污泥處理方式范文

時間:2023-12-29 17:53:48

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篇1

關鍵詞: 污泥 減量化 無害化 污泥處理 污泥處置 方法探究

引言

目前,我國污水處理廠每年排放的污泥量(干重)約 140 萬噸,且以每年10%以上的速度增長。污泥產(chǎn)生的環(huán)境污染問題日益突出,已造成極大的安全隱患、環(huán)境壓力和經(jīng)濟負擔。由于污泥中含有大量的重金屬物質、病原菌等有毒有害物質,如果這些污泥得不到安全、環(huán)保處理處置,就會對環(huán)境造成較大危害。因此,采用切實可行的對污泥處理處置技術,按照污泥處理、處置工藝 “減量化、穩(wěn)定化、無害化”原則,加強污泥處理處置的全過程管理,并在堅持“安全、環(huán)?!钡脑瓌t下,實現(xiàn)污泥的綜合利用,回收和利用污泥中的能源、氮磷等資源物質,從而達到節(jié)能減排和循環(huán)經(jīng)濟的目的。

1.城市污水處理廠的污泥

1.1 污泥的特性

一般污水處理廠產(chǎn)生的污泥為含水量在75~99%不等的固體或流體狀物質。其中的固體成分主要由有機殘片、細菌菌體、無機顆粒、膠體及絮凝所用藥劑等組成,是一種以有機成分為主,組分復雜的混合物,其中包含有潛在利用價值的有機質、氮(N)、磷(P)、鉀(K)和各種微量元素。

⑴ 物理特性

污泥組成為水中懸浮固體經(jīng)不同方式膠結凝聚而成,結構松散,形狀不規(guī)則,比表面積與孔隙率極高(孔隙率常大于99%),含水量高,脫水性差。外觀上具有類似絨毛的分支與網(wǎng)狀結構。

⑵ 化學特性

生物污泥以微生物為主體,同時包括混入生活污水泥沙、纖維、動植物殘體等固體顆粒以及可能吸附的有機物、金屬、病菌、蟲卵等物質。污泥中也含有植物生長發(fā)育所需的氮、磷、鉀及維持植物正常生長發(fā)育的多種微量元素和能改良土壤結構的有機質。

⑶ 污泥中水分的存在形式及其性質

污泥中的水分有四種形態(tài):表面吸附水、間隙水、毛細結合水和內部結合水。表面張力作用吸附的水分為表面吸附水。間隙水一般要占污泥中總含水量的65%~85%,這部分水是污泥濃縮的主要對象。毛細結合水:濃縮作用不能將毛細結合水分離, 分離毛細結合水需要有較高的機械作用力和能量,如真空過濾、壓力過濾、離心分離和擠壓可去除這部分水分。各類毛細結合水約占污泥中總含水量的 15%~25%。內部結合水:指包含在污泥中微生物細胞體內的水分,含量多少與污泥中微生物細胞體所占的比例有關。去除這部分水分必須破壞細胞膜,使細胞液滲出,由內部結合水變?yōu)橥獠恳后w。內部結合水一般只占污泥中總含水量的10%左右。

1.2 污泥對環(huán)境的危害

污泥有機物含量高、易腐爛,有強烈的臭味,并且含有寄生蟲卵、病原微生物和銅、鋅、鉻、汞等重金屬以及鹽類、多氯聯(lián)苯、二英、放射性核素等難降解的有毒有害物質,如不加以妥善處理,任意排放,將會造成二次污染;污泥對環(huán)境的二次污染還包括污泥鹽份的污染和氮、磷等養(yǎng)分的污染。污泥鹽分含鹽量較高,會明顯提高土壤電導率,破壞植物養(yǎng)分平衡,抑制植物對養(yǎng)分的吸收,甚至 對植物根系造成直接的傷害;在降雨量較大地區(qū)且土質疏松土地上大量施用富含氮、磷等的污泥之后,當有機物的分解速度大于植物對氮、磷的吸收速度時,氮、磷等養(yǎng)分就 有可能隨水流失而進入地表水體造成水體的富營養(yǎng)化,進入地下引起地下水的污染。

2.城市污水處理廠的污泥處理

2.1污泥處理

根據(jù)污泥所在處理單元不同,采用的不同的方法達到污泥減量化的目的。在污水處理單元操作過程中產(chǎn)生的污泥通過減容、減量、穩(wěn)定以及無害化的過程稱為污泥處理。污泥處理工藝單元主要包括污泥濃縮、脫水、消化(厭氧消化和好氧消化)、堆肥、干化等工藝過程。

2.1.1城市污泥處理的減量化方法

2.1.1.1調整污水處理工藝實現(xiàn)污泥減量化

在污水處理過程中,可以通過調整污水處理工藝,增設污泥濃縮池或適當增加污泥濃度和延長污泥齡,使污泥自身氧化分解的能力增強,減少微生物的數(shù)量,達到污泥減量化的目的。

2.1.1.2利用膜處理裝置化技術實現(xiàn)污泥減量化

污水處理中的活性污泥微生物一般由細菌(菌膠團)、真菌、原生動物和后生動物等組成,其中以細菌為主,且種類繁多。微型動物中以固著類纖毛蟲為主,如鐘蟲、蓋纖蟲、累枝蟲等原生動物,以細菌為食料;后生動物如纖毛蟲、線蟲、輪蟲等,以細菌、原生動物為食料。采用填料裝置化設施,在氧化溝、二沉池中設置利于原生動物和后生動物寄生的生物膜,利用生物接觸氧化法技術,減少污泥的產(chǎn)量。通過膜裝置化技術在氧化溝、二沉池中的應用,使活性污泥中的微生物通過系統(tǒng)內部的生物鏈的物質循環(huán),消化部分污泥,達到污泥減量化的目的。

2.1.1.3利用臭氧技術或超聲波實現(xiàn)污泥減量化

利用紫外線高級氧化功能而發(fā)展起來的光化學氧化和光催化氧化都是近年來新興的水處理技術。光化學氧化法是在光的作用下進行化學反應,采用臭氧或過氧化氫作為氧化劑,在紫外線的照射下使污染物氧化分解,從而達到水中污染物質的高效降解。臭氧是一種強氧化劑,能破壞存在于空氣中或水中的微生物的細胞壁,使微生物立刻死亡。通過在回流污泥中,利用臭氧發(fā)生器加入一定量的臭氧或紫外線照射,可使部分污泥分解再利用,達到污泥減量化的目的。超聲波使得污泥中的部分細胞體受熱膨脹而破裂,釋放出蛋白質和膠質、礦物質以及細胞膜碎片,使部分污泥分解再利用,從而達到污泥減量化的目的。

2.1.1.4采用污泥干化處理、污泥消化、污泥發(fā)酵技術實現(xiàn)污泥減量化

脫水后剩余污泥污泥的干化處理,一是通過晾曬蒸發(fā)水分,是最簡單的減量方法,但所需場地大,且受天氣的影響太大,不適合大規(guī)模的處理污泥;二是在污泥產(chǎn)生量比較大,且難以有效利用其它熱源的情況下,采用干化焚燒方式可稱為可行技術。污水污泥干化,最好是利用回收的焚燒熱量,在裝置正常運行工況條件下,通常不需要添加輔助燃料(如:在此情況下,除開機、停機和偶爾使用輔助燃料維持燃燒溫度)。

通過污泥的消化降解,建設污泥厭氧發(fā)酵池,由于建設費用高,運行不安全,運行費用高,再則厭氧后的污泥還需進一步處理,以達到進一步減量化和穩(wěn)定化的目的。因此,大、中型城鎮(zhèn)污水處理廠應優(yōu)先選用厭氧消化工藝處理污泥,產(chǎn)生的沼氣宜優(yōu)先考慮綜合利用;有條件進行土地園林利用的小型城鎮(zhèn)污水處理廠可優(yōu)先考慮選用好氧堆肥處理工藝。

通過污泥的好氧發(fā)酵,建陽光大棚發(fā)酵池、靜態(tài)發(fā)酵池或使用立式發(fā)酵器、臥式發(fā)酵器,可以把含水率60%左右含量的污泥降到20%-30%,很好的達到減量的目的,且通過高溫發(fā)酵,分解內部的高分子有機物、纖維素、木質素,增加有機質含量,對污泥中的細菌、病毒、蛔蟲卵進行了高效滅活,起到了污泥穩(wěn)定化、無害化的處置目的。

2.1.1.5通過污泥焚燒實現(xiàn)其減量化、無害化的目的

另外,通過污泥焚燒,也可實現(xiàn)其減量化、無害化的目的。建設專門的污泥焚燒廠,對產(chǎn)生的城市污泥進行高溫焚燒,廢渣可用來制磚或填路;也可對現(xiàn)有的熱電廠、火電廠進行改造,把污泥當做添加料進行焚燒,可節(jié)約大部分投資。因此,污泥熱干化工藝宜選在就近可持續(xù)穩(wěn)定獲得余熱熱源的地方,如:污泥消化池、生活垃圾焚燒發(fā)電廠、火力發(fā)電廠、水泥廠等,利用其廢熱、煙氣余熱作為干化熱源。不宜單獨設置污泥干化設施,也不宜選用優(yōu)質一次能源作為熱源。由于污泥燃燒產(chǎn)生Hg、二英等,影響鎮(zhèn)內生活空氣質量,不宜采用自然干化技術。

2.1.1.6污泥處理從污泥的穩(wěn)定化、無害化著手。

2.1.1.6.1污泥處理穩(wěn)定化原理概述.

