源分离技术的国内外研发进展及应用现状
盲源分离现状及发展
２ 盲 源 分 离 的基 本 原 理
盲 源分 离是 指仅 从若 干 观测 到 的混合 信号 中提 取 、恢 复 （分 离 ）出 无法 直 接 观 测 的各 个 原 始 信 号 的 过 程 ，这里 的“盲 ”是 指源 信 号未 知 （不 可 观测 ），并且 混 合 系统 特 性 也 事 先 未 知 或 只 知 其 少 量 先 验 知 识 （如非 高斯 性 、循 环 平稳 性 、统计 独立 性等 ）这 ２个 方 面＿１］。更一 般 的表 述 为 ：盲 源 分 离 是 通 过 多 输 人 多 输 出（ＭＩＭＯ）系 统 中检 测 到 的 观测 信 号 ，找 到 一 个 解 混 系统 Ｂ，利 用解混 后 得到 的输 出信 号推 断 ，重 构 出其 系统 的混 合 系统 Ａ 及 源信 号 ，如 图 １所 示 。
ｎｅｕｒａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ，ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｓｕｂｊ ｅｃｔｓ，ｂｌｉｎｄ ｓｏｕｒｃｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ（ＢＳＳ）ｇｅｔｓ ｅａｇｅｒ ａｔ—
ｔｅｎｔｉｏｎ ｏｆ ｓｃｈｏｌａｒｓ．Ｔ ｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｅｘｐａｔｉａｔｅｓ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｐｔ ｏｆ ＢＢＳ ，ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｉｔｓ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ａｎａｌｙｚｅｓ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｆｉｅｌｄ，ｓｕｍ ｍａｒｉｚｅｓ ｉｔｓ ｄｅｖｅｌｏｐｍ ｅｎｔ ｓｔａｔｕｓ ａｎｄ ｔｒｅｎｄ ａｔ ｈｏｍ ｅ ａｎｄ ａｂｒｏａｄ，ａｎｄ ｐｒｏｓ— ｐｅｃｔｓ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ ｏｆ ＢＳＳ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｂｌｉｎｄ ｓｏｕｒｃｅ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ；ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；ｍｕｌｉ—ｉｎｐｕｔ ｍ ｕｌｔｉ—ｏｕｔｐｕｔ
新型分离技术的研究进展
新型分离技术的研究进展分离技术作为化学、制药、材料科学等领域中最为重要的技术之一，一直以来都受到广泛关注。
在过去的几十年中，各种新型的分离技术不断涌现，极大地提高了产品的纯度和品质。
本文将探讨目前新型分离技术研究的最新进展。
I. 传统分离技术的缺陷在传统的分离技术中，传统溶剂萃取、膜分离、结晶分离技术等是常用的分离方法。
但是这些方法也有着很多的缺陷。
例如：(1) 使用易燃、易挥发的有机溶剂可能会引起安全隐患，且污染环境。
(2) 传统膜分离技术的膜通常寿命较短，容易受到受污染的影响从而降低分离效果。
(3) 结晶分离技术必须要求物质有结晶性，而且耗时较长。
这些缺陷都对传统分离技术的应用产生了很大的制约。
II. 近年来，一些全新的分离技术出现了，它们正在逐渐取代传统的分离技术，成为应用领域的新宠。
目前，新型分离技术主要包括：(1) 超临界流体萃取技术超临界流体萃取技术是利用超临界流体优异的溶解性能进行分离的一种新型技术。
它主要利用压力和温度对气态或液态物质进行临界点之上的处理，使其成为具有高扩散能力的超临界流态物质，并使其保持临界点以上的特异性质。
