时间:2022-04-29 23:26:20
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇工业污水处理,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
关键词:工业污水;处理;分析
Abstract: The author described the universality and the feasibility of re-use of industrial wastewater treatment and reuse of industrial wastewater treatment key technologies, and industrial wastewater treatment reuse prospect.Keywords: industrial sewage; processing; analysis
中图分类号:S273.5 文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)
在全球经济一体化进程不断加剧与城市化建设规模持续扩大的推动作用下,我国国民经济在建设发展过程中对各行业领域的建设发展质量提出了更为全面与系统的要求。这使得各行业领域对于各类能源的需求日益激增,水资源作为当前经济形势下供给不平衡问题最为严重的资源,值得引起相关工作人员的特别关注。本文就新时期工业污水处理的再利用问题做出了简要分析与说明,希望能够为今后相关研究与实践工作的开展提供一定的参考。
当前水资源的严重缺乏成为了制约我国经济社会持续发展与城市化建设的最关键问题。导致水资源供给不足的问题是多种多样的,但归根结底可以划分为两个方面:第一是水资源的利用效率比较低;第二是污水的排放量比较大。就我国而言,大部分工业生产企业由于考虑运行成本或污水处理技术相对落后,所以造成在工业生产过程中所形成的大量的工业污水水质不能够达到再利用的标准,故往往采取直接外泄的方式进行排放,未采取任何深度的处理与再利用措施。这样给工业污水排放区域内的水资源生态环境带来了极为不利的影响。据相关统计资料数据显示:在当前技术条件支持下,我国工业污水处理再利用的比例仅为50%,这较西方先进国家85%以上的比例来说还存在较大的差距。
1 工业污水处理再利用的普遍性
我国当前所存在的水资源短缺问题并不是在短时间内形成的,相反,我国水资源的短缺问题历经了相当长的一段形成时期。与此同时,我国当前意义上的水资源短缺问题也非局部性问题,而是全国范围内的普遍性问题。从区域结构方面来说,华北、西北等内陆地区水资源的短缺问题是受其地质结构与环境因素影响而形成的,而东南沿海地区经济增长速度的加剧无疑使得工业行业对水资源的需求更为巨大,取水量大与排污量大成为了导致我国各地区普遍性水资源短缺的最根本原因。就水资源构成情况比较充足的地区来说,水资源短缺问题同样是不可避免的。政府相关部门为确保生活用水的充沛而不得不采取一定的手段或措施来限制工业企业的用水问题,这一倾向使得工业企业需要针对自身发展实际,展开一系列水资源的节约型工程改造,工业污水处理再利用的问题成基本问题之一。
2 工业污水处理再利用的可行性
我国在工业污水处理再利用问题上一直采取的是组建规模化污水处理厂,专门收集工业企业生产所产生的工业污水,进行一定的加工与处理,再提供给工业企业生产使用,以此改善水资源利用效率低下以及工业污水排放总量超标的问题。
2.1 造纸行业开展污水处理再利用工作的可行性分析。就我国而言,造纸企业在生产过程中所产生的大量造纸污水能够通过物理及生物技术处理循环再利用于造纸生产系统的碎浆及打浆项目当中,从而再次参与到企业生产系统的运转过程当中。据相关调查资料数据显示,当前造纸行业采取这种技术进行 污水处理再利用工作的污水利用率达到40%~50%,未来有着较为广阔的提升空间。
2.2 纺织行业开展污水处理再利用工作的可行性分析。纺织企业在生产运行过程中所产生的大量纺织及印染污水能够经过一定的生物化学技术处理再次用于印染运转系统或是冷却系统当中。在工业污水排放标准日益严格以及水资源供给需求不平衡程度不断加剧的当今社会,纺织行业作为第二产业的带头人,势必会在工业污水处理再利用工作中获取利用渠道与利用效率的双向提升。
2.3 火电行业开展污水处理再利用工作的可行性分析。火电行业在开展污水处理再利用工作的过程中创新的采用了一种结合凝聚澄清技术、系统过滤技术以及化学消毒技术的综合化工业污水处理方式,以市政工程污水为基本处理对象,将经过以上步骤处理的工业污水应用于火电厂循环冷却水运转系统当中,这也是未来研究工业污水处理再利用技术的关键方向之一。
3 工业污水处理再利用的关键技术
工业污水经过各种技术处理后实现的循环再利用,是当前社会发展态势下践行我国政府部门相关节能降耗、绿色环保理念的最有效途径。具体来说,工业企业所排放的污水在格栅装置的处理与过滤之下,会与污水中所含有的大量较大体积的悬浮固体相分离,经过过滤处理后的工业污水会在排水泵装置的推动作用下进入到沉砂池当中,工业污水在这一反应池当中停留1min左右的时间就能够将污水中含有的大量泥沙颗粒与污水本身相分离,进而进入到混合反应池当中。在这一反应系统当中,相关工作人员可以根据工业污水差异性的酸碱值参数对其投加一定的反应试剂,并开始机械搅拌作业。
工业污水在完成机械搅拌动作之后会进入到混合反应系统中的网格反应池当中。这种反应装置最大的特点在于其工业污水自进入反应池开始就呈现出了阶梯型的分段特性。向出水方向不断移动的工业污水在流入排水管道之间会经过一个特殊的斜管沉淀池装置,这一装置最大的目的在于去除工业污水中残留的絮状物。与此同时,脱离了絮状物的工业污水会在净水压力装置的作用之下去除掉沉积在水体底部的大量淤泥,进而流经排水管道,进入到整个工业污水处理再利用系统的最后一个环节———浮气池。工业污水在浮气池的作用之下能够将自身所具备的那部分比重较小,难以与泥沙、淤泥一并沉降在水体底部的、小体积悬浮物质以水体气泡的形式上浮至水体表面,并在刮沫机的机械运作中加以彻底清除,整个浮气池污水处理过程大致需要40min左右。经过这一系列处理的工业污水会具备清水的形态,经由排水管道排水,重新用于工业企业的生产运转系统当中。这一方式也正是在当前技术条件支持下,工业污水处理企业以及工业企业自身应用比较普遍、工业污水处理回收率比较高的再利用方式之一。
4 工业污水处理再利用的前景展望
就我国工业污水处理再利用的利用现状来看,低水平利用成为了工业企业在工业污水处理方面最突出的一个问题。大部分工业污水在经过技术处理之后被工业企业用作企业日常经营管理所涉及到的清洁、绿化工程当中,与工业企业生产运转系统的联系不够密切。笔者认为,工业企业所涉及到的清洁及绿化工程虽然同等重要,但绝不是工业污水处理再利用的全部,只有将经过处理反应之后的工业污水转变为工业生产用水,在降低工业企业生产系统水资源需求的同时合理的控制工业企业工业污水的排放总量,才是工业企业践行节能降耗的最根本手段。
在经济社会发展形势影响下,只有以水资源保护及生态环境可持续发展为目的,依靠低成本投入研发高度成熟可靠的处理技术,才是未来工业污水处理再利用工程的发展方向与趋势。应依据这一目标,对当前所使用的污水处理再利用系统进行基本构造乃至运行方式上的合理转变,加大工业污水处理专门性机构部门的组建力度。高水资源消耗工业,企业应当有专门的工业污水处理厂与之相对应,集中解决这部分工业企业在生产运作过程中不可避免的污水排放问题。
在构建这种专门化工业污水处理厂的过程中,需要秉持这几个方面的基本原则:工业污水处理厂在选址过程中应当尽量靠近该区域内水资源消耗及工业污水排放总量最大的工业企业,并尽可能地减少处理厂自身占地;工业污水处理厂需要关注运行费用开支,以尽量少的成本投入获取整个工业污水处理系统处理效率的最大化;工业污水处理厂的在处理系统的研发及应用环节需要兼顾现代技术与节能环保工程的融合。工业污水处理厂需要以这种“一对一”或是“一对多”的工业污水处理形式来为工业企业提供大量的循环水资源,从而实现工业企业生产系统的“零排放”目标。
5 结束语
从理论上来说,工业污水是在工业生产过程中所产生的各类型的污液与污水。这种工业污水区别于传统意义上的工业废水在于它并非完全意义上的废弃水资源。它通过一定的技术手段与措施能够实现循环再利用,从而确保整个工业生产过程对于水资源的需求,并以此种方式进行合理的控制与缓解。
参考文献:
[1]崔福义,杨海燕,马放,等.洗浴废水循环再利用技术的探讨和分析[J].环境污染治理技术与设备,2004(5).
关键词:工业污水;污水处理;CASS工艺
Abstract: with the acceleration of urbanization and the rapid development of economy, the industrial wastewater rapidly, many factories to economic interests to steal row of untreated sewage discharge of any, not only in cities and water pollution, more harm people healthy body, at the same time, the forehead restricted the city all aspects of development speed. In the construction of urban sewage treatment plants, and process the optimal choice of its direct influence the whole project in the investment, also on subsequent design work development and sewage treatment plants after the completion of the reasonable to run effectively plays a decisive impact based on the engineering example analysis physico-chemical treatment biochemical treatment system in + industrial park in the practical application of sewage treatment plant design.
