如今,将污水转变成饮用水已不再是幻想。如果此项技术再进一步优化,我们就可以饮用曾经冲刷过马桶的污水。最近,由于东京污水排放管理局的努力,东京的污水正在得到处理并循环利用。市区的河流也在不断地净化。

东京的新宿特区是一个现代化程度很高的地区,日本国际协力事业团(JICA)的总部就设在这里。经过处理的污水被输送到新宿国际大厦,再分送至其它高层建筑物作冲洗马桶之用。这些污水在距新宿大约2公里的落合污水处理厂进行净化处理。东京市的23个区中总共有11套净水设施,郊区有7套。处理范围几乎涉及到所有家庭住户。整个污水排放系统纵横交错。管路总长达14572公里,足以延伸至地球的另一端。

落合污水排放网络位于新宿特区的西部。其污水处理厂是东京中心地带所建的第一家污水循环净化工厂。这一地区逐渐下沉的地势很适合敷设排污管道,污水借助重力作用流向地势最低的污水处理厂。这也是东京市区唯一没有泵站的排污区。在该污水处理厂上方敷有水泥盖顶,一方面避免污水异味的释放,另一方面也可美化周围的环境。在盖顶平台上,还为当地居民兴建了开放式公园。其中建有网球场、棒球场等娱乐设施。这种做法尚属首创。

落合污水处理中心由以下几部分设施组成:

1)污水管

该中心采用的是组合式污水收集系统。即在一根污水管中同时输送雨水和污水。由于造价低廉而被广泛采用。

2)泥砂聚集槽

这是污水处理的头一步。当污水缓缓流经泥砂聚集槽时,固体废物(如砂石、泥土、污垢、煤灰等)沉降于槽底,然后用料斗或螺旋式输送机除去。再用卡车运走,用作回填料。污水则用水泵送入初级沉淀池。

3)初级沉淀池

为节省空间,采用两层结构。在这里,有机固体废物1~2小时内沉至池底。这些沉积物称为淤泥并将被送至附近的Odai淤泥处理厂做进一步处理,该沉淀池为密封结构,目的是防止臭气发散。

4)鼓气分解槽

采用空气扩散法,将微小气泡鼓入污水。该槽的主要作用是进一步除去悬浮的固体污物。槽中污水和微生物淤泥的混合物被鼓入的气泡充分搅动。微生物的生长和繁殖受到有机养分的促进;同时有机物被分解成水和二氧化碳等无机物。悬浮的固体颗粒依附于含有微生物的淤泥而聚集并趋于沉降。

5)次级沉淀池

鼓气分解槽中的污物缓缓流入次级沉淀池。微生物固体物质从污物中分离出来再返回鼓气分解槽。剩余的生物性固体输送到淤泥处理厂作进一步分解。该池中的水送入高级污水处理设施做最后处理。在落合次级沉淀池中饲养了不少金鱼。证明这里的水质已得到很好的净化。

6)高级污水处理设施

该设施具有快速砂滤功能。经过常规处理的水送至这里进一步除去残余的少量悬浮物和分解的微生物。日处理能力为45万m3。这套设施于1986年启用。所有流入落合工厂的污水最终均送往该中心的3个快速砂滤池中。这或许是世界上唯一按此法处理的污水净化厂。

用逆渗透膜处理过的净化水送入工厂上方公园中的小溪。水质比自来水还纯净。孩子们可在小溪中安全地玩耍。每年还在公园中举办各种娱乐活动,其中包括小溪中的鲤鱼垂钓比赛。

像东京其他污水处理厂一样,落合也是一个24小时连续运转的工厂。由于地处东京中心地带,所处理的污水量随着每日不同时段峰值而变化。为保证稳定的水处理量,提高污水排放高峰时的处理能力,将部分污水暂时贮存于初级沉淀池中,待后半夜当流入工厂的污水量减少时进行处理。

循环水的利用

1984年以后,在落合净化厂进行了快速砂滤的循环水,通过管道送往新宿地区21幢摩天大楼,这种水亦经过氯化消毒、除去结肠杆菌等处理,用作冲刷马桶。实际上,这种水的处理费用较传统方式更低。目前,每天送往该地区的循环水量达4000 m3。计划不久将达到8000 m3

1987年以来,为改善水质,还将这种砂滤循环水排入Kanda河,约90%的河水是处理过的循环水。今天,这条昔日被严重污染的河中,养殖了许多鲤鱼。近年来,甚至连日本特产的香鱼也出现在这条河中。这条再生河又重新给附近的居民生活带来了便利和舒适。

落合工厂利用污水具有夏季温度低而冬季温度高的特点,将污水作为冷却或加热源, 来进行能量的蓄存和大气污染控制。由于无须另建冷却塔,消除了噪声,工厂附近的环境也得到了保护。污水排放管理局还利用污水热能开发了热泵用热交换系统。1989年,该工厂成为世界上首家引入这一系统的污水处理净化厂。

淤泥的再生利用

1993年,东京市23个特别区的日平均污水处理量达5.11亿m3,淤泥的日平均处理量为11.85万目前淤泥饼已用作东京湾的填海料。这种用途的淤泥应先稠化、脱水,再在化污池中贮存20天,并保持一定温度以促进淤泥中有机物的分解。最后燃烧氧化和煅烧成填海材料。虽然目前提供的填海材料数量还比较有限,但随着污水排放量的增加、都市生活方式的改变及先进水处理技术的开发应用,淤泥量还会不断増加。

东京污水排放管理局业已开发出几种利用污水淤泥的方法。淤泥经适当处理后会成为宝贵的资源。事实上,污水的循环再生利用只有当淤泥有了更好的用途之后才算是完善的。

如今,作为资源,淤泥的应用有:

1)服饰用品 将淤泥缓缓加热至1400℃,在此温度下固化,然后进行骤冷处理,在该过程中结晶。如处理得当,用这种晶体可制做服装的垂饰、领带夹、袖口的链扣等工艺品。这些饰品已在新宿的市政大厅出售。

2)公园小桌和花盆 利用淤泥灰中的无机物制成直径为0.3~3.5 mm的轻质聚集物,以此为原料做成公园里设置的歇息小桌、花盆、花坛等用品。

3)淤泥燃料 现已开发出采用多次蒸发工艺,以脱水淤泥制取燃料的新技术。1989年在大田区的一家淤泥处理工厂,建成了几套淤泥燃料生产装备。每天可处理250吨脱水淤泥。利用这些淤泥燃料,能产生1800 kW的能量。

在东京北区的Odai污水处理厂,淤泥燃料产生的电能相当于该厂全部能耗的20%。

4)淤泥熔渣建材 当加热至1500℃时,淤泥中的有机物分解和氧化,残存无机物熔融成液态。冷却凝固后的产物称为淤泥熔渣。这种熔渣比砂石轻而强度高。已广泛用于建材行业,其良好的渗水性能使之特别适合用作建筑基材。

5)地砖 压制成型的淤泥灰经1050℃左右的温度煅烧成地砖。经而耐用,更易压制成各种形状,作为铺路材料使环境更美。

6)肥料 淤泥还可以转变成肥料。将脱水后的淤泥置于池中发酵10天。制成的肥料称为淤泥堆肥。可用于农作物养殖,包括蔬菜种植。由于含有较多的氧化钙和氮,也用于公园和高尔夫球场等的草地栽培。

[Kenshu-In(日)No. 75,1996]