超临界流体萃取技术的主要特点是：无毒、无污染、高效率、易于操作。
与其他技术相比，它具有化学可控性好、分离效果高等优点。
在某些领域，如材料科学、化学工程等领域，已经被广泛应用。
例如，将它应用于石油提炼可大大降低污染和能源消耗。
(2) 嵌段共聚物膜分离技术嵌段共聚物膜分离技术是一种可控结构的膜，它在表面上具有多种特定的化学官能团。
这种结构在分离过程中能够选择性地吸附一些物质，达到分离效果。
该技术的优点是反应时间短、效率高、选择性好，并且可以在极端条件下工作，如高温、高浓度、高压等环境下。
该技术已经在水处理、有机物质回收等领域中被广泛应用。
(3) 金属有机骨架材料分离技术金属有机骨架材料是一种由有机配体与中心金属离子桥接形成的多孔材料。
它的优点是具有大孔径、大比表面积、氨基、羧基等基团，并具有很好的化学可控性。
化学工程中新型分离技术的发展与应用
化学工程中新型分离技术的发展与应用近年来，随着化学工程技术的不断发展和社会需求的不断增长，新型分离技术在化学工程中的应用越来越广泛，被视为推动工业生产和环境保护的重要手段。
本文将着重从技术原理、应用案例、未来展望等多个方面，对新型分离技术的现状进行描述和分析。
一、新型分离技术的原理新型分离技术主要包括膜分离技术、离子液体分离技术、超临界流体萃取技术、表面增强拉曼光谱分析技术等等。
其中，膜分离技术是一种基于物质在不同温度、压力、浓度等条件下的透过性选择性，对混合物物质实现分离的技术。
其基本原理是利用将物质分离的膜，将混合物内不同的物质分辨出来。
膜分离技术具有高效、省能、无化学污染这些优点，已经被广泛应用于化工、生化以及环保等领域。
离子液体分离技术则是一种基于离子液体的物性、结构，与特定化合物之间相互作用特征实现物质分离的技术。
其与传统有机溶剂或水相相比优异：无挥发性、热稳定性高、化学惰性强、导电性强；同时离子液体分离时浪费少，可回收利用率高，也能够缓解传统有机溶剂污染环境的问题。
超临界流体萃取技术，是指将超临界流体与混合物进行作用来改变混合物中不同物质的溶解度和扩散系数，进而实现物质分离的现代化分离技术。
超临界流体的状态介于气体与液体之间，与传统溶剂相比，具有温和性、可控性、分离程度高、回收溶剂成本低等优点。
表面增强拉曼光谱分析技术，是一种检测表面附着的微小分子的现代化分离技术。
通过局部表面等离子体共振效应与目标物分子相互作用，获得高灵敏度和高选择性的波长特征的新型分离技术。
在生物医学诊断、环境监测等领域具有广阔的应用前景。
二、新型分离技术的应用案例膜分离技术在现实生产中的应用案例非常广泛。
例如：在大规模普及的海水淡化中，采用的就是离子交换膜；在实现生物反应器和有机化学反应器中的物质分离，也大量运用到了膜分离技术；在化工行业中，利用反渗透技术将废水处理为循环水循环利用。
离子液体技术在含重金属的废水、化工废水治理和处理以及生态环保中有着广泛的应用。
盲源分离及其在通信侦察中的应用研究
盲源分离及其在通信侦察中的应用研究盲源分离及其在通信侦察中的应用研究随着现代通信技术的不断发展，通信侦察在军事、情报和安全领域中的重要性日益凸显。
而盲源分离（Blind Source Separation，以下简称BSS）作为一种强大的信号处理技术，正逐渐引起研究者们的关注，并在通信侦察中展现出了广阔的应用前景。
本文将从BSS的基本原理、算法和应用研究三个方面，对盲源分离及其在通信侦察中的应用进行探讨。
首先，我们来了解一下盲源分离的基本原理。
BSS是一种将混合信号中的各个源信号分离出来的技术。
在通信侦察中，混合信号指的是通过无线电、卫星等通信传递过程中，经过传输和干扰而存在混叠的信号。
通过BSS技术能够将这些混叠的信号分解成原始的源信号，实现信号的还原和识别。
BSS的基本原理是利用统计特性不同的源信号具有互相独立的特点，通过对已知的混合信号进行适当的数学变换和处理，将其分离成互相独立的源信号。
接下来，我们来介绍一些常用的BSS算法。
目前，有许多BSS算法已经被研究和应用于通信侦察领域。