Keywords: industrial wastewater; Sewage treatment; CASS process
中图分类号:F4文献标识码:A 文章编号:
1 引言
在全球经济快速发展的今天,环保问题,特别是工业污水处理已成为各国研究的热点。目前国内多数工业园区污水都采用了集中处理方式进行处理。该类污水处理厂进水相当复杂,经常含有重金属、铬合物等对微生物有毒害作用的污染物,常规处理工艺无法满足处理要求,给污水处理工艺提出了新的挑战。某市某一经济区内污水主要以工业废水为主,导致原有水质净化厂A污水生化处理系统经常中毒瘫痪,污水只有直排河道,对当地水环境造成了较大的影响。改造设计时,出水须满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准及省标DB44/26-2001一级标准(第二时段)二者之间较严者。进水水质差,出水要求非常严格,给污水处理工艺提出了新的挑战。在设计本污水处理厂的过程中,采用了物化处理+常规生化系统处理的新型工艺。
2 确定工艺流程
水质净化厂A进水水质十分复杂,除含有BOD5、CODcr、SS、NH3-N(TN)、PO3-P(TP)等常规污染物之外,其进水中还含有重金属、铬合物、油污、表面活性剂、难降解有机物等难以为常规生物方法所能处理的污染物。而且由于部分企业偷排、发生事故时直排,致使进厂污水指标经常超标,严重影响污水厂A的正常运行。一年内受有毒物质、强酸、强碱、高含磷污水影响很大,共计10多次,共影响污水处理30天,造成约20万吨污水直排河涌。集中处理率只有90%,超标进水主要影响物质为:
PH偏酸或偏碱(甚至强酸性、强碱性)
磷酸含量高
表面活性剂含量偏高
油污含量偏高
重金属特别是 铜和铬离子浓度偏高
其它未知明确成分的毒性物质。
针对水质净化厂A进水水质的实际情况以及排水系统管理的现状,污水厂工艺必须采用物化预处理与常规生化处理相结合的工艺路线,即在物化预处理阶段,对进水的pH值进行调整,撇除油污,同时采用化学方法去除水中的重金属、铬合物等对微生物有毒害作用的污染物,使后续生化处理设施能够达正常运行,确保出水达标排放。
3 进行物化试验,确保工艺的有效性和可行性
为了验证物化工艺的处理效果,本工程在设计前做了大量的实验工作,确保工艺的有效性和可行性。
试验过程采用实际调研、理论分析研究、实验室静态试验、现场实际模拟中试试验、CASS中试模型试验等相结合的研究方法,进行研究。
试验方案:采用催化氧化絮凝沉淀技术进行物化预处理。通过催化氧化絮凝沉淀方法,将超标排放污水中的对微生物有毒有害物质进行氧化、沉淀或者转化去除,降低污染物对微生物的毒性,确保污水生物处理的良好运行。
中试结论:中试工艺采用了将絮凝沉淀气浮融为一体的物化处理工艺装置—高效固液分离装置,易于沉淀的污染物用沉淀的方式去除,不易沉淀的用气浮的方式处理,工艺与装置的适应性强。试验过程中,利用难处理的企业生产废水与水质净化厂A正常进水,按照模拟实际超标排放水质情况的比例进行调配。不同时段污水厂与模型出水对比如下表所示:
药剂选用结论:用不同的药剂及药剂组合进行1000多次试验找到技术可行、经济合理的氧化还原絮凝沉淀药剂,并取得良好的试验效果。
对氧化还原絮凝沉淀试验后的上清液进行活性污泥曝气试验,检验反应后的上清液的生物毒性。试验结果显示,反应后的上清液对活性污泥活性几乎无影响。
与小型CASS装置联动试验表明,物化工艺处理效果良好,不会对CASS工艺中微生物构成毒性影响。
4 选择合适的生化工艺
本项目生化阶段工艺选择了氧化沟与CASS工艺进行比较。两者目前在国内运用较多,若是常规污水处理厂,选择氧化沟工艺或者CASS工艺均可以满足要求。但由于本项目处理的是工艺污水,对微生物会有一定的毒性,需要设计一套快速反应及恢复系统。最终设计方案选择了CASS工艺作为生化处理工艺,其具有如下优点:
(1)各处理单位连接同一个集泥池,当中毒单元抽干后,可迅速从其它CASS单元调用活性污泥,几小时内即可恢复一个单元的生化处理功能。
(2)CASS工艺单元多,非连续进水,一旦发现生物中毒现象,可以迅速关闭该中毒单元,将其混合液抽入事故池储存,再均匀进入物化系统处理。
氧化沟工艺相对CASS工艺而言,难以组织成一套快速反应系统,因此,本项目生化阶段最终选择了CASS生化处理工艺。
【关键词】钢铁企业;工业污水;处理;技术
1、前言
近几年来,我国钢铁行业得到迅速的发展,为社会创造更多的财富,但同时也造成一定的环境污染。钢铁企业在生产过程中,需要排出大量的工业污水,这些工业污水如果得不到有效地处理,水体无法发挥自净功能,水质将逐渐恶化,致使水污染的出现,因此钢铁企业在生产过程中,必须高度重视其工业污水的处理,将工业污水处理列入钢铁企业重要的运营步骤之一,并采取相关的污水处理技术对工业污水进行有效地处理。
2、钢铁企业工业污水的处理技术
2.1工业污水中关于盐的处理
在钢铁企业工业污水中,往往存在浓度较高的盐,因此必须采取有效地措施去除工业污水中过多的盐分。近几年来,随着科学技术的不断发展,在钢铁行业工业污水处理过程中,运用到的除盐工艺技术也逐渐增多,目前主要用到的除盐工艺有蒸馏法除盐水处理技术、离子交换除盐技术以及膜分离技术等等。钢铁企业在处理水量较小的工业污水时,通常选择蒸馏法除盐水处理技术,但在钢铁企业工业污水除盐处理过程中,蒸馏法存在众多的不足之处,比如,蒸馏法无法进行水量较大的除盐处理,而且它除盐处理的成本比较高。离子交换除盐技术也是常见的一种除盐技术,它同样存在众多的不足之处,比如除盐效果不明显,而且很容易释放出大量的生酸碱废液,在一定程度上造成工业污水的再次污染,同时,与其它除盐方法相比,离子交换除盐方法所需的成本相对比较高。膜分离技术是新时期钢铁企业工业污水除盐处理过程中新开发的技术,目前,常用的膜分离技术主要为反渗透膜除盐技术。与前面两种除盐技术相比,反渗透膜除盐技术具有无可比拟的优点,具备化学稳定性强、出水水质好、系统运行顺畅、环保效果好、自动化程度高、分离度高、透水速度快以及脱盐率高等多种优点,具有较高的应用价值,在钢铁企业工业污水除盐处理中起着非常重要的作用,已经成为我国钢铁企业工业污水除盐处理过程中常用的一种技术,在钢铁企业中得到广泛地应用。
2.2工业污水中关于油的处理
目前,我国钢铁企业工业污水中关于油的处理一般选择含油处理方法,包括化学法、气浮法、生化法以及吸附法等等,但是在工业污水处理实践中,这种含油处理方法一直很难取得满意的效果。随着科学技术的不断进步,钢铁企业工业污水处理技术日益发展,用膜技术是新时期钢铁企业工业污水处理中新开发出来的技术,它具有较高的机械强度、较强的耐腐蚀性、较长的使用年限以及较窄的孔径分布等多种优点,属于陶瓷膜技术。用膜技术可以截留工业污水中99%的油,经过用膜技术一系列的处理后,工业污水可以直接作为冲洗水用于工业生产中,工业污水中的油通过加热及离心分离措施后,可以直接作为燃料供工业生产使用。与其它技术相比,用膜技术所含的经济价值的潜力十分巨大,具有较好的发展前景。
2.3工业污水中关于悬浮物的处理
在工业污水处理过程中,过滤及混凝沉淀是目前较常用的处理工艺。在工业污水中,一些污染物由于各种原因很难进行自然沉淀,因此与部分较小的悬浮物一起浮在水面上,对此我们可以将一定量的助凝剂或者混凝剂置于工业污水中,使悬浮在水面上的污染物或者细小悬浮物形成絮凝体,通过后续沉淀池即可将这些污染物及较大悬浮颗粒分离开来,并将这些污染物及较大悬浮颗粒从后续沉淀池的底部顺利地排除,而将清水从后续沉淀池的顶部排出,即可达到预期的污水处理效果。工业污水在混凝沉淀后,再通过冷却塔进行相应的冷却,之后便可循环使用。在处理后的工业污水中,其SS通常小于30mg/L。在使用混凝沉淀法进行工业污水的处理时,可以加以其他的污水处理方法。与单一的污水处理方法相比,多种污水处理方法的有机结合,其污水处理效果更佳、更完美,比如在采用混凝沉淀法进行工业污水的处理时,可以添加曝气污水处理方法,即在正式将高炉煤气洗涤水投入沉淀池之前,可以选择曝气的方法使工业污水中游离的CO2进行吹脱,并顺利地析出工业污水中的碳酸盐,之后再通过沉淀池去除工业污水中有害的物质。混凝沉淀法与曝气法的有机结合,在一定程度上可以保持高炉煤气洗涤水中水质的稳定性,有效地减少高炉煤气洗涤水系统中所存在的污垢。
工业污水悬浮物的处理还可以通过相关的物理方法,包括使用各种各样的格栅、滤网、筛网、斜形筛等方法对工业污水中较大的悬浮颗粒或者一些石油类的污染物质进行有效地拦截,这对工业污水的后续处理有着非常重要的意义,同时还就可以节约相关的药剂。此外,工业污水悬浮物的处理还可以选择振动筛及微滤技术,这种技术的操作过程比较简单,属于机械过滤方法,在钢铁企业工业污水的处理中得到广泛的应用。振动筛及微滤技术比较适合存在的悬浮物质较小、存在悬浮固体及存在一些有机物残渣的工业污水中,它可以对这些较小的悬浮物、悬浮固体以及有机物残渣分离实施过滤分离,达到预期的污水处理效果。在钢铁企业工业污水处理中,振动筛及微滤技术起着非常重要的作用,它不仅可以最大限度地降低工业污水处理后的负荷,而且可以进行大量的工业污水处理,给钢铁企业工业污水管理工作带来较大的方便,是目前钢铁企业工业污水中关于悬浮物处理的最有效也是最有发展前途的技术之一。
3、结语
随着社会经济的不断发展,人们的生活水平逐渐提高,伴随而来的是日益突出的环境问题。环境污染已经成为当今世界面临的主要危害之一,严重影响人们的生活,减低人们的生活质量。工业废水污染是目前存在的较严重的污染之一,如何处理工业污水是工业部门的当务之急。钢铁企业工业污水处理技术不仅仅有以上几点,更多的是需要我们在污水处理实践中不断地改进。
参考文献
[1]李志同.钢铁企业生产污水处理回用工艺探究[J].冶金动力.2009(01).
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[3]徐涛.浅谈城市工业污水处理及回用研究[J].山西建筑.2009(13).
