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關鍵詞:污水 處理 技術 分析
一、百樂卡(BIOLA)工藝特點
百樂卡工藝是一種具有除磷脫氮功能的多級活性污泥污水處理系統。它是由最初采用天然土池作反應池而發展起來的污水處理系統。自上個世紀七十年代年以來,經多年研究形成了采用土池結構、利用浮在水面的移動式曝氣鏈、底部掛有微孔曝氣頭的一種具有一定特色的活性污泥處理系統。
1、低負荷活性污泥工藝
百樂卡工藝污泥回流量大,污泥濃度較高,生物量大,相對曝氣時間較長,所以污泥負荷較低。
2 、曝氣池采用士池結構
根據國家環保局1992年《工業廢水處理設施的調查與研究》,我國工業廢水處理設施資金的54%用于土建工程設施,而只有36%用于設備,造成這 種投資分配格局的主要原因是工藝池大都采用價格昂貴的鋼筋混凝土池。
大的鋼筋混凝土池不僅價格昂貴,而且施工難度大。但對于許多種曝氣工藝來講,都不考慮采用土池,因為土池會造成地下水的侵蝕,同時也由于在土池基礎上安裝曝氣頭是十分困難的。
為了減少投資,百樂卡技術在研究土池結構的曝氣池上做了大量工作,首先是使用HDPE防滲膜隔絕污水和地下水,其次是懸掛在浮管上的微孔曝氣頭避免了在池底池壁穿孔安裝。
這種敷設HDPE防滲膜的土池不僅易于開挖、投資低廉,而且完全能滿足污水處理池功能上的要求,并能因地制宜,極好地適應現場的地形,存某些特殊的地質條件下,如地震多發地區、土質疏松地區,其優點得到更充分的體現。敷設HDPE防滲膜的土池使用壽命遠遠超過鋼筋混凝土池。
3 、高效的曝氣系統
百樂卡曝氣系統的結構是,曝氣頭懸掛在浮鏈上,停留在水深4一5m處,氣泡在其表面逸出時,直徑約為50um。如此微小的氣泡意味著氧氣接觸面積的增大和氧氣傳送效率的提高。同時,因為氣泡向上運動的過程中,不斷受到水流流動,浮鏈擺動等擾動,因此氣泡并不是垂直向上的運動,而是斜向運動,這樣延長了在水中的停留時間,同時也提高氧氣傳遞效率。運行表明:百樂卡懸掛鏈的氧氣傳遞率,遠遠高于一般的曝氣工藝以及固定在底部的微孔曝氣工藝。百樂卡曝氣頭懸掛在浮動鏈上,浮動鏈被松弛地固定在曝氣池兩側,每條浮鏈可在池中的一定區域蛇形運動。在曝氣鏈的運動過程中,自身的自然擺動就可以達到很好的混合效果,節省了混合所需的能耗。
采用百樂卡系統的曝氣池中混合作用所需的能耗僅為1?5W/m3,而一般的傳統曝氣法中混合作用的能耗為l0一l5W/m3。由于百樂卡曝氣頭(BIOLAK)特殊的結構,即使在很復雜的環境里曝氣頭也不至于阻塞,這意味著曝氣裝置可運行幾年不維修,所需維護費用很少。
曝氣系統與配套的高效鼓風機保證了很高的氧氣傳遞效率,供氧能力為205kgO2/kWh),而傳統的污水處理廠該值為lkgO2/lkWh)。鼓風機就設在池邊,減少了鼓風機房和空氣輸送管道的費用。
4、 簡單而有效的污泥處理
百樂卡工藝的另一特點是回流污泥量大,其剩余污泥比傳統工藝少許多。
在恒定的負荷條件下,百樂卡工藝的污泥在曝氣池中的停留時間是傳統工藝的幾倍。由于污泥池中的污泥是完全穩定的,它不會再腐爛,即使長期存放也不會產生氣味,這就是它同傳統工藝相比污泥更容易處理的原因。而且污泥池完全可以做成土池結構,節省廠土建費用。
5、 簡單易行的維修
百樂卡系統沒有水下固定部件,維修時不用排干池中的水,而用小船到維修地點將曝氣鏈下的曝氣頭提起即可。實踐表明,曝氣頭運行幾年也不用任何維修,這主要是因為曝氣管是由很細的纖維做成,并用聚合物充填,以達到防水和防臟物的目的。同時,曝氣頭有大約80%的自由空隙和20%的表面,和傳統曝氣頭剛好相反。因此,微生物可生長的面積很小,并很容易被去除。當曝氣頭必須維修時,也不影響整個污水處理場的運行。該工藝的移動部件和易老化部件都很少。在選擇設備和材料時,都采用了可靠耐用的材料。該工藝無需太多的自動化。它既不需要任何易損的探測器,也不需要任何復雜的控制系統,而操作這些控制系統還需要專門的技術和昂貴的配件。
6 、二次曝氣和安全池
為了保證負荷變化時用水質量,百樂卡工藝利用一個相對獨立的池來進行二次曝氣,以保證出水清潔,保證水中有足夠的溶解氧。
7 、二沉池
曝氣池中產生的污泥在二沉池中被分離,并重新回到曝氣池參與污水凈化。有的百樂卡工藝的二沉池和曝氣池合并到一起,進一步節省了土建費用和占地面積。二沉池沉淀污泥由漂浮式刮泥機、吸泥機排入污泥槽回流。
8 、土地的利用
盡管百樂卡系統需要的曝氣池體積比所謂密集型的大,但所需的總面積并不大,有時甚至更小,這主要有以下原因:1)不需初沉池;2)二沉池可以和曝氣池合建在一起;3)池的設計和布置的自由度大,對地形的適應性強。
二、污水處理廠工藝流程
關鍵詞: 生活污水;化學強化;生物強化;一級處理
Abstract: Major pollutants are suspended solids and organic matter in sewage, modern wastewater treatment technology, according to the degree of processing, can be divided into primary, secondary and tertiary treatment process. Applied physics of level of sewage treatment methods, such as screen, remove insoluble suspended solids in wastewater such as precipitation and floating material. Mainly is the application of biological treatment of secondary sewage treatment method, namely through the microbial metabolism process of material transformation, complex of organic matter in wastewater oxidation degradation into simple substances.