其中，最常用的算法包括独立成分分析（Independent Component Analysis，以下简称ICA）、主成分分析（Principal Component Analysis，以下简称PCA）、独立子空间分析（Independent Subspace Analysis，以下简称ISA）等。
这些算法都是基于数学模型和统计分析的原理，通过对混叠信号进行变换和处理，以实现信号的分离和还原。
研究者们也在不断改进和完善这些算法，使其更加稳定和实用。
最后，我们来谈谈盲源分离在通信侦察中的应用研究。
盲源分离技术有着广泛的应用前景，尤其在通信侦察领域中具有重要意义。
首先，在通信情报收集方面，BSS技术能够将卫星通信、无线电通信等信号进行分离和还原，从中获取原始的通信内容和源信息，为后续的分析和判断提供可靠的依据。
其次，在通信干扰和欺骗排查方面，BSS能够有效地将干扰信号和真实信号分离，识别出干扰源并采取相应的干预措施，保障通信的安全和稳定性。
无线电信号处理中的盲源分离技术研究
无线电信号处理中的盲源分离技术研究1.引言无线电信号处理是现代通信系统中的重要环节之一，其中盲源分离技术是一项关键技术。
盲源分离技术可以将接收到的混合信号分离成源信号，而无需了解源信号的具体信息。
本文将重点介绍无线电信号处理中的盲源分离技术的研究进展和应用。
2. 盲源分离技术的基本原理盲源分离技术采用数学模型和信号处理算法，通过对混合信号进行处理，将其分解为源信号的线性组合。
具体而言，盲源分离技术利用信号的统计特性或者信息的相互独立性等性质来实现信号的分离，并通过适当的算法估计出源信号。
这样，在不了解混合信号的具体信息的情况下，我们能够得到源信号的估计值。
3. 盲源分离技术的常见方法在实际应用中，盲源分离技术有多种方法和算法。
其中最基本的方法是独立成分分析（Independent Component Analysis, ICA）。
ICA在信号处理领域广泛应用，其基本原理是假设混合信号是源信号的线性组合，并且源信号是相互独立的。
通过对混合信号进行统计分析和矩阵运算，ICA可以实现混合信号的分离。
除了ICA，还有一些其他的盲源分离方法，如非负矩阵分解（Non-negative Matrix Factorization, NMF）、盲识别算法（BlindIdentification Algorithm, BIA）等。
这些方法在不同的应用场景中可以选择使用，以满足对源信号分离的要求。
4. 盲源分离技术的应用领域盲源分离技术在无线电信号处理中有广泛的应用。
其中一个重要的应用领域是语音信号处理。
通过盲源分离技术，可以将混合的语音信号分离为单个说话者的语音信号，从而实现语音信号的识别和分析。
这在语音识别、语音增强等领域具有重要意义。
另一个应用领域是图像信号处理。
盲源分离技术可以用于处理混合的图像信号，将其分离为原始的图像信号。
这在图像去噪、图像恢复等方面具有重要应用。
此外，盲源分离技术还可用于无线通信中的信号分离和信号提取。
盲源分离技术在信号处理中的应用研究
盲源分离技术在信号处理中的应用研究随着数字技术的不断发展，信号处理成为越来越重要的一门学科。
信号处理的核心在于信号的提取和分离，而盲源分离技术正是这一领域中的重要技术之一。
盲源分离技术可以对多个混合信号进行分离，并且无需预先知道原始信号的具体情况。
这种技术的应用范围广泛，包括语音信号处理、图像处理、生物医学信号处理等领域。
本文将介绍盲源分离技术在信号处理中的应用和研究进展。
一、盲源分离技术的原理和方法盲源分离技术是一种无监督学习方法。
它的主要思想是从多个混合信号中分离出一组原始信号，这些原始信号可能是独立的或者相互相关的。
盲源分离技术不需要预先知道混合信号的具体情况，也就是说，不需要对混合信号进行建模。
这种方法最早应用于信号处理的反卷积中，后来逐渐发展为一个独立的研究领域。
盲源分离技术的基本方法是利用高阶统计独立性来进行信号的分离。
在实际应用中，可以通过以下几种方法实现盲源分离：（1）信息论方法：信息论方法的基本思想是利用信息熵来衡量信号的独立性或相关性，进而进行信号的分离。
常用的算法有独立成分分析（ICA）和自适应回归模型（ARMA）等。
（2）最小平方误差法：最小平方误差法是一种基于线性代数的方法。
它通过矩阵分解来进行信号的分离。