我国2012年就已投入生产污水处理厂3000余家,可见我国的污水处理厂发展速度很快。因此,污水处理厂项目的研究也日渐增多,不管从选址建设、设计规划、施工进度、质量管理、成本控制都有大量相关资料和文献可供查询和学习,但是对于污水处理厂项目的风险管理方面的探索,目前在研究方面还比较少。污水处理厂的建设给环境保护和社会经济带来了双赢,但需要我们特别注意,工业污水处理项目工程具有较高的专业性,而且具体实施周期较长,特定废水处理工艺单一以及工艺结合复杂等特点。另外,环境因素的影响也不容忽视,使污水处理厂建设项目风险变得非常严重。因此,污水处理项目建设过程中的风险危害不容忽视。
2工业污水项目的主要特征
(1)工艺流程复杂性在工业污水处理项目中,一般会考虑节能环保、技术成熟和技艺先进的施工方案和设备。进水水质和出水水质的情况直接影响到污水处理工艺的选择、处理成本和工程造价[1]。本文中涉及的污水主要以工业废水为主。(2)项目设计难度大项目要依据地形地貌而设计,而周边建筑、管网等复杂环境为设计增加了难度系数。使用管网考虑到设备安装的风险和安装难度之外,还应考虑经济性,污水管道要综合考虑到性价比、施工复杂性和抗渗漏性等因素,所以设备多考虑标准化设备。排水设计环节,应设计雨污分流,工业生产污水经收集后再到污水处理厂进行集中处理,至于雨水则由厂区雨水管网收集后排放。虽然雨污分流的造价会高于混合制,但雨污分流制可以大大提高污水处理的效率和管控能力[2]。污水处理厂的设计布局主要分成行政办公管理区、工业污水收集区和具体的污水处理工艺设备区。设置功能区划的时候,应注意考虑各种基建设施对平面总体工艺布局的影响,其中行政办公管理区可以控制污水处理的运行管理,必须保证其与污水处理工艺设施和构筑物的区别,保证污水处理区的污物不会对管理办公区域造成不利影响。(3)电气系统设计要求可靠对于工艺污水处理的电气控制系统来说,系统中的控制对象主要是阀门和水泵等开关量。另外由于业主的要求也会有部分模拟量在控制系统中,控制系统可采用可编程逻辑控制器(PLC)完成各种开关量和部分模拟量的自动控制,同时显示工艺流程中的具体监测指标和工艺处理系统的运行状态。(4)项目对周围环境的影响在工业污水处理项目的周边,生态环境和生活环境会受到比较大的影响,主要包括施工期间机械操作、设备就位以及工艺设备运行等都会带来严重的噪音,扰乱周边的居民生活环境。同是,在施工期间产生的浮尘以及各种垃圾会破坏空气质量,给周边的环境整洁造成影响。同时处理不当,污水处理厂营运时的臭味也会对大气周闱的环境产生影响。由于施工,管道铺设、材料运输容易造成周边堵塞,对交通极为不利。
3工业污水项目的风险特征
工业污水处理项目体量一般较小,大部分是中、小型环保工程项目。中小型环保项目的风险特征除了具有客观性和多变性的特点外[3],还具备以下工业污水处理环保项目的独有特点:(1)项目风险的不确定性工业污水处理项目由于项目所在地地理位置和气候等的不同,对自然风险因素比如说地震、泥石流以及暴雨等风险因素有很大的不确定性。在处理技术应用选择和对周边环境因素的影响等也有较大的不确定性,实施定量评估时风险难度系数较高。(2)风险损失关联性较大工程项目的整体相关性突出。污水处理项目的施工进程安排比较紧凑,若某个环节出现风险事故会影响后续的延伸环节,延误施工周期,增加施工和管理成本。针对工业污水处理项目的整体相关性突出特点,工程设计实施时应做好应急预案,保证项目工期的同时要考虑将实施风险建立在可控范围内。(3)预期投资经济效益不确定性一般来讲,抗风险能力较强是工业污水处理项目的一个特点,经过技术经济分析,投资回报率普遍较高。但在建设运营阶段的初期,远期项目的趋势和方向并不明朗,而且受国家政策和项目建设各方风险管理能力等现实因素的影响,建设过程中风险管理的投资成本会逐渐递增[4]。对于以上工业污水处理项目的风险特征,在进行工程项目风险识别的时候建议明确风险管理的内容,防止内部功能的交叉和重叠。其次不仅要从项目宏观上分析风险状况,也要注意细节或易忽略环节的风险因素分析。最后,决策环节,项目决策者要谨慎对待风险决策。
4工业污水处理厂项目的风险因素
(1)设计风险设计风险主要分为处理技术选择风险、项目选址风险。处理技术选择风险指该项目业主与施工确认的污水处理技术选择。项目选址风险指的是该项目周围布局、管路铺设、水电供给等给项目实施建设带来的影响。确定设计风险主要表现为处理技术、设计变更和项目选址三类。(2)施工风险在施工的过程中,特大安全生产事故的发生、施工组织设计和管理的具体问题、工程各方合同义务问题和材料的供应缺口等都会可能对工程项目的建设产生毁灭性影响。工业污水处理项目能否顺利进行,是影响污水处理项目按时投产运行、产生直接或间接经济效益和能否按照预期获取投资回报的关键因素。因此,施工风险是工艺污水工程项目的最大风险之一[5]。污水处理项目也具备其他类似工民建项目实施的特点,综合考虑施工中主要工作内容,确定施工风险主要表现为污水项目地上构筑物、降排水和地下管线三类。(3)设备风险在污水处理工艺确定的基础上,设备的选型、安装以及运行都存在风险[6]。设备风险主要包括安装工艺的风险、安装技术人员的风险、设备本身固有的风险问题。安装工艺的风险表现在安装错位、零件丢失等,安装技术人员的风险主要指工人操作失误、教育知识能力不足等。设备本身固有的风险包括设备的固有质量缺陷、型号匹配问题、零部件缺损等,这些都会导致设备损坏或故障。因此,在设备的维护过程中,定期检查更新很有必要。诸如对设备的绝缘体和过滤器进行更换、对设备进行操作、对电机和压力容器与管线的无损检测等工作都是减小风险的保障措施。
5结语
本文在依托现有风险管理理论和方法的基础上,总结工业污水处理工程项目的各种风险因素,从风险、评估和控制风险三个方面进行阐述和分析,对工业污水处理工程项目提出了一些有针对性的的风险控制对策。对工业污水处理项目风险相关理论基础,内涵和特点进行了简要的分析,提出了风险管理的内容主要包括风险识别、风险估计、风险评价、风险应对和风险监控工作的方法。重点对工业污水项目在识别、评估以及控制风险的方法进行了简单的概括。以工业污水处理厂的项目概况出发,介绍了此类项目建设内容、工艺设计和项目特点等,从项目风险发生的不确定性、风险损失关联性、预期投资经济效益的不确定性三个方面深入阐述了工业污水处理厂工程项目的特点;依据项目实际情况制定实施项目风险识别流程,并对影响此类工程项目的风险因素进行了划分,主要包括设计风险、施工风险、设备风险和运行风险四个类型。就解决风险管理而言,没有一种统一的风险管理理论可以解决所有的项目风险。通过各种事件方法和科学理论提出的方法也会对风险管理结果造成一定偏差。所以对特定的工程项目来说,选择恰当的科学理论方法可以适当控制各种风险因素,同时也是有效控制风险的关键。对于不同项目准确把握识别、评估风险的理论方法,探索新的风险识别和评估方法的构建问题都很值得深入研究。
作者:陈安明 单位:三峡大学水利与环境学院
参考文献:
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[3]安忠.工程项目的风险分析与管理[J].中国港湾建设,1999,2:42-43.
[4]吕刚.企业风险管理[J].石油化工技术经济,1998,14(3):33-40.
本文首先介绍了硅藻土的性质,然后分别分析了硅藻土在含重金属废水、造纸、印染废水、有机化合物废水等工业污水处理中的应用,最后指出了应用硅藻土处理工业污水存在问题及发展趋势。
【关键词】硅藻土;工业污水;处理;应用
中图分类号: S273 文献标识码: A
【引言】
硅藻土是古代单细胞低等植物硅藻遗体堆积后,经过一定的地质条件下成岩作用而形成的一种具有多孔性的生物沉积岩,是由硅藻死亡以后的遗骸沉积形成的,主要矿物成分是蛋白石及其变种,化学成分主要是SiO2,并含有少量的Al2O3、Fe2O3、CaO、Na2O、MgO 等和有机质等杂质。这些杂质夹杂在硅藻壳间,填充于硅藻壳的孔隙中,或附着于壳表面。
由于硅藻土质轻、相对密度小,多孔且孔径分布范围大、空隙率高,具有很强的吸附能力,这一结构特点使它在废水处理方面具有广泛应用的基础。硅藻土处理废水的原理是利用硅藻个体的吸附作用将细微的颗粒变大,再加上其自身的絮凝作用,迅速、高效地去除废水中的细微悬浮物,具有沉降速度快、污泥体积小、易分离、可降低废水处理的综合成本等优点。另外,硅藻土通过适当改性,不仅能吸附废水中难降解有机物、降低废水中COD、BOD和氨氮的浓度,而且还能吸附废水中的重金属离子,如Fe3+、Cu2+、Zn2+、Pb2+等。可见,硅藻土和改性硅藻土在废水处理领域具有广泛的应用前景。
1、硅藻土的性质
1. 1、硅藻土的化学成分
硅藻土的主要成分是SiO2,以SiO2 nH2O的形式存在,同时还包含少量的Al、Fe、Ca、Mg、Na、K、P等,个别的还有Cr、Ba等金属杂质。各地硅藻土矿的成分不同,含量也不同。
1. 2、硅藻土的表面特性
1. 2. 1.硅藻土的表面基团与吸附性能
硅藻土表面有大量不同种类的羟基,硅藻土中的羟基越多,则吸附性能越好。这些羟基在热处理条件下可以发生转化,改变硅藻土的吸附性能。并且这些羟基有一定的活性,可与其他物质发生反应或成键,改变硅藻土的吸附特性。
1. 2. 2.硅藻土的表面电荷
硅藻土颗粒表现出一定的负电性。在大多数pH值范围内硅藻土表面都带负电,但在酸性条件下,由于硅藻土表面的羟基被质子化,带正电。在硅藻土表面接枝官能团可使硅藻土的等电位点发生移动。
1. 2. 3.硅藻土的表面结构与吸附特性
国产硅藻土的比表面积常为19m2/g~65m2/g,孔半径为50nm~800nm,孔体积为0.45 cm3/g~0.98 cm3/g,酸洗或焙烧等预处理,可提高其比表面积,增大孔体积。硅藻土的吸附性能与它的物理结构和化学结构密切相关,一般来说,比表面积越大吸附量越大;孔径越大,吸附质在孔内的扩散速率越大。则越有利于达到吸附平衡。但在一定孔体积下,孔径增大会降低比表面积,从而减小吸附平衡量;孔径一定时,孔容越大,吸附量就越大。
2、硅藻土在工业污水处理中的应用
2.1处理含重金属废水
电镀、制陶、玻璃、采矿及电池工业产生的废水中常含较多的重金属离子,排放后会对植物产生毒害,对人致畸或致癌。目前重金属废水常用的处理方法有化学沉淀法、电解法、离子交换法、渗透法和吸附法等。吸附法被认为是去除痕量重金属有效的方法。硅藻土比表面积大,且表面被大量硅羟基所覆盖, 通常颗粒表面带有很强的负电荷,非常适合用于重金属离子的吸附。
