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[废水处理] 自然生态废污水处理技术

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hongchun实名认证 发表于 2019-2-2 16:29:56 | 显示全部楼层 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题
所有的废污水处理技术都是依赖各种物理、化学及生物的原理机制,来达成去除污染物的目标。人类自古以来所产生的污染物,便是经过自然生态的机制完成物质转换进而回归自然,同时达到平衡的状态,这种平衡便是自然界的「自淨作用」。如果给于自然界污染的负荷不大于其自淨作用的能力范围(涵容能力),就不会有明显污染环境或是破坏生态的状况发生。

但是经过工业革命之后,人类技术的改进加上人口的增加与集中,各种污染物质不仅数量增加,而且种类也複杂了。经过长时间的集中排放,自然生态系统物质转换机制的平衡状态,便开始改变。此时,各种环境污染的问题便一一浮现,于是人类开始探讨削减污染排放的方法。以处理废污水的技术而言,大致可以分为传统机械处理技术、自然生态处理技术及介于两者之间的技术。

为了有效的处理大量且集中的废污水,传统的废水处理厂几乎都是利用「高度需求能源」的机械设备或需添加化学药剂来强化各种处理机制,以达处理目标,最后并产生二次污染物--污泥,需进一步处理。这就是一般大家熟悉的下水道系统所要连接的目的地,所以下水道系统如果接管率太低,废水处理厂便无用武之地了。

「自然生态处理系统」则是利用自然界的机制及生物成员,在人为控制下使其发挥最大的能力,来达到处理目标。自然处理系统一般只需帮浦及简单的管线配置来输送废水,而不需仰赖能源及动力的输入及化学药剂的添加,亦无污泥产生,因此较传统机械式的废水处理法所需负担的建造及操作费用还低。可有效处理废水的自然生态处理技术可概分为四大类:

废水稳定塘
废水稳定塘乃利用微生物及较低等的植物与动物来处理废水,因此生物成员为主要的处理机制。藻类的存在会影响到大多废水稳定塘系统的处理效能及处理水质。虽然藻类因光合作用产生氧而提供塘中生物成员的需求,应是有益的,但是藻类大量生长难以控制,却也时常导致排放水中过高的悬浮固体。稳定塘对有机物、含氮物质及致病菌的去除相当有效,但是磷的去除效率不高,有可能衍生臭气及蚊子生长的问题。

水生生物处理法
此法是利用微生物及较高等的植物与动物来处理废水,因此生物成员亦为主要的处理机制。其中,布袋莲水塘因为植物叶子的遮光作用而抑制藻类的生长,处理水的悬浮固体明显低于稳定塘。另外,还有利用水生动物或水产养殖的处理系统。此方法除了达到废水处理目标外,另著重于回收废水中的有用营养物,转换形成具有经济价值的水产养殖动物或植物的收成。

溼地处理法
溼地定义为每年有很长的时间,地表被水所淹没且土壤维持饱和湿润,并有植物生长的土地。溼地具有淨化水质的功能早在一百多年前即被证实。使用来处理废水的溼地包括:已存在的天然溼地、沼泽、洼地、泥沼、滨地,及由人为构筑用来处理废水的人工溼地。

人工溼地在设置不透水层的条件下,则无管制进流水水质的特别要求,并可确实地控制系统的水流特性,其操作效能比天然溼地更为可靠。有两种基本类型的人工溼地最常被使用,包括:表面自由流动系统(Free Water Surface,FWS)及表层下流动系统(Subsurface Flow,SSF)。前者,由于水表层与大气环境接触,因此类似天然溼地或沼泽;后者,使用水可流过的介质(如砾石),而水则保持在砾石床表面下流动,相当于有植物存在但是没有使用曝气的生物滤床。

土地处理法

台南市湾裡社区希望透过二级处理系统,削减污染量及改善当地高盐份的土壤。
这类技术主要依赖发生在土壤间隙的物理性、化学性及生物性作用。其中,慢速渗滤率法及地表漫流法均需要有植物存在,作为主要的处理成员。慢速渗滤法所使用的植物种类相当广泛,从树木至牧草以至于蔬菜作物。地表漫流法则常使用多年生的禾本科植物。另一种陆地处理法称为快速渗滤法,因为所操作的水力负荷相当高,以至于无法提供植物生长。这三种方法均能产生高品质的处理水,并可考虑再利用,尤其慢速率法甚至可设计成足以产生饮用水标准的处理水。大部分的慢速率法及快速率渗透法都需要设置地底下的排水管或水井以利处理水的回收。

早期人们使用废污水自然处理方法的原因是可以回收及再利用废水中的资源(如氮磷营养、矿物质及有机物),获得收成田间作物或水产养殖物,属于与环境相容的技术。随著愈来愈多的系统建立与操作经验的累积,逐渐发现当有足够土地可利用及场址条件适合时,自然处理系统的建造成本、操作成本及能源的需求,均明显低于传统机械式的废水处理技术。再者,在适当的规划管理下,某些自然处理系统(如溼地、水生生物处理)甚至还具有野生动物保育及景观美化上之功能。

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