常用的算法有奇异值分解（SVD）和特征值分解（EVD）等。
（3）机器学习方法：机器学习方法是指利用机器学习算法来学习混合信号的特征，从而进行信号的分离。
常用的算法有神经网络、支持向量机（SVM）等。
二、盲源分离技术在语音信号处理中的应用语音信号处理是盲源分离技术应用最广泛的领域之一。
在语音信号处理中，盲源分离技术可以实现对多说话人的语音信号进行分离，或者对噪声干扰的语音信号进行去噪。
其中，一种典型的应用是麦克风阵列音频信号处理，该技术可以实现对多路语音信号进行分离，提高语音信号质量。
在语音信号处理中，独立成分分析（ICA）是最常用的盲源分离算法之一。
ICA算法使用高阶统计独立性来进行信号分离，可以很好地解决语音信号中的混叠问题。
国外过滤与分离技术的进展
国外过滤和分离技术的进展对第八届世界过滤大会和ACHEMA2000展览会上交流和展出的过滤和分离技术的研究成果及展品概况作以简介。
分析了国外过滤和分离技术的发展趋势，对我国存在的差距和值得思考的问题提出了看法。
随着世界各国能源短缺、资源贫化、水资源及环保问题的日益突出,如何节省能源，有效利用资源,重视水资源的科学合理使用，加强环境保护，仍是当务之急；同时随着科学技术水平的不断提高，生物化工新材料、精细化工、制药、食品等行业的迅速崛起，要求过滤和分离向高纯度、高分离精度发展，这些现实都为当今过滤和分离技术的发展提供了极大的机遇。
1第八届世界过滤大会概况第八届世界过滤大会2000年在英国召开，有42个国家近600人参加，英、德、美、意大利、日本、芬兰和比利时等发达国家的参加人数为342人，占全体的57%,中国（包括香港、台湾）共计30人,仅次于英、德、美、法，居第5位。
会议共宣读和张贴论文274篇。
表1为第八届世界过滤大会论文主题的统计。
从论文的具体内容来分析:a .使用基础的研究仍占相当重要的地位，共47篇,占论文总数的17%; b .研究强调了工业使用，共47篇，占论文总数的18%; c .环保得到充分，重视共55篇,占论文总数的20%; d . 过滤介质的研究和开发尤为重视，共43篇,占论文总数的16%; e .膜分离技术，共47篇,占论文总数的17%。
表1第八届世界过滤大会论文主题分析主题论文数占论文比例/%固液分离228深层过滤114过滤特性测定73预处理技术62固液分离工业使用49 18环境保护55 20过滤介质43 16沉降和浮选62离心及相近的分离技术62液液分离52新过滤技术-----磁、声、电方法的使用62膜分离47 17气固分离114合计274 100以使用基础的研究为例，从两相流体力学，特别是宏观和微观流体流动相结合，研究过滤和分离中流体流动的本质，研究颗粒粒度分布、滤饼结构、孔隙率、流体流动阻力对过滤和洗涤等不同阶段的影响，如：a.细小颗粒滤饼孔隙率和流体阻力的研究，颗粒粒径分布对滤饼渗透性的研究,双组分物料滤饼特性对滤饼渗透性的影响，滤饼洗涤过程的数学物理模型等从颗粒特性、滤饼结构等入手研究其对过滤速率及洗涤效果的影响。
分离工程中重要分离技术的进展与展望
分离工程中重要分离技术的进展与展望摘要:简要介绍了分离工程产生和发展历史，各主要分离技术的发展现状，研究前沿以及未来的发展方向。
分离工程过去在化学工程以及相近产业的发展中起了重要作用，也将在现在和未来推动现代化工和相关工业的发展，并在高新技术领域的发展中大显身手。
评述 10余年来在分离科学与工程领域的进展,这些领域包括：萃取分离（反胶团萃取，双水相萃取，液膜萃取，，超临界萃取，凝胶萃取，胶团萃取）。
吸附蒸馏，膜分离，反应强化分离等方面的研究简况。
关键词：分离技术,新进展，展望引言：化工分离技术是一个面对经济建设，广泛应用于多种工业的技术基础学科，是过程工程的核心技术之一。
化工、石化，冶金、医药等所谓“过程工业”一般均包括三大工序,即原料准备、反应与分离。
分离即负担反应后未反应物料与产物的分离,也包括目标产物与副产物间的分离、排放到环境中的废气、水、固体物料与有用产物的分离,以及原料中杂质的分离等等。
随着高新技术的发展，成千上万种新的化合物被发现、设计和合成，尤其是产物的多样化及深度加工,环境保护的严格标准的实施，都对化工分离技术提出了新的任务和更高要求。