夏士朋等采用含碳酸钙硅藻土处理废水中Cu2+、Cr3+、Pb2+和Zn2+4种重金属离子的新方法,试验结果表明,碳酸钙含量约为35%的硅藻土是处理含重金属废水的一种很好的吸附剂。在静态实验条件下,吸附容量为3.5~4 mmol/g。罗道成等对改性硅藻土对废水中Pb2+、Cu2+、Zn2+吸附性能进行研究,结果表明:在同一溶液中,改性硅藻土对Pb2+、Cu2+、Zn2+的吸附为Pb2+>Cu2+>Zn2+;pH值是影响吸附作用的重要作用因素,在pH=4.0~6.0的弱酸性条件下吸附效果好;改性硅藻土吸附重金属离子Pb2+、Cu2+、Zn2+后,经过洗脱再生后可重复使用;改性硅藻土对实际电镀废水的吸附净化效果较好。叶力佳等对硅藻土吸附重金属离子Cu2+进行了研究,结果表明:硅藻土独特的结构使其对水溶液中的Cu2+具有很好的吸附去除效果。在Cu2+浓度为20毫克/升时,试验得出:提纯硅藻土的最佳用量为2~3克/升, 吸附30分钟即可达到平衡;温度对吸附Cu2+去除率的影响不大,pH值是最重要的影响因素,在中性和弱酸性(pH=6.5~7.0)条件下,对Cu2+去除效果最佳。提纯硅藻土对Cu2+的等温吸附符合吸附模型,为化学吸附。丁社光研究了硅藻土在不同pH值、温度、吸附时间、铅离子初始浓度、硅藻土用量等条件下对吸附铅离子的影响,并以铅离子的去除率为实验指标,进行单因素实验、正交实验。 结果表明:在吸附温度为25℃、pH = 1.0、硅藻土溶液用量为 3.0 克/25毫升、硅藻土溶液起始浓度为30毫克/升时,去除率最高。郭晓芳等通过锰基改性硅藻土,在静态条件下,研究了锰基改性硅藻土吸附重金属离子 Pb2+、Zn2+的性能及适宜条件。结果表明,低离子强度、中偏碱性、室温环境均有利于吸附过程的进行,吸附平衡时间为30分钟,含Pb2+、Zn2+的电镀废水经改性硅藻土吸附后,废水中Pb2+、Zn2+的浓度达国家工业污水最低排放标准 饱和吸附了Pb2+、Zn2+的改性硅藻土,可利用 CaCl2溶液进行再生。 严刚等通过试验研究了硅藻土与 FeCl3组配处理含 Pb2+废水。结果表明,当进水中Pb2+浓度为52.4克/升,采用硅藻土与 FeCl3配比(质量比)为 6:1,硅藻土投量为70毫克/升,控制pH在7.0~8.0、搅拌转速在 120~140 秒/分钟之间 ,沉淀 80 分钟后出水中 Pb2+可达标排放。 该方法操作方便,投资少,具有良好的推广应用前景。
国外的 Y.A1-degs 等做的用 MnO2,改性的硅藻土和非改性硅藻土对Pb2+的吸附研究,表明:硅藻土和 MnO2改性的硅藻土对去除铅离子是有效的,对Pb2+的吸附容量分别是 24和 99 mg.g-1,改性后的硅藻土由于增加了表面积和表面负电荷,在 PH=4 时,对Pb2+的吸附率效果优于未改性的硅藻土。改性后的硅藻土过滤性能也提高了。T.NDe 等做的微(滴)乳状液浸溃过的天然硅藻土与未处理的硅藻土相比在吸附Cr3+离子方面,吸附量有明显的提高,调查了两份不同颗粒样品都产生了完全的吸附,吸附过程取决于 pH。 A.Murathan 等报道了通过固定床用未经处理的硅藻土对 Cu2+、Pb2+及 Zn2+的吸附研究,考查了恒温条件下硅藻土粒径对三种离子吸附效率的影响,结果认为随着粒径的减小吸附容量提高,对三种离子的吸附容量大小顺序为:Cu2+>Pb2+>Zn2+。Ridha 等研究了硅藻土表面性质和它的物理化学性及硅藻土对水溶液中 Ag+的吸附及其所适合的吸附模式,结果显示:水溶液中Ag+能够完全被适量的硅藻土所吸附。
2.2处理造纸、印染废水
近年来,造纸、印染工业发展迅速,每年产生大量的有色废水。这些有色废水毒性强、降解难,某些染料降解后也会产生致癌和有毒物质,因此不能单纯依靠生化或物化等方法去除,吸附法作为一种有力的手段正渐渐受到重视。硅藻土价格低廉,吸附效果好,因此有望成为理想的吸附材料。彭书传用活化硅藻土配制成的复合净水剂处理印染废水,此法具有费用低廉、脱色效果好、COD去除率高等特点。在pH=6~10,复合净水剂投加量为1.0~1.3克/升,沉降时间t=10分 钟时,COD去除率为74.24%,色度去除率为93.75%,达到较好的处理效果。 杨宇翔等采用染料吸附法研究了次甲基兰在浙江和吉林硅藻土表面的吸附等温线。硅藻土吸附性质与其结构、孔分布、表面ξ电位、IEP值及pH值,当pH=13 时,其吸附量均最大,吸附等温方程式均符合Freundlich方程:F=KCl/n。当投加量为3克时,COD的去除率为85%,浊度为50度,当投加量为3.5克时,COD 的去除率为85%,浊度为40度,COD的浓度为52 mg/L。pH值对印染废水处理有很大影响,当 pH=8.5时,处理效果最佳,COD浓度降至48.4毫克/升,达到排放标准。
刘伟明等采用硅藻土作助滤剂,通过预涂和主体吸附、过滤的方法回收萘酚类染料工业污水中溶解的亚硫酸钠。研究结果表明:采用此法获得的晶体亚硫酸钠,其回收率和相对含量都优于筛网过滤法;应用Carman方程计算出过滤定量液体所使用的最佳助凝剂用量为0.50×10-2千克/升,最佳过滤压力为(4.90~9.80)×104Pa。R.A.Shawabkeh等报道了硅藻土对阳离子染料的吸附情况,研究了染料浓度、硅藻土粒径及温度对吸附的影响,试验显示,100克硅藻土可以吸附42 mmol染料,认为硅藻土替代活性炭作为吸附剂是可行的,且成本更低。谷志攀等对硅藻土吸附染料的机理和吸附等温式进行了总结,吸附机理主要以物理吸附为主,吸附一般符合Langmuir等温式或Freundlich等温式。
邵红等以硅藻土为原料制成的复合絮凝剂处理造纸、焦化工业污水,工艺简单,最佳投入量为0.32克/升,COD去除率为70%~80%,脱色率达90%以上,絮凝效果优于聚合氯化铝。
2.3处理有机化合物废水
有机化合物特别是芳香族化合物是水体污染的主要物质之一,对人类的生存环境造成严重威胁,如来自焦化、炼油、合成纤维等工厂排出的苯酚类污水,会造成细胞蛋白质变性,损害神经、肝脏和肾脏等。硅藻土有机物的吸附研究,国内外在这方面作了大量的研究工作,如:朱利中等研究了改性膨润土、沸石和硅藻土对苯酚的吸附效果,与原土进行比较,结果表明改性硅藻土吸附处理苯酚的性能较原土好得多。张红用改性硅藻土吸附污水中的苯酚,结果表明采用联合改性剂处理的硅藻土吸附效果好于单一改性剂处理的硅藻土;硅藻土对苯酚的吸附主要有物理吸附和化学吸附,其中以分子间色散力及诱导力的物理吸附为主,同时存在分子的絮凝作用和深度效应。温彦平研究了硅藻土对水中微量卤代烃的吸附性能,结果表明,硅藻土对三氯甲烷和三氯乙烯有吸附能力,吸附以范德华力为主,吸附容量大小与吸附质在水中的溶解度有关。
3、应用硅藻土处理工业污水存在问题及发展趋势
3.1存在的问题
(1)硅藻土在工业污水处理中应用的面还不是很广,对硅藻土处理废水的机理、规律和影响因素等的研究不足。
(2)硅藻土以及硅藻土吸附剂制品的性质、性能及性状的揭示已跟不上要求,成为制约硅藻土吸附剂产品质量提升的关键。
(3)工业污水成分复杂,污染物种类繁多,目前的研究多从单个污染因子入手,未考虑其它污染因子的影响。
(4)硅藻土吸附剂的使用大都是采用粉状形态,对于后期的处理不利,容易造成二次污染。
(5)对硅藻土处理工业污水的工艺研究很少,没有形成工业化规模的废水处理组合工艺。
3.2、发展趋势
硅藻土作为一种新型的水处理剂,其独特的结构赋予了它许多优良的特征, 另外其低廉的价格,使得硅藻土将会有广阔的发展前景。
(1)深入探讨硅藻土在工业污水处理中的吸附机理和吸附动力学机制,把握规律及影响因素,增强其处理废水的能力及除效果,满足不同类型污水处理的需要。
(2)加强硅藻土的改性方法研究,开展有针对性的有机或无机化学改性,特别是高分子聚合物类的改性,以及根据吸附物质的特点对硅藻土孔径进行的可控改性。
(3)硅藻土的再生方法及条件研究。如经过烧,既使吸附的有机物烧失,又不失去表面活性,再进行酸活化处理,以达到高效再利用的目的。
(4)硅藻土与絮凝剂、其他吸附材料相互组合(如与沸石、膨润土等组合)处理废水研究,选出最佳组合,对最佳组合在不同条件下处理废水的效果进行研究,确定最佳组合处理废水的最佳工艺条件。
(5)加强硅藻土处理工艺研究,如与其他废水处理技术(如EM技术、生物强化技术等)和工艺(如生物滤池、生物流化床、SBR、UCT)等相结合处理,形成有效的组合处理工艺。
【结语】
硅藻土具有比表面积大、吸附性能强、化学稳定性好等优异的理化性质,是一种优良的水处理剂。在污水水处理时,需将硅藻土进行适当的改性处理,得到的絮凝物脱水快,可再生利用,处理后的水质量好且稳定,处理效果较为理想。硅藻土吸附剂的使用大都是采用粉状形态,因此对于后期的处理不利,容易造成二次污染。目前在水处理中所使用的硅藻土助凝剂生产成本较高,这是因为生产硅藻土助凝剂的工艺复杂,所使用的生产原料为价格较高的优质硅藻土,相应增加水处理的成本。硅藻土污水处理技术还是一项较新的技术,各方面还不完善,还需加强理论上和实际工程应用上的进一步研究和探索。
【参考文献】
[1]赵洪石,何文.硅藻土应用及研究进展[J].山东轻工业学院学报,2007,21(1)
为加快推进资源节约型、环境友好型园区建设,确保实现“十二五”期间及2012年节能降耗目标,工业园区在狠抓项目建设、不断完善产业链的同时,加大对园区企业节能降耗、技改项目的推进力度,严格控制污染物排放总量,引导企业按照绿色发展的理念,延伸产业链,形成企业内部、企业之间及产业链间的循环体系,有效降低园区总能耗的产生量,推进园区节能减排工作的有序开展。
2、工业园区污水处理模式及问题分析
目前,除化工、电镀等专业工业园区及有条件的其它专业工业园区需单独建设集中污水处理厂外,工业园区污水处理模式主要有3种:一是企业预处理后纳入市政管网进入城镇污水处理厂;二是企业自行建设污水处理设施处理达标排放,目前大都是采取这种方式;三是园区建设有污水处理厂的排入工业园区污水处理厂。
2.1 企业建设污水处理设施处理后外排
