斯汀·米歇爾·尼爾森(Mr. Steen Michael Nielsen), 畢業于丹麥哥本哈根大學,以生物代謝流程為主要研究方向。現擔任丹麥最大的工程咨詢公司(Orbicon)高級科學家。
Nielsen先生在丹麥及歐洲其他國家從事污泥生態處理研究30年,在蘆葦床系統污泥生態處理建設中做了杰出貢獻,承擔的項目百余個,在業內被稱為“污泥生態處理之父”。
Nielsen先生是全球濕地科技平臺(Global Wetland Technology)創始人之一,同時也是國際水協(IWA)水污染控制濕地系統研究組成員。
污水處理余留下的污泥一直是個大難題,在國內,處理污泥除了焚燒和填埋幾乎別無他法。
近日,在業內被稱為“污泥生態處理之父”的丹麥科學家尼爾森先生(Steen Michael Nielsen)來到蘇州,此前我們曾經報道過應德華生態科技有限公司的多個生態濕地污水處理項目,而這次德華邀請尼爾森先生推廣的又是一種國內尚處空白的生態污泥處理方式——蘆葦床污泥生態處理系統。
尼爾森先生向我們展示了這樣一種生態處理污泥的美好圖景:通過一片片蘆葦床,污泥得以脫水、自然蒸發和礦化,在堆積了10-15年后成熟,成熟的污泥返回農田,蘆葦再生,開始新的輪回。這期間沒有異味,很多小鳥在蘆葦森林中棲息,并不知道腳下堆積著污泥……
這種把問題交給生態和時間的處理方法,引發了蘇州業界的關注、爭議和討論。本刊記者也對尼爾森先生進行了專訪。
蘆葦床系統中的生態魔法
丹麥赫爾辛厄蘆葦床污泥處理系統,占地2.2公頃,有14個蘆葦床,一個溫室和一個堆料場,服務周圍4.2萬人,每年處理630噸干物質。14個單獨的蘆葦床輪流運行,每個蘆葦床布泥運行一周,然后閑置,換下一個。布泥循環完成一輪后,又從第一個床布泥,如此循環往復。
這個過程中,蘆葦床在起著神奇的變化:被泵打到蘆葦床的污泥,水分一部分向上蒸發,一部分向下經由通氣管排水。排水結束后,通氣管又將氧氣帶入,使得污泥始終處于耗氧狀態而不是厭氧狀態,因此不會產生惡臭。通過這樣的過程,污泥逐漸實現脫水和有機物的礦化。
10-15年后,污泥成熟,蘆葦床進行清床。清床時會留下蘆葦的根系,而蘆葦桿和根系上方高達2米左右的污泥被清出。清出的蘆葦會被用來喂牛,污泥在堆料場或溫室經過暴曬干燥,最終還田供作物生長。
幾周后,蘆葦床上又會冒出新的蘆葦苗,3個月左右就可以長得很茂盛。蘆葦床新一輪污泥生態處理又開始了。
環境友好的生態處理方式
蘆葦床生態處理系統最大的優勢,體現在環境友好。整個過程不必加藥,也不產生二次污染,而且維護成本很低,日常只需要確保通氣管不堵塞就可以了。因此盡管蘆葦床污泥處理系統初期建設成本會高于傳統的脫水處理,但由于后期維護費用低,到五年左右會出現一個拐點,傳統脫水處理的后期維護成本越來越高,而蘆葦床處理系統從長遠來看更加經濟。
而且這套系統在冬天也可以運行,在瑞典已經0℃以下運行的成功案例。
相比傳統的焚燒、填埋,這套系統減少二氧化碳和氮氧化合物的排放,降低運輸費用,實現了有毒有機化合物的礦化作用,是低成本低能耗的長效解決方案。
污水處理廠出來的污泥中含有很多有害物質,最終蘆葦成了飼料,污泥還田,這些有害物質又去了哪里?
