基本信息
- 项目名称：
- 复合土壤生态技术处理生活污水的开发与推广应用
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 复合土壤生态技术是由郑州大学环境科学研究院和日本筑波大学合作开发项目，并得到郑州科技局的大力支持，用于生活污水环保处理。该技术的应用范围定位于农村生活社区、高速公路服务区以及旅游景点等。该系统是利用土壤生态处理系统和人工湿地相结合，利用土壤－微生物－植物等构成的生态系，通过它们的自我调控机制和对污染物的综合净化功能，实现污水资源化与无害化。
- 详细介绍：
- 该系统是利用土壤生态处理系统和人工湿地相结合，利用土壤－微生物－植物等构成的生态系，通过它们的自我调控机制和对污染物的综合净化功能，实现污水资源化与无害化。为了同时对有机碳和氮达到最大的去除。首先，在土壤生态系统往往加入填料，达到最佳碳氮比以及最佳透气度；其次，为了提高微生物降解效率，往往投入一些活性菌，强化微生物作用。另外，引入人工湿地污水处理系统（人工湿地污水处理系统是在自然或半自然净化系统的基础上发展起来的污水处理技术，即人为地将石、砂、土壤等一种或几种介质按一定比例构成的基质，并有选择性地植入植物的污水处理生态系统）发挥生态系统的综合能力。该技术的优点是充分利用当地地形地貌，工程建设量小，投资仅为常规二级处理的1/2~1/3；无需特殊管理，能耗为常规方法的1/10~1/5；出水水质与二级处理相当或优于二级处理水质，且效果稳定。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 复合土壤生态技术是利用土壤生态处理系统和人工湿地相结合，利用土壤－微生物－植物等构成的生态系，通过它们的自我调控机制和对污染物的综合净化功能，实现污水资源化与无害化 本系统创新性地采取了地埋式设计，可以缓解土地资源紧张的现状；将现有土壤生态处理技术与河南本地生态特点结合，充分考虑本地土壤植被特点，选择相适宜的建设材料及表层植物，降低了维护运行费用；在传统污水处理技术基础上，改进了供氧方式，极大减少了电能消耗；采取了无管道自然收集集水系统，在不影响收集效果的基础上节约了建设成本，有利于这种技术的推广和使用；采用的人工湿地污水处理系统由石、砂、土壤等一种或几种介质按一定比例构成的基质，并有选择性地植入植物的污水处理生态系统，系统有美化环境的作用。 由于本系统是一个具有自我调控机制的生态系统，所以基本上不需要专业人员进行操作，节省了人力资源，也更利于推广；综合污水运输费，大型污水厂房建设维护费等费用综合对比考虑，本系统处理成本维护成本较低，且非常适合农村生活小区、高速公路服务区和旅游景点等分散式家庭地点。
科学性、先进性
- 经本系统处理后的水质达到了排放和回用水质标准，在污水得到经济而有效处理的同时还可实现工程在景观和生态方面的效应。与传统污水处理技术相比，其运行费用低、管理简单、易推广，因此针对生活区分散的点源污水，特别是污染负荷较高的厕所排水，建立人工强化型处理污水的土壤生态处理系统，处理效果稳定良好，运行和管理方便；在人工湿地处理部分由于栽种有景观植物，污水处理与周围景观环境相协调，美化环境，经过土壤系统和湿地系统处理后的出水最终能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）排放标准。该技术可因地致宜地用于流域污染控制之中，消除分散性高负荷点源污染，实现环保工程建设、经济发展效益与景观生态保护的高度统一。因此本技术非常适用于旅游景区、高速公路功能服务区（高速公路）、生活小区，特别是社会主义新农村等分散性污水的处理，可以保护当地的生态环境。
获奖情况及鉴定结果
- 2010年5月郑州大学第四届“挑战杯”创业计划竞赛铜奖
作品所处阶段
- 实际应用阶段
技术转让方式
- 专利权转让
作品可展示的形式
- 模型
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 该技术的优点是充分利用当地地形地貌，工程建设量小，投资仅为常规二级处理的1/2~1/3；无需特殊管理，能耗为常规方法的1/10~1/5；出水水质与二级处理相当或优于二级处理水质，且效果稳定。 而目前我国大型城市多具有完善的污水处理网络，但由于其现有技术缺陷，可作为我公司中长期潜在目标客户； 中小型城市部分建有污水处理厂等设施，但由于其能耗大、运行费用高所以使用率不理想，迫切需要一种能耗低、建设费用低、维护简单的污水处理系统； 农村分散点源污水全部采取直接排放，随着社会主义新农村建设的发展，该市场对新型污水处理系统的需求更为迫切。 本项目的直接经济效益体现在促进水污染物削减、提高“十一五”期间水污染治理投入的实效、水体质量改善、节水和污水资源化、饮用水安全等多个层面。间接的经济效益还包括减缓当地水资源的用水压力，减少由于水环境污染造成当地的经济损失。
同类课题研究水平概述
- 澳大利亚科学和工业研究组织（CSIRO）的专家于最近几年提出一种“过滤、土地处理与暗管排水相结合的污水再利用系统”，称之为“非尔脱”高效、持续性污水灌溉新技术，其目的主要是利用污水进行农作物灌溉，通过灌溉土地处理后，再用地下暗管将其汇集和排出。该系统一方面可以满足农作物对水分和养分的要求，同时降低污水中的氮、磷等元素的含量，使之达到污水排放标准。 研究了一种湿地污水处理系统，使污水中的污染物质经湿地过滤后或被土壤吸收，或被微生物转变成无害物。这种方法需要的能源少，维护的成本低。韩国试验研究的湿地污水处理系统，实质上也是一种土地—植物系统，至今已广泛用于欧洲、北美、澳大利亚和新西兰等。 日本农村污水处理协会主要负责日本乡镇污水处理的技术发展工作，研究了一系列适合于农村城镇中应用的污水处理设备。设计了JARUS模式的15种不同型号污水处理装置，主要采用物理、化学与生物措施相结合的处理过程，取得了很好效果。 法国的蚯蚓生态滤池是根据蚯蚓具有提高土壤通气透水性能和促进有机物质的分解转化等功能而设计，是一种既可高效、低能耗地去除城镇污水中的污染物质，又大幅度降低了剩余污泥处理和处置费用的全新概念的污水处理工艺。 从以上即可看出，国外在生活污水这一方面的尝试主要在利用生态系统方面。而土壤生态系统在这方面就是一个很不错的处理技术，与以上个系统有一定的异曲同工之妙。在美国已将土壤处理技术列为可供选择的革新替代技术（I/A技术）。目前在美国，约有36％的农村及零星分布的家庭住宅采用了土壤处理系统处理家庭排水，大型的土壤处理系统也建有上千座；在瑞典、芬兰和挪威等北欧国家，约有一百多万散居住户采用了土壤处理系统处理生活污水。在日本，土壤处理系统也占有25％的市场。