Key words: Domestic sewage; Chemical reinforcement; Biofortification; Primary treatment
中圖分類號: S273.5 文獻標識碼A 文章編號
引言
一級處理工藝投資小、能耗低,但主要污染物去除率低,達不到控制有機污染的目的。解決生活污水處理問題的根本途徑是普及二級處理設施,但二級處理投資較大,在短時期內難以普及。因此,強化一級處理工藝得到了廣泛的關注。研究結果表明,強化一級處理工藝可有效地降低污水中的主要污染物,明顯改善出水質,減輕后續工藝的工作負荷。
強化一級處理可分為化學強化一級處理,生物強化一級處理和化學- 生物聯合強化一級處理。
一、化學強化一級處理
化學強化一級處理( CEPT,ChemicallyEnhancedPrimaryTreatment)是通過化學沉淀方法強化一級處理效果的處理工藝?;瘜W絮凝沉淀方法早在1870 年就開始在英國應用,但很快被生物處理所取代,到了20 世紀80 年代,隨著新型高效混凝劑的不斷問世,同時為了進一步提高污水中有機物和磷的去除率,化學沉淀法又被重新重視,開始應用于實際工程。
最簡單的CEPT 的工藝流程見圖1。
混凝劑
進水 —— 反應池——沉淀池——出水
∣
∣污泥
圖1CEPT工藝流程
工作原理為: 污水中的大多數污染物是以顆粒或膠體的狀態存在的,對于小粒徑的( 0.1 ~ 54μm) 不能以自然沉淀方法去除的污染物質通過投加混凝劑使其脫穩,聚集成能夠沉淀的大顆粒的礬花,提高沉淀速度和處理效果。因生活污水中粒徑大于0.1μm 的顆粒占到了全部顆粒的60%以上,所以采用CEPT法一般可去除COD50% ~ 60%,BOD550% ~ 70%,細菌80% ~90%,較常規的一級處理效果好。
近年來對因污水排放引起的水體富營養化問題引起關注,去除污水中的磷顯得十分重要,投加化學混凝劑可引起磷的沉淀,達到較好的除磷效果。挪威的小規模污水處理廠采用了混凝沉淀工藝,使污水中的TP 去除率達到了90.6%。
CEPT 法的投資和運營費用較傳統的生物二級處理低。北歐因氣候寒冷,生物處理所需泥齡和水力停留時間較長,生物處理費用較高,因而CEPT 法在該地區應用較經濟。按該地區的情況進行評估,CEPT 的基建費用和年運轉費用大約分別為傳統生物處理的55%和65%。
因為具有以上優點,所以近年來CEPT 法得到了廣泛的研究和應用。
1997 年5 月香港建成了世界上最大的CEPT 工藝污水處理廠,最大處理能力40m3/s,與傳統一級處理工藝的比較表明,SS 去除率自71% 提高到91%,其構筑物的尺寸也大大減少,處理同樣的水量,CEPT 的沉淀池體積只需傳統一級處理工藝的70.4%。內地的一些研究機構對此也進行了一些研究,并開始實施試驗工程。
清華大學做了CEPT 法處理生活污水的實驗室試驗,結果表明,在試驗的3 種混凝劑中,COD 去除率最低也在52% 以上。
文獻[2]對城市市政污水用聚合氯化鋁進行混凝試驗,現場小試的結果表明,當進水有機物濃度較低時,采用CEPT 法可使出水達到二級排放標準,其運行費用僅為常規活性污泥法處理工藝的23%左右。
文獻[3]中介紹了采用CEPT 法處理華南縫紉機公司的生活污水治理工程實例,認為該法比常規的生化法可降低投資成本1/2 以上,減少占地面積2/3 以上,處理效果也較好。
二、生物強化一級處理
生物強化一級方法包括投加微生物絮凝劑和生物絮凝法等。
微生物絮凝劑是由微生物產生的具有高效絮凝作用的天然高分子物質,其化學本質是微生物代謝產生的各種多聚糖類、蛋白質等,通過投加微生物絮凝劑,達到去除水中污染物的目的,具有效果好、投加藥量少等優點。但在城市污水處理的應用尚未見報道,其原因在于目前微生物絮凝劑的研究尚處于實驗室研究階段,生產成本高,無法適應處理生活污水的要求。
生物絮凝法強化一級處理是將污泥進行曝氣,提高污泥中的溶解氧,恢復活性,同時提高反應池的污泥濃度,利用活化后污泥的凝聚和吸附作用,凝聚吸附水中的有機物,沉淀后予以去除。
其工藝流程為:
進水——反應池—————沉淀池
∣
∣ ∣——污泥
∣活化污泥
——— ———— 污泥充氧池
圖2 生物絮凝法強化一級處理工藝流程
和CEPT 法比較,生物強化一級處理尚處在實驗室研究階段,技術不夠成熟,距實際應用尚有距離。
三、化學- 生物聯合強化一級處理
工藝流程為:
∣
∣混凝劑
進水 ———化學生物絮凝反應池———沉淀池———出水
∣
∣∣空氣混合∣
∣∣∣
∣回流污泥∣
-————————————————— —污泥排放
圖3化學生物聯合強化一級處理工藝流程
該工藝是化學強化一級處理和生物強化一級處理中的生物絮凝法的結合。由絮凝反應池、沉淀池、污泥回流系統和空氣混合系統組成。污水進入絮凝反應池后,通過投加混凝劑并曝氣,實現生物- 化學聯合絮凝,形成沉降性能良好的污泥絮體,在沉淀池內完成固液分離,沉淀后的上清液排放,部分污泥回流至絮凝反應池,通過曝氣,恢復活性并部分吸附降解有機物,和化學混凝劑共同作用,去除水中的懸浮物和有機物。
本工藝可以單獨化學絮凝、單獨空氣生物絮凝和化學- 生物聯合絮凝3 種方式運行。
和化學強化一級處理工藝比較: 本工藝增加了污泥回流和曝氣。回流的污泥增加了絮凝反應池的污泥濃度,曝氣恢復了污泥的活性,吸附有機物并加速污泥沉降,提高了有機物的去除率,并可大大減少混凝劑的用量。和生物絮凝法比較,由于投加了少量的混凝劑,提高了污泥的混凝沉淀性能,沉淀時間減少,沉淀效果好,出水水質也得到進一步的提高。
文獻[4]對該工藝進行了實驗研究,結果表明,COD 和BOD5的去除率均達到了60% ~ 80%。
四、 結語
近年來,關于強化一級處理工藝進行了許多研究,也取得了一些成果,但仍有許多研究工作要做,主要有: ( 1) 繼續研制高效、廉價的化學絮凝劑; ( 2) 研制可應用于處理生活污水的廉價的生物絮凝劑; ( 3) 進一步開展生物強化一級處理和化學- 生物聯合強化一級處理的工藝研究,并應用于工程實踐。必須說明,雖然強化一級處理工藝可取得較高的污染物去除率,但該工藝是以一級處理為基礎的,實質上是一級半處理,其處理效果遜于二級處理。因此,該工藝一般僅適宜于作為前置處理工藝。采用強化一級工藝處理鐵路中小站區生活污水,出水水質可達到GB 8978 - 1996《污水綜合排放標準》( 二級)。
參考文獻
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[3]曹姝文,梅作漢,袁啟順,等. 強化一級方法處理生活污水技術〔J〕. 中國環保產業,2001( 3) : 36 - 37.
[4]鄭興燦,張悅,陳立,等. 化學- 生物聯合絮凝的污水強化一級處理工藝〔J〕. 中國給水排水,2000,16( 7) : 29 - 32.