好氧發(fā)酵是在有氧條件下,好氧微生物對廢棄物進行分解、轉化并生產(chǎn)出發(fā)酵產(chǎn)品的過程。微生物通過自身的生命活動,把一部分被吸收的有機物分解成簡單的無機物,同時釋放出可供微生物生長活動所需的能量,而另一部分有機物則被合成新的細胞質,使微生物不斷生長繁殖,產(chǎn)生出更多的生物體的過程。在有機物生化降解的同時,伴有熱量產(chǎn)生,因發(fā)酵工藝中該熱能不會全部散發(fā)到環(huán)境中,就必然造成發(fā)酵物料的溫度升高,這樣就會使一些不耐高溫的病原菌及蟲卵死亡,而達到無害化的目的。

2.1.1.6.2城市污泥處理的好氧發(fā)酵工藝應達到的技術指標

好氧發(fā)酵后污泥的含水率 35~45%;

污泥的有機物降解率>50%;

蠕蟲卵死亡率>95%;

糞大腸菌群菌值>0.01;

種子發(fā)芽指數(shù)≥75%。

在污泥處理工藝選擇上應遵循“減量化、穩(wěn)定化、無害化”原則,遵循源頭削減和全過程控制,并加強有毒有害物質的源頭控制。根據(jù)污泥最終安全處置要求和污泥特性,選擇適宜的污水和污泥處理工藝,在安全、環(huán)保的前提下實現(xiàn)污泥的妥善處置。

只要污泥中的重金屬不超標,利用好氧發(fā)酵堆肥法處置污泥,無論從污泥的減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化哪方面考慮,無異議是一種優(yōu)良的污泥處置方式。

2.2.最佳工藝技術路線的選擇

在污泥處理工藝選擇上應遵循“減量化、穩(wěn)定化、無害化”原則,遵循源頭削減和全過程控制,并加強有毒有害物質的源頭控制。根據(jù)污泥最終安全處置要求和污泥特性,選擇適宜的污水和污泥處理工藝,在安全、環(huán)保的前提下實現(xiàn)污泥的妥善處置。同時,國家鼓勵回收和利用污泥中的能源和資源,達到節(jié)能減排和循環(huán)經(jīng)濟的目的。

統(tǒng)一技術路線,因地制宜確定污泥處置方式,以往,由于污泥處理處置技術路線的不統(tǒng)一造成了很多建設運營方面的混亂,明確對污泥處置的技術路線,就是綜合考慮污泥泥質特征、地理位置、環(huán)境條件和經(jīng)濟社會發(fā)展水平等因素,因地制宜地確定污泥處置方式。鼓勵采用土地利用方式處置符合標準的污泥。污泥土地利用主要包括園林綠化、土地改良、農用等,泥質不但應符合相關標準,還需進行場地環(huán)境影響評價和環(huán)境風險評估。

3.城市污水處理廠的污泥處置

污泥處置以自然或人工方式使經(jīng)處理后的污泥或污泥產(chǎn)品污泥能夠達到長期穩(wěn)定綜合利用的方式來處置和消納污泥,并對生態(tài)環(huán)境無不良影響的最終消納方式是污泥處置的過程。污泥處置主要包括土地利用、污泥農用、填埋和焚燒以及綜合利用(建材利用)等。

3.1 污泥處理處置工藝

一般而言,在污水處理廠內污泥經(jīng)過預處理(濃縮、脫水及相關輔助設施)后,在廠內(或廠外)根據(jù)后續(xù)處置的不同,采用不同的處理方式,主要處置污泥的方式有土地利用、焚燒等。

3.1.1污泥土地利用方式

污泥土地利用的方式主要包括城市園林綠化、苗圃、林地利用以及土壤修復及改良。污泥城市園林綠化指處理后的污泥用于行道樹、灌木、花卉、草坪等栽培過程中作為肥料、基質和營養(yǎng)土。

苗圃及林地利用是將處理后的污泥用于為城市綠化提供幼樹、苗、草坪、花卉的生產(chǎn)基地的介質土以及大片的林地等。

土壤修復及改良堆肥處理后的污泥用于嚴重擾動土地的改良,包括采煤場,各種采礦業(yè)開采場(金屬礦、粘土礦、砂子的采掘場等)、矸石場、露天礦坑、尾礦堆、取土坑、城市垃圾填埋場等。粉煤灰堆積場以及森林采伐地,森林火災毀壞地,滑坡和其它天然災害需要恢復植被的土地等。

3.1.2污泥的焚燒

污泥焚燒最佳可行技術主要技術關鍵內容為“干化+焚燒”技術,同時包含污泥預處理過程、煙氣處理、煙氣余熱利用、廢水收集處理以及灰渣、飛灰收集處理環(huán)境管理實踐等相關內容。

污泥焚燒關鍵技術包含:干燥器、干污泥貯存?zhèn)}、焚燒爐、煙氣處理系統(tǒng)、煙氣再循環(huán)系統(tǒng)、廢水收集處理系統(tǒng)、灰渣、飛灰收集處理系統(tǒng)等。

4. 結論

污水處理廠通過脫水后的剩余污泥,含水率在80%左右,長期放置不但占用大量的土地,而且會厭氧消化,產(chǎn)生的廢水影響地下水質,散發(fā)的氣味影響空氣質量,同時,又造成細菌在空氣中的傳播。嚴重的可能會造成二次污染,與我們的環(huán)境治理背道而馳。所以,污泥的穩(wěn)定化、無害化處理和處置非常重要,不能簡單的一埋了事,2004年發(fā)生的“SARS”事件應在我們環(huán)保人耳邊警鐘長鳴!因此,對污水處理廠污泥的穩(wěn)定化、無害化處置,連同污泥的減量化處置一并考慮,找到最適合本身污水廠污泥處置的最佳技術路線和途徑,結合資源化的目的,以達到共贏的效果。

篇2

關鍵詞:污泥處置;傳統(tǒng)處置方式;資源化利用

1 引言

污泥通常經(jīng)濃縮、消化穩(wěn)定、脫水等工藝后,就進入最終處置階段。污泥的最終處置技術大致可以歸結為兩大類[1]:一是拋棄型技術,污泥作為廢物不再利用;二是資源化技術,充分利用污泥中的有用成分,實現(xiàn)變廢為寶,符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略方針,有利于建立循環(huán)型經(jīng)濟。

2 污泥的傳統(tǒng)處置方式

2.1 直接土地利用

污泥中含有豐富的有機營養(yǎng)成分如N、P、K等和植物所需的各種微量元素如Ca、Mg、Cu和Fe等,其中有機物的濃度一般為40%~70%,其含量高于普通農家肥,因此能夠增加土壤肥力,促進作物的生長,將剩余污泥回用于土地作為植物的肥料,可以對剩余污泥進行充分利用。但其所面臨的問題有:采用污泥肥料會惡化施用地的環(huán)境衛(wèi)生狀況;污泥的成分復雜,若未經(jīng)穩(wěn)定化處理會改變土地的微生態(tài)條件,從而影響作物的生長;污泥中的有毒物質可能通過食物鏈的轉移,最終危及人類的身體健康[2]。因此,對于剩余污泥的土地回用,大多發(fā)達國家都制定了嚴格的標準。此外,目前國內常用的污泥濃縮技術因其含水率高,造成運輸困難,給直接土地利用的具體操作帶來較大麻煩。

2.2 填埋

污泥的填埋處理具有容量大、見效快的特點,是目前最為常見的最終處置途徑。在北美約有68%、歐洲約有47%的污泥處理采用專用污泥填埋場處置,在中國已建成的污泥填埋場有十余個。污泥填埋處置采用污泥汽運、分層填埋、分層壓實、分層用土或塑料薄膜覆蓋的方法。污泥填埋至極限高度后,在表層鋪設多層山地土,總厚度約1m,再鋪上0.3m種植土,再種樹綠化,美化生態(tài)環(huán)境[3]。但是污泥填埋必須預先脫水至含水率小于65%,為此需要消耗大量的藥劑,既增加了成本也增加了污泥量[4],而且要占用大量的土地和花費較高的運輸費用和運行成本,且填埋場周圍環(huán)境也會惡化。因此,在許多國家和地區(qū)人們堅決反對新建填埋場,現(xiàn)有的部分填埋場也要逐漸關閉。

2.3 焚燒

污泥焚燒是將干化后的污泥與空氣中的氧在高溫下發(fā)生燃燒反應,使其氧化分解,達到減容、去除毒性并回收能源的目的。焚燒后的最終產(chǎn)物為化學性質比較穩(wěn)定的無害化灰渣。焚燒可使剩余污泥的體積減少至最小化,是相對比較安全的一種污泥處置方法,并可以解決其它方法中污泥要占用大量空間的缺陷[5]。但其所需的費用很高,能耗大,并存在煙氣污染問題。

由此可見,在目前污泥資源化利用技術尚不成熟的情況下,傳統(tǒng)的污泥處置方式發(fā)揮了一定的作用,但都存在一定的缺陷。隨著環(huán)境標準的更加嚴格化,其弊端就更明顯地暴露出來。因此,為徹底消除污染物質,凈化我們的生活環(huán)境,有必要對污泥的最終處置途徑提出一些新的思路和方法。

3 污泥的資源化利用

3.1 污泥堆肥

污泥中含有大量的植物所需的養(yǎng)分,其含量高于農家肥,但是污泥中也含有有害成分,重金屬離子易在土壤和植物體內積累,因此在土地利用之前,必須對污泥進行穩(wěn)定化。堆肥化處理是采用較多的一種方法[6]。

堆肥化是利用微生物的作用,將不穩(wěn)定的有機質降解和轉化成穩(wěn)定的有機質,并使揮發(fā)性有機質含量降低,減少臭氣;通過堆肥化,污泥的物理性狀明顯改善(如含水率降低,呈疏松、分散、粒狀),便于貯存、運輸和使用;高溫堆肥還可以殺滅病原菌、蟲卵和草籽,使產(chǎn)物更適合作為土壤改良劑和植物營養(yǎng)源。

3.2 污泥燃料化

污泥燃料化方法目前有兩種,一種是污泥能量回收系統(tǒng)(HERS法,Hyperion Energy Recovery System),另一種是污泥燃料化法(SF法,Sludge Fue1)。HERS法即利用污泥消化制沼氣[7],將污泥進行厭氧消化,其中的有機物經(jīng)厭氧細菌分解產(chǎn)生以甲烷為主的可燃性氣體,經(jīng)脫硫后即可用作發(fā)電燃料。SF法即污泥低溫熱解制燃料油,是將未消化的混合污泥經(jīng)機械脫水后,加入重油,調制成流動性漿液進行多效蒸發(fā),污泥有機質在加熱條件下部分熱裂解,產(chǎn)生衍生燃料。污泥燃料燃燒產(chǎn)生蒸汽還可作污泥干燥的熱源和發(fā)電,回收能量[8]。

污泥燃料化技術是一種適合處理所有污泥,又能利用污泥中有效成分,實現(xiàn)污泥減量化、無害化、穩(wěn)定化和資源化的污泥處理技術,是當前污泥處理技術研究開發(fā)的方向。

3.3 剩余污泥制可降解塑料

1974年有人從活性污泥中提取到一類可完成生物降解、具有良好加工性能和廣闊應用前景的新型熱塑材料PHA,為利用活性污泥生產(chǎn)PHA奠定了基礎。研究表明:活性污泥經(jīng)過相關的培養(yǎng)后,可大幅度增加其中含有的可降解塑料。因此,利用剩余污泥制備可降解塑料可有效地解決化學合成塑料所造成的“白色污染”, 既讓廢物得到了利用又避免了對環(huán)境的二次污染,對環(huán)境保護及可持續(xù)發(fā)展作出了一定的貢獻,創(chuàng)造了良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益[9]。

3.4 污泥的建材利用

污泥中的無機物主要由硅、鐵、鋁和鈣等構成,含量約為20%-30%。因此即使采用傳統(tǒng)的污泥焚燒工藝大幅度地實現(xiàn)污泥減量,但仍有較多以焚燒灰形式存在的無機物需做填埋處置。而污泥的建材利用可充分利用污泥中的有機物和無機物,實現(xiàn)污泥資源化。

污泥的建材利用主要有:制輕質陶粒、生產(chǎn)水泥、制熔融材料及熔融微晶玻璃等。污泥制輕質陶粒,是直接以脫水污泥為原料,將粉末狀物料加熱到熔點以上,使一部分物料變成液相,冷卻后成為有相當強度的固體,燒結后物料相互之間往往產(chǎn)生化學結合,但大多是形成新的玻璃體或晶體。污泥中含有較多的灰分,其中的鋁、鐵成份是混凝法處理廢水時形成的,可作為建筑材料添加劑。將污泥烘干研磨后,按照一定的質量比添加石灰并混合均勻,控制好溫度條件和焚燒時間可制得水泥[9]。

污泥制輕質陶??捎米骰炷恋墓橇?、路基材料或花卉覆蓋材料,也可作為污水廠生物濾池的濾料,微生物掛膜在陶粒上可有效降低污水中的BOD、COD及氨氮含量,效果良好;污泥制熔融材料也可用于路基路面、混凝土的骨料或地下管道的襯墊材料;污泥制微晶玻璃的外觀、強度、耐熱性優(yōu)良,可應用于建筑內外的裝飾材料;污泥生產(chǎn)水泥可用于素混凝土,地基的增強固化材料,以及用作道路鋪裝混凝土,大壩混凝土,重力式擋土墻,水泥竹纖維板等。

3.5 污泥熱解制油技術

篇3

關鍵詞:污泥處置;水泥處置;園林處置;熱干化

Abstract: The city zone of Chongqing city sewage plant sludge discharge outlet problem is one of the most serious environmental problems in Chongqing city. Based on the analysis of the sludge disposal present situation and existing problems, this paper puts forward three ways and the specific implementation programs that applied to the Chongqing municipal sludge disposal.

