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關鍵詞: 城市;污水處理;方法
中圖分類號:U664文獻標識碼: A 文章編號:
0 引言
我國城市污水處理的管理機構和管理方式等方面一直沿襲舊的經營管理模式,對污水處理設施方面的建造、設備運行和價費行使統一管理、分級領導的體制,給城市污水處理相關行業導致了很多弊端。城市污水的治理對改善城市水環境,保障城市經濟發展起著關鍵的作用。
1 城市污水的特點
城市污水指人類生活所產生的污水,以洗滌污水和排泄物等為主。城市污水的排量和居民生活水平有關,其排量較大,平均每人每日產生污水150-400L。城市污水有區別于工業污水,但也成為了當今社會的一個主要污染源。目前,除磷技術是城市污水處理的瓶頸問題。因為污水中含有的高量氮、硫、磷等物質在厭氧細菌作用下,極易生惡臭物質污染環境。此外,污水中還含有大量的病原菌、病毒和寄生蟲卵等微生物,以及糖類、脂肪、蛋白質等有機物,和一系列金屬物和鹽類物質。
2 城市污水處理的重要性和迫切性
我國淡水資源十分緊缺,人均擁有量為2300 立方米,僅相當于世界人均擁有水平的1/4。更不為樂觀的是我國的城鎮污水:自1997 年起,居民污水排放量首次超越了工業污水排放量(城市污水排放量占總排放量的45%),開始位居污水治理工作的首位。從而我國全面加強了城市污水的治理工作;1999 年,城市污水污染負荷超過了工業廢水污染負荷,我國水污染控制重點也從工業污染轉變成了城市污水污染。到2003 年,全國廢水排放總量為460 億噸,其中城市生活污水排放量占污水排放總量的53.8%,為247.6 億噸;廢水化學需氧量(COD)排放總量1333 萬噸,其中生活污水占總量的61.6%,為821.7 萬噸。如此醒目的數字說明了我國水污染的嚴峻形式,以及城市污水的嚴重所在。
據有關資料統計,我國的生活污水大多未經處理就直接排人江河湖海,比例高達80%。400 億立方米的年排污量,污染了全國1/3以上的水域。專家指出,水污染無疑加重了水資源的緊缺程度,更為嚴重的是直接威脅到人類的生存環境及飲用水安全和工農業發展的進度。目前,城市污水已慢慢侵蝕人類的生存環境,成為僅次于洪水、干旱等自然災害的污染。而我國城市水污染之所以如此嚴峻,其主要原因是污水處理率低,導致污水未經處理直接排放到河流,由此,加強污水處理力度迫在眉睫。
3 污水處理常用方法探討
3.1 活性污泥法活性污泥法具有處理能力高,出水水質好的優點,也是目前全球采用最為廣泛的處理城市生活污水的途徑。該方法是在人工充氧條件下,對污水和各種微生物群體進行連續混合培養,形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用,來分解并去除污水中的有機污染物。活性污泥法的主要組成部分有曝氣池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排放系統組成。具體流程為:①曝氣池作為一個生物反應器,容納廢水和回流的活性污泥形成的混合液;再通過曝氣設備充入空氣,使氧溶人混合液,產生好氧代謝反應;同時保證混合液得到足夠的攪拌處于懸浮狀態,使廢水中的有機物、氧氣同微生物能充分接觸反應。②混合液進入沉淀池后,懸浮固體經沉淀后和水分離,就有凈化水流出沉淀池。同時沉淀池中的污泥回流(稱為回流污泥)進曝氣池,確保曝氣池內保持一定的懸浮固體濃度和微生物濃度。此外,在曝氣池中的生化反應引起微生物的增殖,微生物流經沉淀池時又被消除,來達到維持活性污泥系統的穩定運行的環境?;钚晕勰喑擞醒趸头纸庥袡C物的能力外,還要有良好的凝聚和沉降性能,以使活性污泥能從混合液中分離出來,得到澄清的出水。
3.2 生物膜法生物膜法也是污水生物處理的常用辦法。該方法的工作原理為通過去除廢水中的溶解性有機污染物來達到凈化的目的。生物膜法的適用對象主要為中小規模的的污水處理系統,在南方運用更為廣泛。具體流程為:污水和附著在介質“濾料”表面的微生物形成的生物膜接觸反應后,生物膜中的微生物會溶解去除有機污染物,將其轉化為水、二氧化碳等物質,有機物消失達到凈化的目的。
3.3 氧化法據氧化劑的種類及反應器的類型,可將氧化法分為化學氧化法、催化氧化法、(催化)濕式氧化法,光催化氧化法、超臨界氧化法幾個種類。目前,氧化法處理污水采用率較高,且前景較為廣闊,但其中的化學氧化法操作簡單,但運行成本高且效果不佳,因此,采用率普遍不高。
3.4 氧化塘處理技術氧化塘處理技術,是指污水中的有機污染物通過在塘中生長的微生物的代謝作用被氧化分解,達到凈化效果的一種污水處理技術。該技術投資小、構造簡單、運行維護管理方便、凈化效果好、節省能耗,在國內外城鎮污水處理領域被廣泛應用。然而,污水處理在實際建設和運營中有著很多障礙,比如資金問題。因為與污水處理是一項側重于環境效益和社會效益的工程,因此資金問題往往成為了效果的瓶頸。總的說來,城市生活污水處理研究和應用領域,目前普遍存在以下問題:①傳統的活性污泥法,往往運行費用高,設備不能滿足高效低耗的要求,且易出現污泥膨脹現象;②現隨著污水排放標準的不斷嚴格,污水中氮、磷等營養物質的排放要求逐步提高。而可以去除氮、磷物質的工藝就是活性污泥法了;但是活性污泥法只有形成多級反應池,通過增加內循環來達到脫氮除磷的目的,這樣運行管理就更加復雜且各項費用也會大幅度提高;
4 選擇城市污水處理工藝時應著重考慮6個方面
4.1 投資省。目前大部分污水處理項目都是國有資金投資的,我國是一個發展中國家,經濟發展所需資金缺口龐大,控制投資對國民經濟可持續發展大有益處。
4.2 運行成本低。運行成本是污水處理廠能否正常運行的重要因素,是選擇處理工藝的主要指標之一。
