手段去除废水中大块悬浮物和砂粒等物质。这一处理工艺国内外都已成熟，差别不大。二级处理则是采用生化方法，主要通过微生物的生命运动等手段来去除废水中的悬浮性，溶解性有机物以及氮、磷等营养盐。目前，这一处理工艺有多种方法，归结起来，有代表性的工艺主要有传统活性污泥、氧化沟、A/O或A2/O工艺、SBR及CCAS工艺等。目前，这几种代表工艺在国内外都有实际应用。

二、SPR高浊度污水处理技术

在天然淡水资源已被充分开发、自然灾害日益频繁暴发的今天，缺水已经对世界各国众多城市的经济和市民生活构成了十分严重的威胁，缺水危机已经是我们面临的现实，解决城市缺水问题的重要途径应该是将城市污水变为城市供水水源。城市污水就近可得，来源稳定，容易收集，是可靠且稳定的供水水源。城市污水经净化后回用主要可作为市政绿化、景观用水和工业用水。

城市污水再生回用工程包括污水收集系统、污水净化处理技术及其系统、出水输配系统、回用水应用技术和监测系统。其中污水净化再生技术及其系统是关键，污水净化处理的流程要简单可靠，投资和运行费用要为该城市经济实力所能承受，处理后出水的水质要满足回用的要求。

沿用了许多年的传统的“一级处理”及“二级处理”水处理工艺技术和设备已经难以适应当今的高浊度和高浓度污水的净化处理要求，处理后出水更不能满足城市对水回用的水质要求。沿着传统的工艺技术路线只能进一步附加传统的“三级处理”设备系统，既回避不了庞大复杂的传统二级生化处理系统，也回避不了投资和运行费用都十分昂贵的传统三级过滤吸附处理系统。这些恰恰是实现污水回用的忌讳之处。所以，环保市场十分迫切需要净化效率更高、处理后出水能满足现有环保标准并且能回用于城市，投资和运行费用又要为现有城市的经济实力所能接受的污水处理新技术和新设备。

最新发明的“SPR高浊度污水净化系统”（美国发明专利）将污水的“一级处理”和“三级处理”程序合并设计在一个SPR污水净化器罐体内，在30分钟流程里快速完成。它容许直接吸入悬浮物（浊度）高达500毫克/升至5000毫克/升的高浊度污水，处理后出水的悬浮物（浊度）低于3毫克/升（度）；它容许直接吸入CODcr为200毫克/升至800毫克/升的高浓度有机污水，处理后出水CODcr可降为40毫克/升以下。只需用相当于常规的一、二级污水处理厂的工程投资和低于常规二级处理的运行费用，就能够获得三级处理水平的效果，实现城市污水的再生和回用。

SPR污水处理系统首先采用化学方法使溶解状态的污染物从真溶液状态下析出，形成具有固相界面的胶粒或微小悬浮颗粒；选用高效而又经济的吸附剂将有机污染物、色度等从污水中分离出来；然后采用微观物理吸附法将污水中各种胶粒和悬浮颗粒凝聚成大块密实的絮体；再依靠旋流和过滤水力学等流体力学原理，在自行设计的SPR高浊度污水净化器内使絮体与水快速分离；清水经过罐体内自我形成的致密的悬浮泥层过滤之后，达到三级处理的水准，出水实现回用；污泥则在浓缩室内高度浓缩，定期靠压力排出，由于污泥含水率低，且脱水性能良好，可以直接送入机械脱水装置，经脱水之后的污泥饼亦可以用来制造人行道地砖，免除了二次污染。

最新发明的SPR污水净化技术以其流程简单可靠、投资和运行费用低、占地少、净化效果好的众多优势将为当今世界的城市污水的再利用开创一条新路。城市污水实现再利用之后，为城市提供了第二淡水水源，为城市的可持续发展提供了必不可少的条件，其经济效益和社会效益是不可估量的.SPR污水处理系统与众不同的技术特点

1.城市生活污水和处理药剂的混合主要是在泵前吸药管道、污水泵 叶轮、蛇形反应管 和瓷球反应罐的组合作用下完成的，依照紊流速度、混合时间、和水力学结构数据设计，得以十分充分的混合，为取得最佳混凝净化效果和最大限度地节省药剂创造了前提条件。这是过去常规的一级处理和二级处理之水工结构所做不到的。

2.SPR系统处理城市污水时，采用五种以上污水处理药剂及其最佳配方组合使用，靠化学反应使污水中溶解状态的有机污染物、重金属离子 和有害的盐类从水中析出，成为有固相界面的微小颗粒（它包含有污水三级处理的作用）。其中还选用了一种吸附效果很好而价钱又很便宜的吸附剂,以吸附有机污染物和色度。靠消毒剂在30分钟的流程内杀灭细菌和大肠杆菌。靠混凝的物理化学吸附作用将悬浮物及各类杂质凝聚成大而且密实的絮团。这样发挥各药剂的单独作用和它们之间的交联作用的用药方式是与常规的物理化学法不相同的。而且SPR系统使用的组合药剂配方，只能在具有十分精细的水动力学参数设计的SPR污水净化器及其系统里才能充分发挥作用，在常规的水工系统里是无法使用的。

3.SPR系统装置能够依照模拟试验得出的配方，借助大气压力和流量计，十分精确地投加混凝药剂和絮凝药剂，不致因加药过量而造成药剂残留在净化后的出水中，而且动力消耗很少。

4.SPR污水净化器内部结构是完全按照混凝机理精确设计的，形成的涡旋流动和各部位恰当的水流速度，使得胶体颗粒之间有最多的碰撞次数，并且有凝聚吸附所需的最佳流速环境。从而在极小的容积内获得了极充分的凝聚效果。这也是常规水工装置无法比拟的。

5.根据混凝形成的絮团实际状况，准确确定了SPR污水净化器内部的水动力学数据，使得在罐体中上部形成了一个有几十厘米厚的、十分致密的悬浮泥层。所有经过混凝的出水都必须通过此悬浮泥层的过滤，才能升流到罐体上部的清水汇集区。它十分成功地起到了污水高级处理工艺中极为重要的过滤作用。

这个致密的悬浮泥层是由污水中的污泥及混凝药剂形成的絮体本身组成的。随着絮体由下向上运动，使泥层的下表层不断增加、变厚 ；同时，随着过滤水力学原理形成的罐体的旁路流动，引导着悬浮泥层的上表层不断流入中心接泥桶，上表层不断减少、变薄。这样，悬浮泥层的厚度达到一个动态的平衡。当混凝后的出水由下向上穿过此悬浮泥层时，此絮体滤层靠界面物理吸附和电化学特性及范德华力的作用，将悬浮胶体颗粒、絮体、细菌菌体等等杂质全部拦截在此悬浮泥层上，使出水水质达到三级处理的水平。由于泥层是由絮体组成，致密度高，过滤效率远远高于常规的沙粒层过滤 ；由于是处于悬浮状态的絮体泥层作滤层，其过滤的水头（阻力）损失非常小，所以动力消耗远远低于常规的砂层过滤、微孔过滤、或反渗透膜过滤；又由于过滤泥层是净化过程中由污水中的污泥自动补充添加，又自动被引走，即过滤泥层自身在不断地更新，过滤泥层总是保持着稳定的厚度，而且总是保持着稳定的物理吸附和电化学吸附性能，因此能获得稳定的过滤效果。而且完全免去了常规系统中必不可少的过滤层的反冲洗以及反冲洗带来的众多麻烦。这种结构和原理与常规的三级污水处理的过滤装置是完全不同的，这里没有价格昂贵的反渗透膜过滤、微孔过滤、或活性炭过滤等装置。所以，投资省、动力消耗小、运行费用低是SPR系统的必然优势。