Key words: sludge disposal; cement disposal; garden disposition; heat drying

目前重慶主城區(qū)城市污水處理率已達到93%,但隨著城市污水廠建設進程的加快,城市污水廠污泥的排放出路問題日漸突出,成為重慶市面臨的主要環(huán)境問題之一,也是創(chuàng)模達標的主要瓶頸問題之一,迫切需要提出切合主城區(qū)實際的污泥處理處置實施方案。

1.重慶主城區(qū)污泥處置現(xiàn)狀

2010年重慶市建成污水處理廠17座,設計總規(guī)模140.2萬噸/日,平均污水日處理量123.5萬噸/日,污水廠污泥產(chǎn)生量579.30噸/日。

主城區(qū)采取的處置方式主要是:水泥窯協(xié)同處置污泥100噸/日,占污泥總量的17.26%;污泥制園林營養(yǎng)土20噸/日,占3.45%;填埋100噸/日,占17.26%;熱干化80噸/日,占13.81%;外運279.3噸/日,占48.22%。主城區(qū)污泥無害化處理率很低。

2.重慶主城區(qū)污泥處置存在主要問題分析

污泥中含有大量病原菌、寄生蟲卵及病毒,可能造成傳染病的傳播,需要經(jīng)過處理殺滅病原菌、寄生蟲卵及病毒,提高污泥的衛(wèi)生指標。當前國內污泥無害化處置工藝包括干化焚燒、污泥預干化、堆肥利用、晾曬、衛(wèi)生填埋、水體消納等技術[1]。受經(jīng)濟和技術等因素制約,重慶主城區(qū)污水廠污泥大多采用處理成本和效率較低的濃縮脫水的工藝技術,多數(shù)污泥經(jīng)簡單的機械脫水便實施外運處置。由于缺乏污泥綜合利用的相關技術,主城區(qū)內的污泥處置尚以與生活垃圾混合填埋為主[2]。目前主城區(qū)污泥處理處置設施建設滯后,遠不能滿足污泥無害化處置的需要,仍有近260噸/日污泥外運。

3.主城區(qū)污泥處理處置方式和處置點的選擇

3.1 處置方式

主城區(qū)污泥處理處置方式選擇原則:一是必須滿足污泥處理處置“減量化、穩(wěn)定化、無害化、資源化”的四化要求,技術多元化;二是因地制宜,充分利用主城區(qū)現(xiàn)有設施協(xié)同處置污泥;三是按照節(jié)能減排和生態(tài)循環(huán)的理念,采用低碳生態(tài)的污泥處置方式;四是污泥處理處置費用相對較低。

《重慶市城市污水處理廠污泥處理處置專項規(guī)劃》明確了“主城區(qū)大型城市污水處理廠污泥的處理應以集約化為主,處置應以園林綠地和建材化等資源化利用方式為主,衛(wèi)生填埋等處置方式為輔”的原則。

3.1.1 水泥窯協(xié)同處置濕污泥方式(以下簡稱水泥處置)

重慶市城市化擴張速度加快,已經(jīng)形成了規(guī)模化的水泥產(chǎn)業(yè)。2007年以來,拉法基水泥公司采用新型干法旋窯水泥生產(chǎn)工藝在南山水泥廠處置污泥,從試驗至今運行三年多,日處置量最大達到120噸,同時達到環(huán)保要求。重慶長壽潤江環(huán)保建材公司于2009年10月利用水泥窯協(xié)共處置污泥項目取得成功。水泥窯共處置污泥是值得推薦的污泥最終消納途徑之一。

3.1.2 污泥制園林營養(yǎng)土的處置方式(以下簡稱園林處置)

有關研究表明,污泥經(jīng)堆肥化處理能提高肥效,降低毒性和臭味,使污泥成為無害無臭產(chǎn)品,可以安全使用??紤]到污泥在園林植物中使用后不進入食物鏈等優(yōu)點,污泥的利用也被擴展到園林綠化[3]。

主城區(qū)自2005年開始研究污泥制營養(yǎng)土以來,經(jīng)歷了研究、中試和生產(chǎn)性試驗等階段,目前處置規(guī)模為20噸/日。由于園林土市場需求很大,經(jīng)濟效益較好,平均處置成本相對較低,加之“森林重慶”的建設,使重慶市園林綠化產(chǎn)業(yè)進入高速發(fā)展時期,導致園林栽培營養(yǎng)土的需求量激增。因此,城市污水廠污泥通過高溫好氧發(fā)酵,制成的園林用營養(yǎng)土是適合主城區(qū)污泥處理處置的有效途徑之一。

3.1.3 污泥熱干化后綜合利用方式

熱干化是利用熱能將污泥中水分快速蒸發(fā)的一種處理工藝。

采用污泥熱干化工藝作為污泥中間處理手段,可以最大限度地降低污泥含水率、減少污泥體積,從而可避免運輸過程中對環(huán)境產(chǎn)生的二次污染,減少污泥運輸成本、簡化后續(xù)處置工序,為污泥的最終消納創(chuàng)造更加有利的條件。干污泥進行制水泥、陶粒和森林、園林等綜合利用。

唐家沱污泥干化工藝方案采用兩段式組合干燥工藝,綜合考慮無害化、減量化及最終處置方式的要求,確定最終干化污泥顆粒的含固率為90%。污泥干化車間按污水處理總規(guī)模40萬m3/d設計,分兩階段實施。一階段配置3條生產(chǎn)線,滿足目前需要。干化能力為:脫水污泥量180t/d(含水率75%),蒸發(fā)水量為5919 kg/h。污泥經(jīng)過消化和干化處理后能達到衛(wèi)生填埋的要求,消除了污泥直接填埋給填埋場的安全和運行管理帶來的隱患[4]。

3.2 處置點選擇

按照污泥處置企業(yè)自愿選擇、就近處置、合理調配、減少運輸污染等原則,優(yōu)化選擇污泥處置點。根據(jù)主城區(qū)擬參與污泥處置的水泥企業(yè)和園林單位的意愿,擬在主城區(qū)范圍內實施(新建)污泥處置點5個,包括拉法基瑞安水泥公司地維水泥廠和特水水泥廠,重慶市富皇水泥有限公司水泥廠、重慶小南海水泥廠和重慶市富豐水泥集團富華水泥有限公司水泥廠等,以及重慶市園林科研所白市驛園林處置點 (示范工程)1個。

4.主城區(qū)污泥處理處置能力需求預測

4.1 污泥產(chǎn)生量預測

根據(jù)《重慶市城市污水處理廠污泥處理處置專項規(guī)劃》、《重慶市“十二五”排水專項規(guī)劃》,預測2012年和2015年主城區(qū)城市污水處理廠污泥產(chǎn)生量為:

2012年:主城區(qū)建成污水處理廠達到24座,設計總規(guī)模198.2萬噸/日,預計平均污水日處理量141.90萬噸/日,污水廠污泥產(chǎn)量701.83噸/日,。

2015年:主城區(qū)建成污水處理廠達到33座,設計總規(guī)模255.7萬噸/日,預計平均污水日處理量204萬噸/日,污水廠污泥產(chǎn)量1162.8噸/日。

4.2 污泥處置能力需求預測

篇4

關鍵詞 初中物理;虛擬仿真技術;實驗教學

中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:B

文章編號:1671-489X(2016)05-0159-02

1 前言

隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展,計算機和互聯(lián)網(wǎng)等技術在教育領域里得到廣泛推廣、普及和應用,這為傳統(tǒng)的初中物理實驗教學注入新鮮的血液,增強了實驗教學的效果。虛擬仿真實驗技術是當前科學前沿技術在初中物理實驗教學中運用的具體體現(xiàn),可以突破實驗儀器和設備不足等教學限制,幫助學生直觀、形象地模擬各種物理實驗的操作過程,有利于促使學生積極投入實驗教學中來,不斷提升實驗教學效率。

2 虛擬仿真實驗技術軟件分析

仿真物理實驗室 仿真物理實驗室是一款針對中學物理課堂開放性而設計的專業(yè)物理學習軟件,可以為學生提供完善的綜合實驗室,更好地實現(xiàn)各種物理演示實驗,有利于學生更好地驗證自己的實驗猜想。比如可以為學生提供一個包括平面角、凹凸透鏡和棱鏡等物理模型在內的光學實驗室,使師生按照自己制訂的實驗方案來自行構建各種實驗模型,探究有關的物理規(guī)律。學生可以借助光學實驗室來合理構建凸透鏡成像模型,以發(fā)現(xiàn)和歸納出凸透鏡成像的具體規(guī)律。另外,該種虛擬軟件具有較高的集成度,并且易于操作,可以使學生便捷地進行各種物理實驗,真實性比較強。

MATLAB仿真軟件 MATLAB仿真軟件是一款用于數(shù)據(jù)可視化、分析與計算的計算機軟件,廣泛應用于工程計算以及圖像、通信與信號處理等領域中,并且主要包括MATLAB和Simulink兩個部分。與仿真物理實驗室這款仿真軟件相比,MATLAB仿真軟件具有比較強的靈活性,更加有利于構建有關的實驗模型,同時其界面比較簡潔,有利于編程,另外還有集成度高、數(shù)據(jù)處理能力強等優(yōu)點,是一款功能非常強大的仿真軟件。

3 虛擬仿真實驗技術軟件的具體應用

在測量型實驗中的應用 測量型實驗是初中物理中一種基本的實驗類型,步驟比較簡單,所用設備也比較容易獲得;但是針對那些比較復雜的測量實驗而言,無法使學生在真實的實驗環(huán)境下進行。借助虛擬仿真實驗技術軟件的合理運用,可以幫助學生更好地觀察有關的物理實驗現(xiàn)象。