例如，大部分生物技术产品以低浓度存在于水溶液中，需要发展在低温条件下的高效分离并富集的方法。
随着关系到国计民生和战略储备的矿产资源的枯竭，处理贫矿，复杂矿和回收利用二次资源将成为必然趋势,从而对分离技术的要求越来越高.此外,包括我国在内的世界各国对环境保护日益重视，对废气，废水,废渣的排放制定出越来越严格的标准。
国外报道，过程工业总投资的50％~90%用于分离设备,操作费用60%以上用于分离工序。
因此国内外均对分离科学与工程的发展十分重视。
随着化学工程科学的发展,不仅其共性应用基础研究扩展为过程工程,而且将研究目标提升为产品工程。
分离技术的研究是过程工程的关键性和前沿性的项目之一。
把握分离过程的基本规律,吸取和发展化工学科交叉的特点，拓宽分离技术的辐射领域,是分离科学与技术发展的根本所在.近年来,国外对分离科学、分离工艺和分离工程的研究十分活跃，除一般的化工、化学杂志不断介绍分离方面的研究成果外,国际性的分离专业杂志不下十余种.每年还举办大量的各种分离技术的国际会议.因此，对关系到我国“过程工业”如化学工业、石油化工、环境工程、生物化工等国家支柱产业21世纪初在国际上竞争力和综合实力的若干分离技术中带有共性、基础性的课题进行深层次的研究,在逐步进行传统分离技术与设备的根本性的改造的同时,研究和开创具有高效性、针对性和无害化的新型的分离技术,完善分离技术的工程开发，形成知识产权,科学地发展新的分离过程、分离方法、分离体系及分离设备，促进我国高新技术产业的可持续发展,提高我国工业整体水平，实现整个“过程工业"的现代化，是亟待解决的带有战略性的研究任务.十年来,我国以萃取分离、精馏分离与膜分离等为代表的分离科学与技术的研究取得了较大的成就，扩大了国际上的影响，形成的科技成果己在国民经济的诸多领域中得到广泛应用,取得了十分显著的经济效益和社会效益。
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述评与讨论源分离技术的国内外研发进展及应用现状郝晓地, 衣兰凯, 仇付国(北京建筑工程学院可持续环境生物技术研发中心,北京100044)摘 要: 污水末端处理的最大缺陷是以大量清洁水稀释人粪、尿等排泄物,并经管道收集、输送后进行集中处理。
现代生活中卫生而不生态的水冲便器不仅浪费和污染大量水资源,而且也彻底阻断了营养物质回归土地的生态之路。
因此,污水末端处理方式日益受到质疑。
粪便与尿液从源头分离可从根本上改变末端处理的弊端,原生态的生活习惯可通过粪、尿液分离便器达到既生态又卫生的目的。
从尿液源分离概念及优越性入手,首先概述了包括生态卫生(ECOSAN )在内的源分离技术最新研究进展。
其次,总结并讨论了源分离技术在国内外的工程应用实例。
最后,对源分离技术的未来发展进行了展望。
关键词: 源分离; 末端处理; 生态卫生; 粪/尿分离便器; 灰水; 黄水; 棕水; 黑水中图分类号:X703 文献标识码:B 文章编号:1000-4602(2010)12-0001-07G lobal R &D Progress and Applied Situation of Source SeparationT echni quesHAO X i ao -di , Y I Lan -kai , Q I U Fu -guo(R &D Centre for Sustainable Environm entalB iotechnolo gy ,Beijing Un i v ersit y of C ivilEngineering and Architecture ,B eijing 100044,China )Abstract : One of dra w backs of end -o-f pipe techno logy is t h at a large quantity of c l e an w ater is consu m ed for toilet fl u sh,and the se w age is centrall y treated after being