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源分离技术实现零排放 物质循环尿液变肥料


由于在园内建设了国内*大的生态排水及建筑污物资源化循环系统,位于北京的奥林匹克森林公园真正实现了公园内的生活污水对园外体系的“零排放”。北京奥林匹克森林公园设计专家组市政及机电、环境工程专家何伟嘉说,实现“零排放”的关键,是采用了“源分离”的技术,并研制出新型马桶。

何伟嘉说,在奥林匹克森林公园的建设过程中,专家们通过调查发现,常规生活污水中氮总量的70%—80%都是由尿液带来的,而氮、磷严重超标是水体富营养化,包括太湖蓝藻爆发的主要原因之一。同时,将污水中所含的氮去除则是污水处理技术中的国际性难题。以‘源分离’为基本理念的‘粪尿分离’等新技术,不但可以从源头减少向水体排放氮、磷,还能将氮、磷变成有机肥料,实现生态的良性循环。

据何伟嘉介绍,在遇到技术难题的时候,奥森公园的建设者们向清华大学环境系求助,得到了他们的大力支持。他们及时提供了信息,介绍国际上流行的一种做法,即“源分离”技术。

据悉,1994年瑞典科学家就已经提出“源分离”的概念,他们在全世界50多个国家推广推广这个理念。清华大学在意大利政府出资建造的环境系大楼里面采用了这一技术,做源分离项目。清华大学所做的“源分离”项目跟欧洲的情况是一样的,证明源水中的粪尿可以被分开,也有节水效果,但是后端出现了问题。因为没有一个很好的循环措施,所以分完了以后,尿液又回到自己学校的水体系里面。因此,清华大学的研究只是走了一步,但不完善。“源分离”的设备就是前面一个尿桶,后面一个粪坑,是以一种原生态的方式实现源分离。

何伟嘉说,专家们发现源分离能解决问题的时候,都感到极大的兴奋。当氮源从污水中被剥离以后,污水里面的指标就变合理了,这是他们想要的结果。反之,如果粪和尿混合到一起以后就很难处理。如果在源头上使它各走各的路,各回各家,污水处理就能够达到“源分离”的效果。

“当我们把这个指标告诉污水处理技术供应商的时候,所有的人都大出一口气,甚至有人说,源分离我举四只手赞成。因为他们都知道这个问题如果不做源分离,是谁都解决不了的。包括美国的一位科学家也谈过,我请他给我出一个方案。他说,按照常规来讲应该加甲醇。当时我就开了一个玩笑:‘加甲醇是不是意味着一泡尿要倒进去一杯二锅头啊?’他说:‘什么是二锅头?’我说:‘就是你们的威士忌。’他们是一个发达国家,但是在我们这里,没有能力做到。”何伟嘉对这个过程的描述很生动。

他说,他们想找一个办法,可以在马桶上把大便、小便要分开。通过向各方求助,终于设计出一种蹲便器,专门按照人的生理特征进行设计,前面多了一个排水孔,专门收集人的尿液。通过这样的蹲便器,人的尿液就可以在前端部位得到有效的分离。这种结构的马桶在西方都是实验品,更多的是直落型的。他们没有办法在工程上用。而在中国,马桶的研制和生产单位专门按照专家组的意见进行加工,结合奥运工程,跟我国的便器标准,包括外形外观,以及冲水形式,进行设计生产,*终在奥森公园上首次使用。在这种新型马桶的设计生产过程中,产学研都进入了,施工单位、设计方、专家组、生产单位,都介入了。大家共同献计献策,*后做出现在的产品。这些产品将在场馆里面大量使用。

何伟嘉说,粪尿分开以后,这些黄水(即含尿液的污水)怎么办?常规意义上来讲,这还是一个污染,是一个废物。但是,按照几千年的农耕文明来讲,我们的祖先都没有把它当做废物,而是当成了肥料。它会按照一定的形式回归自然,而且以它的构成形式作用到了生活本身。人类的现代文明却造成这方面的割裂。我们拿水冲尿液,稀释以后排到所谓的污水处理管道中去。所谓“污水处理”是干什么?就是要使黄水的指标小于、小于……。我们要付出成本,要用能量,付出代价,把它割裂了。另外,氮肥就是尿素,尿素就是人仿造尿的成分做的化肥。我们现在把我们的尿处理了,又去拿矿石做化肥,做石化产品。把脏东西运走,还要把化肥运进来。整个过程就是一种割裂。

何伟嘉说,换了一个思路,我们不把它当作负担,不把它当成污染物看,而是把它当作资源,黄水就变成宝了。它就是肥料。怎么用呢?专家们说:冬天把它取出来浇在土上,一结冻,干了,或者跟土结合以后,拿去做肥料就可以了。但是考虑到在森林公园还不能这样做,还得把它再精品化。通过研究发现,尿变成肥料的过程不是很复杂。只要放在那儿,静止一段时间,再采取简单的工程做法,就能变成肥料,而且也没有沼气。如果封闭情况好的话,对环境没有危害。这些肥料对公园特别有价值。因为奥森公园是人造公园,大部分的土是从外地运来的,不是原来的土,经检查,从指标来看都是肥力很差的,如果把这些肥料放到土里,就有很好的作用。目前,在国家科技部和北京市科委的支持下,针对这方面的研究正在进行,研究的主要目的是对黄水转化成肥料的过程和技术做更细致的量化,以便为把污染物变成资源的过程提供更强的理论依据。

何伟嘉说,从问题的提出,到攻关课题的设立,朝阳区领导、朝阳区科委、北京市科委直至国家科委都给予了高度重视。专家组是在2007年5月份碰到这个问题的,6月份提出解决方案,到7月份这个方案就能形成循环了。到8月份,北京市已经报科委立项,9月份报到国家科委,10月份这个课题的研究就被确认了。这中间经过了大量的专家,以及业内人士的讨论、研究,还得到了国际上的环保和生态、卫生界的很多先行者的帮助。他们无私地把很多资料,以及他们的实验成果提供给奥森公园的专家组。


2008-10-21


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