4.3 占地少。土地資源是城市發展規劃的重要因素。
4.4 脫氮除磷效果好。隨著我國大面積水體環境的富營養化,污水的脫氮除磷已經成為迫切的問題。我國實施的國家《污水綜合排放標準》(GB8978 一l996) 也明確規定了適用于所有排污單位,非常嚴格地規定了磷酸鹽排放標準和氨氮排放標準,這就意味著選擇污水處理工藝首先要考慮脫氮除磷的問題。
4.5 深度處理,綜合利用。大力研究和推廣城市污水回用和中水技術,廣泛用于工業、農業、市政綠化、河道和生活雜用等系統。國內外出臺的一系列污水回用的規范和要求,為我們提供了可借鑒的依據。城市生活污水在二級處理處理基礎上無論采用混凝、沉淀、過濾、或者采用臭氧、抑制活性炭處理均能達到“中水”水質標準。在水資源十分緊缺的今天,污水回用為我們提供了一個非常經濟的新水源,減少了社會對新鮮水資源的需求,同時也保護優質的飲用水源。
4.6 現代先進技術與環保工程的有機結合?,F代先進技術,尤其是計算機技術和自控系統設備的出現和完善,為環保工程的發展提供了有力的支持。目前,國外發達國家的污水處理廠大都采用先進的計算機管理和自控系統,保證了污水處理廠的正常運行和穩定合格地出水,而我國在這方面還比較落后。計算機控制和管理也必將是我國城市污水處理廠發展的方向。
【關鍵詞】污水處理;活性污泥法;城市污水;基礎設施
【中圖分類號】TU684【文獻標識碼】【文章編號】1674-3954(2011)03-0301-01
一、城市污水處理的現狀及原因分析
長期以來,我國城市基礎設施的發展與人口、資源、環境和工業建設不協調,導致基礎設施長期超負荷承載。特別是城市環境保護基礎設施建設,近幾年才開始興建,全國絕大多數城市的污水處理能力遠遠滿足不了實際需要。2000年全國668個城市中,有123個城市建成307座不同處理等級的污水處理廠,日處理能力為1300萬m3,污水處理率為13.4%,其中1998年和1999年46個重點城市污水處理率分別為20.3%和24.7%,全國有5萬多個城鎮,370多萬個村莊,9億多人口居住地尚無污水處理設施,由此導致了嚴重的水環境污染,加劇了水資源的短缺。特別是近年來城市生活污水的污染負荷已超過工業廢水的污染負荷,而城市污水處理廠的建設遠遠不能適應經濟社會發展的需要。
與國際上相比,我國城市污水處理率較低,其主要原因是我國的城市污水處理廠建設滯后。據資料介紹,發達國家對城市污水處理廠的建設投資都十分龐大,他們是從20世紀70年代開始大規模興建城市污水處理廠的,美國、英國、日本等國七、八十年代的投資占國民生產總值的0.29%~0.88%,而我國前幾年僅為0.002%~0.003%。美國現在平均每1萬人就擁有1座污水處理廠,英國和德國每7000~8000人擁有1座污水處理廠。而我國城鎮人口中,平均每150萬人才擁有1座污水處理廠。造成城市污水處理廠建設滯后的主要原因是:第一、建設資金的缺乏,至今沒有穩定的資金來源。目前我國城市污水處理廠的建設資金主要有中央財政、國內外貸款、城市維護稅、地方預算等等,但沒有專項資金渠道。城市污水處理廠的建設費用是十分龐大的,一個中等規模的污水處理廠就需要上億元人民幣的投資,不是一個小數目。目前的狀況是,經濟欠發達地區籌措資金有困難,建不起;經濟條件較好的一些地區有錢也不愿建,因為污水處理廠沒有經濟效益。由此導致污水處理廠的建設資金總是難以落實。第二、現行管理和運行機制的掣肘也使城市污水處理廠的建設和運營陷入困境。由于沒有真正落實“污染者負擔”的政策,使得污水處理廠的運行費用沒有保障。處理1噸生活污水的成本大約是0.5元~0.7元左右,現在全國各地污水處理的收費標準不一,一般在(0.1~0.4)元/噸之間,由于收費額度偏低,致使投入運行的污水處理廠入不敷出,虧損嚴重。因為沒有足夠的資金保證其運行,只好由當地市政府給予大量財政補貼,使得污水處理廠成了各地的包袱。當地方財政因無力支付污水處理費用,使建成后的污水處理廠不能正常運行,環境保護投資就不能有效發揮環境效益。當然,這里最根本的原因還是觀念和政策的問題。盡管這幾年國家加大了對重點流域污水處理廠的投入力度,增發的國債主要用于建設城市污水處理廠,但資金仍顯缺乏。
由此可見,各級政府應當加大對污水處理廠的投入力度,同時要完善和落實污水處理的收費政策,從而保證其正常運行,才能確保我國水環境污染嚴重的勢頭得到遏制。
二、目前城市污水處理的方法及存在問題
城市污水包括城市全部的生活污水和部分工業廢水,水質污染主要為有機污染。目前國內外采用物化法和生物法處理技術,并以后者為主。
1、物化法
19世紀后期,英、美等國曾廣泛采用絮凝沉淀技術。我國四川省遂寧市污水處理廠(8萬m3/d)采用分期建設方案,預留二級處理場地,一期為化學強化一級處理(Chemically Enhanced Primary Treatment)(簡稱CEPT),采取投加化學藥劑的絮凝沉淀法。該方法存在的主要問題是出水水質難以達標。
2、生物法
(1)傳統活性污泥法 傳統活性污泥法是污水處理最早的工藝,有機物去除率高,污泥負荷高,池容積小,電耗省,運行費用低,但普通曝氣法占地多,建設投資大,且不具備脫氮除磷功能,僅能滿足BOD5、CODCr、SS三項出水指標。另外,普通曝氣法生成的污泥量較多,認為不易處置。
(2)SBR法(序批式) 間歇式活性污泥法又被命名為序列間歇式反應器法(Sequencing Batch Reactor)或序列間歇式(序批式)活性污泥法,簡稱SBR法。其進水、反應、沉淀、排放和閑置順序在同一池中完成,周期運行。其特點為:無二沉池和污泥回流設備,產生剩余污泥量少;結構簡單,運轉靈活,可隨時調整運行計劃;自控要求高。該方法適用于水量、水質排放均勻的工業廢水,可省去調節池,節省投資。缺點是操作復雜,難于管理。