6.SPR系统选用的絮凝剂，同时也是良好的污泥助滤剂，所以，系统最后排出的污泥浆，其脱水性能良好，可以不另外添加助滤剂，就直接泵入压滤机脱水。泥饼可以制成人行道地砖再利用，不会带来二次污染的问题。它没有传统的生化法产生的污泥含水率很高、脱水性能很差的致命弱点。

第四篇：污水处理技术

农村生活污水处理发展前景

杨建佳

（黄淮学院化学化工系，驻马店463000）

摘要：农村的生活污水，是造成农村水环境污染的原因之一，也是造成湖泊富营养化的重要因素。针对中国农村生活污水排放分散、污染物浓度低的特点，介绍了生活污水净化沼气池技术、稳定塘生活污水处理技术、人工湿地处理技术、土地处理技术和生活污水地下自动连续处理技术等，以及几种工艺先进、具有推广价值的生活污水处理技术的原理、技术、特点、适用条件以及工程应用实例，为农村地区污水治理提供参考。

关键词：农村；生活污水；处理技术

Abstract：Rural sewage was one of the reasons that caused rural water environmental pollution，and was an important factor in lake eutrophication．In view of characteristics of rural domestic wastewater such as dischange dispersedly and low pollutant concen—tration，this paper introduced theprinciple,characteristics，application conditions and cases of sewage purification using methane，tank，stabilization ponsewag.treatment，artificial wetland treatment，land treatment and automatic continuous underground sewage treatment with advanced process and valuable promotion．

Key words：rural；domestic wastewater；treatment technology “十一五”规划提出了建设社会主义新农村的重大历史任务，并明确了“生产发展、生活富裕、乡风明、村容整洁、管理民主”的建设目标。农村生活污水无害化处理与资源化利用，不仅是社会主义新农村建设的客观要求，更是改善城乡居民生活环境、提高农民群众身体健康水平、构建和谐社会的内在需要。

一、农村生活污水的来源与危害

农村生活污水主要来源于厨房炊事、沐浴、洗涤和厕所冲洗等。具有来源多、浓度低、面广、分散、处理率低等特点。未经处理的生活污水肆意排放，严重污染了农村的生态环境，直接威胁了广大农民群众的身体健康以及农村的经济发展。一方面，未经处理的生活污水自流到地势低洼的河流、湖泊和池塘等地表水体中，严重污染了各类水源；另一方面，生活污水也是疾病传染扩散的源头，容易造成地区的传染病、地方病和人畜共患疾病的发生与流行。水源地水质差的状况，与农村生活污水未经处理而直接排放有着直接的因果关系。因此，选择合适的生活污水处理技术，加强对农村生活污水的收集、处理与资源化设施建设，以避免因生活污水直接排放而引起的农村水体、土壤和农产品的污染，确保农村水源的安全和农民的身体健康，是当前改善农村人居环境需要解决的迫切问题。

二、农村生活污水处理技术的实践与探索

国内对农村生活污水处理技术的研究较国外发达国家要晚。近年来，随着经济的发展，农村水环境呈现出日益恶化的趋势，并已影响到人们的身体健康和经济的可持续发展。人们逐步认识到对农村生活污水处理问题的重要性，并已开始采用一些实用、合理的技术来处理污水，故笔者对农村污水的处理技术进行了实践探索。由于中国村镇地域范围广且分散，社会组织结构、经济发展状况和生活水平与生活习惯等千差万别，这不仅决定了村镇生活污水的来源、水质、水量的多样性，而且决定了其处理工艺的选择、工程建设与投资、运行管理的模式等方面的复杂性。因此，如何控制与治理农村生活污水，是一个需要不断探索实践与探讨的问题。

（一）、生活污水净化沼气池技术

生活污水净化沼气池技术，是一种分散处理生活污水的装置，它采用生物厌氧消化和好氧过滤相结合的办法，集生物、化学、物理处理于一体，采用多种好氧过滤和多层次净化，实现污水中多种污染物的逐级去除。它将污水处理与其合理利用有机结合，实现了污水的资源化。污水中的大部分有机物经厌氧发酵后产生沼气，发酵后的污水被去除了大部分的有机物，达到净化的目的；产生的沼气可作为浴室和家庭炊用能源；厌氧发酵处理后的中水可用作浇灌用水和观赏景点用水。农村有大量的农作物秸秆和人畜粪便等原材料，可用作沼气发酵，通过厌氧发酵过的粪便(沼液、沼渣)，碳、磷、钾的营养成分没有损失，而转化为可直接利用的活性态养分——农用沼肥，来替代部分化肥。结合农村改厨、改厕和改圈，可将猪舍污水和生活污水合并处理，经在沼气池中厌氧发酵后作为农肥，沼液经管网收集集中净化后，出水水质可达到国家标准后排放。

（二）、稳定塘生活污水处理技术

稳定塘是一种经过人工修整而且设有围堤和防渗层的池塘，它主要利用水生生物系统，依靠自然生物净化功能，使污水得到净化，是实施污水资源化利用的有效方法，因而稳定塘处理技术已成为国内近年来着力推广的一项技术。该技术在处理农村生活污水时，其稳定塘及其人工强化技术的实用性强，与常规处理技术相比，具有基建投资省、运行费用低、管理维护方便、运行稳定可靠、出水水质稳定等诸多优点。

（三）、人工湿地处理技术

人工湿地，是一种为处理污水而采用工程手段模拟自然湿地系统建造的构筑物，在构筑物的底部，按一定的坡度填充选定级配的填料，如碎石、沙子等，在填料表层土壤中种植一些对污水处理效果好、成活率高、生长周期长、美观以及具有经济价值的水生植物，如芦苇等。人工湿地主要通过生态处理系统内的微生物和水生植物的协同作用，实现污染物的去除。废水中的不溶性有机物通过湿地的沉淀、过滤作用，可以很快地被截留，进而被微生物利用；废水中的可溶性有机物，则可通过植物根系的生物膜吸附、吸收及生物代谢降解过程而被分解去除。随着处理过程的不断进行，湿地床中的微生物也繁殖生长，通过对湿地床填料的定期更换及对湿地植物的收割，则将新生的有机体从系统中去除。

（四）、土地处理技术

符合实际的治理要求和方法，以实现农村生态环境的改善。土地处理系统，是将污水有控制地投配到具有一定构造和良好扩散性能的土层中，利用土壤毛细管浸润扩散原理，通过生态系统的物质循环和能量流动，逐级降解污染物、净化污水的处理系统。该技术利用土壤的自然净化能力，具有基建投资低、运转费用少、抗冲击负荷强、系统稀释性好、操作管理简便等优点，特别适合中国国情。同时，还能够利用污水中的水肥资源，使污水处理与绿化相结合，来美化和改善区域生态环境。

