美國鹿島汙水處理廠是全球第二大汙水處理廠，坐落於波士頓港的一座小島上。
這裡絲毫看不出曾經是美國最骯髒的港口，現在工廠還向遊客開放，可以欣賞海港美景。
鹿島汙水處理廠有兩大特色，一是它的“巨型蛋“消化池，二是它的臭氣處理系統。
今天，我就帶大家一起走進這座建立在海島上的汙水廠。
1、工廠概況
工廠歷史
鹿島汙水處理廠建造於1800年代後期，當時僅有一個大型蒸汽動力泵站，用於汙水的初級處理。
到了1960年代，鹿島引進了更精細的初級處理設施。
在1990年代，汙水的二級處理技術逐漸發展成熟並實施在鹿島，建成了如今服務於波士頓43個地區的汙水處理廠。
規模與效果
鹿島汙水廠佔地面積約為910.5畝，處理的廢水來自波士頓43個地區的廢水，包括生活汙水，雨水，地下水和工業廢水。
該工廠每天的廢水處理量大約為130萬噸，最大設計產能為每天510萬噸。
平均從進入的廢水中去除了94％以上的固體和有機物，處理後的廢水可釋放到海洋環境中。
鹿島目前能自行產生約26％的電力需求，該島一半以上的能源需求是由該廠可能源回收提供的
2、工藝流程
來自波士頓的廢水通過地下管道被收集，由泵從港口下方的深層岩石隧道抽到鹿島。進入鹿島後對汙水進行二級處理後排入海水中。下圖為鹿島汙水處理廠工藝流程圖。
鹿島汙水廠工藝流程圖
簡單的說，汙水被泵入鹿島後，首先進入沉砂池進行初步處理。汙水接著進入沉澱池進行一級和二級處理，泥漿和沙子將在重力濃縮機中濃縮，然後轉移到巨型蛋消化池中進行厭氧處理。
一級處理
鹿島一共設有48個約57*13*7米的沉澱池。通過重力將汙泥和浮渣從廢水中分離出來。該步驟能去除廢水中約一半汙染物（去除了總懸浮固體的50-60％，以及最多50％的病原體和有毒物質）。
二級處理
接著廢水進入二級處理設施，通過反應器和沉澱池，利用重力和微生物消耗廢水中殘留有機物並沉降到沉澱池的底部。經過二次處理後，大約可清除80-90％的汙染物和有毒物質。
低溫純氧設施
鹿島採用獨特的低溫純氧設施，每天低溫工廠能夠生產130-220噸純氧，以支持二級生物處理過程。（原理：分離液態空氣，在低溫條件下加壓，使空氣轉變為液態，然後蒸發，由於液態氮的沸點是‐196℃，比液態氧的沸點（‐183℃）低，因此氮氣首先從液態空氣中蒸發出來，剩下的主要是液態氧。）
消毒和排放
經過一級和二級處理後，廢水進入消毒池。廢水用次氯酸鈉消毒以殺死細菌，在添加亞硫酸氫鈉以對水進行脫氯處理，以使最終排放物中的氯含量不會威脅到海洋生物。
為了保護海洋環境，廢水將通過出水隧道將廢水從消毒池輸送到附近海灣的100英尺深水域（大約需要10小時），然後通過50多個特殊的擴散器（如下圖，每個擴散器有8個排水口）將廢水快速徹底地混入周圍的水中。
排水擴散器
3、巨型蛋消化池
如果你有幸飛往波士頓洛根機場，就能看到海邊佇立著12顆“巨型蛋”。你可能會好奇這是不是一家石油加工廠的油罐或是天然氣加工廠的氣罐？但它們的實際用途是汙水廠中的消化過程。
巨型蛋消化池
巨型蛋消化池中的汙泥來自一級處理和二級處理中分離出的汙泥。每個消化池的直徑約為27.4米，高約40米。
厭氧消化過程
它的原理是模仿胃的自然消化過程，保持流體溫度在36.67℃。汙泥中天然存在的微生物可將汙泥分解為甲烷氣，二氧化碳，固體有機副產物和水。該過程大大減少了剩餘汙泥量。
能源利用
剩餘的汙泥（94％的水）從現場通過管道輸送，脫水並變成肥料顆粒，甲烷氣體副產品被收集並輸送到鍋爐。
這些被收集的甲烷通往蒸汽熱電聯產系統：通過鍋爐裝置產生蒸汽，為設施提供熱水和熱量，蒸汽還流經產生電能的蒸汽渦輪發電機，為水廠輸送電力。
這個熱電聯產設施每年能為鹿島汙水廠節省約1500萬美元的燃油成本和280萬美元的電力成本。
4、氣味控制
國內許多汙水廠都存在臭氣問題，但在鹿島汙水廠，我們卻聞不到一絲異味，他們是如何做到的呢？
鹿島工廠為了解決臭氣問題，建立了特殊的臭氣控制和處理系統。
鹿島氣體排放處理流程
鹿島採用持續監控系統，對一級和二級處理過程以及汙泥處理，工廠抽水和除砂設施進行臭氣控制。
處理過程中產生的廢氣（主要是厭氧消化池）通過管道將廢氣輸送到臭氣處理裝置。
在這裡，廢氣先在空氣洗滌器中通過化學淋濾，再由風扇鼓入碳吸附裝置，去除氣味和揮發性有機化合物。
5、總結
鹿島汙水處理廠作為世界第二大汙水處理廠，擁有先進的汙泥處理和能源利用技術，並對臭氣進行嚴格控制。
同時，鹿島汙水廠致力於打造綠色生態地標，將廠區免費對公眾開放，並設有遊覽路線。遊客可以沿途參觀美麗的海港並在這裡野餐，釣魚，和騎自行車。
這種遠期發展觀值得國內大型汙水廠借鑑。
最近我準備做一個盤點全球汙水廠系列文章，會持續更新一些國內外有價值汙水處理項目。當然，大家有感興趣的汙水廠想要了解也可以在下面留言或私信我。
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