(3)氧化溝法 氧化溝實際上是活性污泥法的一種變形,廢水和活性污泥的混合液在環狀的曝氣渠道中不斷的循環流動,又有人稱其為“循環曝氣池”。它的特點為:一般不設初沉池和污泥消化池,結構簡單,工藝穩定,管理方便;有機物去除率較高,具有脫氮、除磷(溝前增設厭氧池)功能,綜合指標較優;適用于中小規模的低負荷污水處理廠??呻姾妮^大,經常運轉費用偏高。
(4)A2/O(AA/O法)常用的脫氮除磷的工藝為A2/O(厭氧/缺氧/好氧,Anaerobic/Anoxic/Oxic)法。磷在厭氧區釋放,在好氧區吸收,達到除磷目的。污染物在好氧區被氧化降解,去除COD和BOD5,同時在硝化菌作用下,有機氮轉化的氨氮繼而轉化為亞硝酸氮和硝酸氮,含有硝酸氮的大量混合液回流到缺氧區進行反硝化脫氮。但污泥回流,污泥處理工作量大,節能差。
(5)AB法(Adsorption)Biodegradation)即吸附和生物降解兩段生物處理法。它采用吸附和傳統活性污泥法的兩次生化處理,工藝單元構成復雜,污泥不穩定,建設投資和處理成本高,一般不設初沉淀。
(6)UNITANK法(一體化的曝氣池)此工藝是以活性污泥法為基礎的一種新工藝(由比利時史格斯公司開發)。本工藝的特點是將曝氣和沉淀組成一體的新工藝,不是形式上的合并,而是工藝上的創新,是將池子分成若干格,首末兩端交替曝氣和沉淀。它周期性變更進水、出水方向,可省去污泥回流系統,并且布置緊湊,用地省,連續運轉,省電耗,結構設計簡單經濟,但該方法不具備脫氮除磷功能。
三、應用新的生物技術處理城市污水的必要性及重要意義
城市污水處理廠是城市水污染防治的骨干工程,建設城市污水處理廠是納入流域、區域水質管理規劃并納入社會經濟發展規劃的重要內容。為使全國水環境狀況基本上同國民經濟的發展和人民生活水平的提高相適應,必須盡快扭轉我國城市水環境污染的局面。因此污水處理設施的建設和運行是我國當前水污染控制的重點。
【關鍵詞】;船舶;油污水;危害;處理
中圖分類號:R123文獻標識碼: A
一、前言
隨著經濟和旅游的發展,長江內河船舶數量、噸位和機械設備功率大幅度增加,油污水的排放量也日益增多。為了避免長江內河船舶油污水對生態造成污染,一定要更加重視做好相關的預防和處理措施。
二、船舶油污水產生途徑
1、船舶機器處所的艙底含油污水、油船洗艙水及壓載水等超標排放。
2、船舶進行添加燃油、裝卸貨油等油類作業時因違章作業引起的操作性溢油。
3、船舶由于發生海事事故引起事故性溢油造成水域污染。
三、含油污水的危害
1、油類在水中存在形態
通常,油類在水中主要以下幾種形態存在:
(1)上浮油油珠顆粒較大,靜置后能較快上浮,以連續相的油膜漂浮在水面。通常,進入水體中的油分大部分以此形式存在。
(2)分散油粒徑從數微米到數毫米的細小油滴,可懸浮分散在水相中,但不穩定,可聚并成較大的油珠而上浮到水面,也可轉化為乳化油。
(3)乳化油分散態油滴在表面活性物質作用下或極微小的油滴可以形成乳化油形態,油滴以細顆粒形式穩定懸浮分散于水中。
2、含油污水的危害
(1)含油污水污染飲水水源。如果我們日常的飲用水水源遭到了含油污水的污染,那么不但人畜會感染疾病,甚至還可能會導致食物中毒;另外,含油污水中也是含油一定量的致癌物質的,因此就可能會提高含油污水所污染區域的癌癥的發病率;
(2)含油污水影響周邊環境。含油污水的密度比正常的純凈水的密度要小,所以一旦含油污水排入到周邊環境中,那么其是會附著在水面之上的,大氣與水中氣體就無法正常的交換,水中氧氣的含量不斷下降,那么周邊環境就會惡化,水體的質量受到嚴重的影響,大幅度降低了水資源的利用價值;
(3)含油污水進入土壤。如果含油污水被當做灌溉水用于灌溉土壤了,那么油漬就會沉積在作物的表面,土壤無法與外界的空氣有效交換,土壤的代謝速度變慢,從而影響作為的正常生長,甚至還會導致作物的死亡,如果含有油漬的作物被人類食用了,對我們的身體健康也會帶來危害。
四、防止船舶油污染方面存在的問題
1、法律法規不健全
船舶油污染防治方面的法律、法規不健全,真正適用于內河的法規不多,雖然水污染防治法制定了實施細則,但它涉及面較廣,就海事管理而言,其操作性較差。
2、船員防污染意識不高
雖然大部分船舶均已按規定配備了防污設施和防污文書,但其使用情況和保養情況不佳。對于裝設了油水分離器的船舶,有的船員不知如何操作,有的知道操作也不實用,大部分的船舶防污設備缺乏正常有效的維護保養;部分船員隨意排放污染物,還有少數船舶直接將艙底水排放人內河,造成水域污染。
3、油水分離器使用率低
根據《內河船舶防污染結構與設備規范》要求,主機總功率大于或等于220千瓦的船舶,必須配備油水分離器;主機總功率達不到規范要求的船舶,在機艙配備污油桶(柜),裝存機艙污油等。在船舶實際運營中,船舶油水分離器使用率低,有的甚至不使用。
4、油污水接收處理設施匱乏
按照《內河船舶防污染結構與設備規范》要求,凡是未裝設油水分離器的船舶,其油污水必須儲存到船上指定的容器,且定期排給岸上油污水接收處理設施。由于目前絕大多數港口、碼頭沒有配備污油水接收處理設施,故大部分沒油水分離器的船舶其油污水倒入岸邊或由私人小船收購,有的甚至直接排入內河中。在檢查中,海事部門也要求港口企業配備污水接收處理設施,但該設備造價高,使用過程中支出大,有了這些設備,港口企業增加了成本,因此,多數港口、碼頭沒有裝設或者裝設了也很少使用。
五、內河船舶防污染應對措施
1、以人為本,控制污染物的排放。提高船員的防污染意識。建立內河船員培訓考核機制,定期開展船員防污染培訓,同時對內河散化船、內河液化氣船、內河油船船員進行安全知識及安全操作專項培訓,發專項證書,持證上崗;對于內河船員培訓機構也要加強管理,提高培訓質量,提高內河船員素質。