關鍵字:污水處理、改造項目、工藝流程
中圖分類號:U664.9+2 文獻標識碼: A 文章編號:
目前,我國政府也加大了建設污水處理的力度,污水處理廠的數量每年都在增加。并且隨著污水處理技術的提高和國家對節能減排的認識,污水處理的排放標準也在不斷提高,為了達到標準,污水處理工藝流程也進行了相應的改造。學習國外的污水處理的先進技術和經驗,結合我國的國情及污水性質,在實際操作中取樣分析,采取行之有效、經濟合理的改造措施。
污水處理企業基本情況
本文以我國北方一大型綜合性煤化工企業為例,該公司現有的污水處理能力為200m3/h,隨著公司規模的擴大和新項目的投產,計劃將污水處理能力提高至250 m3/h,根據我國現行的《污水綜合排放標準GB8979-1996》中的二類一級的排放標準,同時保證周邊水源下游的居民生活用水安全,因此該公司要對原有的污水處理系統進行規模擴建和技術改造。
該公司原有的污水處理工藝為傳統的活性污泥工藝,整個工藝流程如下:污水先流經隔油池進行隔油,然后再流入調節池,在進入好氧/缺氧池內進行生物處理,最后在進入沉淀池進行沉淀回流,回流水池是消化液的回流取水池,更是水監測池。原處理設備主要為各一套污泥、污油處理設備,但是由于煤化工產物焦化污水水質復雜,含難降解物較多,現有的設備較為落后,采用的處理工藝較為簡單,不能夠適應新項目中更為復雜的污染物的處理和沖擊,因此這些設備和技術已經不能夠保證處理后出水排放標準,影響了附近水源的水質。
原污水水量、水質等排污情況
該公司原污水處理采取的是清污分流制,各個生產設備的排污水量水質等主要排污情況如下:
煤化工焦化后剩余氨水為15 m3/h;尿素廢水為49 m3/h;焦化酚水為38 m3/h;熱電廢水為10 m3/h;濁循廢水為20 m3/h;生活污水為30 m3/h;100萬噸的焦化設備預留為45 m3/h;總計水量為229 m3/h;設計規模為250 m3/h。
3.點源的治理說明
企業原有污水處理系統存在的問題:原有的污水處理工藝不能夠進一步去除COD和氨氮的單元;缺少不能夠進一步的去除難降解的COD單元;原有污水處理工藝處理能力不足,不能夠達到250 m3/h的處理水平;原污水處理系統不能夠及時應對進水水量、水質的波動;原污水處理設計的處理出水標準不能夠滿足我國現行的《污水綜合排放標準》中的關于排放標準的相關規定;原有的設備如羅茨鼓風機等設備老化陳舊,故障多發,風量不足,不能夠滿足日益增長的污水吃處理要求。
4點源治理范圍
4.1改造范圍
4.1.1蒸氨系統的改造
根據國家環保總局頒布的《環境污染治理設施運用資質分解分類標準》中的相關規定對回收車間內的蒸氨系統進行基礎改造。
4.1.2硝銨中和廢水進行回收利用的改造
該公司為煤化工企業,在生產硝銨時會生產大量的蒸汽冷凝液產物,硝銨溶液進行蒸后也會生產大量氨氮冷凝液。因此要對其中和進行改造。
4.1.3尿素水解的解吸系統改造
尿素水解解吸系統預計每小時能夠處理濃度為7%的冷凝液約22.9噸,基于原設施該系統負荷增加了近30%,并且冷凝液成分增加,如閃蒸汽等。系統負荷較重,盡管能夠勉強達標,但是出水水質不能滿足設計標準。
4.1.4清污分流改造
由于該公司的下水系統使用多年,管道失修,凈水和污水發生串漏、滲漏現象,部分地方的下水井甚至發生互聯的現象,因此急需改造。
5.改造后的污水處理工藝流程
改造后,污水處理工藝流程大大提高了污水處理的效率(如圖1所示)。改造后該公司污水處理的工藝流成變化有以下幾個方面:
圖1 污水處理改造后的工藝流程圖
根據該公司擴大生成規模后,煤化工污水的成分,其中濁循環排污水和剩余的氨水中所含的氨氮成分占有較大比例,對此處理的單元改用新型工藝吹脫除氨氮工藝,將污水中的氨氮脫除,其具體過程為:在合理的溫度和PH值環境下,將氣體溶入水中,保持氣液充分接觸,水中的游離氨氮就能夠自由穿過氣液界面。莊毅至氣相,最后脫除氨氮。
針對污水中所含成分復雜的油質,采用立兩級隔油處理進行去除,其能夠最大限度的將水中的浮油、重油以及乳化油等不同的油質去除,并且還能夠有效的分離焦油和浮油。
此外,由于原水中的高氨氮含量,在新擴建的污水處理工藝環節中,最主要的工藝就是A2/O處理工藝,簡單的說就是三個處理環節厭氧、缺氧、好氧。在達到COD的去除標準的同時,將分別進行污泥回流后消化液回流,最后通過氧化形成的硝酸氮回流到厭氧池內,與反硝化菌反應形成產物氮氣,最后從水中分離出來,提高污水的脫氮效果,保證其達到排放標準。
在上述工藝A2/O進行處理末期,需要進行氧化絮凝處理工藝,將復合氧化劑投入到水中,與難降解物質產生反應,促使其開環斷鏈,合理對污水的B/C進行調整,提高其后續的生物處理單元的處理效率。與此同時,將無水腫剩余的細小需服務和膠體微粒通過自然靜沉法進行沉淀,提供水的清度。
最后一個進行的處理單元為BAF單元,經過前面的高級氧化處理工序,大部分的比較難生物降解的有機物都已被開環斷鏈,形成比較易于生物降解的小分子有機物,在經過這個處理單元,可以有效的去除這些小分子有機物,是出水達標的最后一個重要的環節。
6、總結
綜上所述,筆者以我國某大型煤化工企業為例,簡單闡述了該公司污水處理改造項目的改造前后工藝流程的改變。通過這些工藝流程上的改變可以看出,該公司的新建項目能夠有效的保證污水處理效果達到國家規定的排放標準,并且能夠最大程度上降低達標污水的排放量,避免了對該公司周圍地下水系和附近水源的造成的水環境污染,保證了周邊居民的生活用水安全,這值得我國的絕大部分化工企業污水處理進行學習借鑒。
參考文獻:
侯海坤,化工企業污水處理改造工藝流程分析 【J】,科技論壇,黑龍江科技信息,2011(10);
[關鍵詞]污水處理、中水回用、生物流化床、懸浮填料
中圖分類號:X703 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)21-0397-02
一、前言
在水資源日益缺乏的今天,國家大力倡導中水回用。各工礦企業積極響應污水零排放的號召,污水深度處理技術越來越引起人們的重視。如何選擇既經濟又合理的工藝是各大科研機構、環保公司大力研究的課題。
由于深度處理的污水往往污染物比較低,常規生物處理難以達到較高的污泥濃度,所以處理效率不高,達不到回用水的標準。目前在污水深度處理的工藝有:生物法、混凝沉淀、過濾技術、活性炭吸附與生物活性炭技術、膜分離技術等。生物法是最經濟有效的方法,本文就河南某煤化工公司污水深度處理及回用項目闡述生物流化床技術在污水深度處理及回用上的應用。
河南某煤化工現有一期污水處理站設計出水標準為《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB18918-2002中一級B標準,為響應國家節能減排和提標的要求,實現污水的循環利用,廠方希望通過新建一座回用水站,使污水處理站出水經過回用水站處理后達到《工業循環冷卻水處理設計規范》GB50050-2007中表6.1.3再生水水質指標,從而用作廠區循環冷卻水系統的補水。
新建回用水站的進水是來自一期污水處理廠的出水,一期污水處理廠設計處理能力15000m3/d,其中煤化工廢水3000m3/d;生活污水12000m3/d?,F有污水系統出水水質如下表1 所示,該水質為新建回用水站進水水質。
針對該水質,現采用深度處理工藝為:生物流化床+強化混凝沉淀+過濾的處理工藝來對污水進行深度處理,保證出水水質達到再生水質指標。
生物流化床技術是一種新型生物膜處理技術,其特點是采用密度略大于水的懸浮填料為載體,微生物附著載體表面形成生物膜。污水在床內流動,使載體處于流化狀態,污水和生物膜充分接觸。由于床內微生物濃度很高,并且氧和有機物傳質效率也很高,故生物流化床工藝是一種高效的生物處理技術,對難降解的有機物有一定去除效果。
二、回用水站流程框圖
三、各單元規格參數
3.1、原水池:
池容:1250m3
結構:半地下式鋼砼
配套:提升泵
3.2、生物流化床
原水經過提升進入生物流化床,經過均勻配水后進入各個流化床單元,在流化床中經過生物膜降解作用進一步分解水中的有機物,生物流化床采用鋼砼結構。
設計水量: Q=625m3/h
進水濃度: CODCr=60~80mg/L
出水濃度: CODCr≤30mg/L
污泥濃度: 5000mg/L
規格尺寸:20.0×15.0×6.0m.(分4格)
結構形式:鋼砼結構
配套設備:
①生物流化床內部結構設備,4套
②生物流化床配水裝置,4套。
③生物流化床曝氣裝置,4套。
④生物流化床填料,4套;
⑤羅茨風機3臺,2用1備,
風機參數:Q=5.39m3/min,N=11KW,P=0.06Mpa.