co llected and transpo rted by pipeline .The fl u sh to ilet that is san itary but no t eco log ica l in the m odern life w astes and po ll u tes a lar ge quantity o fw ater resource as w ell as de tains nutrients back to far m lands .For th is reason ,the end -o-f pipe techno l o gy is i n creasi n g ly doub ted .Separation o f feces and urine at source can effectively i m prove the dra w back ,w hich can be realized by uri n e separati o n to ilet such as uri n e d i v ersi o n dehydrati o n to ilet (UDDT).B ased on such a concep,t so m e recent progresses on source separati o n techn i q ues i n cluding ecolog i c al san itati o n (EcoSan)are summ arized .N ex,t so m e g lobal app li e d cases are i n troduced.F i n a-l l y ,the future of source separation techn i q ues is prospected .K ey w ords : source separati o n ; end -o-f pipe technology ; eco log ical san itati o n (EcoSan); u -rine d i v ersi o n dehydration to ilet (UDDT); grey w ater ; ye ll o w w ater ; bro w n w ater ; b lack w ater基金项目:国家/十一五0科技支撑计划项目(2006B A 01B03-02); 北京市属高等学校人才强教深化计划)))高层次人才资助项目(PHR 20100508); 北京市教委科技计划面上项目(KM 200810016006)第26卷 第12期2010年6月 中国给水排水C H INA W ATER &W A S TE W ATERV o.l 26N o .12Jun .20101源分离技术背景19世纪末大部分工业国家出现了集中式供排水系统,水冲厕所(便器)应运而生。
为解决城市污水集中排放污染水体的问题,将污水通过排水管道收集后输送到污水处理厂集中处理后再排放的/末端0处理技术(/End o f p i p e0techno logy)开始涌现。
上百年的末端处理技术(亦称/集中式0处理技术)虽然极大地改善了城市居民卫生状况以及城市水环境质量,但这种方式不仅消耗大量的水资源,同时也完全阻断了粪便、尿液中营养物质回归土地的生态之路!在当今社会普遍倡导可持续发展的形势下,污水末端处理方式日益受到人们的质疑。
在此情况下,基于粪便、尿液/源分离0概念的/生态卫生/排水(ECOSAN)0技术近年来在国际上开始受捧,并在包括我国在内的许多国家开始实践。
源分离概念中保留了现代便器的基本雏形,只是通过简单功能设计,将粪便与尿液分别收集、输送、处置、利用,使之不再与其他污水混合。
被单独收集的粪便、尿液可就近处理后返回土地,被农作物作为养分而利用。
由于粪便、尿液与其他污水的隔离而使得污水受污染程度大为减轻,使之适合于简单处理而回用。
其结果是,一种既生态又卫生的全新生态排水系统因此诞生!当前,发展中国家90%的含人粪、尿污水未经任何处理就直接排放水体[1];与此同时,全球大约有26亿人没有足够的卫生排泄条件[2]。