（五）、生活污水地下自动连续处理技术

农村生活污水地下自动连续处理技术，是一家一户生活污水就地独立处理的技术，每户的污水直接排放到地下装置，经沉淀分离、腐化水解和土壤生物降解、渗滤、吸收等净化作用，以去除污水中的氮、磷、细菌、病毒等，达到规定排放标准后，渗入地下水。该技术适用于农村居住分散，污水无法集中，或虽然形成居住小区，但户数不多，难以承受建设污水处理厂的投资和运转费用。该技术就地处理一家一户产生的生活污水，不受天气和温度限制，无能源消耗，山区和平原均可利用，并具有投资少、建设快、不占用土地、无运行费用等特点，适合于中国经济发展地区农村的需要。该技术唯一的限制条件，是对地下土质结构和地下水深度有具体要求。

三、总结

现在这些技术都应用在农村的污水处理方面，并且有的取得了显著的效果，相信在不久的未来通过科学技术的发展那些问题会得到很好的解决。这些技术也将会更好地服务三农，促进新农村建设，为广大农民朋友带来实在的利益。

参考文献

[1]环境保护部自然生态保护司．农村实用环保技术[M]．北京：中国环境科学出版社，2008．

[2]苏东辉，郑正，王勇,等．农村生活污水处理技术探讨.[J]环境科学与技术，2005(1)．

[3]李旭东，周琪，黄翔峰，等．高效藻类塘系统处理

[4]杨麟、李小明、曾光明等SBR系统中同步硝化反硝化好氧颗粒污泥的培养[J].环境科学；2003，24（N）:94-98 [5]史晓慧，刘芳，刘虹等，颗粒污泥SBR处理生活污水同步除磷脱氮的研究[J]环境科学，2007,28（5）:1026-1032 [6]刘莉莉，王志平，蔡伟民，好氧颗粒污泥处理啤酒废水的研究[J].工业用水与废水，2006,37（4）:27-30.

第五篇：六种先进的污水处理技术介绍

六种先进的污水处理技术介绍

摘要：本文介绍了：

1、连续循环曝气系统(CCAS)；

2、SPR高浊度污水处理技术；

3、BIOLAK（百乐克）污水处理技术；

4、“WT--FG”生物法技术；

5、EWP高效污水净化器；

6、高效垂直流人工湿地系统水质净化技术。

关键词：污水处理 曝气WT--FG生物法 污水净化器

一、连续循环曝气系统(CCAS)A、CCAS工艺简介

CCAS工艺，即连续循环曝气系统工艺（ContinuousCycleAerationSystem），是一种连续进水式SBR曝气系统。这种工艺是在SBR（SequencingBatchReactor，序批式处理法）的基础上改进而成。SBR工艺早于1914年即研究开发成功，但由于人工操作管理太烦琐、监测手段落后及曝气器易堵塞等问题而难以在大型污水处理厂中推广应用。SBR工艺曾被普遍认为适用于小规模污水处理厂。进入60年代后，自动控制技术和监测技术有了飞速发展，新型不堵塞的微孔曝气器也研制成功，为广泛采用间歇式处理法创造了条件。1968年澳大利亚的新南威尔士大学与美国ABJ公司合作开发了“采用间歇反应器体系的连续进水，周期排水，延时曝气好氧活性污泥工艺”。1986年美国国家环保局正式承认CCAS工艺属于革新代用技术（I/A），成为目前最先进的电脑控制的生物除磷、脱氮处理工艺。

CCAS工艺对污水预处理要求不高，只设间隙15mm的机械格栅和沉砂池。生物处理核心是CCAS反应池，除磷、脱氮、降解有机物及悬浮物等功能均在该池内完成，出水可达标排放。

经预处理的污水连续不断地进入反应池前部的预反应池，在该区内污水中的大部分可溶性BOD被活性污泥微生物吸附，并一起从主、预反应区隔墙下部的孔眼以低流速(0.03-0.05m/min)进入反应区。在主反应区内依照“曝气（Aeration）、闲置(Idle)、沉淀(Settle)、排水(Decant)”程序周期运行，使污水在“好氧-缺氧”的反复中完成去碳、脱氮，和在“好氧-厌氧”的反复中完成除磷。各过程的历时和相应设备的运行均按事先编制，并可调整的程序，由计算机集中自控。

CCAS工艺的独特结构和运行模式使其在工艺上具有独特的优势：（1）曝气时，污水和污泥处于完全理想混合状态，保证了BOD、COD的去除率，去除率高达95%。

（2）“好氧-缺氧”及“好氧-厌氧”的反复运行模式强化了磷的吸收和硝化-反硝化作用，使氮、磷去除率达80%以上，保证了出水指标合格。

（3）沉淀时，整个CCAS反应池处于完全理想沉淀状态，使出水悬浮物（SS）极低，低的SS值也保证了磷的去除效果。

CCAS工艺的缺点是各池子同时间歇运行，人工控制几乎不可能，全赖电脑控制，对处理厂的管理人员素质要求很高，对设计、培训、安装、调试等工作要求较严格。

B、国内外城市污水处理厂发展概况

水是经济发展和社会可持续发展的一个重要因素。随着城市规模的不断扩大和人口的增加，水环境污染成了一大难题。城市污水是目前江河湖泊水域污染的重要原因，是制约许多城市可持续发展的主要原因之一。“环境保护”是我国的基本国策，中国可持续发展的战略与对策制定的2000年治理目标，要求城市污水集中处理率达20%。目前，我国正处于城市污水处理事业的大发展时期，尤其随着国家西部大开发战略的实施，中国中西部环境与生态保护已被提上首要议事日程。

城市生活污水处理自200年前工业革命以来，越来越受到人们的重视。城市污水处理率已成为一个地区文明与否的一个重要标志。近200年来，城市污水处理已从原始的自然处理、简单的一级处理发展到利用各种先进技术、深度处理污水，并回用。处理工艺也从传统活性污泥法、氧化沟工艺发展到A/O、A2/O、AB、SBR（包括CCAS工艺）等多种工艺，以达到不同的出水要求。我国城市污水处理相对于国外发达国家、起步较晚，目前城市污水处理率只有6.7%。在我们大力引起国外先进技术、设备和经验的同时，必须结合我国发展，尤其是当地实际情况，探索适合我国实际的城市污水处理系统。

结合我国实际情况，参考国外先进技术和经验，建设城市污水处理厂应符合以下几个发展方向：

（1）总投资省。我国是一个发展中国家，经济发展所需资金非常庞大，因此严格控制总投资对国民经济大有益处。

（2）运行费用低。运行费用是污水处理厂能否正常运行的重要因素，是评判一套工艺优劣的主要指标之一。（3）占地省。我国人口众多，人均土地资源极其紧缺。土地资源是我国许多城市发展和规划的一个重要因素。

（4）脱氮除磷效果。随着我国大面积水体环境的富营养化，污水的脱氮除磷已经成为一个迫切的问题。我国最新实施的国家《污水综合排放标准》（GB8978-1996）也明确规定了适用于所有排污单位，非常严格地规定了磷酸盐排放标准和氨氮排放标准。这就意味着今后绝大多数城市污水处理厂都要考虑脱氮除磷的问题。