3.3、強化混凝沉淀池
污水從生物流化床經過分離后進入后續混凝沉淀池中,采用斜管式沉淀池,將水中混凝后的懸浮物進一步的沉降去除。
設計水量:625m3/h
尺 寸:沉淀池采用矩形結構,尺寸為11.8×14.4米(分2格),總高5.5米(含泥斗);
結 構:半地上鋼砼;
配套設備:
①污泥排泥泵2臺,一用一備,Q=18m3/h,H=15m,N=1.5KW,含壓力表、各種閥件等附屬設備。
②管道混合器1臺,尺寸:DN600
③斜管填料及支架2套,D40*1000mm,支架為鋼制防腐。
④兩槽式組合加藥裝置2套(PAC、PAM)
中間水池
池容:400m3
結構:半地下鋼砼
配套:提升泵
3.4、多介質過濾器
污水從混凝沉淀池沉淀后自流進入中間水池,由提升泵打入多介質過濾器器,通過多介質濾料的過濾的方法截留水中殘留的SS,多介質過濾器設置八臺,七用一備,也可根據水量靈活掌握開啟臺數。
設計水量:Q=90m3/h?臺
數 量:8臺(7用1備)
結構形式:碳鋼防腐
外形尺寸:Φ3.2×4.90m
濾料形式:石英砂+無煙煤
配置設備:
①反沖洗泵兩臺,一用一備,Q=300m3/h,H=32m,N=45kW。
②反洗風機兩臺,Q=5,96m3/min
③電動蝶閥,7只/臺。
④總管電磁流量計一臺,規格:DN350
四、項目過程
本項目采用西門子PLC300全自動控制,自2013年5月份開始實施,與2014年8月竣工完成,2014年10月30日驗收合格。
4.1、出水水質:
4.2、再生水水質指標
《工業循環冷卻水處理設計規范》GB50050-2007中表6.1.3再生水水質指標.
五、結束語
出水指標均優于《工業循環冷卻水處理設計規范》GB50050-2007中表6.1.3再生水水質指標。本項目是生物流化床技術在回用水工藝中的成功應用,為后續中水回用項目提供了參考業績。
參考文獻
[1]中華人民共和國國家標準《工業循環冷卻水處理設計規范》GB50050-2007.
地球資源取之不盡用之不竭,已成為永遠不可能存在的現實,人類圖發展,卻在發展之中傷害著地球的環境,地球生態環境已被人類活動嚴重破壞。尤其是水的污染更為突出。(水污染,由有害物質造成水使用價值降低或者喪失并污染環境的現象。)
水污染環境問題,已成為中國不得不面對的嚴肅問題,受到人們的關注。因此,污水處理工程應運而生,成為政府支持,民眾歡迎的環保型社會發展工程之一。
舟山,是一個由上千個島嶼構成的市。舟山在發展的過程中,對水質產生了巨大影響。發展,以犧牲環境為代價,實不應該。經幾年,國家開始投入資金,大力開發舟山。期間的水處理工程深深地吸引了我,不僅僅因為自己專業涉及到,而且環境問題是個人類必須關注的問題。
在活動之前,為了更深刻的了解舟山的這一工程以及水處理的若干事項,我查閱了大量資料,做足充分的準備。然后踏上了舟山之行。艱難困苦是無法阻擋我對于此次實踐的熱情的。
上島之后,充分了解當地地形以及水環境概況,在鎮政府、老師和隊友的大力幫助下,參觀了污水處理工廠,了解水處理概況,以及順利完成了為期一周的暑期社會實踐活動,收貨頗豐。
人們總是在發展中,忽略了治理,水污染就是如此產生的。忽略了水處理的必要性,認為水處理不過是耗費資金的行為的觀念已經不復存在。水處理并非人們眼中的無用功,它很好地緩解甚至解決了水污染問題,緩和了自然凈化能力,是一項不可缺失富有前景的工程。
相信在不久的將來,污水處理工程會遍布整個中國,成為家家戶戶不可或缺的事項。
關鍵詞:水污染;污水處理
一 關于水污染
1.水污染基本概要。
我國水資源緊缺,除去原始條件限制以外,最關鍵的問題是:水污染。
水體因某些物質的介入而導致其化學、物理、生物或者放射性方面的特性改變,從而影響水的有效利用,危害人類健康或者破壞生態環境,造成水質惡化的現象稱為水污染。
水污染主要由人類排放的各種外源性物質進入水體后,超出水體本身自凈能力所能承受的范圍造成的。
2.人類與水污染。
人類是水體污染的罪魁禍首。人類的各種活動不但污染空氣,也污染著水源。在某種情況下,水污染是直接造成的,如將未經處理的工業廢料和污水直接排放到河流或水體中,在其他情況下,水污染是在不知不覺中發生的,例如過于密集的使用農業化學品,導致有毒物質進入地下含水層或地表水中,造成污染。除了對生物造成嚴重危害,水污染還暴露了一個日趨嚴重的問題——飲用水的供應越來越有限。
水資源的污染加之以浪費,這樣的生活只會為后代留下一片片污染的水域,使后代處于一種缺水的環境。更加不幸的是,水污染的受害者,兒童占得比例是相當大的。據世界衛生組織報告,環境惡化所造成的污染與健康問題中,兒童是最已面臨危險的受害者。水污染并水資源缺乏,致使世界每天有約4000名兒童死于飲水問題。水污染是一個人類必須正視的現實。
這一切印證了托馬斯.馬姆斯伯里的一句話:人生中的任何一次行為,無不都是一長串后果的起點,而人類尚未具備一眼望到頭的遠見。
二 對于六橫污水處理廠的描述
1.對于六橫污水處理公司的基本介紹。
為了深入了解水污染和對于水污染的處理,我隨實踐隊來到舟山六橫參觀了六橫水務公司的污水處理廠并了解六橫污水處理廠的具體概況。舟山市六橫污水處理廠項目總投資7000000萬元,占地60畝,設立龍山、雙塘、平峧和臺門四個泵站,鋪設地下管道17公里。一期工程于今年8月份完工,可日處理污水9000噸,已完成工程土建基礎、主體工程及管網建設工程。污水處理廠建成運行后,將有力推進六橫城市化建設,改善生態環境。
2.對于污水處理的過程概述。
隨著污水處理廠的工作人員,我來到了污水處理基地。據了解該廠每天收集居民生活污水,將民用污水通過下水道系統輸送至污水收集池,期間經過隔柵擋住大塊物體,如樹枝、包裝等其他雜物。然后將廢水統一收入沉淀池中,在這樣過程中,塑料、油脂、糞便和其他有機物碎屑被分離出來。從廢水中分離出的生物固體物質可用于肥料制造,或是焚燒填埋。)經過該處理后,產生的均勻液體,該液體還有大量含氮硫的有毒氣體,然后進行下一步驟。然后經處理的廢水通過過濾器除去污水中含有的雜質。主要是通過一層巖石和其他物質組成的底土層。排入生化池,對該廢水進行生化分解,好氧型細菌和厭氧性細菌會分解其中的有機物質,如肥皂、油脂洗滌劑以及食物。其中的或許污泥設施,是利用溶解在水中的氧氣是微生物生長,以分解有機物質。由于排放的水若任然留有氮硫等物質會使得水體富營養化加劇,所以污水會經過一道精確控制的細菌處理過程去除這些營養物質,還經過紫外線或氯的消毒過程。然后才能外排,而且外排的水還要經過跟蹤監測,以確保其不對環境造成影響。如此復雜的工序,很難想象只需員工幾個而已,但對于技術人員的要求卻是十分嚴格的。
三 中國水污染現狀
1.具體情況。