以“伏安法測小燈泡電阻”為例,就虛擬仿真技術軟件在物理實驗中的具體運用進行分析和探究,以幫助學生更好地掌握測量小燈泡電阻的方法。首先,在仿真實驗開展之前,物理教師需要先讓學生明確本次實驗課程開展的主要目標,并要使學生掌握電流表和電壓表測電阻的方法,以便學生可以借助歐姆定律的合理運用來測量有關的電阻值。而在具體的模擬仿真實驗開展中,物理教師可以采用邊講解邊進行虛擬實驗的方法和手段,引導學生根據(jù)歐姆定律原理來連接軟件中的各種實物電路圖,接著要求學生通過鼠標滑動變阻器的劃片來改變電阻數(shù)值,并要記錄對應的電流和電壓數(shù)值,最后引導學生繪制出小燈泡電阻的伏安特性圖,從而使學生更好地發(fā)現(xiàn)和掌握有關的物理規(guī)律。

在探究型實驗中的應用 探究型實驗也是高中物理中一種常見的實驗類型,其重在培養(yǎng)學生透過現(xiàn)象看本質的能力,以便讓學生養(yǎng)成科學的探究精神和意識,有助于使學生更好地發(fā)現(xiàn)有關的物理實驗規(guī)律。此外,探究型實驗的開展也可以使學生針對具體的物理問題采用不同的實驗來加以解決。在真實物理實驗開展過程中,因各種外界因素的影響,物理實驗方案有可能無法順利實施,所以可以借助虛擬實驗的引入來解決這一問題。教學實踐表明,虛擬實驗教學的效率更加有利于實驗目標的完成。如在凸透鏡成像規(guī)律的探究型試驗中,光線的影響對于實驗觀察的效果具有較大的影響,而如果沒有準確的實驗結果,更談不上實驗規(guī)律的有效總結。此時可以在實驗開展過程中應用虛擬仿真實驗技術軟件,確保探究實驗開展的質量。

下面以凸透鏡成像規(guī)律的探究為例,就虛擬仿真實驗技術軟件在探究型物理實驗中的運用進行分析和探究[1]。

首先,物理教師可以引導學生觀察在實際生活中存在的各種與凸透鏡有關的現(xiàn)象,并提出有關的探究性問題,比如物距大小是否會對成像產(chǎn)生影響?具體特點是什么?接著物理教師需要引導學生結合自己的猜想來設計有關的探究性實驗。然后,物理教師鼓勵學生將自己的實驗思想借助仿真軟件來進行檢驗,并記錄試驗中的各種數(shù)據(jù)結果。最后,物理教師讓學生根據(jù)分析所得到的各種數(shù)據(jù)來幫助學生更好地歸納出凸透鏡成像的規(guī)律。另外,通過虛擬仿真實驗技術軟件運用,為學生排除其他影響實驗結果的客觀因素,比如室內光照情況等,從而可以使學生全身心地去探究有關的實驗結論[2]。

在演示型實驗中的應用 演示型實驗也是一種比較常見的物理實驗形式,其可以幫助學生更好地理解有關的物理知識、規(guī)律和原理,深化學生對于這些知識的理解和認識。但是在當前的初中物理教學過程中,因班級人數(shù)過多,部分學生可能因距離過遠而無法清晰地觀察教師所做的各種物理實驗,部分甚至可能會因為觀察不清楚而發(fā)牢騷或在課堂上公然睡覺等。虛擬仿真實驗技術軟件可以有效地解決上述學生觀察不清、缺乏學習物理知識興趣的問題,也可以解決那些受外界環(huán)境因素影響大的演示型實驗效果不理想的問題,增強學習的效果。

如針對光的反射實驗,物理教師可以借助光的反射演示實驗來幫助學生更好地了解和掌握反射定律。但是影響自然光的反射實驗效果的因素比較多,物理教師開展演示實驗的效果不是非常理想。虛擬仿真實驗技術軟件在其中的運用則可以有效克服這個問題。首先,物理教師可以引導學生借助仿真軟件平臺來演示光反射現(xiàn)象,激發(fā)學習物理知識的興趣,幫助學生根據(jù)有關的現(xiàn)象來自行設計實驗去總結和驗證反射定律,從而提高課堂演示實驗的應用質量。

虛擬仿真實驗技術軟件除了應用于測量型、探究型和演示型等物理實驗中,還可以應用于設計型和操作型等類型的物理實驗中,并均取得良好的教學效果。因此,在平時的初中物理實驗中,物理教師需要以身作則,不斷提升自己的專業(yè)能力,尤其應用虛擬仿真實驗技術軟件開展實驗教學的能力。還要明確虛擬仿真實驗技術軟件在實驗教學中存在的缺陷和不足,以更好地發(fā)揮其教學優(yōu)勢。另外,學校也應該積極進行相關虛擬仿真實驗技術軟件的引進,滿足初中物理實驗教學需求。但是為了確保軟件設計的科學性,希望有關設計人員必須要加強與一線教師的溝通和交流,從而充分發(fā)揮虛擬仿真實驗技術軟件與傳統(tǒng)物理實驗教學摸式二者的優(yōu)勢,不斷提升軟件的應用功能和質量。

總之,虛擬仿真實驗技術軟件在初中物理實驗教學中的運用可以為學生創(chuàng)設一個虛擬的“真實”實驗操作情境,有利于激發(fā)學生參與實驗學習的積極性,調動學生的熱情,同時也有助于實驗的順利開展,免受客觀因素的影響。因此,在初中物理實驗教學過程中,物理教師必須合理運用虛擬仿真實驗技術軟件來開展教學,還要兼顧傳統(tǒng)物理實驗教學,從而不斷提升實驗教學的質量。

參考文獻

篇5

【關鍵詞】污水處理;技術;CASS

眾所周知,水是生命之源,水的質量決定了居民的生活質量和人民的身體健康。無論是在日常生活中還是在經(jīng)濟生產(chǎn)中,水都是必不可少的,然而,隨著當今經(jīng)濟的迅猛發(fā)展和人口的不斷增加,水需求量日益增加,導致水資源嚴重短缺;另一方面,在傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式和用水模式下,水資源浪費現(xiàn)象也異常嚴峻。除此之外,不合理的污水排放導致水體大幅度污染,不僅使得自然環(huán)境受到破壞,還給居民生活帶來不利影響,進而阻礙了經(jīng)濟發(fā)展的步伐。傳統(tǒng)的污水處理方式已不再適合當今的具體情況,必須采用先進的處理方式才能降低污水對環(huán)境造成的傷害。

一、CASS工藝概況

CASS工藝是一種較為先進的污水處理方式,是在傳統(tǒng)處理方式的基礎上,增加活性泥工藝的一種先進技術,目前,CASS工藝主要運用在中小型污水處理廠的污水處理之中。該項工藝含有大量高科技因素,擁有自屬的一整套自控系統(tǒng),并結合計算機技術和自動化技術,是一項高端新穎的工藝。CASS工藝在應用時不用建設過多的沉淀池,這是其與傳統(tǒng)污水處理方式的最明顯的區(qū)別,除此之外,此項工藝還有造價低廉、節(jié)約土地、功能強大、抗負荷能力高等優(yōu)點,因此,CASS工藝在污水處理方面越來越受到重視。而在我國,此項工藝主要應用于城市污水的處理方面。

二、CASS工藝運行原理

CASS工藝也被稱為周期性活性污泥處理法。該項工藝最初出現(xiàn)于美國,當前,這項工藝在國內外應用最為廣泛,不僅因為其節(jié)約土地、節(jié)省開支,更因為CASS工藝強大的污水處理能力。

CASS工藝包含這樣幾個污水處理流程,進水、曝氣、沉淀、排水,是一項綜合的技術工藝。CASS工藝采用活性污泥法,與一般的污泥處理方式相比,省去了污泥回流和二次沉淀的流程。CASS工藝采用先進的技術,核心技術區(qū)就是CASS池,這一區(qū)域分為兩大部份,前半部分是生物區(qū),后半部分是主反應區(qū)。在污水處理過程中,污水在進水后,首先沉淀顆粒物質,然后進入生物選擇區(qū),在這一部分活性污泥中有機物質不斷增加,從而形成高濃度的環(huán)境,最后進入主反應區(qū),在這一部分里污水中污染物被徹底分解消滅,隨后水被排出。在這一過程中,生物選擇區(qū)和主反應區(qū)是處理污水的主要環(huán)節(jié),生物選擇區(qū)主要是利用微生物的吸附作用,在強化吸附作用的基礎上增加微生物的繁殖速度,從而增加活性泥的活性;反應區(qū)主要是降解有機物,是污水處理的最關鍵環(huán)節(jié),有機物降解完也就意味著污水處理的結束,水也就變成無污染的水質,可以排放出進入水系統(tǒng)循環(huán)中。

三、CASS工藝的運行方式

CASS工藝在污水處理中主要有這樣幾個流程:進水、曝氣、沉淀、潷水等四個階段,污水依次經(jīng)過這四個階段,便完成了污水中污染物的處理。

首先是進水階段,污水進入反應池,同時,處理污水的活性泥在主反應區(qū)完成降解后,返回到生物選擇區(qū),開始新一輪的有機物沉淀積累工作。為使污水與活性泥能夠充分融合,生物選擇區(qū)的攪拌器可以打開,水泥充分混合,活性泥可以充分吸附污水中的微生物,使微生物繁殖速度加快,從而形成一個高濃度的環(huán)境,為下一步有機物的降解提供基礎。

其次是曝氣階段,曝氣的作用主要是往反應池中增加氧氣,這樣不僅可以使水泥充分混合,還可以為微生物創(chuàng)造有利條件,分解污水中的有機物。

再次是沉淀階段,在曝氣階段之后,便進入沉淀階段,由于水體中溶解了相當程度的氧氣,這些氧氣不僅可以促進微生物分解有機物質,未消耗完的氧氣還可以繼續(xù)消耗污水中的有機物質。在此階段,微生物開始進入硝化反應階段,同時,污泥也開始沉淀。

最后是潷水階段,此階段的到來,意味著整個污水處理過程的結束,污水中的污染物質被降解完成,污泥開始沉淀,反應池中的自動潷水裝置將上層清水排出,各項裝置回歸原位,整個反應池進入新一輪的循環(huán)當中。

四、CASS工藝的優(yōu)勢

1.節(jié)約土地與成本,流程簡單

傳統(tǒng)的污水處理流程復雜,沉淀池較多,分離池也較多,污水處理工作的操作較為復雜,CASS工藝減少了工藝流程,主要設有沉淀池和排泥系統(tǒng)兩大操作項目。沉淀池沉淀顆粒物質,排泥系統(tǒng)包含了反應池,污水在經(jīng)過處理以后,不必進入下一個沉淀池,所有的有機物降解和水泥分離工作都在排泥系統(tǒng)中一次性完成,減少了工程建設成本。另外,工藝流程減少了不必要的部分,工程建設主要有格柵、CASS反應池和污泥池等幾個部分,整體布局較為緊湊,減少了土地占用面積。除此之外,流程的簡化使得時間操作較為靈活,同時,該工藝在氮磷的處理上效果突出,因此,不必進行更進一步的處理,與傳統(tǒng)方式相比可節(jié)約一半成本。