2、提高監督管理人員水平。對監督管理人員進行專門培訓,實行職業準入制度,進一步完善監督管理機構和制度,以適應防污管理發展的要求。在日常動態巡航中管理部門應有針對性地進行防污檢查,并與靜態防污專項檢查結合,避免船舶違章排污。
3、主管機關應加大對老舊船舶的排查力度,檢查機艙中艙底水管系實際布設情況,看是否有直接將機艙污水排泄管路連接到壓載水管路系統等非法管路的存在。另一方面,主管機關應加強對到港船舶防污染設備的監督和檢查力度,落實航運公司對船舶防油污設備硬件上的投入以及確保船員正確使用防污染設備,并能依據公約達標排放,嚴格執行安全管理體系中對防污染設備定期檢測、按期維護保養等工作要求,確保船上關鍵性防油污設備的可靠運行,最大程度減少船舶油污染造成的危害。如確保油水分離器的正確和正常使用,主管機關可定期對處理后的水質進行取樣測試其含油濃度,對于不合格的油水分離器必須責成船方立即采取改進措施。
4、落實船舶溢油處置和應對措施。不同規模的船舶溢油事故的發生原因是不相同的,不同的船舶溢油規模所帶來的溢油應急解決方案也是不同的,熟悉和掌握溢油事故原因與溢油規模之間的關聯,掌握解決不同規模的溢油事故的應急方案,制定適合本地區的油污應急預案,儲備相應的設施。有必要在國家的統一部署下,建立統一的溢油響應協作機制 ,整合各部門的力量,統一指揮,合理分工,以便及時和有效地開展事故溢油的控制與處理工作,將油污染對環境造成的影響降至最低限度。
5、改善船舶條件,降低污染物的排放。一要加快內河船舶標準化進程。逐步淘汰落后船型。通過優惠政策,扶持一些低污染的大型標準船舶的投入,規范內河船舶防污設施配備檢驗標準,從而保護內河水域環境,保障水上交通安全,促進內河航運可持續發展;二要提高內河船舶防污染設施的質量。從內河船舶的實際情況出發,研究出操作使用簡單、方便,工作安全可靠的經濟實用型的防污染設施,減輕日常維修保養的工作量,確保防污設施的使用率。
6、加快建設污油水接收、處理設施。污油水接收、處理設施投資大、見效慢,建議采用國家補貼、地方投資的方式加快港口、水上加油站等污油水接收、處理設施的建設步伐,盡快設置配備與本港吞吐能力、到港船舶種類相適應的接收、處理設施。
7、轉變管理模式,加強監管力度。建立健全內河船舶污染防治法規體系。提升內河船舶污染防治立法層次,制定全國性的“防治船舶污染內河水域環境管理條例”,全面指導和規范船舶污染防治工作,使執法人員在執法過程中真正做到有法可依。并根據實際需要與國際接軌,將國際公約具體化、國內化。
8、強化防污染的現場監督。各級海事主管部門應加強現場監督檢查,嚴肅查處船舶污染行為。加強對船舶“油類記錄薄”的簽發和管理,一旦發現船舶防污染設備的狀況與證書內容不符,或該船對水域環境產生污染時,應禁止船舶離港。處罰作為一種強制手段,在增強船員的防污意識,扼制船員的違章操作性排放,保護內河環境方面能起到積極的作用。海事主管部門在加強執法力度的同時可建立污染報告以及獎懲制度,加大故意排放油類物質的處罰力度。在對船舶進行檢查時應認真負責,實事求是,對于違章操作屢教不改,產生嚴重污染的船舶,加大處罰絕不手軟。
六、船舶油污水處理
1、根據船舶產生的油污水量的多少,一般可以在動力艙設置油污水處理裝置,以處理艙底含油污水。根據艙室的大小、機械設備數量、艙室分布情況,可以設單個艙室的油污水處理系統,也可以將全船油污水通過輸送泵統一收集在油污水貯存艙內,再通過油污水處理裝置集中處理,經處理后排放的油污水滿足《73/78防治公約》的要求,排放水的含油量不大于15ppm。通過油份濃度計監測排出水的含油量,當含油量超過排放標準時,將不合格的水返回艙底繼續處理知道合格。
2、按照MEPC.107(49)決議對油污水處理設備技術條件的修改,原來普遍采用的重力法分離油污水技術已不能滿足處理含表面活性劑的C類試驗液的要求,因此,需對油污水處理設備進行改進,在重力分離的基礎上采用超濾、膜分離、化學破乳等方法以處理乳化狀態下的油污水。
3、考慮到油污水對水域污染的嚴重性,及時經過油污水處理裝置處理后的排放水達到國際排放標準,在部分水域、港口將來也會受到排放的限制,可以將艙底油污水通過國際通岸接頭至碼頭接受設施,在港口外可以排至接受船。
4、經油污水處理裝置處理后排出的油污可以進入焚燒爐焚燒,或通過通過國際通岸接頭至碼頭接受設施,在港口外可以排至接受船。
5、油污水處理及排放:
(一)油污水經處理后達標排放。
(二)在限制水域不處理排至接受設施。
七、結束語
必須深刻的認識到內河加油船舶油污水的危害,進而采取更加有效的措施來處理內河加油船舶油污水,確保油污水不會對周邊的水域環境造成不利影響。
【參考文獻】
[1]趙國鋼.船舶防污染及事故污染應急工作淺析[J].中國水運(下半月).2009(01)
關鍵詞:城市建設;生活污水;處理方法;研究
Abstract: With the rapid social and economic development and urbanization process is accelerating, the urban sewage treatment is an important issue for the construction of urban environment. The problems in this article will be urban sewage treatment process were analyzed, and on this basis, effective sewage treatment for reference.