（5）现代先进技术与环保工程的有机结合。现代先进技术，尤其是计算机技术和自控系统设备的出现和完善，为环保工程的发展提供了有力的支持。目前，国外发达国家的污水处理厂大都采用先进的计算机管理和自控系统，保证了污水处理厂的正常运行和稳定的合格出水，而我国在这方面还比较落后。计算机控制和管理也必将是我国城市污水处理厂发展的方向。

C、几种处理系统的工艺比较

为了选择出工艺上最可靠，投资上最经济，管理上最方便的城市污水处理系统，结合当地的实际情况，我们调研了国内外污水处理厂的成熟经验和发展趋势，并进行了比较。

目前，国内外城市污水处理厂处理工艺大都采用一级处理和二级处理。一级处理是采用物理方法，主要通过格栅拦截、沉淀等手段去除废水中大块悬浮物和砂粒等物质。这一处理工艺国内外都已成熟，差别不大。二级处理则是采用生化方法，主要通过微生物的生命运动等手段来去除废水中的悬浮性，溶解性有机物以及氮、磷等营养盐。目前，这一处理工艺有多种方法，归结起来，有代表性的工艺主要有传统活性污泥、氧化沟、A/O或A2/O工艺、SBR及CCAS工艺等。目前，这几种代表工艺在国内外都有实际应用。

二、SPR高浊度污水处理技术

在天然淡水资源已被充分开发、自然灾害日益频繁暴发的今天，缺水已经对世界各国众多城市的经济和市民生活构成了十分严重的威胁，缺水危机已经是我们面临的现实，解决城市缺水问题的重要途径应该是将城市污水变为城市供水水源。城市污水就近可得，来源稳定，容易收集，是可靠且稳定的供水水源。城市污水经净化后回用主要可作为市政绿化、景观用水和工业用水。

城市污水再生回用工程包括污水收集系统、污水净化处理技术及其系统、出水输配系统、回用水应用技术和监测系统。其中污水净化再生技术及其系统是关键，污水净化处理的流程要简单可靠，投资和运行费用要为该城市经济实力所能承受，处理后出水的水质要满足回用的要求。

沿用了许多年的传统的“一级处理”及“二级处理”水处理工艺技术和设备已经难以适应当今的高浊度和高浓度污水的净化处理要求，处理后出水更不能满足城市对水回用的水质要求。沿着传统的工艺技术路线只能进一步附加传统的“三级处理”设备系统，既回避不了庞大复杂的传统二级生化处理系统，也回避不了投资和运行费用都十分昂贵的传统三级过滤吸附处理系统。这些恰恰是实现污水回用的忌讳之处。所以，环保市场十分迫切需要净化效率更高、处理后出水能满足现有环保标准并且能回用于城市，投资和运行费用又要为现有城市的经济实力所能接受的污水处理新技术和新设备。

最新发明的“SPR高浊度污水净化系统”（美国发明专利）将污水的“一级处理”和“三级处理”程序合并设计在一个SPR污水净化器罐体内，在30分钟流程里快速完成。它容许直接吸入悬浮物（浊度）高达500毫克/升至5000毫克/升的高浊度污水，处理后出水的悬浮物（浊度）低于3毫克/升（度）；它容许直接吸入CODcr为200毫克/升至800毫克/升的高浓度有机污水，处理后出水CODcr可降为40毫克/升以下。只需用相当于常规的一、二级污水处理厂的工程投资和低于常规二级处理的运行费用，就能够获得三级处理水平的效果，实现城市污水的再生和回用。

SPR污水处理系统首先采用化学方法使溶解状态的污染物从真溶液状态下析出，形成具有固相界面的胶粒或微小悬浮颗粒；选用高效而又经济的吸附剂将有机污染物、色度等从污水中分离出来；然后采用微观物理吸附法将污水中各种胶粒和悬浮颗粒凝聚成大块密实的絮体；再依靠旋流和过滤水力学等流体力学原理，在自行设计的SPR高浊度污水净化器内使絮体与水快速分离；清水经过罐体内自我形成的致密的悬浮泥层过滤之后，达到三级处理的水准，出水实现回用；污泥则在浓缩室内高度浓缩，定期靠压力排出，由于污泥含水率低，且脱水性能良好，可以直接送入机械脱水装置，经脱水之后的污泥饼亦可以用来制造人行道地砖，免除了二次污染。

最新发明的SPR污水净化技术以其流程简单可靠、投资和运行费用低、占地少、净化效果好的众多优势将为当今世界的城市污水的再利用开创一条新路。城市污水实现再利用之后，为城市提供了第二淡水水源，为城市的可持续发展提供了必不可少的条件，其经济效益和社会效益是不可估量的。SPR污水处理系统与众不同的技术特点

1.城市生活污水和处理药剂的混合主要是在泵前吸药管道、污水泵叶轮、蛇形反应管和瓷球反应罐的组合作用下完成的，依照紊流速度、混合时间、和水力学结构数据设计，得以十分充分的混合，为取得最佳混凝净化效果和最大限度地节省药剂创造了前提条件。这是过去常规的一级处理和二级处理之水工结构所做不到的。

2.SPR系统处理城市污水时，采用五种以上污水处理药剂及其最佳配方组合使用，靠化学反应使污水中溶解状态的有机污染物、重金属离子和有害的盐类从水中析出，成为有固相界面的微小颗粒（它包含有污水三级处理的作用）。其中还选用了一种吸附效果很好而价钱又很便宜的吸附剂,以吸附有机污染物和色度。靠消毒剂在30分钟的流程内杀灭细菌和大肠杆菌。靠混凝的物理化学吸附作用将悬浮物及各类杂质凝聚成大而且密实的絮团。这样发挥各药剂的单独作用和它们之间的交联作用的用药方式是与常规的物理化学法不相同的。而且SPR系统使用的组合药剂配方，只能在具有十分精细的水动力学参数设计的SPR污水净化器及其系统里才能充分发挥作用，在常规的水工系统里是无法使用的。

3.SPR系统装置能够依照模拟试验得出的配方，借助大气压力和流量计，十分精确地投加混凝药剂和絮凝药剂，不致因加药过量而造成药剂残留在净化后的出水中，而且动力消耗很少。

4.SPR污水净化器内部结构是完全按照混凝机理精确设计的，形成的涡旋流动和各部位恰当的水流速度，使得胶体颗粒之间有最多的碰撞次数，并且有凝聚吸附所需的最佳流速环境。从而在极小的容积内获得了极充分的凝聚效果。这也是常规水工装置无法比拟的。

5.根据混凝形成的絮团实际状况，准确确定了SPR污水净化器内部的水动力学数据，使得在罐体中上部形成了一个有几十厘米厚的、十分致密的悬浮泥层。所有经过混凝的出水都必须通过此悬浮泥层的过滤，才能升流到罐体上部的清水汇集区。它十分成功地起到了污水高级处理工艺中极为重要的过滤作用。