2.可以有效抑制污泥膨脹

污泥膨脹是活性污泥處理法中比較常見的現(xiàn)象,這種現(xiàn)象的出現(xiàn)會大大降低污泥活性,不利于污水處理,而CASS工藝可以很好地抑制污泥膨脹。CASS反應池分為前后兩部分,前部分的生物選擇區(qū)是污泥中的微生物繁殖,從而為有機物的降解提供高濃度的環(huán)境,在高濃度環(huán)境下,活性污泥中的菌膠團大量繁殖,抑制了絲狀菌的生長;在后部分的主反應區(qū),菌膠團大量消耗以運用于降解有機物質,而絲狀菌則得到大量繁殖的機會,但由于生物區(qū)的高濃度環(huán)境抑制了絲狀菌的有效繁殖。因此,在設計合理的情況下,污泥可以大量消除有機物質,從而消除污泥膨脹現(xiàn)象。

3.有效去除氮磷等物質

氮磷等物質是溶解于水的物質,去除工藝相當復雜,傳統(tǒng)工藝在水中添加活性酶可以有效去除溶解性物質。CASS工藝中的主反應池在曝氣階段處于厭氧與缺氧兩種環(huán)境的交替狀態(tài),活性泥可以發(fā)生硝化反應,有效去除污水中的氮磷等物質。

4.沉淀效果好,剩余污泥少

CASS工藝進入沉淀階段后,整個反應池都可以進行沉淀作用,與傳統(tǒng)污水處理方式相比,CASS池的表面負荷能力相對較高,即使前部反應池在完成進水階段,也不會對后部分的沉淀階段造成很大的影響,因此,CASS工藝的沉淀效果比較好。實踐可知,即使是在環(huán)境比較惡劣的情況下,CASS工藝的沉淀效果依然十分理想,且沉淀后水中污泥剩余量較少,污泥性質也比較穩(wěn)定,不必再進行下一步處理就可將清水排出。

5.負荷能力高,運行較為方便

CASS工藝的建設容積可以依據(jù)實際情況調整且不影響實際運行,同時,CASS工藝的穩(wěn)定性使得水質水量有較大的適應性,即使是在污水容量較大的時候,CASS工藝仍然可以完美適應,可以發(fā)揮很好的去除功效。同時,CASS工藝流程相對簡單,操作起來也較為方便,因此,該工藝擁有較高級的自控能力,減少人員投入。

結語:

經(jīng)濟的高速發(fā)展使得環(huán)境污染日益嚴重,如何做到經(jīng)濟與環(huán)境的共同進步是當前亟待解決的重大難題。因此,國家增加了環(huán)保產(chǎn)業(yè)的資金投入,對污水的排放越來越嚴格,通過這種方式改善環(huán)境,提高居民生活質量,CASS工藝作為先進技術,在當前的污水處理中發(fā)揮了重大作用。

參考文獻:

[1]馬艷新.CASS工藝在污水處理中的應用研究[D].遼寧師范大學,2013,3(05):25-36.

[2]徐亞通.廢水中氮磷的去除[M].華東師范大學出版社,2012,5(14):23-37.

篇6

[關鍵詞]AAO工藝,焦化廢水,處理方法

中圖分類號:TG333.7 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)17-0057-01

一、引言

焦化廢水大多是來自原煤的精加工過程,主要有三種來源途徑:第一種是煤氣凈化處理過程時產(chǎn)生;第二種是在進行原煤精加工過程時制造出的氨水沒有處理干凈;第三種是原煤精加工過程中受其他因素影響而產(chǎn)生的廢水,因此處理焦化廢水是一道十分復雜十分困難的工作,AAO工藝則可以簡便并且有效處理焦化廢水,實現(xiàn)高效性。

二、焦化廢水水質分析

焦化廢水水質是依據(jù)凈化處理剩下的氨水、終冷化洗滌水還有粗苯含量的分離水進行分析,焦化廢水主要通過酚氰廢水處理站進行分析檢驗,處理站人員再將其轉運到蒸餾塔統(tǒng)一進行蒸餾,焦化廢水主要成分為廢水污染物,其含水量比較小,而污染物中占比重最大的就是以有機氮或者氨氮形式存在的氮,有機氮可以由廢水中的細菌進行分解或水解作用形成氨氮,焦化廢水進入酚氰處理站經(jīng)過分析后得到的水質分析。

三、AAO工藝的處理原理

AAO工藝大致分為三個階段:廢水處理焦油處理污泥處理,通過這三個階段的處理之后,可以實現(xiàn)焦化廢水的有效處理。

3.1、廢水處理

可以將AAO工藝劃分為三個環(huán)節(jié)進行焦化廢水處理:焦化廢水的預處理作為第一環(huán)節(jié),主要應用到焦化廢水的除油池和調節(jié)池等工藝場所,還要對除油池和分離池進行二次浮選;第二環(huán)節(jié)是焦化廢水的生化處理,AAO工藝為主的厭氧-缺氧-好氧池以及二沉池作為此環(huán)節(jié)的重要實施場所;第三壞節(jié)則為焦化廢水的后處理,而可應用到的工藝場所包括混合廢水反應池、混凝廢水沉淀池以及廢水污泥處理池。

AAO工藝焦化處理的原理大致為:用酚氰廢水舉例,第一步在除油池中進行輕重焦油的自動處理過程,通過2#吸水井流入浮選除油池來去除乳化油,第二步再通過3#吸水池輸送到進行焦化廢水生化反應的厭氧池,可分為兩種反應方式:一種是降解并處理焦化廢水中的有害物質;還有一種就是將有機物變?yōu)樾滦湍茉丛俅卫?,使得廢水的處理更加綠色與高效,然后在缺氧池進行處理,這個過程的主要目的是對首次處理的廢水硝化和脫碳,利用好氧池二次沉淀,將固態(tài)和液態(tài)進行分層,通過某些處理設備將清液排出去或者回收重新利用,那些無法直接排放的焦化廢水則輸入到混合池進行反應,流到混凝沉淀池后重復固液分離的處理方式,依舊是回流利用或排除,流程大致如下(如圖1)。

3.2、焦油處理

處理在除油池所沉降出來的重、輕油是焦油處理的關鍵環(huán)節(jié),利用蒸汽進行加熱處理提升油泵到油槽進行儲存,儲存完重油之后剩余的輕油就流入輕油槽中自動貯存。在廢水處理廠儲存在重、輕油槽中的焦油或氣浮型油渣每隔一段時間,由罐車運輸?shù)教囟ǖ攸c集中處理,避免堆積現(xiàn)象。

3.3、污泥處理

AAO工藝主要通過兩種形式進行焦化廢水中的污泥處理:一種是污泥濃縮,另一種是污泥脫水。污泥濃縮池是實施這種工藝的主要場所,包含了二沉池和混凝沉淀池中沉淀的無法被消化的污泥,在污泥濃縮池中對污泥提升濃縮,單螺桿泵將濃縮之后污泥進行提升,與板框壓濾機共同運作進行脫水,污泥的含量和產(chǎn)量比較而言不是很高,因此處理污泥時,可將其壓成泥餅,運送到鍋爐房,為其燃料供應提供了便利,還降低了對環(huán)境的影響。

四、AAO工藝處理的影響因素

焦化廢水處理時會有許多內外在的因素,會造成AAO工藝的使用效果,不但會使AAO工藝處理焦化廢水的效率大大降低,還影響了AAO工藝的處理效果,比如污泥的泥齡、有機物和反應物的比值還有反應池中溶解氧氣的能力等

4.2、BOD負荷

BOD負荷會影響活性污泥的增長速率,以及有機底物的降解速率。BOD負荷若是過低會擴大曝氣池的容積,增加建設的成本;反而BOD負荷過高適應經(jīng)濟的發(fā)展,但不一定會滿足受納水體對水質的要求。\

4.3、溫度

溫度是影響活性污泥微生物生理活動的重要因素,微生物酶促反應的最佳溫度在20~30℃之間。微生物在該溫度條件內生理活動較活躍,若低于10℃或者高于35℃,就會大大影響有機底物的代謝功能,焦化廢水處理站通常將生化池的溫度控制在15℃~35℃之間。像北方這樣較為嚴寒的地域,可通過蒸汽的方式對生物段進行加熱,來促進生化池內微生物的活性,確保出水排放合格。

4.4、DO(溶解氧)

溶解氧含量高,會耗費過多的能量,不適用于目前的經(jīng)濟狀況。而DO含量過低,適合絲狀菌的生長,就會引起污泥膨脹現(xiàn)象的發(fā)生。某些工程主要采用強化的AAO工藝,一般規(guī)定硝化段溶解氧>2.0mg/L,反硝化段溶解氧

硝化菌的增長速度較慢,繁殖周期長,如果污泥齡較短,就會使得硝化菌未經(jīng)增殖就被系統(tǒng)排出。為了提高活性污泥的脫氮效果,宜選擇較長的泥齡實施強化AAO工藝,一般選擇的污泥齡在20天左右。

4.7、內回流比

通常而言,若碳源較為充足,內回流比就會增大,脫氮效率也會提高,但內回流比一旦太高會導致動力消耗加大,并增加了被帶入反硝化段的溶解氧,反硝化率反而降低。工程實際運行時,通常將內回流比控制在200-400%范圍內。

五、結束語

AAO工藝對于焦化廢水的處理有十分重要的意義,經(jīng)過多年實踐,表明AAO工藝在技術管理領域還是在條件控制方面,都是有效的,還能確保焦化廢水的處理做到合理的達標排放。但其缺點就是處理焦化廢水時缺乏抵抗負荷沖擊的能力,廢水處理還不夠穩(wěn)定。我國應加強對AAO工藝研發(fā)的重視程度,全面提高廢水處理質量,在此領域爭取有重大的突破。

參考文獻

[1] 張洪濤,劉俊,熊亞杰,楊舉平,薛健.大型化工廠污水深度處理的新思路[J].科技創(chuàng)新導報.2013(14).

[2] 鄔文鵬,李素芹,熊國宏,蒼大強.生物膜法處理焦化廢水試驗研究[J].中國高新技術企業(yè).2012(01).