Keywords: urban construction; sewage; approach; research.
中圖分類號:F291.1文獻標識碼:A 文章編號:
近年來,隨著社會經濟的快點發展和城市化建設進程的不斷加快,人民生活水平不斷提高的同時也對城市生活用水提出了更高的要求。目前來看,當前我國不同的城區存在著不同程度的污染現象,因生活污水造成的環境污染已經引起了社會各界的廣泛關注。據調查顯示,城市生活污水排放量在不斷的增加,加之處理不及時或效果不好,多數的城市生活污水未經處理就直接排到了自然水體之中,造成了嚴重的環境污染。在構建環境友好型社會的今天,加強城市生活污水的處理已經迫在眉睫了。
城市生活污水處理中存在的問題
1、污水處理能力低
社會經濟的快速發展給生活環境帶來的巨大的壓力,據統計數據顯示,目前我國的城市生活污水排放量每年可達到500億噸以上,然而可處理的生活污水卻只占到排放總量的五分之一。較之于西方發達國家的城市生活污水處理能力(一般在百分之八十左右),簡直不敢同日而語。最令人遺憾的是很多的污水處理車間非但沒有處理好生活污水,反而深受其害、對周圍的環境也產生了嚴重的危害,這說明我國城市生活污水處理能力還有待進一步提高。
污水處理管網系統建設比較滯后
由于建設投資或思想上的問題,導致一些城市尤其是中心區的雨污分流不及時,生活污水處理設備和裝置難以及時的發揮功效。從實踐來看,我國的城市污水處理設備建設嚴重不足,排水管網的普及率和管道的收集率也相對較低,難以滿足實際需要;由于管網根本不配套,因此導致城市污水的處理車間或處理廠難以滿負荷運行,而現有的污水處理設備無論是設計上還是質量上都存在的一些問題,實際運行過程中難以保證其穩定性,很多已經非常陳舊的設備仍在繼續服役。
二、城市生活污水處理方法探析
基于以上對目前我國存在的城市生活污水難以處理的問題及其成因分析,筆者認為,除了要加強思想重視和資金投入外,最重要的是污水處理方法的選擇。以下是幾種比較有效的城市污水處理方法:
一般的污水處理方法
城市生活污水處理是一個相對比較復雜的生化反應過程,其處理程序主要是進水、曝氣、中和反應、沉淀以及排水等。污水的具體處理過程是將進水閥打開后,首先要先通過粗格柵進行過濾,經水泵進行細格柵過濾后入集水池;集水池污水達到預定量時,即停止進水,然后進行中和反應;打開空氣閥門、啟動鼓風機,開始曝氣,在潛水攪拌器和回流泥水泵的作用下,均勻攪拌集水池中的污水進行,使其充分的反應;然后再關閉以上設備,進行重力沉淀與泥水分離;沉淀適當時間后,可將上層清夜排出,最后將沉淀的污泥排入污泥池。其過程可通過下圖(圖一)予以展示:
(圖一:城市生活污水處理工藝流程圖)
從上圖來看,整個城市生活污水處理過程包括很多環節,而且每一個環節的控制都很重要,但實踐中因諸多環境因素的影響,只靠人力操作是難以保證控制質量,比如向集水池中加入的酸堿液比例控制,能否使集水池中的污水達到酸堿平衡,對污水處理結果關系重大。因此,在目前環境下,再靠傳統方法對這些環節進行控制是不行的,必須探尋新的控制方法,才能滿足現實要求。
氧化溝污水處理法
氧化溝污水處理法是傳統的活性泥污水處理工藝的變形,其中的氧化溝被做成封閉環狀溝,又被稱作是連續循環的曝氣池。由于該處理方法中的流態一般表現為推流式與混合式的特點,因此抗沖擊能力比較強。氧化溝曝氣形式主要以表曝為主,平時可看到的曝氣設備有水平軸轉刷、垂直軸葉輪表爆機以及轉碟等。
目前來看,Carrousel2000氧化溝工藝(如圖二所示),在城市生活污水處理中的應用效果也比較好。從污水處理實踐看,Carrousel2000氧化溝污水處理工藝所采用的主要是垂直軸葉輪表面曝氣機,據測驗其可處理的水深可達 4.5米,因此氧化溝所占用的土地面積也會比較大,而且充氧動力的效率也會隨之降低,這在很大程度上制約了 Carrousel 2000 氧化溝污水處理技術的應用。實踐中為解決這一問題,可將垂直表面葉輪曝氣機的曝氣形式改成微孔曝氣模式,并且在污水池中可增設一些潛水攪拌機,這樣就能進一步增加其服務的水深,同時還可以減少占地面積,實踐證明,該工藝可獲得比表面曝氣動力功率更高一些, 筆者認為實踐中值得推廣。
(圖二:Carrousel2000氧化溝工藝)
3、CASS城市污水處理工藝
CASS污水處理法,實際上就是循環活性污泥法,該工藝主要有三個區域共同組成,即生物選擇區、主反應區以及兼氧區。其中,生物選擇區主要設置在該工藝的前端某一小容積區,在厭氧或者兼氧的條件運行;兼氧區不但可以輔助厭氧或者兼氧條件下的生物選擇區運行,并對進水口的水質和水量變化進行緩沖,促進磷類物質釋放,同時還具有強化反硝化的作用;主反應區主要是指該工藝最終可以出去城市生活污水中污物的場所。
生物選擇區
在生物選擇區,污水的停留時間大約在半小時至一小時之間,通常是在厭氧或者兼氧的條件下進行的。生物選擇區的設置主要是利用了活性污泥,創造一個比較合適的細菌生長環境。大量的試驗結果表明,如果能夠設計一個科學合理的生物選擇區,則就可以有效的抑制細菌的大量繁殖,同時還可以有效的克服污泥的膨脹,以提高該污水處理系統的可靠性和穩定性。
