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真空排水技术在分散污水治理具有很多优势,但是目前真空排水技术在我国的实践应用还很少。针对这一情况,本文依托真空排导和真空源分离两项示范工程的建设,分析了在现有技术水平下真空排水技术工程实施的可行性,在分析现有建设成本和运行成本的基础上指出了成本下降的空间,总结工程实施过程中出现的主要问题并提出改进建议,研发了解决厨房污染问题的设备——真空厨集器,并进行了样机测试。以江苏省常熟市为例建立了真空源分离技术路线,并将其与常用的末端处理技术进行了效益对比。
真空排导技术可以解决多种复杂地形条件下的污水输送问题。主要建设费用来源于收集井、真空管网和总控系统,与传统市政排水管网相比,吨水建设成本略高,单位长度成本较低,主要是因为污水产生点较分散。主要故障集中在真空泵和中控系统,可以实现30min内故障的定位与维修。
真空源分离系统可以实现家庭重污水和轻污水的高效分离,所分离重污水的主要污染物浓度是轻污水的50倍以上,收集的黑水浓度是一般生活污水浓度的10~28倍,具有良好的资源化利用价值,灰水中污染物浓度可以达到国家二级排放标准。节水效果显著,系统耗电量小。主要建设费用来源于真空便器和真空管网,主要运行费用来源于人工费和交通费。主要故障集中在真空便器和真空泵站。
真空厨集器可以实现厨房重污水和轻污水的分离,并可将厨余垃圾纳入污水系统,解决了厨房的污染问题,关键功能是垃圾粉碎、污水分离和污水传输。不同物料粉碎时能耗和物耗不同,粉碎后的水量和水质也不同。在最佳粉碎条件下,真空厨集器粉碎厨余垃圾后污水中COD、总氮、总磷浓度分别为一般生活污水相应污染物浓度的28、6、5倍,与厕所污水混合具有很好的资源化价值。
真空源分离与末端处理的效益对比研究结果显示:与末端处理技术相比,真空源分离系统节水效果显著,节水17%,物质流分析表明有机物和营养物质利用率均较高;在成本方面,真空源分离系统的建设成本和运行成本均较低,减去运行收益,则真空源分离总成本比末端处理低13~29元/(人·年);在技术方面,真空源分离具有管道设计灵活、施工难度低、沿线污染低等优点,但也具有产品成熟性低、设计经验少的劣势。