行星離心篩濾機在污水處理中的應用來源

　　一、前言水污染防治是世界性難題，為恢復在工業化進程中遭受污染的河水水質，歐洲國家用了近百年。我國在快速發展經濟和加速城市化的進程中，也出現了嚴重的水污染和淡水資源短缺。據介紹，我國重點流域40%以上的斷面水質沒有達到治理規劃的要求。一些地區"有河皆干、有水皆污"。"全國大中城市淺層地下水不同程度地遭受污染，約一半的城市市區地下水污染較為嚴重。"飲用水安全存在隱患，全國有3億多農村人口存在飲用水不安全問題。全國113個環保重點城市的222個地表飲用水水源地，平均水質達標率只有72%。
　　另據報道，目前，長江受污染之重觸目驚心，長江污水排放量2005年已達184.2億噸，湖泊半數以上已處于富營養化狀態，沿江城市500余個取水口受到不同程度污染，住在江邊沒水吃的現象普遍存在。嚴重的污染致使長江水體呈"荒漠化"發展趨勢，白鰭豚、鰣魚等多種珍稀魚類已瀕于滅絕。
　　為了解決水污染我國投入了大量的人力、物力和財力，關停了一批污染企業，建成了一批污水處理廠，國家出臺政策，嚴格控制污染物排放總量及達標排放，從事污控的人員不計其數，然而水污染形勢依然嚴峻，這是為什么？究其原因，除了治污體制、機制應該健全之外，一個重要原因是治污方法繁雜，投資過大，運行費用高,往往是借錢建了污水處理廠，還要賠錢運行，這就難怪有直排或偷排污水的現象存在。現在的局面是上游排污水，下游取來再用，用后又排入江河，一條河道從上游到下游越來越污染。
　　要想改變水污染的現狀，必須改變治污方法，做到任何城市、任何企業都不外排任何污水，并且要節約使用取來的淡水資源。本文介紹的根治污水的新工藝及其新技術可以實現上述目標。本項治理污水的理論基礎是，摒棄混合污水沉淀法，采用單項污水離心過濾法，其新技術是行星離心過濾機。因為從本質上講，污水處理應屬于固液分離的范疇,離心過濾機的重要功能就是離心分離。離心過濾機在生產中的應用十分廣泛，為適應生產中工藝流程的不同要求，通常有多種形式的離心過濾機可供選擇。但是無論哪種離心過濾機都無法從懸浮液中全部分離出微米級及其以細的固形物，致使濾出的廢水中含有大量的微細物質，排入水體污染了水環境，這也是現有離心過濾機不能在污水處理方面發揮作用的根本原因，為此才有了沉淀和生物、化學處理污水并規定達標排放的整套處理工藝和監管辦法。由于投資龐大和運行成本高，推行起來很困難，就造成我國乃至世界范圍的水環境污染非常嚴重，許多企業缺泛有效的污水處理系統，已經越來越嚴重地威脅著人類的健康和生命，迫切需要開發高分離速度、高脫水度、高分離精度的高性能固液分離技術。
　　已經研發成功并獲得中國發明專利（專利號：ZL021157898）的過濾新技術-行星離心篩濾機可以很好的實現這些客觀要求，普遍應用之后不到一年就可以徹底解除水污染危害，保護水環境，同時節約大量淡水資源，產生無盡的可再生能源，并回收大量不可再生的寶貴資源。
　　二、行星離心篩濾機的工作原理現有的各種離心過濾機都有一個且只有一個繞中心軸高速轉動的轉鼓，轉鼓上裝有濾網或濾布等過濾介質，當轉鼓轉動處于離心力場時，便將固液分離在過濾介質的內外，達到固液分離之目的。其排除濾餅則靠人工或刮刀完成，費時費力。這些離心過濾機的過濾過程主要是在介質表面形成的濾餅上完成的，如果顆粒太細小，濾餅的阻力就很大，無法完成過濾。這些致命的弱點限制了其在污水處理中的應用。
　　行星離心篩濾機的特征是，兩個或多個轉鼓均布在以中心軸為對稱的離心力場中，這些轉鼓既繞公共中心軸公轉，還繞自身的中心軸同步自轉。就象地球或月亮等天體繞太陽作行星運動，即公轉又自轉。轉鼓的公轉是高速的，用以脫水，自轉是低速的，配合內螺旋排除固形物。公轉與自轉的轉速比可以高達1000：1左右，可以根據要處理的懸浮液的不同性質改變轉速比。該機結構簡單，幾個轉鼓幾根軸配一組齒輪，由一臺電動機驅動就能連續不斷地進行固液分離或對固形物分級。
　　在該機的轉鼓上安裝不同材質的過濾介質，如濾網、濾布或濾膜，就可以過濾出或粗或細的固形物，從幾毫米、幾微米到零點幾微米，都可以順利完成，可以把污水逐級過濾到回用水甚至純凈水。由于介質表面形不成濾餅，本機的過濾過程完全是由過濾介質完成的，因此過濾阻力很小，任何細小的微粒都可以由相應介質濾出來。過濾過程是連續不斷的，過濾任何懸浮液以及任何污水都可以輕而易舉地完成。
　　三、行星離心篩濾機處理污水方案造成水環境惡化的污水主要是生活污水和工業污水兩大類，根據兩類污染物的不同性質，以下提出兩種治污方案。