园区企业各自建设配套的废水处理设施,废水由企业自行处理,各项水质指标都合格后,经地方环保部门监测达标才允许排放。这种模式虽然达到了分散事故危险和责任分担的目的,但存在如下缺点:(1)不论规模大小各厂点都单独建设废水处理设施,废水处理设施总占地面积大,其投资费用是相当大的而且处理设施的投资并不随废水量的减少而减少,运行费用高,重复建设造成人力资源、设备浪费严重,资源利用率较低,对企业是个沉重的负担;(2)环保系统监管难度大,不利于专业化运行操作,效果保证度没有集中治理模式好;(3)工业废水水质水量变化大、污染物浓度高、营养物质不平衡。企业很难长期保持污水水质和水量的稳定,也很难满足生物处理工艺所需的各种物质和进水水质。
2.2 排入城镇污水处理厂
在纳入城镇污水管道之前,企业一般要对废水进行预处理。一般工业废水直接排入城市排水管网,特殊的有毒有害的工业废水经预处理或特殊处理后排人城市排水管网,进人城镇污水处理厂与生活污水一并处理。企业污水纳入城镇污水处理厂必须符合城镇污水处理厂的纳管标准。主要存在的问题有:(1)目前企业预处理中通常是采用了与城镇污水处理厂相同的生化处理工艺,仅降解了污水中可生化降解的有机物,难以生物降解的有机物被转移到城镇污水处理厂,得不到有效处理,依靠城市污水的稀释达标排放。(2)所在城镇污水处理厂其处理工艺和能力,必须符合有效处理工业企业排入污染物的条件。否则,不能接纳工业污水。(3)为保证在合理处理成本下出水水质,对于纳入城市污水处理厂的工业废水所占比例也是应有限定的。
2.3 工业园区建设污水处理厂
为发展循环经济,建设生态型工业园区,保障工业园区污水得到妥善处理,许多工业园区都建设了园区集中污水处理设施。此外,有的工业园区在污水处理设施尚不完善的城镇,有些城镇还未建设城镇污水处理厂,工业废水分别用管道排放到园区的集中污水处理厂集中处理。园区水质差异大,需要各企业预处理污水,达到园区污水处理厂进水水质要求方可排入工业园区污水处理厂。缺点是不同厂家的同一类水集中于园区管道收集,没有配置必要的高技术监测设备,企业废水混排查找不及时,也难以查找;没有有效的手段监控各种废水,无法约束各厂家的乱排乱放,不能用经济手段促使各厂家进行清洁生产。
3、工业园区污水处理建议
国家级生态工业园区及地方省级生态工业园建设都要求具备集中式污水处理设施(污水处理厂),工业园区建设集中污水处理厂是大势所趋许多地方政府就要求工业园区配套污水处理厂,否则实施区域限批。如何有效的发挥工业园区污水处理厂的作用,使园区污水处理厂为节能减排做出贡献,必须做到如下几点:
3.1 加强在线监测,有效监控废水浓度
随着进园企业日益增多,废水水质更加复杂。处理难度增加。少数企业环保设施不完善,存在偷排漏排等环境违法问题,容易导致园区污水处理厂运行不正常,因此必须强化对园区企业点源污染预处理设施的监管,确保企业废水达到接管标准后进入园区污水处理厂。
3.2 严格入园标准,加强企业末端的监控
严格入园标准。新建项目必须严格执行环境影响评价制度和环保“三同时”制度,对未来开展环境影响评价以及未建设污染治理设施的项目一律不得投入生产。对重点污染源实行动态监督,对环境违法现象突出的园区,实行项目“区域限批”制度,以严格保证园区污水处理厂的进水水质和园区污水处理厂的正常运行。
加强企业末端污染监控。园区污水处理厂正常运行的关键还在于接管企业进水水质的末端控制。在各级环保部门和园区管委会的共同监管下。企业都建设了预处理设施。但由于接管标准是三级排放标准,企业采用各种技术手段追求废水的三级指标特别是COD的达标排放。而忽视了清洁生产和针对有机毒物的预处理,园区污水处理厂生化系统极易因进水有毒有机物而导致运行异常而影响了污水厂处理工艺的效果。
3.3 制定应急保障措施,加强污水处理厂的监管
保证园区污水处理厂排放污染物达到相关排放标准要求,并制定相应的应急措施。如污水处理厂发生不能正常运行的情况,要立即报环保部门,通知相关企业采取停产或限产限排等应急措施。
4、结语
全国各地工业园区的数量和规模不断增加,为防止工业园区成为工业重污染区,如何控制工业园区对环境所造成的影响是当前工业园区建设和发展的焦点,本文分析了目前工业园区污水处理的现状和存在的问题,阐述了工业园区污水处理模式,并就目前工业园区污水处理存在的问题提出相应建议。
【关键词】工业污水;自动控制;系统技术;应用
1、PLC工业污水自动控制系统的技术原理及其应用
1.1 PLC工业污水自动控制系统工作原理
本文主要以化工厂污水的排放为例,构建出基于PLC的工业控制网络系统,采用PC机和PLC组成网络控制。用两台工控机作为上位机,PLC作为下位机,控制了设备运行,提高了系统的可靠性。同时用PROFIBUS总线通信建立上位机与下位机之间、下位机与从站以及现场设备之间的联系,监控系统主要采用西门子公司WinCC6.0SP2版本组态软件作为控制平台,以建立系统的监控画面。下面就以化工厂废水为例,系统介绍一下PLC系统对工业污水的处理过程。
1.2 PLC系统对工业中的化工污水的处理过程
化工污水通常污染性很高,处理难度相对较大,对于污水的处理技术要求也是相当之高,整个污水处理过程也是相当耗时。PLC污水处理系统一般将这种类型的污水处理过程分为三部分:预处理阶段、生化处理阶段、沉淀阶段。首先将化工污水先在砂池中进行搅拌, 尽量做到使砂水分离,砂石形成沉淀之后,进入中和池做酸碱中和处理,将污水从中和池经一级提升进入厌氧池进行生物分解,然后流入调节沉淀池,之后再由调节沉淀池进入高效生物组合池,在微生物的作用下,化工污水中的有机污染物作为分解物质被微生物氧化分解,从而使废水得到净化。再经过气化微处理的污水去除有机污染物后进入沉淀池中进行固液分离。分离后的水加药处理后将清水外排,将分离出的污泥进行凝固外运。
1.3 PLC自动控制系统软件的设计和应用
PLC这种污水控制系统包括两个软件控制系统,即上位机软件控制系统和下位机软件控制系统。
上位机软件控制系统主要采用西门子公司 WinCC6.0SP2版本组态软件作为控制平台来建立各种相关图形的管理。工作人员通过平台建立的各个系统的画面,比如:中和池系统、厌氧池系统、组合池系统、沉淀池系统等等进行实时监控,并随时可以观察系统的运行参数,如系统出现故障问题,该平台会及时发出警报提醒。WinCC监控软件启动时可以直观地显示污水处理工艺流程图,各个设备的运行状态,而且还可以通过点击主画面中的对应的按钮,可以通过切换画面来查阅各个仪表、泵和阀门的参数。在画面下方的控制菜单中设计有5个按钮,详细如下:
(1)“报警报表”按钮,参看报警控件运行效果图表可快速确定报警事件的具体状况。
(2)“最新报警”按钮,显示当前故障报警信息。
(3)“pH及流量趋势图”按钮,显示表格控件和趋势控件运行画面。
(4)“报警消音”按钮,可切断现场的喇叭报警声。
(5)返回主画面”按钮,点击后可返回到WinCC监控系统主画面。
下位机系统软件主要采用西门子SIMAT-ICS7-300通用型 PLC,这一技术的闪光点在于可以和现场的仪器和传感器相连接,进行数据通信、数据处理和数据管理。这种技术设计能够保证在电路短路或断路的情况下通过传感器发出警报。而且,通过PLC进行数据处理,PLC可根据液位信号决定水泵的启停和阀门的开度,使系统在各情况下都能实时地、稳定地控制pH值。对于pH值的量计,下位系统软件通常会做如下操作:
(1)若污水为酸碱适中时,PH值触点(X7)接通,加碱阀和加酸阀门关闭,报警器不报警。
(2)若污水为强碱时,PH值时计强碱点(X6)接通,报警器发出警报(Y5有输出),加酸阀门打开(Y4有输出)。
(3)当污水为强酸性时,PH值量计强酸触点(X5)接通,报警器发出警报(Y5有输出),加碱阀门打开(Y3有输出)。
2、对工业污水的深度处理的技术研究
对于工业污水的深度处理技术,近些年来发展的很快,比较成熟的技术主要有以下几种:
2.1膜生物反应器(MBR)
膜生物反应器这项技术是由缺氧池、膜分离池、好氧曝气、化学清洗及反洗系统组成的。在膜生物反应器中,中空纤维膜的孔径非常小,只有0.2μm,可完全阻止细菌的通过,所以将细菌物质全部保留在曝气池中,从而达到泥水分离。为了保持膜组件的透水能力就需要对反应器进行定期水反洗等化学清洗。这种技术建议应用于处理量小于500m3/h以下的新建工业污水处理场,处理后污水可以直接回用。
2.2连续微滤+反渗透(CFM+RO)
连续微滤是一套连续操作处理装置系统。以中空纤维微滤膜为中心处理单元,配以加药单元、自控单元、自清洗单元、管路等,可以反渗透将去除10A以上的溶解性固体或离子,去除0.2μm以上的污染物。它的组合流程是将原水首先经过CMF供水泵提升至预过滤器滤除0.5mm以上的颗粒物,减少反洗次数。然后将刚刚过滤的水引入微滤膜组件进行处理,大部分微小的颗粒物质可以在此去除,连续微滤的出水进入反渗透(RO)膜组件系统进行深度处理。这种技术主要应用在循环水的工业污水深度处理中。
2.3生物制剂增效法
这种方法主要是通过在原有生物处理流程中投加有特定降解能力的生物菌群,针对有生物处理流程的污水处理装置,增强原有生物处理的能力的基础上,提高其针对某种污染物的去除能力的技术。对不同类型的生物制剂的选择要针对不同的水质特点和不同的出水水质的要求,进行合理的、有针对性的生物制剂配备。这种方法一般应用于强化生化单元处理效果,作为膜处理等深度处理的前处理。
2.4固定化微生物―曝气生物滤池(IBAF)
IBAF工艺全称为固定化微生物―曝气生物滤池,是结合曝气生物滤池(BAF)技术,在固定化微生物技术(IM)基础上,生成的一种污水深度处理系统。IBAF具有在高进水负荷下出水稳定的优点,另外,
采用I-BAF工艺,可使装置容积大大减小,从而减少土地占用面积,
节约国土资源。这种技术尤其适用于对难降解有机、石化、焦化等高难度废水处理。
关键词:改性PVDF螯合膜;吸附;Pb(II)
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.12.012
1 引言
随着科学技术的发展,在工业生产、农业生产和地质侵蚀等过程中产生了大量的重金属废水,这导致了严重的环境污染问题,对经济发展、社会进步和人体健康产生极大的负面影响。因此,水环境中重金属污染治理是世界各国面临的需要迫切解决的环境问题。
膜分离作为新型分离净化和浓缩技术,具有能耗低、效率高、工艺简单、投资少和污染轻等优点,在水处理领域中的应用日益受到关注。在众多聚合物分离膜中,PVDF微滤和超滤膜具有良好的热稳定性、化学稳定性和综合机械性能。因此,开展PVDF微V和超滤分离膜的改性研究,研发对重金属具有优良吸附性能,且抗污染能力强的改性微滤和超滤PVDF分离膜是推进水环境中重金属污染治理的重要举措。