現在來談談關于中國水污染的現狀:中國有28%的人飲用淺井和江河水,其中,水質污染嚴懲的細菌超過75%,受到有機物污染的飲用水飲用人口約1.6億。在人們的意識中,自來水安全又衛生,可殊不知,自來水遠沒人們想象中的那么讓人安心。全球統計,自來水污染物約22221種,有些甚至為致癌物質。中國自來水是經過沉淀、過濾、消毒等工序的產物。加氯消毒無疑等于在水中添加了若干化合物,不利于人類身體健康。污染嚴重的已經無法逃避了!對于水,即使是人飲用的,經高溫煮沸,在水中還是會含有一些無法除去的重金屬、農藥等物質。水污染治理已成為當務之急。
縱觀世界,十大污染河流有兩條在中國,一條是排名怒江,另一條的長江!可嘆,人類是幸運的,大自然賜予我們一個生生不息的生態系統,供給人們各種賴以生存的自然資源,經歷了從敬畏自然到認識自然再到改變自然的過程;但人類又是貪婪的,無盡的物欲和自身的局限性,加之"人類中心主義"的觀念,經濟體制和機制的缺陷,以及人們對于個體和集體局部利益最大化的追求,使地球的環境受到有史以來最大的破壞。正是這種對自然資源"免費午餐"式的掠奪,才遭致自然地報復。
2.目前存在的問題。
(1)污水治理的過程中要避免將政強制措施同行水環境整治工作完全等同起來。讓污染物達標排放和綜合治理變成企業主動的自發的行為。這樣子,不僅減少了政府采取強制措施所需的經費,而且還減少以至杜絕一些企業弄虛作假,從而有效地提高法律法規執行的有效性。政府除了可以通過經濟刺激、榜樣獎勵之外,可以將清潔生產工藝技術的市場開發與水環境治理有機的結合起來。在采取措施懲治各個污染企業的同時投資建立對于環境保護有利的新型市場。這樣可以使水環境整治和社會市場很好地結合起來,改善企業對于環保工作的態度,使得環保工作不會因為觸及企業利益而一再得被反對。
從發展的長遠角度看,工業生產走向環?;鞘澜绲目傏厔?,清潔生產工藝將會在未來成為熱門。
(2)在水污染的治理過程中,要注意避免將工業企業達標排放與水污染防治等同起來。美國著名的化學家和環保主義者蕾切爾·卡遜在上個世紀60年代關注的農業污染問題,對于今天的中國仍然具有極為現實的指導意義。中國是一個農村人口占到70%的農業大國,且農業現代化程度較低。當我們刨根問底,追尋中國河流污染嚴重的原因之時,都會發現這一切源自直流河干流沿岸所拋灑的農藥和若干廢棄物,大多時候正是這些不經處理的被污染水牌想江河湖海,導致了水污染的加劇。但是在水環境治理的實際操作中,我們卻不怎么看得見有關治理農業面源污染的舉措,更沒有像"零點行動"那樣富有社會影響力的治污行為發生。當然并不否定工業企業污染治理與農業污染控制本身有著不可分割的聯系,對于"15小"企業的治理一定范圍內斷絕了農業污染物的來源,然而從現實的角度來看,這還遠遠不夠;也并不否認農業的面源污染較之工業企業通常情況下的點源污染而言,治理點多又雜,難以控制,甚至近乎不可操作,但不能因為問題解決難度大而忽視。這樣只會造成我們對農業污染的一種默認,從而使問題更加擴大化。
2.中外對比。
在我國,人口眾多,水資源不足,舟山水處理工程無疑是對水資源再次利用,是可持續發展戰略的體現。在發達國家,被污染的水大多經過處理,達到衛生許可的標準在外排。而這在中國卻不容樂觀,黑水、灰水和工業廢水肆意排放,這是監管不利的后果,還有制度和觀念的缺乏,也在很大程度上導致這一切的發生。
3.對于舟山污水處理廠的評價。
對于舟山,先前的一系列不合理開發,使它千瘡百孔,水污染更為嚴重,對于臨海地區,這無疑是致命的,這樣不利于其更好的發展,水資源缺乏,使得當地不得不實行定期停水的政策,來維持水資源的數量。水務公司于09年斷斷續續開展污水處理的若干事項。在近兩年,得到良好地發展。經處理的污水是一筆資源,它可以用于工業,減緩工業用水缺乏,間接緩解了居民用水的緊急性。雖然,技術設備不足,以及中國人傳統觀念的限制,使得經處理的水不能直接為人飲用,但它最終融入大海,被大海分解凈化,緩解了環境壓力,是中國現在倡導的可持續發展的體現。這也會是中國水資源循環利用的先驅之一。
四 污水處理得到的支持
1.政府。由于城市水系污染治理不但涉及到居民,還涉及外地人員,涉及少數民族,也涉及權利持有者的利益。污水治理需要市政府的強力支持,同時,也需要中央政府的支持。因為沒有強大的政府支持,很多強制性的措施是難以行得通的。
2.法制。人們共同遵守的準繩是法律法規。制定保護城市水環境的地方性法律,讓各個管理部門有法可依,依法行政,是應該的。因為這樣進行一些事情會方便很多。
3.資金。 很顯然,污染治理重要的條件之中必定少不了資金,沒有資金,一切舉措是無法順利實施的。
五 群眾參與
1. 讓群眾參與河道環境的管理。
讓河道管理部門建立起與沿線居民的溝通渠道,并且定期去訪問當地居民,公布舉報電話,使得居民有機會參與對于污染源的監督,使問題及時得被發現和處理。
2.普及對于水污染的教育。
加強群眾保護水質的教育,并在沿河海地帶樹立一些警示牌,提醒人們保護水質。
六 個人總結
對于水污染,它危害生物生存,不利于國家和名族的發展,水污染是中國必須正是的問題,所以污水處理工程的快速發展將會是必然事件。通過對于舟山污水處理工程的參觀和了解,我開始明白,在邊治理邊發展的前提下,國家這才有更大的進步空間,對于個人的生產生活也是必須為之的事項。無論信與否,污水處理工程的前景是相當樂觀的,而且有很大的發展空間,相信在不久的將來,污水處理工程將會為全中國乃至全世界的任命所接受,碧海藍天將在現于那曾經有過現在卻不復存在的區域,成為永恒,不是在人們的記憶中,而是現實存在的永久樂園。
參考文獻
[1] 《環境》
[2] 《污水處理手冊》
【關鍵詞】城市污水 一體式 環流反應器
面積小、 操作簡單、 耐沖擊負荷等特點是沼氣處理系統的優點,憑借著這些優點它得到了廣泛的使用,這種小型的污水處理系統最適合應用于城鄉部落,旅游景點,農村個體,但是這種處理系統目前還不算是成熟的污水處理系統之一。例如UNI -TANK工藝、 一體式氧化溝和膜生物反應器等系統,都可以稱得上是成熟的一體式的污水處理體統,這些系統可以應用于大型城市,系統也比較成熟。
1 實驗裝置與方法
1.1見圖 1中的試裝置,裝置的殼體由碳鋼加工而成,裝置的有效容積 3 m3, 其中反應區為 2 m3,沉淀區為1 m3,反應區下面為沉淀區。污水由反應器底部的進水口流入反應器,經過鼓風曝氣形成環流運動,并與反應器內污泥混合接觸,之后泥水混合物在兩側的沉淀區進行分離,上清液通過出水口排放,污泥在重力作用下滑落至反應區,剩余污泥及時清理。在不斷的循環運行中,各方面的因素會影響一體式矩形環流污水處理器的工作效率。
下面,我們針對各方面的問題做出了細致的分析,通過各種條件的比對,研究出如何保證污水處理效果。