这个致密的悬浮泥层是由污水中的污泥及混凝药剂形成的絮体本身组成的。随着絮体由下向上运动，使泥层的下表层不断增加、变厚；同时，随着过滤水力学原理形成的罐体的旁路流动，引导着悬浮泥层的上表层不断流入中心接泥桶，上表层不断减少、变薄。这样，悬浮泥层的厚度达到一个动态的平衡。当混凝后的出水由下向上穿过此悬浮泥层时，此絮体滤层靠界面物理吸附和电化学特性及范德华力的作用，将悬浮胶体颗粒、絮体、细菌菌体等等杂质全部拦截在此悬浮泥层上，使出水水质达到三级处理的水平。由于泥层是由絮体组成，致密度高，过滤效率远远高于常规的沙粒层过滤；由于是处于悬浮状态的絮体泥层作滤层，其过滤的水头（阻力）损失非常小，所以动力消耗远远低于常规的砂层过滤、微孔过滤、或反渗透膜过滤；又由于过滤泥层是净化过程中由污水中的污泥自动补充添加，又自动被引走，即过滤泥层自身在不断地更新，过滤泥层总是保持着稳定的厚度，而且总是保持着稳定的物理吸附和电化学吸附性能，因此能获得稳定的过滤效果。而且完全免去了常规系统中必不可少的过滤层的反冲洗以及反冲洗带来的众多麻烦。这种结构和原理与常规的三级污水处理的过滤装置是完全不同的，这里没有价格昂贵的反渗透膜过滤、微孔过滤、或活性炭过滤等装置。所以，投资省、动力消耗小、运行费用低是SPR系统的必然优势。

6.SPR系统选用的絮凝剂，同时也是良好的污泥助滤剂，所以，系统最后排出的污泥浆，其脱水性能良好，可以不另外添加助滤剂，就直接泵入压滤机脱水。泥饼可以制成人行道地砖再利用，不会带来二次污染的问题。它没有传统的生化法产生的污泥含水率很高、脱水性能很差的致命弱点。

7.本类型污水净化器曾开机运行处理过养猪场污水、养鸡场污水、煤矿矿井坑道污水、生猪屠宰场污水、高粱酿酒厂酒糟污水、纺织印染污水、再生纸造纸污水和城市生活污水等等含有大量有机污染物和氨氮的污水；也成功应用于陶瓷厂污水、墙地砖厂污水、大理石水磨抛光污水、洗煤污水、燃煤锅炉湿法除尘污水、石英砂洗砂污水等悬浮物含量极高的污水的净化和回用。各地权威检测部门测试了污水净化器进水和出水的有关数据。测试报告单表明：氨氮去除率可以达到85％，总氮去除率可达95％，有机氮去除率可达96％，BOD去除率可达95％，悬浮物的去除率则高达98.3%~99.6%，出水浊度达到3度（3毫克/升）以下。这是本净水系统在低投资、低运转费的前提下所获得的出水指标。这是常规的物化法和生物化学法的一级、二级处理系统都无法达到的。

除发达国家有专门的城市生活污水管路系统外，实际的城市污水往往混入有许多工业污水，可生化性差和污染物成分不规则地快速变化是我们面临的现实，而针对降解某种有机污染物的微生物生长、繁殖的过程却太长，所以，传统生化系统难以适应当今愈来愈工业化了的城市的污水。SPR系统已拥有处理众多工业污水的适应能力和物化法具有的快速应变能力，容易通过自动化的手段应付系统入口污水水质的变化，保持稳定的净化效果。

8.在SPR系统中投放杀菌消毒药剂时，只要增加一些投氯量（无需另外增加设备）就可以起到用氯来氧化除氨的作用，进一步提高污水处理系统去除氨氮的效率。

9.假如经过SPR系统处理后的出水氨氮含量还未达到较严格的要求（如某些发达国家或发达地区将排水标准定为含氨氮1毫克/升以下），也可以后续再串联设置一级离子交换装置，靠斜发沸石离子交换柱最终达到除氨氮的目标。

因为斜发沸石离子交换系统要求进口水质的悬浮物含量要低于35毫克/升，否则会影响离子交换柱的功能和寿命，从而大大增加离子交换的运行费用。过去，常规的一、二级污水处理装置是难以长期稳定地达到这样的前处理水平的，因而限制了离子交换法除氨氮技术的广泛应用。现在，SPR污水处理系统绝对可以保证净化后出水的悬浮物含量低于3毫克/升（实际运行中出水的悬浮物含量多为1毫克/升），使得后续的斜发沸石离子交换系统去除氨氮的负荷减轻很多，交换柱的使用寿命会大大延长，即离子交换的运行费用会大大降低，将使离子交换法除氨氮技术的优点得到更充分的发挥。

早在七十年代，美国Minnesota州Minneapolis市的罗兹芒污水厂就是用纯粹的物理化学法处理城市生活污水的，其工艺流程是：化学混凝----沉淀----过滤和活性炭吸附----斜发沸石离子交换。其最后出水水质标准为：氨氮1毫克/升，BOD10毫克/升，磷1毫克/升，悬浮物10毫克/升，pH8.5。证明纯粹的物理化学法处理城市污水在技术上是可行的。现在，依靠新发明的SPR净水技术，将使这项工艺的经济性更为圆满。

10.其实，经过SPR污水净化系统处理后的出水，其悬浮物的含量小于3毫克/升，浊度也小于3度（毫克/升），达自来水标准，不再会堵塞输水管路，并且已经经过了良好的消毒。将此出水回送到城市各地，作为城市草坪绿地和树木绿化浇灌用水是十分安全、可靠的。经过SPR系统处理后的出水中，残存的氮含量已经很低，氮作为植物生长的营养物是不必去除、或不必去除得那么干净的。从而可以免去除氮的深度处理投资及其运行费用，既保证了环境质量，又为社会节省了大笔资金。用此回用水取代自来水作为城市绿化用水，将大大节省城市的淡水资源，减轻城市市政部门的供水压力，对城市的整体经济发展定会产生十分巨大的效益。这是城市污水回用的新概念。11.这种纯粹的物理化学法污水处理系统，受天气、环境及人为因素的影响少，操作人员控制处理系统的能力和灵活性都大大优越于生物化学法，这是众所周知的。

城市生活污水处理厂的工艺流程可采用下列新模式：

方案〔1〕：一般的城市：污水经SPR系统处理后，回用于城市绿化、浇灌草地树木，或作为工业用水。

城市生活污水储存调节池:SPR污水处理系统----污泥脱水------污泥制成人行道地

出水回用于浇灌城市草地、树木，或作为工业用水

方案〔2〕：特殊要求的城市：生活污水经SPR系统处理后，再进行离子交换除氨氮，最后排海，或回用。

城市生活污水储存调节池:SPR污水处理系统------污泥脱水------污泥制成人行道地砖

斜发沸石离子交换除氨氮,出水排入近海、或回用于浇灌城市草地、树木，或作为工业用水。

如果有关部门能协助创造一些现场表演的简易条件，将可以运送一台处理水量为10～20立方米/日的SPR污水净化器及其完整的配套系统到现场作城市污水净化处理的连续开机运行操作表演，并通过播放录像和幻灯片详细讲解有关的净化机理，同时请当地水质检测的权威部门进行净化效果的水质测试。全套装置轮廓最大尺寸为长3米，宽1.4米，高2.4米，总重量为一吨以下。