篇7

關鍵詞:船舶生活污水;生活污水處理裝置;裝置設計特點

中圖分類號:U672.7 文I標識碼:A 文章編號:1006―7973(2017)04-0044-02

近些年來人類環(huán)保意識的不斷提高,國內外防污染標準要求也越來越嚴格。2006年國際海事組織通過生活污水新排放標準MEPC.159(55),于2010年1月1日強制執(zhí)行,該排放標準相對于老標準嚴格一倍以上。2011年國家海事局出版的《內河船舶法定檢驗規(guī)則》和2013中國船級社出版的《綠色船舶規(guī)范》均要求船舶生活污水處理裝置需滿足IMO.MEPC.159(55)標準。

隨著環(huán)境工程技術的發(fā)展,各種污水處理技術和設備也在不斷發(fā)展,處理方法多種多樣,在各種船舶上均已得到了廣泛的應用。本文結合調研資料及實船設計經(jīng)驗,著重介紹揚州市海洋環(huán)保設備有限公司的STU型船用生活污水處理裝置的結構特點、性能。

1 船舶生活污水排放規(guī)范和處理方法

1.1 船舶生活污水的定義

船舶生活污水是下列各種水質:任何形式的馬桶、小便池的排出物和其他廢棄物;從醫(yī)務室的面盆、洗澡盆和這些處所排除的污水;裝有活的動物處所的排出物;混有上述排出物的其他廢水。船舶生活污水不僅含有有機物和礦物質,而且還含有大量的細菌、寄生蟲,有時還含有危害人體及水生物的病毒,如不經(jīng)過任何處理而將其任意排放,就可能造成周圍水域的污染。

1.2 船舶生活污水的排放規(guī)范

為了防止船舶生活污水污染,內河船用生活污水處理裝置主要是依據(jù)《內河船舶法定檢驗技術規(guī)則2011》、《船用生活污水處理系統(tǒng)技術條件》GB/T10833-1989和IMO.MEPC.159(55) 決議附件《經(jīng)修訂的實施生活污水處理裝置排出物標準和性能試驗導則》,如下所示。

1.3 船舶生活污水處理方法

目前,長江江蘇段及內河船舶采用的生活污水處理方式主要有兩種:收集貯存式和處理排放式,即在京杭運河等零排放水域將生活污水收集貯存,到港口再由垃圾站接收;航行非零排放水域如長江再由處理裝置處理排放。

1.3.1 收集貯存式

通過專設的糞便柜收集貯存含糞尿的廁所沖洗水,集中排放到岸上接收裝置。其糞便柜內壁應涂敷環(huán)氧樹脂或采用玻璃鋼襯里,以防銹蝕。采用這種處理方式的裝置,只需從各個廁所匯集糞尿的管路和配備足夠容量的貯存柜即可,所以裝置十分簡單,造價低,但貯存柜的容量往往需要很大,特別是內河岸上這些接受裝置還是配備不到位。同時當糞尿需要長期貯存時,還必須使用化學藥品殺菌、消毒和除臭,增加藥品費用。此外,因必須依靠岸上的接收處理而需支付處理費。這些缺點限制其應用,不宜推廣,只有在內河零排放等特定水域使用。

1.3.2 處理排放式

船用生活污水處理裝置,是利用好氧性微生物為主的活性污泥對污水中的有機物進行氧化分解,使其變成無機物,然后進行大腸桿菌消毒處理,再排放?;钚晕勰鄬τ袡C物具有很強的吸附能力和氧化分解能力。活性污泥所發(fā)酵產(chǎn)生的微生物,在有氧的條件下,能透過細菌的細胞壁將污水中的溶解性有機物吸收,固體和膠體的有機物先附在細菌體外,由細菌所分泌的外酶分解為溶解性物質再加以吸收。細菌通過其自身的生命活動――氧化、還原、合成等過程,將一部分被吸收的有機物氧化成簡單的無機物,同時放出能量,供細菌活動、生長、繁殖,而將另一部分有機質軟化為生物體所必須的營養(yǎng)質,組成新的原生質,使細菌生長繁殖。采用此種處理方法,處理效果好,所需糞便柜體積小,比較簡單可靠,已在船舶上廣泛應用。但缺點是需連續(xù)使用,否則微生物就會死亡而失去處理能力,再生處理所需時間長。

2 STU型船舶生活污水處理裝置設計思路

2.1 工藝流程

2.2 設計原理

STU-6型生活污水處理裝置(圖1)日處理量:490 L/d;排水水質滿足IMO.MEPC.159(55) 決議附件《經(jīng)修訂的實施生活污水處理裝置排出物標準和性能試驗導則》,適用于處理常規(guī)沖洗系統(tǒng)產(chǎn)生的生活污水(4-7 人),該裝置兼有活性污泥和生物膜法處理之特點,設有污泥、殘渣回流再處理系統(tǒng),污泥排放周期長;該裝置由四個柜室組成,即粉碎氧化柜,曝氣柜、沉淀柜、膜生化柜。糞便污水從粉碎柜入口進入處理裝置,在粉碎柜內缺氧區(qū)污水發(fā)生水解酸化反應,草紙等難降解、大顆粒污染物被分解成小顆粒。污水通過溢流管進入接觸氧化柜,接觸氧化柜裝有復合填料,好氧生物在其中大量繁殖,污水中部分有機污染物在填料中被微生物降解為二氧化碳和水。污水在一級接觸氧化柜內被稀釋、降解并停留一定的時間,隨后進入沉淀柜。經(jīng)沉淀后的“上清液”自動溢流流入膜反應柜,進一步氧化、分離小分子有機物,膜的高效截留作用,使活性污泥及微生物、未經(jīng)充分生化的小分子污染物被膜絲及表面的生物膜截留在裝置中繼續(xù)進行生化反應,動態(tài)地延長了污水停留時間,實現(xiàn)了水力停留時間與污泥齡的完全分離,使得裝置運行控制更加靈活穩(wěn)定。經(jīng)過膜件處理過的“清水”一般可以達到國際排放標準,但為了更可靠地保證排放水符合國際標準,“清水”被貯存在清水箱中等待下一步凈化處理,貯存到一定量后由排放泵泵入精濾器中,對清水進行再次凈化過濾,以降低出水有機物含量,最后再經(jīng)紫外線消毒器殺死出水中可能漏網(wǎng)的大腸菌群,保證出水能夠達標排放。如圖2。

2.2 設計優(yōu)點

(1)本裝置主要采用生物膜接觸氧化工藝處理船舶生活污水,本裝置粉碎柜也采用粉碎加曝氣氧化工藝,且本裝置污泥回流量相當少,主要是將膜柜底部污泥定期回流,如考慮一定的回流量,水力停留時間更長。另外,粉碎柜缺氧區(qū)也可以降解沉淀柜回流污泥,顆保證系統(tǒng)污泥殘渣不會超量積累。

(2)本裝置未用氯藥品殺菌,而是依據(jù)飲用水《紫外線消毒器》QB/T1172-99標準中參數(shù)選型表,同時飲用水大腸桿菌排放標準(1L水不超過3個)遠遠比船舶合格水排放標準(小于100個/mL)更嚴格。

(3)采用了一種軟性纖維填料,克服了一般采用活性污泥法或以硬性填料作為生物載體的生物膜法的處理裝置的弊病。

(4)在線反沖洗,本裝置如圖1配備了微型自吸泵和清水箱,該泵能在膜絲內外形成一定的壓差,如果膜因污染堵塞,排水量下降,最終高位報警,此時啟動自吸泵反清洗,可增加膜通量,延長膜的壽命。

(5)該處理裝置體積小,主尺寸為1200×600×1000(mm)、結構緊湊,設計為分體式,內河船舶均可通過吊進機艙后再組裝。

(6)該裝置正常工作電源為24V,符合內河船用蓄電池要求,夜間船舶停泊斷電可正常運行。裝置重啟速度快,無需周期性培菌馴化調試。

3 結束語

現(xiàn)在隨著內河運力的增加,國家對船舶防污染補貼力度加大,船用生活污水處理裝置的研究與應用也是層出不窮,但從上述設計介紹可以看出,船用生活污水處理裝置,因船上環(huán)境較為特殊,應力求處理過程穩(wěn)定且效率高、縮小設備尺寸、降低重量、減少能耗、經(jīng)濟合理、操作管理簡便等。只有達到生產(chǎn)效益與環(huán)保效益兼顧,才能使船用生活污水處理裝置發(fā)揮應有的作用。

參考文獻:

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【關鍵詞】:生態(tài)環(huán)保;污水處理;技術

1、對污水進行處理的重大意義

我國在進行工業(yè)發(fā)展的過程中,工廠數(shù)量與日俱增,由此導致三廢的排放量越來越大。并且,人口數(shù)量也逐漸提升,也在很大程度上增加了生活污水的排放量。這些污水在未經(jīng)處理的情況下被排放,給當?shù)厮丛斐闪耸謬乐氐钠茐?,可直接使用的水資源逐漸降低。

2、污水生態(tài)化處理方式的具體操作內容

2.1污水系統(tǒng)化處理方式

在污水排放區(qū)域集中污水進入處理區(qū)域,合理安排污水治理區(qū)域進行治理。例如鄉(xiāng)鎮(zhèn)工廠規(guī)劃在同一區(qū)域,統(tǒng)一對污水進行處理,防止工廠污水排入河道和溝渠,阻止污水進入溝渠和重要環(huán)境保護區(qū)。農田在使用農藥方面盡量避免農田污水進入人畜飲用水區(qū)域,合理使用農藥和化肥,鼓勵農民加入污水處理隊伍,普及污水防治和治理知識。生活用水方面應該統(tǒng)一引入相應渠道,把污水引入治理區(qū)域,通過生態(tài)化處理,凈化水源,實現(xiàn)污水的綜合化處理。

2.2污水的生態(tài)化處理方式

運用人工濕地建設方式,在污水處理區(qū)域建設人工濕地,通過巖石過濾、泥炭凈化、生物吸收降低污水中的化學成分,使污水中的化學資源轉化為生物資源,最后再通過相應的自然生物物種多重凈化得出具有環(huán)保效益的淡水。例如,統(tǒng)一把污水引入處理區(qū)域,第一層通過巖石過濾,第二層通過泥炭消毒過濾,第三層通過具有吸收氮、磷、鉀等化學物質的蘆葦?shù)人参镞^濾吸收,第四層通過竹子、芭蕉等植物通過生物過濾,然后在經(jīng)過相對較長的濕地,再運用泥土綜合過濾,最后得出通過過濾后的凈化水源。這種方式成本低,費用低,操作方便簡單,而且無次生環(huán)境污染問題。只是需要相對較寬的污水處理區(qū)域。

3、生態(tài)環(huán)保的污水處理技術

3.1土地污水處理系統(tǒng)

這種處理方法的主要工作原理,就是充分利用地面上栽種的植物根系,通過它們的自我調節(jié)能力和生物的輔助,達到有效處理污水的目的。還有一個優(yōu)點,就是通過對污水的理,土地上的植被和當?shù)赝寥揽梢猿浞治瘴鬯械臓I養(yǎng)成分,從而可以更好的成長。

污水土地處理系統(tǒng)并不是單一的,而是包含多種類型,我們平時最常用到的有慢速滲透、快速滲透系,地表漫流和地下滲透處理系統(tǒng)。這些方法的主要運用原理包括沉淀、過濾、揮發(fā)、生物氧化、土壤吸附、光解等,以上所說的這四種常用的處理方式,被處理過的污水可以直接灌溉或是作為景觀水使用。