本文利用物理共混/相转移技术,制备了共混有多氨基膦酸和多氨基羧酸官能基团的PVDF螯合膜;表征了螯合膜的表观形貌、断面形貌、化学组成和官能基团;分析了溶液pH、吸附时间、金属离子浓度对螯合膜吸附性能影响。
2 实验材料与方法
2.1 改性PVDF螯合膜的制备和表征
利用钛酸丁酯(TBOT)、3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)、乙二胺四亚甲基膦酸(EDTMPA)、二乙烯三胺五乙酸(DTPA)和PVDF制得了膜铸液,利用膜铸液制成厚度均匀的液态薄膜,并将膜置于温度为30-40℃的冷凝浴中成膜。采用扫描电镜研究PVDF螯合膜的表面和断面形态。应用傅里叶转换红外线光谱和能谱技术分析研究PVDF螯合膜的官能基团和化学组成。
2.2 螯合膜吸附Pb(II)的吸附实验
配制浓度为1 mmol/L的Pb(II)工作溶液。在不同的温度下吸附一定时间后,取1 ml工作溶液定容到25 ml用原子吸收分光光度计测其浓度,并计算吸附量。改变溶液Pb(II)初始浓度、时间、pH,重复上述实验,考察最佳吸附条件。
3 结果与讨论
3.1 改性PVDF螯合膜的表征
3.1.1 红外光谱分析
红外分析结果表明,EDTMPA、TBOT和APTMS之间发生了键合反应,EDTMPA、TBOT、APTMS和DTPA之间也成功的进行了键合反应,并且配体EDTMPA-TBOT-APTMS-DTPA对Pb(II)进行了吸附。
3.1.2 扫描电镜分析
图1(a)和(b)分别为改性PVDF螯合膜的表观形貌图和断面形貌图,内插图分别为PVDF基膜的表观形貌图和断面形貌图。图1(a)可以看出,PVDF基膜和改性PVDF螯合膜具有明显、分散均匀的微孔结构。与PVDF基膜相比较,改性PVDF螯合膜微孔的孔径更小且孔隙率有所降低,这可能是由于反应生成的配体EDTMPA-TBOT-APTMS-DTPA影响了膜的孔结构。图2(b)可以看出,在PVDF基膜和改性PVDF螯合膜的下部形成海绵状的结构,膜的上部具有倾斜的指状孔结构,在微孔的生长方向上,指状孔的尺寸逐渐增大。而在改性PVDF螯合膜中,这种趋势更加明显,说明改性PVDF螯合膜的微孔结构更有利于对重金属离子进行螯合反应。
3.1.3 能谱分析
能谱分析结果表明,改性PVDF螯合膜中含有Ti、O、P和Si,进一步说明EDTMPA、TBOT、APTMS和DTPA四种物质之间成功的进行了键合反应,与红外谱图的结果相一致。元素中也含有C和F,说明PVDF聚合物与配体共混成功。在吸附实验后,膜上还检测到了Pb(II),表明改性PVDF螯合膜对Pb(II)进行了吸附。
3.2 吸附过程的影响因素
3.2.1 pH对吸附过程的影响
在一定范围内,随着pH的增大,螯合膜对Pb(II)的吸附量也增大,当pH增大到一定程度时,螯合膜对Pb(II)的吸附量逐渐减小。螯合膜吸附Pb(II)的最适pH分别为5.1。当pH值较低时,改性PVDF螯合膜中具有螯合配位作用的氧原子与氮原子被质子化,氢离子较Pb(II)竞争能力强,因此造成吸附量下降。当pH值大于5.1时,由于部分Pb(II)由Pb2+转变为Pb(OH)+和Pb(OH)2,从而影响了改性PVDF螯合膜对Pb(II)的吸附。
3.2.2 不同吸附时间对吸附过程的影响
不同吸附时间与改性PVDF螯合膜对重金属Pb(II)的吸附量的关系如图2所示。整个吸附行为分为2个阶段:快速吸附阶段、慢速吸附阶段。吸附初期改性PVDF螯合膜对Pb(II)的吸附量迅速增加,快速吸附阶段在0-120 min。在120-240 min时,吸附量增加趋势变缓,吸附逐渐达到饱和。这是因为改性PVDF膜表面及内部存在大量吸附位点,因此在吸附初始阶段有较大的吸附速率。在重金属吸附过程中,改性PVDF螯合膜可在短时间内达到较高吸附量,而随着反应的进行,吸附点位被逐渐占据,因此吸附速率变缓,此外Pb(II)之间的静电排斥作用也会导致吸附量趋于平缓。由于420 min时吸附已近饱和,因此后续实验中吸附时间都选择7 h。
3.2.3 初始浓度对吸附过程的影响
Pb(II)溶液初始浓度与改性PVDF螯合膜对Pb(II)吸附量的关系见图3。在一定范围内,随着初始浓度的增加,吸附量也呈现上升的趋势。并且随着温度的升高吸附量有所降低,说明改性PVDF螯合膜吸附Pb(II)是放热反应,升高温度不利于吸附反应。另外,随着Pb(II)初始浓度的升高,吸附量增加,但去除率下降。这主要是因为膜表面的活性位点一定,随着初始浓度的增加,其去除率受活性位点、膜孔径大小的限制而降低。
4 结论
本文主要结论如下,多氨基多元磷酸和多氨基多元羧酸螯合官能基团被成功共混到PVDF分离膜中,该官能基团能有效从溶液中吸附捕获铅离子。再者,pH对改性PVDF螯合膜吸附铅离子具有显著的影响,其最佳pH为5.1。
参考文献:
[1]Courtney,T.D.,C.C.Chang,R.J.Gorte,R.F.Lobo,W.Fan,and V.Nikolakis.2015."Effect of Water Treatment on Sn-Bea Zeolite:Origin of 960 cm-1 Ftir Peak."Microporous and Mesoporous Materials,210:69-76.
关键词:超滤技术;火电厂水处理工艺;应用分析
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.13.148
0 引言
随着社会经济发展水平逐步提高,社会资源综合应用水平增强,新型工业污水处理技术,结合现代污水处理中的存在的不足,探索更加广阔的资源应用空间,实现现代社会资源开发与保护的协调同步。
1 超滤技术概述
超滤技术是相对与传统污水过滤技术而言,超滤技术的设计原理可以概括为:在传统水污染过滤的基础上,将污水过滤的滤膜分为不同过滤层次,同时每一层过滤膜的过滤网设置采取上下非对称性设置[1],保障污水处理在不同过滤膜的作用下,可以实现污水的集中化处理,以现代火电厂污水处理常见的超滤技术为例,一般将超滤技术的应用分为上部分离膜和下部支撑膜[2],污水在双重过滤的作用下,增强其外在污水处理压力,实现现代污水处理中的有机物、微生物以及无机物都可以在通过外在压力实现过滤,比传统的滤膜过滤的污水处理效果性更强;另一方面,超滤技术的过滤作用能够达到污水处理分子运动与微粒处理应用超模管道直接进行导出,将传统的污水处理沉淀过程也融合在现代污水处理结构中,从而进一步实现现代火电厂污水处理效果性增强。
2 超滤技术在现代火电厂污水处理工艺中的应用
超滤技术是应用于火电厂污水处理工艺中。常见的处理方式,超滤技术在现代社会污水治理可以达到污水处理净化与检测同步,大大提高了污水处理的效果。
(1)污水初步净化处理。现代污水处理中常见的化学药品包括:盐酸、柠檬酸,次氯酸等酸性物质,实施超模技术进行污水综合处理,结合传统原水处理技术,实施火电厂污水处理的初步性中和,例如:现代火电厂进行污水原液处理中,通常依旧污水中碱性程度,结合相应的酸进行中合,达到对污水中酸性减弱的作用;这种做法也可以使煤炭燃烧中产生的气体污染物质在化学药品的初步作用,实现固态化转变,可以保障污水处理的效果性提升。
(2)水体综合性净化。污水经过前期中合后,应用超滤技术进行水体综合净化,依旧超滤技术的实施原理,上膜和下膜是非对称性的,直接将污水注入到超滤处理空间中,水体中的可见微粒可以自动进行滤膜过滤,实现了超滤技术的污水初步过滤处理,例如:火电厂污水处理中,微尘等溶于水体的颗粒得到净化;其次,超滤技术实现现代污水处理技术发挥其内在作用,也在超滤技术净化水体,采用电镀污水处理技术作为超滤技术的辅助技术,火电厂进行发电中,水资源在应用中,水温会升高,因此,温度上升会增强水体的黏着度,直接进行超滤过滤,污水处理的效果不强,电镀技术进行污水处理增加电镀压力,电解作用能使水中正电荷和负电荷之间的空隙增加,分子运动的速率加快,污水中的物质在电解的作用下,从水分子中分离开来,到达对火电厂污水处理的作用。
(3)强化超滤处理。超滤技术在现代火电厂污水处理中的应用,可以实现污水的强化超滤处理,上部分离膜和下部支撑膜将污水控制在双向封闭的处理空间中,强化过滤处理技术逐步实现污水处理的综合过滤,例如:现代污水处理中的超滤处理采用混凝、生物预留处理、超过滤处理相结合的综合性处理系统,超滤上部分离膜和下部支撑膜[3]可以在污水处理中发挥过滤处理的作用,同时实现污水处理中常规水分子中,分子质量控制,上部分离膜和下部支撑膜的污水过滤相对分子质量各部相同,达到对发电厂污水净化处理的作用。
(4)污水超滤检验。现代超滤技术作为工业污水处理技术的新尝试,实施污水处理、污水检验相统一的新型污水处理效果,污水超滤检验采用电子系统进行污水电解检验。一方面,超滤技术中采用的电解技术和膜处理技术相互融合,电解技术可以达到污水分子相互脱离,提高工业污水的过滤效果;另一方面,电解系统中也设定污水超滤检验技术,即工业污水进过分解过滤后,实现了污水处理技术的综合分析,同时实现现代污水处理系统中,直接对超滤处理后的技术进行分析,一旦发现超滤技术进行技术净化后,工业污水中含有的污染分子质量超出了工业污染处理的最低标准,超滤技术将再次进行工业污水处理,二次污水处理,一般采用超滤技术中的胶束强化过滤进行系统过滤,强化过滤系统再次应用超膜实施污水分离,应用超膜将水分子中活性分子固定在某一特定处理范围中[3],并设定污水二次处理的控制值,进一步达到对污水的处理作用。
(5)电解的资源净化。超滤技术在现代火电厂污水处理中的应用,也实现现代污水处理应用超膜过滤与电解污水净化相融合,超滤技术双向污水处理技术的应用,使水中不易溶或溶解的有机物、污水中保留的重金属元素进行电解离子吸附,使水中污染成分,例如:硫酸、苯等金属物质转移到电解处理网中,经过超滤膜过滤时被截留,是污水的内部分子结构在电解的作用下重新排列组合[4],满足了电解对工业污染水的净化作用,结合以上分析来看,超滤技术工艺流程简单、效果优良,同时实现了现代污水处理与污水检验过程的相互融合,为社会污水处理带来了新的技术发展趋势。
3 结论
超滤技术,实现现代社会污水处理的综合性探索。超滤技术采用非对称性的污水处理形式,结合电解等物理分离技术,实现火电厂的污水处理效果性增强,逐步探索现代社会资源处理效果,促进社会的资源探索与优化。
参考文献:
[1]王凌.超滤技术及其在火电厂水处理工艺中的应用[J].湖南电力,2010(04):26-29.