在技术展示成功的基础上，与当地的环保部门及环保产业密切合作，依靠当地自身的科技力量和自身的制造能力，建造城市生活污水处理厂。另外，SPR系统也可用于市区内的公园湖水的净化及自循环。希望将要兴建的城市污水处理厂采用SPR污水处理技术后，能成为全球城市生活污水处理技术的典范。如果在已有的城市污水一级和二级处理系统的基础上，附加采用SPR污水处理系统作为最后的深度处理装置，使出水达到工业自来水的标准，以实现最后出水回用的目标，也是现有城市污水处理系统升级换代的极佳方案。

三、BIOLAK污水处理技术 l、百乐卡（BIOLA)工艺特点

百乐卡工艺是一种具有除磷脱氮功能的多级活性污泥污水处理系统。它是由最初采用天然土池作反应池而发展起来的污水处理系统。自1972年以来，经多年研究形成了采用土池结构、利用浮在水面的移动式曝气链、底部挂有微孔曝气头的一种具有一定特色的活性污泥处理系统。

由于采用土池而大大减少了建设投资，采用曝气链曝气系统进一步强化了氧的砖移效率，并减少运行费用，大大提高了处理效果。工艺设计简捷，不需复杂的管理，在适宜的条件下具有较大的经济和社会效益.1.1低负荷活性污泥工艺

百乐卡工艺污泥回流量大，污泥浓度较高，生物量大，相对曝气时间较长，所以污泥负荷较低。龙田污水厂BOD5污泥负荷率为0?05kgBOD/kgMLSS.d，污泥浓度为400Omg/L,污泥龄为29d,所以剩余污泥虽很少。

1.2曝气池采用士池结构

根据国家环保局1992年《工业废水处理设施的调查与研究》，我国工业废水处理设施资金的54%用于土建工程设施，而只有36%用于设备，造成这种投资分配格局的主要原因是工艺池大都采用价格昂贵的钢筋混凝土池。而龙田污水厂土建工程造价500万元，仅占总投资的20%。

大的钢筋混凝土池不仅价格昂贵，而且施工难度大。但对于许多种曝气工艺来讲，都不考虑采用土池，因为土池会造成地下水的侵蚀，同时也由于在土池基础上安装曝气头是十分困难的。

为了减少投资，百乐卡技术在研究土池结构的曝气池上做了大量工作，首先是使用HDPE防渗膜隔绝污水和地下水，其次是悬挂在浮管上的微孔曝气头避免了在池底池壁穿孔安装。

这种敷设HDPE防渗膜的土池不仅易于开挖、投资低廉，而且完全能满足污水处理池功能上的要求，并能因地制宜，极好地适应现场的地形，存某些特殊的地质条件下，如地震多发地区、土质疏松地区，其优点得到更充分的体现。敷设HDPE防渗膜的土池使用寿命远远超过钢筋混凝土池。

1.3高效的曝气系统

百乐卡曝气系统的结构是，曝气头悬挂在浮链上，停留在水深4一5m处，气泡在其表面逸出时，直径约为50um。如此微小的气泡意味着氧气接触面积的增大和氧气传送效率的提高。同时，因为气泡向上运动的过程中，不断受到水流流动，浮链摆动等扰动，因此气泡并不是垂直向上的运动，而是斜向运动，这样延长了在水中的停留时间，同时也提高氧气传递效率。运行表明:百乐卡悬挂链的氧气传递率，远远高于一般的曝气工艺以及固定在底部的微孔曝气工艺。百乐卡曝气头悬挂在浮动链上，浮动链被松弛地固定在曝气池两侧，每条浮链可在池中的一定区域蛇形运动。在曝气链的运动过程中，自身的自然摆动就可以达到很好的混合效果，节省了混合所需的能耗。

采用百乐卡系统的曝气池中混合作用所需的能耗仅为1?5W/m3，而一般的传统曝气法中混合作用的能耗为l0一l5W/m3。由于百乐卡曝气头(BIOLAK)-Friox)特殊的结构，即使在很复杂的环境里曝气头也不至于阻塞，这意味着曝气装置可运行几年不维修，所需维护费用很少。

曝气系统与配套的高效鼓风机保证了很高的氧气传递效率，供氧能力为2?5kgO2/kW?h)，而传统的污水处理厂该值为lkgO2/lkW?h)。鼓风机就设在池边，减少了鼓风机房和空气输送管道的费用。

1.4简单而有效的污泥处理

百乐卡工艺的另一特点是回流污泥量大，其剩余污泥比传统工艺少许多。在恒定的负荷条件下，百乐卡工艺的污泥在曝气池中的停留时间是传统工艺的几倍。由于污泥池中的污泥是完全稳定的，它不会再腐烂，即使长期存放也不会产生气味，这就是它同传统工艺相比污泥更容易处理的原因。而且污泥池完全可以做成土池结构，节省厂土建费用。

1.5简单易行的维修

百乐卡系统没有水下固定部件，维修时不用排干池中的水，而用小船到维修地点将曝气链下的曝气头提起即可。实践表明，曝气头运行几年也不用任何维修，这主要是因为曝气管是由很细的纤维(直径约0?003mm)做成，并用聚合物充填，以达到防水和防脏物的目的。同时，曝气头有大约80%的自由空隙和20%的表面，和传统曝气头刚好相反。因此，微生物可生长的面积很小，并很容易被去除。当曝气头必须维修时，也不影响整个污水处理场的运行。该工艺的移动部件和易老化部件都很少。在选择设备和材料时，都采用了可靠耐用的材料。该工艺无需太多的自动化。它既不需要任何易损的探测器，也不需要任何复杂的控制系统，而操作这些控制系统还需要专门的技术和昂贵的配件。

1.6二次曝气和安全池

为了保证负荷变化时用水质量，百乐卡工艺利用一个相对独立的池来进行二次曝气，以保证出水清洁，保证水中有足够的溶解氧。1.7二沉池

曝气池中产生的污泥在二沉池中被分离，并重新回到曝气池参与污水净化。有的百乐卡工艺的二沉池和曝气池合并到一起，进一步节省了土建费用和占地面积。二沉池沉淀污泥由漂浮式刮泥机、吸泥机排入污泥槽回流。

1.8土地的利用

尽管百乐卡系统需要的曝气池体积比所谓密集型的大，但所需的总面积并不大，有时甚至更小，这主要有以下原因:a不需初沉池;b二沉池可以和曝气池合建在一起;c池的设计和布置的自由度大，对地形的适应性强。

2、龙田污水处理厂工艺流程

污水在厂内首先经过粗格栅去除大的漂浮物，然后自流入集水池。污水经立式污水泵提升至组合式旋转细格栅，组合式旋转细格栅可把杂物及砂粒从废水中分离出来，并浓缩址理。旋转细格栅处理出水先进入厌氧池，由推进器将进水和厌氧污泥混合进行厌氧处理，然后自流入BIOLAK生化池，利用悬链式曝气器曝气充氧进行好氧处理，处理后的污水，经沉淀后再进行曝气充氧稳定，污水自流入消毒池，消毒后排放。Bl0lAk反应池产生的剩余污泥用污泥泵送入污泥浓缩池，污泥经浓缩后再由螺杆泵送人带式压滤机脱水。污泥浓缩池产生的上清液和压滤机产生的滤液自流入集水池二次处理。BlOLAK反应池需要的氧气由风机供给，预处理设施产生的机械杂物外运填埋处置，产生的剩余污泥外运用作农肥。