尼爾森先生說,他們做過這方面的測試,病原微生物會在生態處理系統中不斷減少。比如沙門氏菌在10天后就幾乎檢測不出來了,腸球菌和大腸桿菌在60天后顯著降低。此外,成熟后的污泥中的重金屬含量也是完全符合丹麥的農用標準的。
最讓人驚訝的也許是這套系統不會產生異味。尼爾森先生展示了多個項目照片,有的項目200米外就是村莊民居,有的在機場附近,有的不遠處就是車來車往的公路。最直觀的是一個在丹麥小島上的項目,這個小島有個一年一度的大型音樂節,并沒有因為蘆葦床的出現受到任何妨礙。在航拍照片上,田字形的蘆葦床看起來就像江南的水稻田,周圍卻被數百個白色小帳篷包圍,這些帳篷是來享受音樂節的人們,在蘆葦床周圍載歌載舞。
Q:在中國,污水處理廠的污泥處置是個嚴峻的問題,在歐洲情況怎么樣?
A:在歐洲情況其實差不多,但我們從事污泥生態處理30年,現在丹麥25-30%的污泥是通過蘆葦床生態處理系統處理的,在挪威、瑞典、英國、法國、德國以及澳大利亞也都有大量成功案例。
我們在清床和循環使用生物固體方面有20年經驗,至少30個系統和200個蘆葦床已經被清除。在過去的18年中,130,000噸STRB系統中清出來的生物固體已經被施用到10,000公頃北歐的農田上。
Q:很難想象,污泥處理項目可以完全沒有氣味,可以距離居民區這么近,是否需要采取什么措施?
A:其實污泥之所以產生臭味,是因為厭氧作用產生的。蘆葦床生態處理系統的整個過程幾乎沒有厭氧作用,全程保持耗氧狀態。底部通風管的作用就是在排水完畢后引入氧氣,污泥干化后表面的裂縫也會帶入氧氣,蘆葦的根系也起到輸入氧氣的作用。
而且每個蘆葦床運行一周便閑置,如果一套系統有12個蘆葦床,那么每個蘆葦床只有1/12的時間在布泥,其他時間都是閑置的,這也增強了耗氧作用。不能說污泥中絕對沒有厭氧作用,但那只是很小的局部部分,充分的耗氧過程保證不會產生臭味。
前不久德華生態環保公司的考察團,到我們丹麥進行了一次實地考察,究竟有沒有氣味,其實問問他們的感受就可以了。
Q:丹麥污水處理廠所處理的污水也許比較單一,而在中國,污水處理廠往往既要處理工業污水,又要處理生活污水,污泥的成分也更復雜,尤其是重金屬,蘆葦床系統能有效處理嗎?
A:在丹麥,所有的污水處理廠都是同時處理生活污水和工業污水,而不是清楚的分開的。蘆葦床生態處理系統可以處理這些混合的污泥。
關于重金屬的問題,在丹麥,多數項目清床時成熟的污泥重金屬含量是完全符合丹麥農用泥質標準的。雖然事實上蘆葦床生態處理系統并不會比傳統的機械離心脫水系統脫除更多中心屬,在丹麥也有案例得到的成熟污泥無法農用,但從處置方式來看,生態處理還是比機械脫水更加節能環保。
而且出現這種情況,丹麥的做法是反追源頭,從污水處理廠的源頭來控制重金屬。在重金屬的問題上,重要的不是管道末端的治理,而是從源頭上減少。
Q:蘇州降水較多,雨量大時可達200多毫米,這套系統遇到極端強降雨怎么辦?光靠地下的排水管道來得及滲水嗎?
A:蘆葦床運行時,一次布泥就要100-200毫米,所用的時間是1個小時,所以200毫米的降雨是完全沒有問題的,可以再增加雨水的負荷。我們有同時處理污泥和雨水的項目案例,如果雨水很大,蘆葦床相當于成為一個雨水池,雨水可達1.5米深,滲濾下去的水會回到污水廠進行處理。
Q:你們有沒有做過調查,蘆葦床運行10-15年后,當地的生物多樣性有沒有變化?
A:是的,茂盛的蘆葦床就像一片蘆葦森林,總是棲息著很多小鳥,青蛙和小蟲也在蘆葦間安家,這些小動物并不知道,自己腳下1米多深的地方就是污泥。丹麥有一個特點,就是有很多綠色緩沖帶,所以一些項目是結合綠色緩沖帶來建設的,建成以后本身也是一片綠地。
歐洲污泥生態處理難題 讓生態和時間去解開 公益集結號 環境 專家學者 行業觀察
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