　　：生活污水治理 生活污水包括洗滌廢水和人糞尿污水兩部分，治理生活污水的原則是：就地過濾，重復利用，生物降解，自然循環。
　　、 就地過濾就是把人糞尿污水抽運到行星離心過濾機附近，經離心機分離后，將稀液污水泵入通向郊外農田的管道內，供農作物澆水施肥用，濾出的糞便就地送入沼氣池發酵產生沼氣供居民作生活燃料。
　　、重復利用就是，洗滌廢水不進入人糞尿污水池（即現有的化糞池），洗滌廢水流入單獨的廢水池經簡單過濾后加壓送入回用水管通，供沖洗便池使有，即二次利用。過濾后的人糞尿污水澆灌農作物，是第三次利用。
　　、生物降解有兩處，離心機濾出的糞便固形物配以青草、菜葉、秸桿等送入沼氣池后，經微生物菌降解生成沼氣，送入農田的人糞尿稀液由土壤中的微生物降解，其分解物是農作物的養分，大田中的生物降解不用人為操作，沒有生物降解成本。沼氣池的生物降解只是在新沼氣池中需要加入微生物菌種，以后就不用再加菌種，其降解成本仍很低廉。
　　、自然循環是指淡水資源循環和有機物質循環。自來水廠把清潔的淡水送到用戶家中，經洗滌、沖廁、澆田之后，自然蒸發進入大氣得到凈化，通過自然降雨回到地面流入江河，再由水廠取用送回居民使用。通過土壤進入地下的水很少，但其對地下水也沒有污染，水廠抽取地下水仍可形成良性循環。人類食用的糧食、疏菜、油料等食物，在田間生長時吸收水分和有機肥料提供的氮、磷、鉀等物質，進行光合作用，變成人體需要的營養物質，經人體食用后吸收了其中的一部分養分，還有一部分有機物隨糞便及尿液排出體外，城鎮居民使用水沖便池，將這些排泄物一部分稀液直接送入農田，產過沼氣的沼渣仍是農作物需要的有機肥，施入農田供農作物吸收，再生長糧食、疏菜、油料等人類需要的食物，這樣周而復始的循環再生，形成水和有機物的無限良性循環，人類就可以得到充足的綠色食物和潔凈的淡水資源。
　　此方案適用于居民小區、機關、學校、部隊、監獄、養殖場。回用水沖廁用不完時，不要排入下水道，可以用于噴灑路面，澆綠地景觀等，城市下水道只用于排放雨水。該方案的關鍵設備是行星離心篩濾機，每萬人生活區僅用一臺就夠了。過濾介質使用普通濾布，過濾后的人糞尿稀液不堵塞輸送管道即可。
　　、工業污水治理治理原則：工業污水或廢水要在廠內就地過濾，循環使用，濾渣回收再利用。
　　工業污水一般需要多級過濾，達到生產使用要求為標準，能夠兩級處理達到要求的就不必三級過濾。如果水中某些溶解物對產品有利，就不必設法提取，讓其留在水中再利用，就象做燒雞那樣，用老湯比用清水好。需要脫色的廢水，可加入活性碳等吸附劑再過濾。有些廢水則需要加入絮凝劑提高分離效果。
　　任何以水為生產要素的企業，都要把自用水當作動物體內的血液一樣，自凈自用無限循環，一滴不外排。在循環使用的過程中，因蒸發等原因損失掉少量水可以隨時添加新鮮水。
　　行星離心篩濾機處理污水，流量大、速度快、精度高，其濾出的固體物質尚未變質，回收利用好是企業的寶貴財富。
　　行星離心篩濾機處理污水是一種物理分離過程，一般不需要加化學藥劑，處理一噸污水運行費用一般不超過1元錢，和回收物質的價值以及回用水的價值相抵，企業自行處理污水是盈利的，其投資在一年中就可以收回來。
　　企業自行處理污水，水內污染物簡單明確，因此處理工藝簡單；污水處理系統建在自己廠內，輸水管道短，除了不大的水量調節池之外，占地面積很小，投資相對小很多，運行成本低廉，任何企業都有能力自建自用這樣的污水處理系統。屆時城區內外沒有任何排污口，達標排放將成為歷史，污染物排放總量不是減少百分之幾的問題，而是不排放任何污染物，徹底根治水污染，許多因水污染被關停的企業，可以恢復生產，我國GDP又可以上一個新臺階，增加稅收和安排大批職工就業。
　　綜合所述，工業廢水實現全循環，可以節約工業用水總量的95%左右。生活污水自然循環能節約50%的自來水，大大緩解我國城市缺水狀況。如果能在農業上推廣滴灌技術，改變大水漫灌的澆田習慣，把輸向農田的城市"肥水"讓農作物充分利用，既可以節省大量的化肥、農藥，又可以少用大量的灌溉水，在農作物豐產的條件下，大約可以少抽80%的地下水，大大緩解目前江河水量減少甚至干涸的現狀。江河水潔凈了，水量大了，近海海域水質就會逐漸好起來。
　　實施這項根治污水的新技術新工藝是一項龐大的系統工程，需要政府的重視和全民的支持。讓我們行動起來，在快速發展經濟的同時，解決好人類自身的飲用水安全和飲食安全，保護好地球上的生物多樣性，實現人類社會和諧、人與自然和諧的美好愿望。發明人渴望與有實力的企業及有識之士合作，推動這項治理污水和低碳循環技術的應用。
　　本文作者：梁學增  系河南師范大學退休工程師