3、山东招远百乐卡工艺处理效果

一位哲学家曾经说过:所有的技术都是由简单到复杂，再由复杂到简单，百乐卡技术正是这样一种由复杂到简单的工艺，但这种高效、简单的工艺，是在传统活性污泥法的基础上，集合了大量研究工作的先进成果，并在数百例工程实践中不断地完善改进提出的，它是一种较为成熟的工艺。

四、“WT--FG”生物法技术简介

美国富美生物工程有限公司运用具有世界先进水平的“WT一FG”微生物技术成功地对中国的高浓度的工业污水和城市污水以及被污染的河流进行了卓有成效的治理，这是生物工程在污水治理中的实际运用。“WT--FG”生物技术，为中国环保事业走出一条投资省。见效快。运行费用低的路子作出了贡献。最近，该技术得到中国一批著名的生物专家的一致肯定，被中国政府列为“中国政府采购技术。” “WT--12”固体微生物具有高度浓缩和高度组合的特点，具备1200种微生物，可以针对不同的污水组合为不同的微生物菌剂，这种高效的微生物菌群，每克中含有10亿--60亿个微生物。利用它治理污水后，不会产生第二次污染，不会有新的活性污泥产生。“FG--12”专用助剂，它在水中具有吸收、蓄存。释放氧气的作用，因此“WT一FG”生物法完全抛弃了传统的机械曝气设备，采取了用电量极少的循环喷水装置和”FG一21”专用助剂来增加水中的溶解氧，这就大大节约了投资成本和运行费用。

美国富美公司三年来在中国作了大量的实验和实际工程，取得了突出的成绩。首先在海南省环保厅的直接支持、领导下，用低成本的“WT--FG”生物法攻克了用生物法治理河流污染的重大课题，开创了中国用生物法彻底治理被污染河流的先例，达到既治标又治本的目的，这为中国的旧城镇的改造有着重大的现实意义。

经海南省环保厅批准，1999年11月在万宁市环保局监督下，还对兴隆污水厂进行了工程技术改造，即不用原有的曝气设备和生化池而改用“WT--FG”生物法，对排放量为每天1200m3的城市污水进行治理运行，此次技改试验工程取得了成功，其污水出水水质达到国家一级排放标准，COD＝40mg／L、B0D5=8mg／L，NH-N＝4mg／L、运行费节约30％左右，没有活性污泥产生，其出水水质无色、无味、透明。该项工程的成功，在技术上是对传统的污泥法的挑战，是一场技术革命，在经济上走出了一条投资省、见效快、易操作的路子。由于兴隆污水厂的治理成功，海南省国家旅游区三亚市亚龙湾污水处理厂也马上用“WT--FG”生物法对旧污水厂进行了技术改造。一个月后，该厂处理成功，COD从300mg／L降至15mg／L以下，BOD从150mg／L降至5mg／L。P从2mg／L降至0.2mg／L，完全达到海南省对该污水厂的要求，因该厂的污水要排人风景区的大海，运行成本较旧厂降低了70％，经过半年的运行，污水处理质量十分稳定，该厂现在要建造15000T／日的污水处理厂。基础建设投资与原活性污泥法相比节约50％以上的资金。

我国的各大中城市都有被污染的河流，因河水流动性大、变化大，采用常规的方法，即用人工和机械疏通河道，都不能根治河流的污染问题，在世界上治理河流的污染是属于前沿技术。1999年10月经省环保厅的批准，在海口市环保局的大力支持下，于10月27日开始在海日市大同沟银河路地段的30米长、20米宽，2．0米深的河段上进行生产性的工程试运行。该河流位于海口市区内，全长近5公里，由于有大量的城市生活污水排人河中，河水严重污染，污泥大量产主，海水倒流，兰藻不断繁殖，臭气很浓，河水变黑，多年来老百姓称之为“臭水沟”。近年来市政府对河流也多次清掏河床，但成效不显著，治标未治本。这次运用“WT--FG”生物法处理后，三天内臭气全部消除，经过二个月的处理，河水变成无味，无色。透明的河水，污泥由45公分，减少至8公分，每天有2000--2400吨上游被污染的河水，通过该河段；污水得到有效的治理，河水水质达到国家“地表水环境质量标准”4类标准，溶解氧为5--6mg／L，COD＝20--3Omg／L、BOD5=5--6mg／L，透明度为0．5--1．2米，目前处理后的河水已经可以养鱼，有200多条红金鱼和红鲤鱼已在河中健康的生存了4个多月，海口市人民广泛称赞这为老百姓作了一件了不起的好事。

在海南省的治理成功后，该技术得到国家环保总局的肯定、得到不少省市环保部门的认可和支持，中央电视台、海南省电视台、上海电视台以及有关省市报纸均作专题报导。海南省治理成功后，接着，广东、上海、北京的政府已决定用“WT--FG”生物法治理被污染的河流。现已成功治理了上海同济大学的校内河流，上海浦东新区的中槽港河流以及广东东莞的河流，均达到地表水4类水的标准。

“WT--FG”生物法也能有效治理高浓度的工业污水，如皮革厂、造纸厂、印染厂、石油化工厂的污水和垃圾渗透液，经广州市环卫局批准，对广州垃圾渗沥液作了10aT／日的生产运行，效果十分理想，进水水质十分恶劣，原水的COD为3000Omg／L，BOD为1531Omg／L，NH-N为200Omg／L，又黑又臭，我公司用“WT?FG”生物法辅之以物化法，使出水指标达到当地政府要求的二级排放标准。

COD为253mg／L，BOD5为47mg／L，NH--N为24mg／L，出水质的DO=5--6mg／L，色度从1230倍降为16倍，出水为无色，无味、无臭、透明的水体。特别指出，我们已将原有的曝气设备，去NH--N的设备，全部停止，而用FG--21助剂，DO＞3mg／L。此结果得到市环卫局好评，已决定在广州大田山垃圾场用此技术进行生产运行，日处理500T污水，这是用生物彻底治理垃圾渗沥液的典型。

1999年8月我们在三门峡市对口排放量为3000T的棉浆黑液进行了有效地治理，COD从2000mg／L降为150mg／L，BOD5从800mg／L降为10mg／L，黑水变成无色透明的出水。

1999年4月，我们对山西省黄河造纸厂的污水进行了生产性试验，取得完满成功。COD由50000一2000mg／L降至150mg／L，达到二级排放标准。

五、EWP高效污水净化器在造纸污水治理的应用 造纸污水水量大，浓度高，可生化性差。传统采用的生化法处理这类造纸污水，投资大、运行费高，去除率低。近年的治理情况表明，较为经济实用的是物化法[1]，在一些国家，已把处理技术的重点转到物化凝聚法的研究和开发[2]。EWP高效污水净化器是只有一级物化处理工艺的设备系统，对利用废纸再生桨料造纸的污水进行治理，达到以污染物去除率COD在90%以上；BOD在70%能上能下；SS在95%以上，经处理污水还可回用到生产上。

