水悟堂|日本污水处理中水和泥的处理（连载中）

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小编导读

《净水技术》杂志社的小编粗译了Yosuke Matsumiya编写的《Wastewater Technology in Japan》报告，以连载的形式陆续推出，供行业内和社会人士参考借鉴，翻译不当之处，还望批评指正。

水和污泥的处理

——Yosuke Matsumiya著，CYJ翻译 

对于污泥脱水，螺旋压榨机销售良好。在进料污泥中加入聚合物混凝剂。然后，旋转筛网使污泥变稠。然后，在进行螺旋压榨脱水前，将污泥与另一种混凝剂混合。处理系统采用无异味的气密套管。

由于我们的水资源状况较好，日本并不像中国和新加坡这样的缺水国家那样集中寻求废水回收。 但是，在某些地区存在干旱。 在其他地区，重建项目采用可持续水资源管理。这些城市使用再生水，主要用途是冲厕所。 他们面临的主要问题是蚊子和水的颜色。 再生废水曾经是二级出水的砂滤液。 蚊子卵和幼虫通过沙子进行过滤。在客户的水库和冲洗水箱中孵化，孵化的蚊子扰乱了用户。 作为解决方案，已经使用了纤维介质过滤系统。 该纤维介质系统结构紧因为过滤速度快，而且易于维护。 可以通过使用过滤器进水和机械搅拌进行反冲洗。

另一个问题是再生废水的黄色。 厕所使用者看到淡黄色水会不舒服。可以用臭氧去除颜色。 在东京，为了有效和高效地回收水，陶瓷膜过滤由于其具有高耐久性，可以在臭氧化之后使用。

污水处理厂最脆弱的部分之一是污泥收集器。 大多数污泥收集器都是链条。链条随着老化而趋于破裂。 一种新型的污泥收集器，单轨污泥收集器，被开发出来而且很受欢迎。这种污泥收集器结构简单，而且比链条更容易安装在沉淀池中。

随着能量成本的增加，扩散器受到越来越多的关注。膜扩散器最近越来越受欢迎。然而，一些早期产品需要高压来扩散细小气泡。这抵消了节能。 此外，当使用相同的鼓风机泵将扩散器放置在同一空气管路上时，难以部分更换扩散器。 在此基础上，开发出膜扩散器的新产品。其压力损失与传统压力损失几乎相同。 该产品使用EPDM作为材料。当曝气停止时，废水不会回流到扩散器中。

在城市中，污水污泥被焚烧。有必要防止气味问题以及减少体积。如何提高能源效率，减少像N₂O这样的温室气体已成为一个主要问题。为此，开发了涡轮焚烧系统。 它减少了40％的用电量，燃料使用量减少了10％，N₂O排放减少了50％。

近年来，颁布了新的法律，要求电力公司使用清洁能源。 为了配合这一趋势，开发了一种新技术，将污水污泥投入生物炭中，用于煤炭火力发电厂。已经开发了一些设施运行，其他设施正在建设或规划中。Biochar完全没有气味。如果埋在地下，它可以作为碳中性燃料和碳负燃料。

废水污泥的另一种回收方法是熔化成渣。这是能源密集型的，但与其他热处理相比，它减少了重金属浸出，副产物或炉渣的体积最小。焚烧将脱水污泥减少八分之一，并将其熔化量减少二十五分之一。树脂很容易作为建筑材料回收利用。

由于焚烧已成为污泥处理的支柱，因此沼气在日本的使用并不多。厌氧消化降低了污泥的热量。然而，最近的全球变暖问题促使各国政府开始研究生物质的有机物。一个著名的项目在黑部市。它将污水污泥和来自工厂的食物垃圾结合起来生产沼气。该项目正在进行中，为期15年的PFI合同，并于2012年5月完成建设。

另一个关于沼气再利用的PFI项目于2008年在横滨市开始实施。它将持续到2030年。通过使用横滨市提供的沼气每年产生26,319MWh SPC。 同时使用五套沼气发电机。

现在我们的水比过去更清洁了。 例如，在一些内陆海域，海藻养殖者抱怨由于下水道网络的扩张和出水水质缺乏养分的情况得到了改善。他们说营养水平低导致收成不佳。 一个不幸的例外是霞浦湖，它是日本第二大湖。 霞浦湖位于东京东北部。由于其流域的城市化和农业，其水资源遭受了富营养化。为了解决这个问题，废水运营商茨城县政府为其污水处理厂引入了几种营养处理流程。其中，氮气的最佳处理性能来自改良Bardenpho和移动床与载体PEGASUSIt的工艺组合，拥有89％的氮去除率。

大约200个城市使用联合下水道系统。在2003年国家政府开始对CSO进行监管之后，CSO一直是他们的主要关注点之一。浮动控制装置的安装是一个新的要求。   为了经济和可持续地实现这一目标，开发了一种新型挡板系统。 它包含通往污水处理厂的拦截下水道的浮子。它通过污水流和挡板产生涡流涡流从CSO中去除浮子。与机械屏幕系统不同，它是无动力系统。已在全国范围内得到广泛应用。

除浮选之外，CSO控制的基本策略是将组合下水道系统的BOD负荷降低到单独系统的水平。为实现这一目标，根本的解决方案是将CSO存放在潮湿的天气中，并在干燥的天气将其发送到污水处理厂。为了存储CSO，存储下水道是在道路下建造的，因为没有开放的空间。潮湿天气的另一个问题是控制城市洪水。它也由存储下水道控制。直到最近，城市防洪和CSO控制的储水管已经单独安装。这是因为实时控制是很困难的。对于CSO控制，首先潮湿天气的冲洗流量需要储存，同时需要存储峰值潮湿天气流量以用于城市防洪。

川崎市通过推出东芝控制系统，在日本首次通过单一存储下水道成功控制CSO和城市洪水。储水槽的直径为10.4米（34英尺），是目前日本最大的。

参考资料

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16)http://www.city.kawasaki.jp/80/80syomu/home/book/pdf/mizunomamori.pdf

17）http://www.toshiba.co.jp/sis/page/1_1_2_03.htm

未完待续，下篇预告：日本下水道的维护和修复

本篇翻译编辑CYJ

致谢

【本科普内容受“上海市科协科普项目（项目编号：18dz2306700）”和上海市水务海洋局“水务科普年度活动”资助】

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