(2)主反應區
主反應區運行過程中,對曝氣的強度進行控制,可使主反應區中的溶液處在一種好氧的狀態,活性污泥內部基本上屬于缺氧狀態,同時可將硝態氮通過污泥傳遞給主體溶液,使主反應區發生污物降解,并進行同步的硝化與反硝化作用。
兼氧區
在反應區前的兼氧區,主要是在厭氧或者兼氧的條件下運行,并對進入的水質變化和水量提供一個緩沖的作用,同時可促進磷釋放、強化反硝化作用效果。 在兼氧區可對污水中的大分子物質進行水解,先除去一些難以難降解的物質,并提高污物的去除率。
CASS城市污水處理工藝如下圖所示:
除以上幾種城市污水處理技術外,還有生物膜法處理技術、AB法(Adsorption—Biooxidation)以及膜分離技術等,這些技術和工藝在城市生活污水處理中都發揮著重大的作用。
結語:總而言之,社會經濟的飛速發展和城市化進程的不斷加快,導致城市污水越來越多、處理難度越來越大,面對當前存在的城市生活污水處理問題的,我們只有采用先進技術,不斷的提高生活污水的處理水平,才能為環境友好型社會的建設保駕護航。
參考文獻:
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[關鍵詞]污水處理 節能優化 控制方法
[中圖分類號] P624.8 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2015)-2-271-1
0前言
隨著社會經濟的迅速發展,我國水資源日益缺乏,且水污染嚴重,我國越來越重視水資源的合理利用,特別是針對污水處理的研究越來越積極,但是,污水處理面臨耗能大、運行成本高等問題,在一定程度上阻礙了污水處理行業的順利發展。因此,為了能夠克服這些難題,推動污水處理的智能優化控制,加強對污水處理系統的完善優化是當務之急。
1污水處理優化控制方法的不足之處
1.1適應能力較弱
污水處理過程并不簡單,其過程繁復冗雜,存在許多不可控制因素及變量,要充分考慮到各個因素之間的關系,并控制好出水以及能耗,雖然依靠開關和PID控制簡便,且性能較穩定,但是,在污水控制過程中有多個起作用的變量,如果某個環節出現問題,就會致使污水處理很難控制,也不會取得良好的污水處理效果。
1.2出水水質與耗能之間的矛盾
污水處理需要考慮多方面利益,不僅要控制好排水量,還要降低成本,而傳統的污水處理并沒有處理好二者之間的關系,出水水質與耗能量高之間的矛盾始終存在,在確保出水限制的同時,將耗能減少到最小成為最亟待解決的問題之一。
1.3污水處理耗能大、成本高
利用傳統的污水處理方法進行污水處理過程優化控制存在一定難度,污水處理耗能高,在一定程度上增加了運行成本。因此,協調好出水與運行成本之間的關系,是優化污水處理系統首先要解決的問題。
2污水處理過程機理模型
研究污水處理過程的機理模型具有現實意義,不僅有利于污水處理系統的設計,還能夠提高污水處理系統的能力。BSM1模型是一種污水處理的設備布局,其中包含仿真模型、仿真結果的評價標準等,其便于調整自動控制策略,并利用指標來進行比較選擇最優的實施方法;基于BSM1基礎上的Elman遞歸神經網絡箱比較而言具有較強的適應能力,也比較穩定,能夠處理好污水處理過程中的多個變量之間的關系,并能取得較優的污水處理效果[1]。
通過深入研究污水處理過程BSM1模型架構及反應機理,并在不同環境下構建仿真模型,能夠達到BSM1可視化管理目標。另外,給予BSM1的基礎上提出其他變量控制方法,選擇兩個變量進行模擬、評價,通過設計Elman遞歸神經網絡控制器,并選擇晴朗的天氣下進行仿真實驗,相比較傳統的前饋神經網絡BP等控制策略,這種方法具有更好地魯棒性、自適應性和穩定性,而且能夠盡快達到目標。
3污水處理過程節能優化控制方法
3.1污水生物脫氮
近年來,我國水污染比較嚴重的現象就是水體富營養化,雖然污水處理不斷發展,也取得了一定成效,但是,水體富營養化問題卻始終沒有得到有效的解決并且,隨著水體富營養化的情況日益惡化,水污染問題也變得越來越嚴重。解決水體富營養化只有通過脫氮除磷方式才能夠使這一問題最終得以解決,脫氮是污水處理的重中之重,為了能夠降低能耗和成本,實現脫氮目標,需要對整個污水處理過程采取節能優化的控制策略。
污水中的氮主要以氨氮和硝態氮化合物的形式存在,針對不同形式的氮可以采取不同的方法進行有效去除,例如:不溶于水的有機氮可以利用初沉池過濾的方法將氮去除。通過化學方法同化、氨化也能使水體富氧化問題得以解決。
同化主要是指在污水處理過程中,將氮同化成微生物細胞的一部分,即便不能夠將所有氮都排出去,但是,在二次沉池時,能夠將剩余的活性污泥除去;氨化則是將有機氨化合物轉變成氨氮的過程,但是,其在處理過程中,生化效率過高,盡量不采取這種方法[2]。
3.2污水生物脫氮技術
活性污泥處理方法作為一種生物處理措施,具有悠久的歷史,現行的污水處理方法都是以活性污泥處理方法為基礎的。