1、试验研究 1.1设备原理

造纸污水经絮凝反应后能分离出大量的污泥，这些含有纤维的絮状泥有类似活性碳的很好的吸附能力，以往的沉淀或气浮工艺，只把这些固形物分离，没有再充分发挥这些污泥的只附过滤作用。则EWP高效污水净化器就是利用这些絮凝反应后生成的絮凝沉淀物在净化器内形成一个稳定的、可连续自动更新的只附过港督流化床，令污染物起到活性碳的作用，使进入的污水除了得到平常混凝反应之后的固液分离效果外，还让污水得到过滤和吸附的净化处理，即可达到比普通的气浮或沉淀的物化处理工艺提高10-20%的去除率。由于EWP高效污水净化器没有用任何的滤料或填料作为滤床，不会堵塞，所以免除了砂滤池或其他过滤装置必需的反冲洗的麻烦和额外的动力消耗，更解决了处理装置偶然停用后滤料干涸板结造成的堵塞问题。EWP高效污水净化器是集污水絮凝反应、沉淀、吸附、过滤、污泥浓缩等功能于一体的设备。

1.2试验效果

在试验的五个月中，分六个阶段进行测试，表1结果表明试验达到要求目标。

2、工程应用 2.1处理规模

珠江纸厂治理工程中，采用两台处理量100m3/h（高13m）和两台50m3/h（高11m），共4台净化器，分别处理黄板纸和白纸的制桨、抄纸废水。人民纸厂采用六台处理量100（高15）的净化器，处理黄板纸和灰板纸的制桨、抄纸废水。配有污泥浓缩槽和加药系统2套、调节池刮泥机、污泥脱水机等设备。两个工程处理量分别为7200和15000，总投资分别为590万元和980万元，占地1600和2800。广州头号城纸箱厂应用EWP高效污水净化器，污水处理后回用到造纸生产中，使得该厂达到1吨水造1吨纸的先进水平。2.2工艺流程

对比试验流程增加了调节池刮泥李、泵后加药系统、污泥脱水机等设备。2.3运行效果

EWP高效污水净化器的技术特点是没有用任何的滤料或填料，而利用先进生产方式的污水中的悬浮与絮凝剂反应后生成的絮凝沉淀物形成吸附过滤订对连续进入的污水进行净化。其关键是EWP高效污水净化器能把污水中的絮凝沉淀物形成稳定的流化，今污染物起到活性碳的作用，并能由新鲜进入的絮凝沉淀物推动老的絮凝沉淀物排出，始终保持净化器的治理效果。虽然只是一级物化处理工艺，却可比气浮、沉淀等同类工艺提高效率10-20%。

经过三年多的运行，尽管进水浓度变化较大，但出水仍然比较好和稳定。表2监测结果表明，可达到去降率COD为92.5%，BOD78.5%，SS98.9%，达到项目的设计要求和国家标准。直接运行费用（药剂费0.25元，电耗0.2度）为0.38元/吨水。

对以废纸再生桨料造纸的废水，采用一级物化处理工艺的EWP高效污水净化器治理，具有工艺简单、设备可靠、管理方便、投资省、占地少、效率高、运行费用低、经处理废水能达标排放并可回用等优点。

六、高效垂直流人工湿地系统水质净化技术介绍 工艺原理

人工湿地系统水质净化技术是一种生态工程方法，其基本原理是在一定的填料上种植特定的湿地植物，从而建立起一个人工湿地生态系统，当污水通过系统时，其中的污染物质和营养物质被系统吸收或分解，使水质得到净化。

方法特点

人工湿地系统具有建造成本较低、运行成本很低、出水水质非常好、操作简单等优点，同时如果选择合适的植物品种还有美化环境的作用。但另一方面具有占地面积较大的缺点。

适用范围

经过人工湿地系统系统处理后的出水水质可以达到地面水水质标准，因此它实际上是一种深度处理的方法。特别适用于饮用水源和景观用水保护，处理后的水可以直接排入饮用水源或景观用水的湖泊、水库或河流中。因此特别适合处理饮用水源或景观用水区附近的生活污水或直接对受污染水体的水进行处理，或者为这些水体提供清洁的水源补充。

基建与运行费用

基建费用与很多因素有关：地形特征、地层结构、选用的前处理方法、进水水质情况、出水水质要求、外观要求等等因素有关。因而根据情况的不同有很大差异，但比二级污水处理厂低很多。人工湿地系统运行费用特别低，如果仅以电费计，通常不会超过0.05元/吨/天（主要用于提高进水水位，如果水位不需提升则没有此项费用），另外需要工人进行简单的操作和维护管理。

处理效果

出水水质可以因进水水质或停留时间的不同达到地面水水质标准(GB3838-88)II至V类标准。系统可以根据进水水质状况和出水水质要求进行设计。

研究与应用实例 1．研究工作

1996年以来，深圳市环境科学研究所开展了热带和亚热带区域水质改善、回用与水生态系重建的生物工艺学对策研究（1996.9-1999.9）项目，此项目为为欧盟科学，研究与发展部主管的与第三世界国家和国际组织合作项目，是由中国、德国和奥地利的六个研究单位合作开展的。该课题研究的主导思想是利用能耗低、运行费用低的人工湿地系统和生态学方法净化地面水，可应用于饮用水、景观用水的净化和污水处理。1997年5月到11月，深圳市环境科学研究建成了人工湿地研究试验点，修建了小试和中试试验工程，不仅在理论上作了大量研究工作，同时在技术上积累了很多宝贵的经验。对严重受污染的超过地面水标准GB3838-88V类标准的水经系统处理后，出水可达到III类标准。

表1.深圳市环科所人工湿地试验点中试系统水质净化效果

2.应用实例

2.1洪湖人工湿地系统处理污染严重的布吉河水 在上述小试和中试试验取得了阶段性成果后，深圳市环境科学研究所于1999年初开始设计和修建了洪湖人工湿地系统水质净化工程，此项目为实现深圳市环境双达标任务的污染治理工程，受到市政府和市环保局各级领导的高度重视。洪湖冬季严重缺水，缺水量全部由周边的生活污水作为水量补充，因此长期以来洪湖水质一直不能达到景观用水标准。此项目宗旨是将高效渗滤人工湿地系统水质净化技术应用到洪湖的污染治理，从布吉河取水经系统净化后为洪湖补充清洁水量，同时截去洪湖周边的污水排入，从而达到改善洪湖水质的目的。此项工程1999年9月建成，出水水质优于景观用水标准，可补充洪湖公园湖面的蒸发水量，缓解了洪湖冬季严重缺水的问题，可停止使用沿湖的污水作水源补充，达到逐步改善洪湖水质的目的。

表2.洪湖人工湿地系统水质净化效果

2.2人工湿地系统处理生活污水

2000年五月至2000年八月中旬修建了深圳观澜湖高尔夫球会有限公司职工宿舍生活污水人工湿地处理系统。生活污水经过化粪池处理后直接进入人工湿地处理系统，出水水质同样非常好，溶解氧大大增加，出水池中很快有鱼出现。八月二十四日对进出水水质进行了化验，污染物的去除率在75-95%之间，出水水质能达到景观用水水质标准。监测结果见表3。

表3.人工湿地系统处理生活污水水质净化效果

注：采样地点：深圳观澜湖高尔夫球会有限公司职工宿舍生活污水人工湿地处理系统