3.2污水生物處理技術

污水生物處理技術是在當前我國環(huán)保工程污水處理工作當中比較常用的一種污水處理技術,目前最為常見的為活性污泥污水處理技術與生物膜污水處理技術兩種?;钚晕勰辔鬯幚砑夹g的原理,是使用懸浮狀態(tài)的微生物群體所進行的生化代謝對好氧污水所開展的一種處理技術。一般情況下,微生物在生長繁殖階段,可以形成一片面積較大的菌膠團,這些菌膠團能夠有效對污水當中的懸浮物進行吸附,并把這些污染物直接吸收到微生物的細胞當中。同時在氧元素的幫助下,能夠將被吸附的污染物進行氧化,并釋放出對人體無害的二氧化碳和水。使用污水生物處理技術所形成的污泥濃度一般在4g/L。

生物膜污水處理技術的原理是,利用微生物通常會依附于填料的表層這一特征,由此形成膠狀的生物膜。這種生物膜擁有表面積大、微型小孔數(shù)量多、吸附能力較強的特征。利用這些特點來對水中的微生物進行處理,能夠有效的將水中所含有的有機物進行分解和再利用。污水處理廠在進行污水處理時,污水在流動的過程中,會受到空氣的不斷攪動,由此讓生物膜和污水之間發(fā)生連續(xù)的接觸。在污水當中所含有的有機污染物會和在水中溶解的氧氣一起被生物膜所吸附,并且在生物膜上所含有的大量微生物便會開始對污水當中所含有的有機污染物進行分解。在該過程當中,生物膜會連續(xù)進行新陳代謝作用,衰老死亡的生物膜會逐漸脫離,并且在沉淀池當中和水體發(fā)生分離。

在污水處理廠進行污水的處理工作當中,工作人員為了增強對污水的處理效果,一般會將這兩種污水處理技術進行聯(lián)合使用。其做法為在活性污泥當中添加適量的物料,讓活性污泥變成微生物的反應器,活性污泥具有很高的濃度,一般在14g/L。

3.3組合型的污水處理工藝

所謂的組合型處理工藝,指的就是將當前存在的多種污水處理工藝和技術方法有機結合來處理污水的一種方法。因為不同類型的污水處理工藝在實際工作中都會存在一定缺陷,所以,其往往不能夠達到很好的處理效果。但如果處理人員可以將這些技術工藝有效結合起來,那么就可以借助優(yōu)勢互補的關系,達到更好的污水處理效果。例如,處理人員可以講生物濾池和臭氧分解這兩種工藝結合起來,從而在克服臭氧分解后副作用的基礎上,為水中脊椎生物的生長提供良好的生長環(huán)境。同其他方法相比,這種組合型的處理工藝更加的科學合理。此外,如果相關部門和企業(yè)想要對污水進行再利用,那就必須要對污水進行深度處理。一直以來,化學氧化劑都以氯的成本低、處理效果好而受到了人們的廣泛歡迎,但氯氣的使用,可能會在處理過程中同污水中包含的一些其他化學物質產(chǎn)生化學反應,從而產(chǎn)生一些新的有毒物質。而如果使用臭氧氧化和其他類型處理工藝相結合的話,就能夠有效的避免這一副作用的出現(xiàn)。

結束語

綜上所述,對污水處理工藝展開深入研究,提升其生態(tài)安全性,已經(jīng)成為現(xiàn)階段我國社會經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略中的重要內容。對此,相關政府部門和單位的工作人員應當以生態(tài)保護為指導思想,對污水處理工藝和污水循環(huán)利用技術進行細致的研究和分析,確保各行業(yè)企業(yè)的污水排放都能夠達到相關指標和標準的要求,從而為保護生態(tài)環(huán)境,維護生態(tài)發(fā)展的安全性奠定良好的基礎。

【參考文獻】:

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[2]李群善.寒冷地區(qū)高速公路邊坡生態(tài)防護與服務區(qū)節(jié)能環(huán)保技術[D].長安大學,2014.

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[關鍵詞]城市污泥;處理;土地利用;焚燒;填埋

[中圖分類號]C93[文獻標識碼]A[文章編號]1005-6432(2012)23-0030-02

1 污泥焚燒

11 概念

因為污泥中含有大量的可以燃燒的有機物和一定數(shù)量的纖維素木質素,將污泥通過一系列的脫水化處置后再進行干燥處理,最后通過焚燒爐進行焚燒,使污泥成為少量灰燼的城市污泥處理工藝。污泥焚燒是一種減量化、穩(wěn)定化、無害化的處理方法??梢苑譃橥耆紵ê筒煌耆紵āM耆紵峭ㄟ^豎式多級焚燒爐,將污泥干燥充分燃燒,多用在大城市的污水處理廠。所謂不完全燃燒法,是指在對城市污泥不脫水干燥的情況下,利用水中有機雜質在高壓、高溫下可被氧化的性質,在裝置內的適宜條件下,去除污泥中有機物,通常又稱濕式氧化、濕法燃燒。這種方法除適用于處理含大量有機物的污泥外,也適用于處理高濃度的有機廢水。

1.2一般處理流程

污泥焚燒的一般流程為污泥運輸、干燥、焚燒、后期處理。對污泥的焚燒按照完全燃燒法和不完全燃燒法,工藝流程上前者需要對污泥進行脫水干燥,后者則不需要。一般情況下,焚燒污泥通過特殊改裝汽車運輸?shù)椒贌S,進入干燥設備。對污泥的干燥處理,通常采用鍋爐煙氣來直接干燥,在干燥的過程中,煙氣先經(jīng)多管除塵器除塵,以降低煙氣中的粉塵含量,含少量粉塵的煙氣再進入雙聯(lián)旋流干燥機與濕污泥直接接觸進行干燥。然后通過焚燒爐進行焚燒。最后對焚燒后殘余物進行處理。

1.3 利弊分析

通過焚燒城市污泥能夠大量地化解污泥中的有毒有害物質,焚燒后產(chǎn)物為無毒、無菌的無機物質能夠快速地降解,通過焚燒污泥最后產(chǎn)物的運輸和處理也大大簡化。同時焚燒產(chǎn)生的熱量可以充分利用,如城市供暖、發(fā)電等。焚燒過程中產(chǎn)生的有毒有害氣體,如二氧化硫、二惡英,對大氣造成二次污染,同時污泥中的重金屬也隨煙塵擴散,造成大面積污染。同時,污泥焚燒的運行費用高昂,是其他工藝的數(shù)倍。在歐美發(fā)過國家中,只有日本大面積的采用污泥焚燒。

2 衛(wèi)生填埋

2.1 概念

衛(wèi)生填埋是指將城市污泥與生活垃圾一起進行填埋,而不需要對城市污泥進行干燥脫水、焚燒。一般利用城市低洼地填埋城市污泥,目前衛(wèi)生填埋的方式主要進行厭氧填埋。

2.2 一般處理流程

衛(wèi)生填埋較為簡單,直接將污泥經(jīng)過簡單滅菌處理后運輸?shù)嚼盥駡?與生活垃圾和工業(yè)垃圾一起深埋底下即可。為了防止填埋廢物與周圍環(huán)境接觸,尤其是防止地下水污染,在設計上除了必須嚴格選擇具有適宜的水文地質結構和滿足其他條件的場址外,還要求在填埋場底部鋪有一定厚度的黏土層或高密度聚乙烯材料的襯層,并具有地表徑流控制、浸出液的收集和處理、沼氣的收集和處理、監(jiān)測井及適當?shù)淖罱K覆蓋層的設計。

2.3 利弊分析

衛(wèi)生填埋處理費用最為低廉,不需要對污泥進行脫水干燥。處理簡單,速度快捷。但填埋的弊端顯而易見,因為沒有經(jīng)過特別處理,污泥中的有毒有害成分仍然存在。雖然經(jīng)過深埋,但是日久天長,隨著雨水的滲透,污泥中的有毒有害成分滲透到周圍土壤、水質中,對周圍環(huán)境造成二次污染,并且這種污染對生態(tài)環(huán)境的損害及其巨大。另外填埋需要消耗大量的土地資源,雖然有的國家曾經(jīng)將填埋改為深海填埋,但是污泥垃圾等還有的污染更具有破壞性和長久性,現(xiàn)在發(fā)達國家基本上已經(jīng)禁止進行海洋填埋。城市快速發(fā)展的今天,土地資源日趨緊張,對污泥進行填埋處理已經(jīng)不合時宜。

3 土地利用

31 概念

污泥的土地利用是指通過特殊工藝,將城市污泥中的有毒有害物質進行處理保留城市污泥中的有機營養(yǎng)成分,使其成為農田修復、花木肥料的污泥處理過程。一般使用發(fā)酵的方法,對城市污泥中的有害物質進行處理,使其降解或者化學分解,保留污泥中的營養(yǎng)成分。

32 一般流程

污泥的土地利用流程,首先對污泥進行脫水或者干化處理,將污泥進行固態(tài)化,然后對處理過的污泥進行脫水處理。脫水后進行第一次發(fā)酵,通過添加膨脹劑和調理劑等化學藥劑,對污泥中的有害成分進行初次處理,再對發(fā)酵的污泥進行通風除味。第一次發(fā)酵后,再進行一次發(fā)酵處理,大幅度地降解污泥中的有毒有害成分,同時保持污泥中的營養(yǎng)成分。通過化學發(fā)酵處理后,即可成為半成品,在對半成品按照需要的不同進行粗加工或者深加工。

33 利弊分析

污泥中富含大量的植物生長所需要的營養(yǎng)成分,能夠轉化為優(yōu)質的農作物肥料,同時也能成為農田改造的優(yōu)質材料。不過污泥中的有毒有害成分較多,在進行土地利用前,必須對污泥進行有毒有害物質預先處理,降低有毒有害物質的含量。一般通過化學或者物理的方法進行預先處理。從目前現(xiàn)有的技術來看對污泥中有毒有害物質進行處理,已經(jīng)不是什么難題,并且從成本的角度來看,對有毒有害物質處理的費用,與處理后所代來的收益遠大于前者。

4 我國城市污泥處理模式的選擇

41 我國城市污泥處理模式選擇的背景

(1)土地資源有限,土地環(huán)境污染嚴重。我國是一個農業(yè)大國,又是一個人口大國,人口基數(shù)大,農業(yè)處于國民經(jīng)濟體系中的基礎地位。而可耕種土地面積極為有限,特別是最近幾年城市化進程加快,大量的耕地轉化為城市建設用地,可耕地面積逐年減少。以犧牲環(huán)境為代價的粗放型的經(jīng)濟發(fā)展模式,使得我國土地環(huán)境污染及其嚴重。