[2]闫玉.高效反渗透技术处理电厂循环水排污水研究[D].北京化工大学,2014.
[3]瞿芳术.超滤处理高藻水过程中膜污染特性及控制研究[D].哈尔滨工业大学,2012.
【关键词】 城市建设;工业污水;处理;回收利用;研究
近年来,随着我国社会经济的快速发展和城市化建设进程的不断加快,城市工业发展过程中的污水问题依然成为阻碍其可持续发展的瓶颈,同时对资源节约型和环境友好型社会的构建非常的不利,因此加强对城市工业污水处理与回收利用的研究,具有非常重大的现实意义。
1 城市工业污水处理中的基本方法
从实践来看,随着近年来城市化建设进程的不断加快,城市废水中的工业废水比重越来越大,具有关统计数据显示,2008年国内各大城市的全年总废水排放量就已经超过了571亿吨,其中工业废水在总量中的占据份额大约是 42.3%,即超过241亿吨。近年来,随着社会经济的快速发展和城市化建设进程的不断加快,国家加大了城市工业污水的处理力度,同时也投入了大量的专项资金。从2012年上半年的处理情况来看,确实取得了一定的成效,但形势依然严峻。对于城市工业污水而言,有效的应对策略就是严格控制城市工业污水的排放量,加强对工业污水的处理与回收利用。在当今社会,国内各类企业对城市工业污水的处理与回收利用越来越重视,以下是几种常用的处理工艺和方法。
第一,化学沉淀法。该方法主要适用于处理镍、铬、铜以及锌和汞等工业废金属离子以及砷、硼等两性元素,同时还可以对城市工业污水中钙、镁等碱性金属元素与氟、硫等非金属元素进行有效的处理。实践中,利用化学方法对城市工业污水中的各种重金属进行处理,其技术方法相对比较容易和简便一些。在此过程中,再结合相应的化学反应方程式可有效地准确计算应投数量,以实现物尽其用之目的。如果工业污水量相对较少一些,则可直接采用手工操作等方式进行处理;如果工业污水量相对较大,则条件具体的情况下可利用大型的自动化机械设备实施作业。针对工业污水中的重金属离子,可设置差异性的PH沉淀条件,该方法主要是应用于采矿冶炼生产实践中所含有的大量重金属离子污水处理。
第二,电解法。实践中,该方法主要包括隔膜电解法和凝聚电解法两种,利用电解法对工业污水进行处理,不仅可有效地对重金属离子进行处理,而且还可以对重金属进行有效的回收和利用。但需要主要的是采用电解法对工业污水中的重金属进行处理,通常因电极板用电会消耗大量的电力资源。
第三,浮力浮上法。在城市工业污水分离处理实践中,将重金属上依附一些相对较小的气泡,从而使其比重小于水,并浮上水面,即实现重金属清除之目标。
在工业污水处理过程中,当前使用最多的浮力上浮法主要有离子浮上法和沉淀浮上法,同时还包括电解浮上法等。
以上几种方法均是对城市工业污水的具体处理措施,一般是在确定了回收利用目标和污水水质检验以后,再选择具体的处理方法和工艺,这样能够有效地保证城市工业污水达到可回收利用的程度。在此过程中,每种具体的污水处理7方法都有其自身的特点与用途,但实践中只采用一种方法却难以实现工业污染物的有效清除,因此为达到预期的污水处理目的,多采用几种方法共同配合运用。
2 城市工业污水回收利用
基于以上对当前城市工业污水处理中的几种方法分析,污水处理只是一种手段,要真正的实现节能环保,还要在回收和利用上多下功夫。
(1)回收利用方式
实践中,根据城市地理条件、经济发展状况以及污水汇集状况等因素,首先应当制定水质管理机制,将工业、地表以及地下水的输送与分配活动,纳入到污水处理与回收利用系统之中,并在此基础上划定水质分区范围,从而为城市工业污水的处理与回收利用提供规划依据。
第一,城市工业建筑中水系统。在城市区域中的一些大型的工厂建筑结构群中,应当建立一套科学完善的中水系统。实践中该系统主要是用于收集杂排水, 通常将污水处理站设在裙房、地下室等处,可用中水进行冲厕、洗车以及绿化。
第二,区域中水系统。该系统主要应用于建筑小区、机关大院之中,采用多种原水类型。对于雨水系统而言,利用建筑屋面、绿地、路面以及停车场等,对雨水进行有效的收集。屋面雨水回收利用流程:屋面雨水、滤网、初期的雨水弃流以及景观水面等。当水质要求较高时,可增加深度处理措施,即混凝过滤、混凝、浮选以及生物工艺和深度过滤等。针对路面径流,实践中因水质比屋面的雨水要差一些,所以应当先进行实地水质调研,必要时可增加深度处理,从而满足杂用水水质要求。
(2)集中回收利用
从实践来看,集中回收利用系统由污水处理厂组成,每一个污水处理厂都可以根据自己的实际地区特点,对中水系统进行调节和选用不同的方式方法。在此过程中,回收利用水的水质与工业污水处理厂所采用的具体处理方法非常的密切,不同污水处理厂回收利用的处理工艺除受水质标准的影响,还受到污水处理规模、出水水质等因素的影响,因此回收利用工艺流程存在着一定的差异性。
(3)分散回收利用
针对当前国内城市污水处理实践而言,要想真正地实现工业污水处理与有效回收利用,必须要打破小范围的回收利用方法,利用大型的污水管理截流至城市污水处理中心进行处理,然后再排放至不同的管网之中进行回收和利用。该手段虽然有效,但因该这项工程并非一朝一夕的事情,需要有大量的政府资金作为支持,加之当前的城市老城正在改扩建之中,地下管网设备相对比较陈旧和落后, 因此难以有效地满足截流之需求,工程实施难度非常的大。
结语:总而言之,社会主义经济体制改革的不断深化,促使城市工业得到了前所未有的发展,同时也导致工业污水的大量增加,城市工业污水处理与回收利用工作,依然任重而道远。
参考文献
[1] 耿东颖.浅谈城市工业污水处理及回用.科技创新与应用 ,2012(09z).