1.2 廢水水質實驗進水為某市污水處理廠曝氣沉砂池出水,( 2013年10月 ~ 2014年5月)其水質情況見表1。
1.3 分析方法
COD:重鉻酸鉀冷凝回流法;
TP:鉬銻抗分光光度法;
NH+4―N:納氏試劑分光光度法;
TN:過硫酸鉀氧化-紫外分光光度法:
NO-3―N:紫外分光光度法;
NO-2―N:N-(1-萘基 )-已二胺分光光度法;
SS:重量法;
DO:采用 HACH Hd-30型溶氧儀;
BOD5:采用稀釋接種法測定;
不定期對混合液進行微生物鏡檢[ 8]。
1.4 實驗方法
啟動RPIR系統,采用連續曝氣和連續進出水的運行方式。根據活性污泥的生長情況,定期排出一定量的污泥,并鏡檢活性污泥,維持系統內污泥濃度 (MLSS) 在 10000mg/L左右。在前期的啟動階段發現 RPIR系統能夠容納的 MLSS不超過 10000 mg/L,此時污泥性狀良好,沉降能力良好,MLVSS/MLSS比值平均為0.6。本系統MLVSS/MLSS偏低,污水中無機成分偏高。
2 結果與討論
2.1 在判定一個污水處理系統的性能優劣時,系統內的溶解氧的能力(DO)也是一個重要的方面。為了維持系統內的微生物的生存空間,系統內的DO 應維持在 2 ~4 mg/L。 然而,也有一些研究認為,系統如果保證良好的運轉 DO在一定范圍 ( 0.5~4mg/L)內降低時將促進好氧反硝化率,提高總氮去除率。事實上,如果還可以在保證水質的情況下,來減少供氣量,可以在一定程度上降低能耗。上文中我們所做的實驗,將 MLSS調節為 10000 mg/L 左右,在HRT 設置為 4 h的條件下, 通過將進氣口的進氣量控制在 0. 4、 0. 6、 0. 8、1、1.5和 2 mg /L, 并且在各個濃度的條件下正常運行一周,進而我們來測定其出水水質, 結果示于圖2
如圖 2所示, 我們可以明顯的看出來當DO的濃度被控制在 0.4~ 2 mg/L的范圍內時,COD的去除率沒有明顯的變化,變化僅在 88 % ~ 92 % ,影響不大;可是,在隨著DO濃度的增加,NH+4―N的去除率有上升的趨勢。實驗證明,過低的 DO會對硝化細菌產生抑制的作用,一旦DO值過低,就會嚴重影響硝化作用的進行。一般來說,DO值在1.5~ 1.7mg/L是硝化細菌最佳的活動范圍。
其次,在DO> 1 mg /L時, NH+4―N的去除率保持在83% ~ 86%,沒有明顯的變化,波動數值不超過百分之三。因此,根據上述的實驗結果我們可以得出結論,DO值控制在1 mg/L左右,PRIR具有可以 COD和 NH+4―N去除的效果, 又能節省能耗。
2.2總氮去除效果
在 HRT為4 h的條件下,保證 DO在 1mg /L左右,MLSS在 10000 mg /L左右,RPI R經過 1個月的穩定運行,對總氮 (TN)的去除效果見圖 7 。
由圖 8可知,處理系統TN進水濃度為30.4~ 76.2mg /L,出水濃度為24.5~ 70.4 mg/L,通過計算得出系統TN的去除率在31%左右,系統對TN的處理效果較差。
3 結 論
污水處理作為國家的一個重點項目,一個優秀的污水處理器可以節省水資源,為國家創造利益,確保群眾正常穩定的生活。所以,污水處理系統的重要性不言而喻。矩形環流反應器作為城市中的主要處理器,應該更加得到重視才可以。
參考文獻
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關鍵詞:油田污水;水處理;氣浮分離;膜分離
引言
水是人類賴以生存的重要資源,隨著我國工業的快速發展和人口的快速增長,對水資源的需求也急劇增加,部分地區水資源短缺問題明顯。
與此同時,隨著人們對生活質量要求的不斷提升,對環境保護意識的不斷增強,對于污水排放有了更加嚴格要求。
油田污水處理技術在油田持續開發、保護環境等方面發揮著重要作用。油田污水處理后用于回注,不僅可以對污水中的原油進行回收,同時可實現水資源循環利用、減少環境污染,且為注水開采提供了充足注水水源、節約了大量的水資源,帶來了顯著的社會效益和經濟效益。
1 油田污水處理技術現狀
不同油田污水因其開采方式、原油特性、地質等條件不同,其具有的水質特性也有所差異,且回注水的水質指標要求也不同,導致所采用的處理工藝也會不同。常見的油田污水處理工藝流程可分為常規污水處理流程、深度污水處理流程、聚驅污水處理流程和三元污水處理流程等4大類。
常規污水處理流程主要采用三段(除油沉降過濾)或兩段(除油過濾)處理工藝流程。深度污水處理流程是在常規污水處理流程的基礎上,采用兩級過濾處理工藝流程。常規污水處理流程和深度污水處理流程在水驅采出水處理系統中,獲得廣泛應用和認可。因聚驅采油和三元復合驅采油是油田三次開采所采用的新技術,其采出水處理流程仍然以三段處理技術流程為主,也是目前油田水處理領域面臨的新課題。
在各處理工藝流程中,主要的處理指標是油和懸浮物,因此在處理過程中的關鍵技術是除油技術和過濾技術。
除油技術和過濾技術都是基于物理法的分離的原理,針對處理指標的不同物理特性,而采取不同的處理方式。除油技術是根據油水密度的不同,分離污水中油。常用的除油技術包括自然除油、斜板除油、粗粒化除油和壓力除油罐。過濾技術是利用過濾介質截留污水中的油和懸浮物,完成污水中的油、懸浮物與水的分離。常用的過濾介質為石英砂、磁鐵礦、無煙煤、纖維球及核桃殼等。
2 油田水處理面臨的問題
隨著油田的發展,我國大部分油田已進入三次采油階段。聚合物驅油技術和三元復合驅油技術已成為成熟的三次采油技術,在全國各大油田得到廣泛應用。尤其是三元復合驅油技術是目前提高采收率幅度最大的方法之一。但隨著三元復合驅采油技術的推廣,也給油田采出水處理系統帶來了新的問題。
三元復合驅采出水與水驅采出水相比,水質特性發生變化、難于處理,主要表現為:(1)污水的粘度增加,使油水分離的能力下降;(2)污水中的油珠變小,油水界面水膜強度增大,界面電荷增強,導致污水中的油珠穩定地存在水中,難于分離;(3)由于陰離子型聚合物的存在,嚴重干擾了絮凝劑的使用效果,使絮凝作用變差,大大增加了藥劑的用量,同時產生大量的絮體。(4)由于聚合物吸附性較強,采出水中攜帶的固體顆粒物較多,采出水中懸浮固體含量大大增加。水質復雜化現象加劇,使水中含油及懸浮物的去除難度增加,處理效果差。
因此,針對目前污水水質狀態,開發出與之配套產品,且滿足油田水處理標準高要求處理工藝已迫在眉睫。
3 氣浮分離技術與超濾膜技術的結合應用
針對三元復合驅采出水的水質特性,開發研制出的將氣浮分離技術和超濾膜技術術相結合應用于油田水處理工藝系統。其主要工作原理是利用氣浮分離技術和超濾膜分離技術處理工藝。來水先進入氣浮分離工藝處理段,去除水中的大部分浮油及少量懸浮物;再經過超濾膜分離技術工藝處理,水中的含油及懸浮顆粒等物質被截留去除。處理后的水,可達到油田低滲透油藏回注水標準或回配標準要求。和已有技術相比較,其效果是積極和明顯的。