三級活性污泥法,主要是指將硝化、反硝化以及氨化這三大化學反應作為基礎,進行污水處理,但是其系統構成過于復雜,不僅造價高,也不便于操作。
缺氧技術,實質是前置反硝化技術,這種技術過程簡便、造價低,目前已經成為污水處理的主要工藝,被廣泛應用在各大污水處理廠中。
氧化溝脫氮技術,又稱完全混合-推流式反應器,在污水處理過程中,其處理速度迅速,能夠與溝內混合液快速融為一體,符合生物脫氮的要求。
除此之外,在污水處理過程中,還存在一種EENN-ECM優化控制策略,雖然在水質方面并不能夠做到完美,但是,與出水標準基本吻合,而且耗能較低,也同樣具有較好的節能效果[3]。
4結論
根據上文所述,污水處理過程涉及到多個變量,具有一定難度,與此同時,還需要解決能耗大以及出水水質等問題。筆者通過將BSM1模型作為基礎進行深入研究,提出了Elman網絡能耗方案,這一措施能夠有效控制污水處理過程中的多個變量,進而實現使污水水質達標且并且最大限度降低能耗的目標。
參考文獻
[1]楊馬英,周芳芹,李軍.基于神經網絡的城市污水處理水質參數軟測量[J].東南大學學報(自然科學版),2010,18(03):259-261.
【關鍵詞】 超導磁分離 COD Fe3O4磁性 磁種子
Abstract : Superconducting magnetic sepa-ration technology is a new method applied in the sewage disposal. It solves the disadvantages of the high production cost and covering an large area in the long chemical and biological treatment. The paper introduces the application, unique advantages, and process of superconducting magnetic separation technology.
概述
磁分離技術是一種借助磁場力的作用,對磁性不同的物質進行分離的一種物理分離方法。磁分離技術可以說是一門比較古老、較成熟的技術,最早應用于選礦和瓷土工業。磁分離技術作為有磁性差異的兩種及多種物質的選別手段,在礦石的精選、煤的脫硫、玻璃及水泥等Ô¬料的除鐵、高嶺土的提純、生物工程中的細胞分離、石化行業的催化劑回收等領域得到了廣泛的應用。
采用超導磁體分離礦石、煤、高嶺土等固體物質中磁性雜質在國內外已得到廣泛應用,但用于廢水分離凈化尚少涉及。主要原因是對于廢水中的有機、無機污染物,由于這些污染物本身沒有磁性,靠磁場產生的磁吸引力無法分離。
2005年日本大阪大學Nshijima研究組最早開始超導磁分離污水處理研究,并建立了示范裝置,用于分離造紙廠污水,分離后污水COD(化學需氧值)可由起始的110mg/L,降到25mg/L,去除率近80%。他們采用的是預先在污水中添加Fe3O4“磁種子”顆粒和聚氯化鋁絮凝劑,絮凝劑將污水中有害物質和Fe3O4磁性顆粒一起絮凝,這樣通過超導磁體吸引分離。
1.適用范圍
用于冶金行業中的軋鋼、連鑄濁環水、石墨廢水、鋼廠總排水;石油行業中的油田回注水、三元廢水;煤炭行業中的礦井水、洗煤廢水;電力行業中的電廠循環水;化工行業中的造紙、印染回用水;市政行業中的市政污水預處理、深度脫磷處理;以及其他行業中的河道水、景觀水治理。
由于采用制冷機直接冷卻超導磁體,從而擺脫超導磁體采用昂貴液氦的束縛,這樣將使得超導磁分離污水處理系統可以方便地用于缺少液氦的地區,特別適合于規模小、分散的中小企業。
2.技術特點
對于小型企業廢水處理,廠家因建立污水處理設施投資過高,大多采取直排,給環境造成危害。因此開展新型、高效、低成本超導磁分離工業廢水處理技術的研究對我國節能減排具有重要意義。 在磁種子材料和超導磁體冷卻技術上取得創新進展。采用等離子有機覆膜技術在Fe3O4磁性顆粒表面生長帶活性基團的有機薄膜,這層納米厚度的薄膜可以有效地捕捉污水中的有機物、無機離子,代替了有機絮凝劑的加入,而且由于有機膜與Fe3O4有很強的結合力,使得這種新型復合“磁種子”材料可以重復使用,較單純的Fe3O4磁種子材料有明顯優勢,
采用這種“磁種子”材料對造紙廠廢水處理實驗表明經磁分離處理的集水池廢水COD值由降低十倍,去除率超過百分之九十,凈化效果良好。另一個技術創新點是采用制冷機直接冷卻超導磁體,從而擺脫超導磁體采用昂貴液氦的束縛,這樣將使得超導磁分離污水處理系統可以方便地用于缺少液氦的地區,特別適合于規模小、分散的中小企業。是未來極具潛在應用價值的技術。
3.工藝流程簡述
3.1待處理水體經過預處理后,進入混凝反應器,與一定濃度磁性物質混合均勻;
3.2含有一定濃度磁性物質的水體,在混凝劑和助凝劑作用下,完成磁性物質與非磁性懸浮物的結合,形成微磁絮團;
3.3經過混凝反應后,出水流入超磁分離設備,在高磁場強度下,形成的磁性微絮團由磁盤打撈出水中,實現微磁絮團與水體的分離,出水直接排放或回用;