[2] 宋岱岳.浅谈城市工业污水处理及回用[J].科技致富向导,2012(05)
关键词:污水处理厂二级出水;再生回用;第二水源
中图分类号:X70 文献标识码:A
阜新市地处辽宁省西北部,是以煤、电为主的工业城市,城市的形成是随着煤炭工业的开发和发展而逐步建立起来的。长期以来,城市生活污水和工业废水未经处理直接排放,使市区内最大的河流细河受到严重污染,不仅使阜新水资源环境受到破坏,细河下游段的锦州、朝阳市也受到了影响。2001年,利用德国政府贷款进行的阜新市城市污水处理工程开始筹建,工程主要包括沿细河铺设的一条约25公里的截流干管和一座日处理能力为10万吨的污水处理厂。2003年十月份该工程的截流干管工程开工建设,2OO4年六月份厂区土建工程开工建设。到2OO9年污水处理厂开始全面运行。
随着污水处理厂的建成和运行,有效地改善了城市生活污水和工业废水对环境的危害,取得了良好的社会效益和环境效益。但是如何使污水处理厂正常运行是政府及污水处理运行企业所要面对的重要问题。在我国,污水处理厂的运行费用主要靠政府财政支持,资金不足使一些污水处理厂运行十分困难,虽然开始征收“污水处理费”,但收费额度都低于污水处理成本。因此,将城市污水处理厂的二级出水,再经深度处理,回用于工业企业或作为景观用水,这不仅使污水处理厂可以获得一定的售水收入,维持正常运转,也是城市长远发展,节约宝贵的水资源的明智之举。
污水回用就是将污水处理厂处理后的达标污水用于不同目的。一般来说,污水处理厂的二级出水水质只能达到排放的要求,需经进一步处理才能用作回用水。回用水也称再生水或中水,城市污水回用主要用于冷却、除尘、冲渣和接触产品或原料但不影响产品内在质量的初级加工用水以及城市绿化、车辆冲洗、建筑施工、冲厕等。污水回用在西方发达国家发展较早。美国加利福尼亚州早在1918年就鼓励污水再生、循环与回用,60年代以后得到广泛的应用,并制定了相应的规范准则。我国城市污水处理起步较晚,从80年代才开始进行污水回用的研究。近年来随着我国加大对水资源污染的治理,许多城市都已经建成或正在兴建污水处理厂。同时我国又是淡水资源严重缺乏的国家,回用水作为第二水资源得到了越来越多的重视。目前国内外已有许多工程实例,分别将中水用于景观及环境用水、工业冷却、纸浆漂洗等不同用途,取得了一定的经验。
虽然污水回用得到了越来越多的重视,但实施污水回用并不是一件简单的事情,它受各地区自然条件、水资源及供需情况、社会经济条件、政府的政策、公众情绪等多种因素的影响,另外,回用水的水质及环境质量要求始终是污水回用的核心问题。从国外污水回用的发展经验看,污水回用的范围和规模还比较有限。主要应用于农业灌溉、工业用水,其次是环境和景观用水。
与现有工业水源相比,回用水有以下优点:水量可靠,不需要长距离取水管线和泵站,如果污水厂与工业区较近,那么也能减少供水距离,从而降低工业制水成本和供水费用。但从水质看,回用水肯定达不到工业用水的供水水质指标。保证用户的水质要求和卫生安全是污水回用的重要问题。
虽然回用水能满足工业用水的水质要求,但卫生和环境的风险还是存在的。这也是影响公众情绪,能否取得广泛支持的关键。这就要求污水回用设计合同、运转可靠,并且具备完善的管理措施,保证回用水的水质稳定,尽可能减少卫生和环境的危害。
阜新市的第一座污水处理厂—城市污水处理厂已完善了中水回用系统,经深度处理后的部分中水用于阜新发电厂的冷却用水及城市景观用水。
阜新市城市污水处理厂按原设计属二级污水处理厂,污水经二级处理后排入细河。二级处理工艺采用先进可靠的A/O工艺,出水指标为CODcr小于等于100mg/l,BOD5小于等于30mg/l。工业冷却水对水质的要求较高,二级处理污水还需经三级处理,进一步降低二级出水中的悬浮物和BOD,去除氮、磷等营养盐及某些非生物降解的有机物浓度,防止回用水系统内藻类和微生物的繁殖,达到污水回用的目的。三级处理工艺和给水工艺基本一致,按照出水水质的不同要求,可以由以下工艺组合:混凝沉淀、过滤、活性炭吸附、离子交换、反渗透、消毒等。阜新市城市污水处理厂的中水主要供给阜新市发电厂作为其的冷却用水,根据用户的需要及国内外污水回用应用于工业用水的经验,其三级处理采用如下工艺:混凝-沉淀-过滤-消毒。这个工艺属传统工艺,具有成熟的运行和管理经验,运行可靠,出水水质稳定。
阜新是个严重缺水的城市,能够作为城市供水的水源很少,城市供水已成为限制城市发展的瓶颈。随着阜新的经济发展,城市用水需求愈来愈大,开辟新的供水水源迫在眉睫。虽然阜新市城市污水处理厂的中水回用工程已完工,但还没有正式运行,经验较少。为了加快阜新经济的发展,解决阜新市水资源紧张的现状,对阜新市中水回用存在的问题及对策做如下探讨:
1污水回用应建立在公众广泛支持、用户乐于使用的基础上,虽然回用水作为工业用水有较大的市场潜力,但不少用户对使用回用水会有疑虑,甚至反感,这需要政府部门采取措施,大力宣传,积极鼓励使用回用水。
2对于新成立的企业,政府给予一定的政策,鼓励其使用回用水。
3对于新建的小区、楼群,规划部门将应用回用水的问题考虑进去,与上水管路统一规划,使回用水用于冲洗厕所等功能得以实现,拓宽回用水使用途径。虽然这是一项漫长的工程,但没有开始,就永远不会实现。
4对于我们北方城市,每家都有供热管线,如果在非取暖期把供热管网用于输送中水,可以改变供暖企业的工作格局,还可以使管网得到良好的保护和及时的维修。
关键词:城镇; 污水处理厂;辽宁省
中图分类号:TU992.3
文献标识码:A 文章编号:16749944(2017)10003902
1 引言
随着我国工农业和城镇化的快速发展,城市生活污水和工业废水排放量逐年增加,若大量废水不经处理直接排放,将对河流湖泊等水环境造成严重污染。2008年以来,辽宁省集中建设一批城镇污水处理厂,实现了污水处理设施市县全覆盖,辽河流域水质得到明显改善。
但是,随着城镇污水处理厂相继投入使用,运行过程中存在的问题也日渐凸显,健立完善污水处理运行保障长效机制刻不容缓。
2 基本情况
2.1 建设情况
目前,辽宁全省共建成城镇污水处理厂160座,设计处理能力845万t/d,总计投资150多亿元。处理工艺普遍采用“厌氧-缺氧-好氧法”(简称A2O法)和间歇活性污泥法(简称SBR法)等工艺为主的生化处理技术。
2.2 运行情况
辽宁省城镇污水处理厂基本稳定运行的有156座,日理污水652万t,平均运行负荷率为77%。污水处理厂整体运行稳定,COD平均排放浓度约22.9 mg/L,氨氮约2.7 mg/L,总磷约0.5 mg/L。
2.3 运营情况
辽宁全省共有100座城镇污水处理厂实行第三方运营模式,占总数的62.5%,其许经营73座、委托运营27座;政府自营的60座污水处理厂多由下属国有企业或事业单位负责管理。
2.4 运行成本核算情况
城镇污水处理厂的运行成本(运行费)主要由电费、药剂费、设备维护及维修费、人员工资及管理费、污泥处置费、药剂费和其他费用等构成。
根据对全省年平均运行350 d以上的污水厂数据统计测算,城镇污水处理厂的平均运行成本约为0.68元/t。
2.5 污水处理费征缴情况
辽宁省市、县两级污水处理费征收标准和收缴力度较弱。根据2014年相关资料统计,市(区)级污水处理费居民平均征收标准为0.58元/m3,最高为0.8元/m3,最低仅为0.5元/m3;在已开征污水处理费的县(市)中,居民平均征收标准为0.51元/m3,最高为0.8元/m3,最低仅0.25元/m3。
据调查统计,2014年全省污水处理费应收11亿元,实际收缴额仅7亿多元,收缴率不足70%。
3 存在的主要问题
3.1 缺乏足够认识,设计不够缜密
对污水厂稳定运行认识不足,“重建设轻运行”,存在管理体制不顺畅,资金保障不到位,队伍建设水平不高等问题。在设计上也存在“技术僵化”“重水轻泥”“厂管不配套”“雨污不分流”等现象,形成了一些“先天性缺失”,影响制约污水厂的稳定运行。
3.2 结合实际不够,技术选择“一刀切”
辽宁省城镇污水处理厂的工艺路线选择,结合实际不够,采取模式化的工艺路线,如执行一级A排水标准就选用A2O+深度处理工艺,一级B标准就选用AO+湿地工艺。
3.3 管网不完善,影响污水厂运行质量
污水管网主要存在以下问题:一是部分地区汇水管网建设滞后,收污水量不足;二是管网漏失严重,现有管网因老化严重、施工不规范等原因造成渗漏、地下水倒灌等;三是雨污未分,老城区管网均为雨污合流制管网,特别是工业污水的超标排放,严重影响了污水厂的稳定运行。
3.4 经费保障不足,影响污水厂正常运行
首先是征收标准低。全省平均居民污水处理费征收标准不到0.6元,达不到国家每吨污水0.8元的要求;再者收缴不到位,全省污水处理费收缴率不足70%,使得原本就紧张的运行经费更加捉襟见肘。上述问题导致财政压力巨大,县级政府尤为突出,甚至出现拖欠污水处理费等问题。
3.5 污泥处置问题突出,再生水利用率较低
一是污泥处置矛盾突出,仅沈阳、大连等少数城市建成了专业的资源化污泥处置场,大多数地区污水处理厂的污泥均采取干化混合填埋等方式,占地面积大、易产生二次污染。二是再生水利用率低。据统计,2014年辽宁省再生水利用率为10%左右,中水的开发利用亟待加强。
3.6 运营体制不顺,专业化管理薄弱
部分县级污水处理厂由政府部门(或下属企业)直接运行,这种“既做裁判员又当运动员”的失位错位问题,直接影响了对污水厂的运行监管。此外,部分县级以下污水厂缺乏具备专业技术知识和管理经验的技术人员,对于应对来水水质变化和处理复杂技术问题的能力不足,导致污水处理厂设备故障率高、运行不稳定。
4 对策及建议
4.1 加强顶层设计,进一步强化运行管理
要注重加强顶层设计,坚持“厂网并举、管网先行”的原则,强化管网建设。注重转变“重水轻泥”观念,坚持“泥水并重”,建设污水处理厂同时考虑污泥处置出口,做到污水处理与污泥处置的同步建设、同时运营。
要坚持各负其责,各履其职的原则,细化明细污水厂运行责任。要把运行经费列入政府财政预算,完善保障制度。
4.2 完善工艺,推进示范污水厂建设
不断完善工艺路线,城镇污水厂要结合实际,有效衔接工业园区与工业污水的抗冲击技术,提高泥沙的有效去除,推广高效除磷脱氮技术。
积极探索示范污水处理厂建设,鼓励和推动条件成熟地区先行一步。以实现水质提升、能源自给、资源回收和环境友好为目标,借助科技攻关成果,谋划针对北方严寒地区的资源综合利用技术研发和污水处理示范厂建设,打造一批低碳环保的先进污水处理厂。
4.3 统筹协调,提高污水费征缴水平
从实际出发,适时调整污水处理费征收标准。继续完善污水处理费征收管理制度,设市城市污水处理费标准每吨应调整至居民不低于0.95元;县城每吨应调整至居民不低于0.85元。
加大污水处理费收缴力度。着重加强企业用户和自备水源用户污水处理费的征缴,加大征缴执法力度,实现应收尽收。
4.4 实施“以奖代补”政策,促进运行质量的提升
设立专项资金,实施“以奖代补”的政策。按照城镇污水厂鼓励性补贴、贫困地区优先补贴和西部地区倾斜补贴的原则,对符合环保要求,达到连续运行、达标排放且无违法违规行为的污水厂给予补贴,工业园区污水处理厂除外。
补贴资金实行专户存储、专款专用,只能用于污水处理厂运行经费补助。
4.5 深化运营改革,提高再生水资源化利用
完善城镇污水厂社会化运营。积极引导社会资本投入,推动社会资本和企业参与污水厂运营;加强综合管理,实行准入、运营、退出全过程监管机制,合理确定收益,规范合同约束,完善考核评估制度。
制定鼓励政策,提高再生水利用率。由省统筹制定中水指导价格,形成自来水、自备水源、中水阶梯价格体系,鼓励企业等用水大户使用再生水。各级地方政府要按国家要求,建设城市再生水利用设施和管网,新建项目用水工艺必须达到清洁生产水平,实施最严格的水资源管理制度。
参考文献:
[1]刘 峰,宋闯.城市污水处理厂运行管理浅议[J].环境保护与循环经济,2010(4).