氣浮分離處理工藝設備為氣浮處理裝置,其工作原理流程為污水先進入加藥混合裝置,經加藥后的污水與溶氣系統產出的溶氣水在氣浮裝置內接觸、混合,微小的氣泡表面附著原水中油珠和絮體顆粒向水面上浮,在上浮到水面后會被收油系統中的刮油機及時收走,避免了氣泡破裂后浮油再次呈現懸浮狀態。氣浮處理裝置由加藥混合裝置、溶氣裝置、氣浮刮渣裝置、斜板填料裝置、氣浮排泥裝置、收油排油裝置和控制裝置等組成。溶氣裝置包括有溶氣罐、溶氣釋放裝置和溶氣泵;氣浮排泥裝置中設有排泥泵,可將裝置底部的淤泥去除,保證水質的穩定性;氣浮刮渣裝置中設有兩臺刮渣機,可將裝置分離出的油和懸浮物及時高效地排出。溶氣方式采用回流式壓力溶氣工藝。氣浮裝置設有粘度檢測裝置,可對水質粘度進行檢測和調節??舍槍z測出的污水的特性,在加藥裝置內加入相應的藥劑,降低污水的粘度,同時破壞油珠在污水中的穩定性。
超濾膜處理工藝設備為超濾膜處理裝置,其原理是利用其超濾過濾元件對采油廢水中進行深度過濾處理,經過氣浮處理工藝段除油后的采油廢水進入到超濾膜處理工藝段,多個超濾膜堆在自動化系統的統一控制下組成相對獨立的超濾膜處理主系統。帶壓采油廢水進入超濾膜處理主系統后,經過超濾膜的過濾處理,水中的含油及懸浮顆粒等物質被截留去除,水質得到了凈化處理。超濾膜處理裝置由超濾膜過濾裝置、空壓機、膜反沖洗泵、堿清洗裝置、酸清洗裝置和有機溶劑清洗裝置等組成。超濾膜過濾裝置主要由來水進水管、超濾產水出管、反洗水進水管、反洗水排水管和壓縮空氣進氣管等組成。壓縮空氣進氣管與空壓機連接,為裝置提供所需的氣源。反洗水進水管與膜反沖洗泵連接,為裝置提供所需的反洗水。膜反沖洗泵的進水管與堿清洗裝置、酸清洗裝置和有機溶劑清洗裝置能過管路連接。
4 氣浮分離技術與超濾膜技術的結合處理系統的優點
氣浮分離技術和超濾膜技術術的結合,可保證最終出水含油率小于5mg/L,懸浮物小于1mg/L,粒徑中值小于1μm。氣浮處理工藝段和超濾膜處理工藝段各自采用可編程邏輯控制器完成本工藝段的自動控制,并連接到一個DCS集散控制系統,由DCS集散控制系統實現集中顯示并全面協調。
該套油田污水處理工藝系統不僅解決了現有技術中三次采油工藝過程中污水處理效果不理想的技術問題。還具有系統配置簡單、效率高、靈活性和適應性強、操作維護簡便等優點。
5 結束語
現在我們大部分油田已進入油田三次開采階段,油田污水處理難度也隨之加大。通過不斷改造油田水處理技術和開發研究的新的油田水處理技術,是解決油田污水處理問題和滿足油田水處理發展要求的有效手段,也是今后油田水處理技術發展的關鍵。
參考文獻
[1]趙英池.油田污水處理技術淺析[J].中國石油和化工標準與質量,2013(22):259-259.
關鍵詞:PLC;污水處理;工藝流程
中圖分類號: R123 文獻標識碼: A
在污水處理系統中,電氣控制具有十分關鍵作用。我們對電氣控制的要求有:對于所控制的量可以實現實時檢測以及控制,可以完成日常管理的信息化管理,實現PLC現場集中控制,在惡劣的環境下能夠穩定、可靠地持續運行,以及系統遠程監控,以實現污水處理全過程的自動化控制。在污水處理系統中,我們要使經過處理的污水能夠達到國家相關標準,以確保工藝的正常進行。
1、對傳統的污水控制系統進行改造,提高污水處理綜合水平
當前,我國大多數的污水處理系統是由多個現地控制單元LCU(Local Control Unit)組成的,即將控制室設置在每一個污水處理車間,然后在控制室里設計相應的控制箱,實現對控制電機的啟閉。將現地控制箱安設在機組現地是為了把系統的二次信號傳輸到控制室進行顯示,并加以二次保護。信號的傳輸是通過復雜的屏蔽信號線纜完成的。但是,這種控制系統存在很多弊端,如占地面積過大,不能實現集中控制等,因此造成了資源的浪費,另外,由于這種系統采用的是機械手動控制,難以實現現代生產線對自動化的要求,顯得較為落后。因此,有必要對傳統的污水控制系統進行改革,現場總線控制系統是各種待選改革系統較好的一種,通過現場總線可以實現污水處理控制信號的分散控制轉變為集中控制,這就大大節約了人力、物力和財力,同時污水處理控制系統的自動化水平和綜合處理水平也得到了提高,因此,這種控制系統在現代工業污水處理領域有著較為廣泛的應用。
2、對工業污水處理流程進行設計,實現污水處理的現代化
污水處理的一般原則是:改革工藝,減少污染,回收利用,綜合防治,技術先進,經濟合理等,因此在流程選擇時應注重整體最優,而不只是追求某一環節的最優。當前,絕大部分的企業在進行污水處理時,都設計了格柵間攔截、沉砂池沉淀、反應池降解、消毒池消毒等環節,如圖1所示。
圖1
從上圖我們可以看到,污水處理工藝的流程大致是這樣的:第一,污水首先通過進水管道進入粗格柵間,從而將可能堵塞水泵機組及管道閥門的較粗大懸浮物去除掉,保證了后續處理設施能正常運行;第二,被去除了大懸浮物的污水流經進水泵房,被加壓后流入細格柵間;第三,污水中的較小顆粒在細格柵間內被去除后進入旋流沉砂池(當然,也可以采用傳統的沉砂池,如平流沉砂池和曝氣沉砂池)后,污水中粒徑小于0.2mm,密度小于2.65t/m的砂粒得以去除,從而保護了管道、閥門等設施的磨損和阻塞;第四,經過三次過濾的污水進入SBR(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process,即序列間歇式活性污泥法,又稱序批式活性污泥法)反應池內,通過微生物實現污水的清污功能;第五,清污后的水體進入潷水器(潷水器是SBR的必配機械裝置),使SBR池能連續進行污水處理;第六,從潷水器流出的水體經過消毒池消毒處理后,直接排入江河,這流程的最后一個環節。當然,在污水處理過程中,還會出現大量的污泥,這需要通過另外的流程處理(見圖1),實現污泥的循環利用。
3、對污水處理控制系統的網絡結構及控制方式的進行設計,實現污水處理的自動化
3.1、污水處理系統的網絡結構設計
污水處理廠的網絡結構的設計是在現代先進的控制思想基礎上,按照分散控制、集中管理的控制原理,采用西門子公司的PLC為核心的控制系統,實現了系統的低成本性、易維護性、靈活性、可靠性、開放性和遠期可擴展性的思想。本系統在分布式結構的基礎上,對設備控制分作三級,即中央控制級、就地控制級和基本控制級,中央控制級由上位機承擔,就地控制級由控制主站承擔,而基本控制級則由控制子站承擔。控制子站通過過程現場總線(PROFIBUS)或采用ET200加接口模塊與兩個主站相連;控制主站采用S7-400加以太網通訊模塊,與上位機工作站之間通過交換機相連,組成一個對等的工業以太網絡(通訊協議為TCP/IP)。