可见,污水处理与卫生排泄问题仍然任重而道远,特别是在包括中国在内的广大发展中国家!其实,人粪、尿液作为农家肥返田的生活、生产方式在我国已盛行了几千年。
在这种原生态文明习惯中除了散发臭味、传播疾病等缺憾外,主流做法不但生态而且很少污染水体。
因此,建立在这种原生态文明习惯上的卫生问题才是当今农村乃至乡镇污水处理的主攻目标。
在此情形下,生态卫生/排水模式显然十分接近我们业已形成的良好习惯以及希望达到的卫生目标。
为此,从粪便、尿液源分离概念及优越性入手,介绍源分离技术研发与应用现状,展望源分离技术未来的发展方向。
2源分离及其优越性211源分离概念按污水来源与水质分类,生活污水可以被细分为:¹灰水,包括厨房和洗浴排水;º黑水,指传统便器排水,即粪便、尿液及冲厕混合水;»黄水,指尿液;¼棕水,指粪便及少量冲便水[3]。
源分离概念是指从源头)))便器入手,将粪便、尿液单独收集、输送、处置、利用,不再将其与其他污水混合。
这样,不仅粪便(棕水)、尿液(黄水)中的营养物质甚至是生物质能都可以就近循环利用,而且剩余灰水因被污染程度低而容易通过自然处理方式得到就近循环利用。
可见,通过源分离几乎可以实现生活污水的/零0排放,并能建立水、营养物与能量的闭合循环。
源分离可以从根本上消除污水末端处理靠自来水稀释、输送、处理污染物,浪费大量水资源并使所含营养物难以回归土地的不可持续性弊端。
212源分离优越性与末端处理技术相比,源分离技术具有明显的优越性,主要体现在以下几个方面:¹改善污水处理厂的营养物去除性能并降低运行能耗JÊnsson通过ORWARE模拟软件评估了尿液源分离在环境与资源利用方面的作用。
分析结果显示,在65%的尿液分离率情况下,污水中的氮、磷负荷可分别降低55%和33%;尿液完全分离后,污水处理厂出水氮浓度可降低80%~85%,磷浓度可降低50%[4]。
W ilsenach等人研究了荷兰某污水处理厂源分离与脱氮效果的关系,发现尿液分离后可利用尿液中自身COD进行硝化/反硝化,可去除20% ~30%的尿液总氮;当40%~50%这样的尿液进行源分离后,污水处理厂脱氮效果可明显提高,出水TN从19m g/L降至10m g/L[5]。
º有助于缓解水体富营养化现象德国O tterpohl等对人体尿液粪便产量和营养物负荷进行了相关调查。
结果显示,人均尿液产量约为1.4L/(人#d),占生活污水中氮负荷的87%、磷负荷的50%。
人体排便量约为140m L/(人# d),是生活污水氮负荷的10%,磷负荷的30%~ 40%[6]。
尽管人均尿液量占其污水排放量的比例不足1%[用水量标准设定为150L/(人#d)],但通过源分离可以大大降低生活污水中氮、磷负荷,有效减少排入水体的营养物,从而缓解水体富营养化压力。
»可实现水、营养物和能量原位闭合循环源分离技术将氮、磷等营养物有效分离于污水第26卷第12期中国给水排水之外,对其稳定(尿液)或消化(粪便)处置后作为绿色肥料回归土地。
此外,粪便与其他有机废料(如家庭有机废料与植物叶杆等)一同厌氧消化可回收大量能量,有效减少购买外部能源而造成的C O2排放量。
3源分离技术的研发进展在源分离技术中最受国内外推崇的概念便是ECOSAN工艺[7],这种工艺需对黄水、棕水和灰水分门别类地进行处理。
在此方面,近年来还出现了用反渗透、砂滤、鸟粪石沉淀、管道尿液全硝化等技术处理黄水的方法;亦有采用M BR工艺处理灰水的应用技术。
311黄水处理正常人尿液中基本不含病原微生物,可以直接用作农业肥料;对于被粪便轻度污染的尿液经适当处理后也可用作农肥。
瑞典研究人员采用SPLI TBOX工艺处理尿液分离后的黄水,尿液中所含PO3-4通过投加M g O使其p H值到达9左右,以鸟粪石形式对磷进行回收,而尿液中的氨氮通过沸石进行吸附。
通过这种方法,对磷、氮的回收率分别可达90%~98%和95%~ 98%[8]。
Ronteltap等研究了鸟粪石结晶法回收尿液中的氮、磷营养元素,所得鸟粪石回收物中激素、药物和重金属含量极低[9]。
M aurer等人采用反渗透技术浓缩尿液试验显示,将尿液浓缩5倍时能耗约为5~10k W#h/ m3[10]。