(2)城市化步伐加快,城市垃圾數(shù)量龐大。我國經(jīng)濟發(fā)展由農業(yè)國向工業(yè)國不斷推進,直接的表現(xiàn)就是城市步伐加快,具體表現(xiàn)在農村居民向城鎮(zhèn)集中,城鎮(zhèn)居民向大城市集中,城市化步伐加快,大城市、特大城市不斷涌現(xiàn)。城市的不斷涌現(xiàn),特別是特大城市的出現(xiàn),產(chǎn)生了一系列的城市環(huán)境問題,特別是由此而產(chǎn)生的城市垃圾逐年增多,很多城市甚至出現(xiàn)了垃圾圍城的現(xiàn)象。

(3)區(qū)域發(fā)展不平衡。我國經(jīng)濟最近幾十年飛速發(fā)展,但是我國幅員遼闊,地區(qū)發(fā)展差異較大,東部和西部發(fā)展差距巨大,東部經(jīng)濟、文化、社會發(fā)展明顯領先于西部和中部地區(qū),特別是經(jīng)濟發(fā)展水平上,東部占據(jù)明顯的優(yōu)勢。在對待環(huán)境保護的態(tài)度上,先發(fā)展的地區(qū),環(huán)境保護意識和環(huán)境保護投入遠遠超過中西部地區(qū)??梢哉f在環(huán)境保護上總體態(tài)度是一致的,但是具體的保護方法上,各個地區(qū)存在較大的差異。

42 我國城市污泥處理模式的比較

污泥焚燒對城市污泥中的有毒有害物質處理的較為徹底,但是焚燒過程中容易對環(huán)境產(chǎn)生二次污染,并且污泥焚燒設備昂貴,運行費用甚高。我國地區(qū)發(fā)展極不平衡,到目前只有少數(shù)沿海發(fā)達地區(qū)才采用焚燒來處理城市污泥。衛(wèi)生填埋處理工藝簡單,高效便捷,成本低廉,但是我國土地資源極為有限,填埋需要消耗大量的土地資源,并且此種消耗是不可逆轉的。同時填埋不能降解污泥中的有毒有害成分,隨著時間的推移填埋污泥會對周圍環(huán)境造成二次深度污染,對整個環(huán)境帶來不可逆的損害。土地利用的方式處理城市污泥,能夠使得土地資源循環(huán)利用,一方面保留的城市污泥中的營養(yǎng)成分能夠循環(huán)使用;另一方面對環(huán)境不會造成二次污染,可以說是一種最佳的城市污泥處理方式。

43 因地制宜綜合處理

由于我國目前的區(qū)域發(fā)展狀況和工藝存在的先天限制,對城市污泥處理的模式很難找到一種全面推廣的統(tǒng)一模式。在一些高度城市化的沿海發(fā)達地區(qū),因為資金雄厚,采用污泥焚燒的方式處理城市污泥。在一些經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū),公用經(jīng)費有限,可以采用填埋的方式處理城市污泥。在一些農業(yè)發(fā)達地區(qū),可采用土地利用的方式處理城市污泥。我們應當看到以上三種城市污泥處理模式不是靜態(tài)的固定不變的,各地應當結合本地實際情況交叉綜合使用焚燒、填埋、土地利用。對于那些不適合填埋、利用的污泥可以采用焚燒的方式;不適合焚燒的可以采用土地利用的模式。

5 結 論

傳統(tǒng)的城市污泥處理工藝,焚燒污泥、衛(wèi)生填埋和土地利用,有其存在的合理性并將長期存在下去,但是隨著經(jīng)濟的發(fā)展,城市的擴展,土地資源和環(huán)境保護的壓力日趨嚴峻。因此在新的時代背景下,對城市污泥的處理應當充分考慮時代的要求。由于我國地域跨度大,經(jīng)濟發(fā)展水平有加大的差異,從城市污泥處理的模式的角度看,難以找到一個全國統(tǒng)一適用的模式。因此因地制宜、綜合合理利用的城市污泥處理工藝是城市污泥處理的一條最優(yōu)選擇路徑。

參考文獻:

[1]鄒紹文,張樹清,王玉軍,等中國城市污泥的性質和處置方式及其土地利用前景[J].中國農學通報,2005(1)

篇10

一、生產(chǎn)廢水回用的衛(wèi)生安全性研究

衛(wèi)生安全的飲用水,需滿足三個方面的水質要求:感官性狀良好;防止介水傳染病的發(fā)生,確保微生物學的安全性,特別是人和動物糞便的污染可引起介水傳染病的爆發(fā)流行;預防化學物質的急、慢性中毒以及其他健康危害(如致畸、致突變、致癌作用)。衛(wèi)生安全性研究主要根據(jù)生產(chǎn)廢水的特點,從微生物安全性、微量有機污染物以及致突變方面進行系統(tǒng)研究。

不少學者對凈水廠生產(chǎn)廢水回用的微生物安全性進行了一系列的研究,有人認為回用會造成濾后水中的“兩蟲”數(shù)量增加的風險,生產(chǎn)廢水必須經(jīng)過預處理方能回用;也有人認為濾池反沖洗排水直接回用不會對水處理工藝系統(tǒng)的處理效果造成影響,而且由于濾池反沖排水回用,增加了原水中顆粒的碰撞和吸附的機會,使得隱孢子蟲卵囊或賈第鞭毛蟲孢囊被吸附和包卷的機會增多,反而有利于“兩蟲”和顆粒的去除?;炷恋砗瓦^濾是常規(guī)水處理工藝去除賈第蟲和隱孢子蟲的重要階段,研究表明濾后水濁度與兩蟲的含量具有較好的相關性,混凝效果和過濾的好壞對兩蟲的去除率起到非常顯著的作用;強化混凝和優(yōu)化過濾可以得到至少2log的去除率,有時甚至高達4log的去除率,而且濾后水濁度越低,顆粒越少,賈第鞭毛蟲和隱孢子蟲去除率越高。

目前國內大多數(shù)水廠也逐漸重視生產(chǎn)廢水回用的安全性,但目前的研究多基于常規(guī)水質參數(shù)的檢驗,由于檢測方法的復雜和費用的昂貴,即使針對水域中的賈第鞭毛蟲和隱孢子蟲,也只有深圳和澳門地區(qū)進行了初步檢測,對生產(chǎn)廢水直接回用是否造成水處理系統(tǒng)中賈第鞭毛蟲和隱孢子蟲的累積和泄漏問題尚未見報道。

二、生產(chǎn)廢水的回用方式

生產(chǎn)廢水回用的方式主要分為直接回用和處理回用。

(一)直接回用

直接回用是目前國內采用較多的方式,主要有濾池反沖洗廢水直接回收和生產(chǎn)廢水上清液回收。前者設置回收池,將濾池反沖洗廢水加以收集,提升至原水絮凝前加以回收。后者設置污泥濃縮池,沉淀池排泥水和濾池反沖洗水經(jīng)過濃縮,上清液提升至原水絮凝前加以回收,底部污泥進入污泥處理系統(tǒng)或直接排入河道或下水道。這種回用方式本身費用較低,可以結合廠區(qū)的污泥處理系統(tǒng)一起實施,但需加強水質監(jiān)測措施,一旦回用水水質不能滿足回用標準,必須降低回用負荷或不回用。

(二)處理回用

處理回用是對生產(chǎn)廢水進行處理,使其水質滿足原水的常規(guī)化學指標和生物指標后再回用。處理方式與生產(chǎn)廢水的水質有較大關系,如果處理費用高于原水費用且原水水量充沛,則無法體現(xiàn)此方式的必要性。

三、生產(chǎn)廢水回用的水質問題及處理方式

生產(chǎn)廢水在回用的過程中需注意鐵、錳等常規(guī)指標及微生物指標(賈弟鞭毛蟲和隱孢子蟲)。

鐵、錳過量攝入對人體是有慢性毒害的。錳的生理毒性比鐵嚴重。自來水廠關注于鐵、錳的去除,并非是考慮毒理學上的要求,而是因鐵、錳的異味很大,而且污染生活器具,令人難以忍受,在遠未達到慢性毒害的程度前早已不能飲用了。目前我國的地表水環(huán)境質量標準和生活飲用水標準中對鐵和錳的標準分別為0.3mg/l和0.1mg/l。一般地下水含鐵錳較高,但有些地表水中鐵、錳離子的含量也超出了水質標準,雖然尚在常規(guī)處理的能力內,但如果對生產(chǎn)廢水不加處理就進行回用,其富集作用將會影響到出廠水的水質。如上海某以黃浦江上游原水為水源的水廠,在設計中考慮了濾池反沖洗水的回用,2001年原水中鐵、錳離子最高達10.0mg/l和0.32mg/l,平均值達3.2mg/l和0.12mg/l,這是其對生產(chǎn)廢水不回用的主要原因。

在水處理方面,膜分離技術脫離了傳統(tǒng)的化學處理范疇,轉入到物理固液處理領域。與常規(guī)飲用水處理工藝相比,膜技術具有少投甚至不投加化學藥劑、占地面積小、便于實現(xiàn)自動化等優(yōu)點,并已應用于城鎮(zhèn)自來水的深度處理上。常用的以壓力為推動力的膜分離技術有微濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)以及反滲透(RO)等。其特點是能夠提供穩(wěn)定可靠的水質,這是由于膜分離水中雜質的主要機理是機械篩濾作用,因而出水水質在很大程度上取決于膜孔徑的大小。

四、回用水系統(tǒng)的設計及運行

在設計回收池時,應結合實際的廢水排放規(guī)律,盡量做到均勻回收。減小進水的沖擊負荷,但這必然造成回收池的體積放大,對廠平面布置造成一定的困難,因此必須統(tǒng)一考慮。例如在進行某40萬m3/d水廠的設計方案時,由于其污泥脫水系統(tǒng)將沉淀池排泥水和濾池反沖洗水均納入其處理范圍中,因此只需考慮其上清液的收集與回用。

針對其工藝流程進行分析,排泥水濃縮池為24小時連續(xù)工作,上清液流量為165m3/h;反沖洗廢水濃縮池每日工作9.5小時,上清液流量為391m3/h。

因此其最大排出流量為391+165=556m3/h(9.5hr),其余為165m3/h(14.5hr)。

如果考慮均勻回收,則其平均流量為(556×9.5+165×14.5)/24=320m3/h。

若按平均流量回收,需增設1只上清液回收調蓄池,其容積為(556-320)×9.5=2242m3。

由于場地限制,該廠無法滿足如此大容積回收池,只能利用濃縮池附近的區(qū)域設置調節(jié)容量為150m3的回收池,其回收流量基本與濃縮池上清液的排放量相同。

回用水系統(tǒng)的處理方式根據(jù)生產(chǎn)廢水的水質和回用要求確定,應充分考慮其經(jīng)濟性和可靠性,應針對具體情況選擇合適的處理流程,并以試驗加以驗證。

在運行時首先要制定一個回用水標準,并根據(jù)此標準配置在線的水質監(jiān)測自控儀表,納入水廠的PLC控制,以便根據(jù)其反饋值對回用水系統(tǒng)的運行進行控制。在水質儀表的選擇時,考慮到低濁度并不能代表隱蟲安全,建議用顆粒計數(shù)器檢測水中顆粒數(shù)來代替濁度。