3.2、污水處理系統的控制方式
就地設備控制箱手動控制、自動控制和遠程PLC控制站操作終端控制是本文進行控制系統設置時采用的三種模式。前者是所有控制模式的主導,其余二者次第排列?,F場的各類信號(包括各種開關信號和模擬信號)均通過PLC顯示在上位機上?,F場各監控點的物理參數,均通過PROFIBUS總線與PLC主站相連,PLC通過PROFIBUS總線采樣各個模擬量、數字量信號;控制信號同樣由PLC輸出,以PROFIBUS總線送到各控制站,控制從站通過各種模塊來控制執行機構的動作。
4、污水處理廠的控制方法
4.1、提升泵站車PROFIBUS總線模塊
該模塊采集了廢水提升泵、污水提升泵、生活水提升泵、格柵等電機信號和儀表提供的廢水池、污水池及生活水池的液位、溫度以及流量等模擬量信號,控制系統根據水池不同的液位、溫度、流量自動控制各個泵的啟動和停止來滿足工藝的要求,同時也跟下游設備進行聯鎖,達到完全自動化。
4.2、除砂池與過濾車間PROFIBUS總線模塊
該模塊采集了水泵、離心過濾器(亦稱旋流式水砂分離器)、羅茨風機、螺旋砂水分離器、回轉式格柵清污機、過濾機、攪拌機、刮泥機等電機信號,由控制系統把提升泵站車間提供的廢水、污水或生活水進行自動除砂處理,然后輸送到過濾車間,進行刮泥、過濾處理,然后再輸送至下一個設備。
4.3、廢水回收及泥漿泵房車間現場PROFIBUS總線模塊
該模塊采集了本車間水泵、排污泵等電機信號,以及儀表提供的污水水池、過濾吸水池和回水池的液位、流量以及總管壓力等模擬量信號,控制系統可以根據水池不同的液位、流量、壓力自動控制各個泵的啟動和停止來滿足氧化鋁廠各車間供水的需要,完全可以滿足工藝要求。
5、實例分析
比如,在污水處理中的中和池系統中,污水酸堿中和系統,把污水中的酸堿中和過程設定成為一個監控環境,在關鍵地方裝設酸堿測量計在A/D裝換器中輸入在規定范圍內的標準信號,轉換成為數字信號,做出運算,再將信號裝入到上位機中,再根據實際情況,控制加酸加堿量,讓酸堿達到平衡。這里面的流程圖可以對現場4個數據進行監控,監控點放在合適的位置,可以時刻的顯示數據。還可以在監視畫面的旁邊,在菜單中設置五個功能按鈕,如報警報表、報警消音、最新報警、酸堿趨勢圖以及流量趨勢圖。通過這幾個按鈕我們時刻的了解到中和池里面的情況,讓我們只在監控室里就能夠全面的了解現場信息,減輕了工人的工作量
結語
PLC在污水處理中運用具有見效快、工作人員少、維護方便等優點,節約了大量治污成本,使工藝流程從手控操作實現了自動化。隨著低碳環保行業的方興未艾,促使了越來越多的污水處理廠采用可編程控制器PLC等自動化手段,來降低污水處理過程中的能耗和提高污水處理效率。
參考文獻:
[1]彭強.淺析PLC控制系統軟件設計[J].商場現代化,2010(3).
關鍵詞:污水處理;AAO工藝;節能;降耗
中圖分類號:X703.1 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)10-0022-01
1 生物脫氮除磷原理及應用評價
污水處理過程中,生物脫氮的完成主要經過了三個階段:氨化作用、硝化作用和反硝化作用,三個階段具體過程如下:第一,好氧條件下,通過氨化菌將污水中的蛋白氮、有機氮轉化為氨氮,這一階段稱為氨化作用;第二,氨氮在硝酸菌的作用下又轉化為硝酸鹽氮,這一階段稱為硝化作用;第三,缺氧條件下,通過反硝化菌,硝酸鹽氮又變成氨氣,從污水中冒出來,這一階段成為缺氧反硝化作用。
AA0工藝在脫氮除磷和去除有機物方面具有一定優勢,尤其是在處理高濃度生活污水和工業廢水方面效果更為顯著,在低溫、惡劣條件下,仍然可以保持穩定工作狀態,不足之處在于此工藝有效發揮作用對C源要求較高,否則在脫氮和除磷之間就會產生嚴重的碳源矛盾,為了有效解決這一矛盾,當前主要做法是通過改進AA0工藝得到倒置AA0工藝,采用亮點進水方式,有效減少初沉池停留時間,并且增加進水碳源有機物,促使C源不足問題得以初步解決。此工藝的優點是操作簡潔、投資少、能耗低、運行狀態穩定,是城市污水處理廠常用處理工藝之一。
2 城市污水處理系統的控制
當前,在城市污水處理方面采用的運行控制技術是反饋和前饋控制,如圖1所示。反饋控制基本流程是科學控制系統設置值和實際值之間的偏差,從而實現有效控制變量的改變,最終消除偏差。前饋控制流程是通過科學測定干擾,靈活調整控制變量,消除干擾對污水處理過程產生的影響。實踐證明兩種控制技術都能夠在城市污水處理方面產生良好效果。與前饋控制相比,反饋控制優點更為突出,在實踐中應用也較為廣泛。
3 AAO工藝節能降耗過程
AAO工藝污水處理過程中,DO、內回流比R,外回流比R、泥齡SRT、水溫以及PH值等都會對脫氮除磷效果產生影響。污水處理過程中耗能較大的環節是回流和好氧段曝氣。污水處理過程中如果水質得到保證,則可以以入水量和水質作為參考,對各個方面進行綜合考慮,包括:工藝構型、處理單元性能、硬件條件等,從而優化整個工藝流程和提高AAO工藝運行的精度,反應池的生態環境才能夠達到最佳狀態。污水處理過程在精確的曝氣和回流作用下,需氧量和回流量大大減少,在出水量達標的情況下,運行效率可以得到大幅度提高,從而實現節能減耗。
AAO工藝污水效果主要通過三個變量來控制,分別為:外回流量、內回流量和溶解氧設定值,三個變量都可以通過進水負荷的調整得到科學控制。在實際污水處理過程中,氨氮濃度測量工作比較容易開展,并且同一污水處理廠進水氨氮總量較為穩定,因此,進水氨氮負荷可以反映出總的氮負荷。由此可見,前饋控制中AAO工藝的各項運行參數可以通過COD負荷、氨氮負荷以及兩者的比值進行科學調整。
4 控制策略的實際應用
污水廠污水處理過程中采用前饋―反饋控制系統,運用上述策略科學控制AAO工藝運行過程,發揮AAO工脫氮除磷的最佳效果,既能夠確保污水處理水質,又能夠充分降低能耗。實踐證明,采用污水處理廠前饋―反饋控制系統污水處理水質,可以有效保證出水的水質質量,具有顯著的社會效益和經濟效益。除了出水的含磷量較高,需要進行化學除磷之外,污水總含氮量可達到排放標準。因此,在污水處理過程中,一旦進水負荷發生變化,就可以實現供氣量的科學調節和控制,并且能夠保持較穩定的氧濃度,加上適時調節曝氣量能夠降低動力消耗,因此,最終可以達到節能降耗的目的。
5 結語
綜上所述,AAO工藝節能降耗技術在在污水處理中發揮著重要作用,促使污水處理廠提高水質的同時,還獲得了巨大經濟效益,具有較好的推廣價值。隨著科學技術的發展,更多新型的污水處理工藝將會出現,與AAO工藝結合使用就會獲得更好的污水處理效果。
參考文獻
[1]崔晨,王伯鐸,張秋菊.污水生物脫氮除磷新工藝的研究[J].地下水,2011(02).