3.4由磁盤分離出來的微磁絮團經磁回收系統實現磁性物質和非磁性污泥的分離,磁性物質回收再利用(回收率大于百分之九十九點六),污泥進入污泥處理系統。
普通水體中懸浮物一般不帶磁性。ReCoMagTM超磁分離水體凈化技術是將不帶磁性的水體賦予微磁性,以利于超磁分離機對懸浮物的快速分離;水體中分離出來的泥渣經磁種回收系統分散、脫磁后實現磁種與泥渣的完全分離;磁種進入下一個循環重復使用。
微磁凝聚與分散技術的核心:
(1)磁種加載:針對不同水體采用不同級配的磁種,以磁種作為凝聚核,在混凝劑和助凝劑的作用下,使水體中的懸浮物具有微磁性。
(2)藥劑投加:水處理常用混凝劑和助凝劑,如聚合氯化鋁、聚合氯化鋁鐵、聚合硫酸鐵、聚丙烯酰胺等,實現微磁絮凝。
(3)磁種回收:通過磁種回收系統實現磁性泥渣絮團的分散、脫磁與分離,磁種回收再循環重復使用。
結束語
關鍵詞 污水處理;深度處理 ;臭氧-活性炭工藝
中圖分類號X703 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2011)48-0015-03
0 引言
蘭州石化公司地處黃河上游,作為環境敏感地區,做好水污染控制,消除黃河水體污染隱患,有效的保護黃河下游的水源已成為蘭州石化公司工作重心。此外,隨著新的生產裝置的不斷建設,蘭州石化公司生產用水出現供給不足,公司本著資源合理化綜合再利用的原則,落實國家對環境保護的有關政策,提出了污水治理“零排放”的發展目標,并通過過程控制、點源污染控制和終端處理等方式加大了對污水再利用的力度,目前化工污水經澆灌實驗后已將出水全部用做廠區綠化灌溉,為了將化工污水回用在更廣闊的生產領域,需對化工污水進行深度處理的方法研究。
1 裝置目前運行狀況及立項背景
蘭州石化公司5.5萬t/d化工污水處理裝置由前蘇聯國家特殊構筑物設計院設計,于1958年建設,1960年建成投產,原設計處理能力為10 000m3/d。1978年進行了擴能一期改造,設計處理能力達到5萬t/d。2002年進行了擴能二期技術改造,設計處理能力5.5萬t/d。該裝置利用物理、化學、生物化學等方法,采用隔油沉淀―均質―水解酸化―A/O(Anoxic/Oxic缺氧/好氧)―曝氣―二沉池工藝組合,通過各級處理設施和輔助設施,去除水中污染物,達到國家綜合排放標準,出水全部排往市政油污干管。目前出水CODcr在70mg/L~100mg/L之間;出水NH3-N在0.56mg/L~1.13mg/L之間滿足達標排放要求,為驗證化工污水回用的可行性,中國石油天然氣股份公司科技管理部專門立項對該課題進行深入研究。探索適合石化企業生物難降解污水水質特點的工藝并通過試驗研究優化出最佳技術參數,最終研發出一種實用、高效的污水回用處理技術,系統出水滿足達標排放(CODcr
2 工藝流程概述
協作單位北京世紀華揚能源有限公司根據對化工污水出水水質的分析,最終確定了以“混凝溶氣氣浮+臭氧氧化+生物活性炭”工藝組合為技術路線對化工污水處理裝置的二級出水進行深度處理。
化工污水裝置二沉池出水經進水泵提升至中試裝置進水調節水箱進行水質和水量的調節,然后由氣浮進水泵提升至混凝氣浮池內,通過絮凝吸附作用,有效的去除水中的懸浮顆粒、膠體以及部分CODcr、油類等污染物,氣浮出水經過臭氧接觸塔進水泵進入臭氧接觸塔進行接觸氧化,在進入接觸塔之前與臭氧通過射流器充分混合,在接觸塔單元,水中的難降解物質被斷鍵分解為小分子易降解物質,化工污水的可生化性得到提高,同時提高了污水的溶解氧含量。由于斷鍵作用,分子上的發色基團被去除或發生改變,廢水的色度降低。隨后,污水通過自流進入臭氧釋放池將水中的殘余臭氧消耗掉,避免影響后續生物處理的效率。臭氧釋放池出水經過提升泵進入生物活性炭塔進行生物降解,進一步去除水中的污染物質,降低CODcr、NH3-N和色度等水質指標。出水經產水箱外排。每30天對生物活性碳塔進行反沖洗一次,每次歷時15min,反沖洗水采用系統產水。
化工污水深度處理工藝流程圖
3 實驗研究及數據分析
該實驗主要研究在不同的加藥量(氣浮段)、臭氧投加量、BAC氣水比、容積負荷、pH、溫度等工況條件下,該工藝組合對CODcr,BOD5,氨氮、濁度、石油類、懸浮物等水質指標的去除效果。自2010年6月1日~2010年10月25日,實驗進行了145天,根據水質分析數據顯示,試驗裝置穩定運行達到兩個月以上,出水水質已經滿足合同規定的各項技術指標的要求,2010年10月28日~11月5日進行了現場中試試驗的標定工作。
3.1 實驗要求出水水質
10月28日至11月5日,在化工污水現有運行負荷條件下進水,連續標定7天時間(雙休日除外),系統流程上共設三個取樣點。取樣方式:蘭煉污水處理廠、監測站、北京世紀華揚能源科技有限公司均派人在現場共同取樣。取樣次數:一日兩次。取樣時間:上午九點下午兩點。
3.3 監測項目及檢測方法(表3)
實驗裝置進水和出水的水質情況如下:
2)出水水質
標定期間,中試裝置前3天處理量為2m3/h,接下來2天進行大流量沖擊負荷試驗運行,平均處理量控制在3m3/h左右,最后兩天進行高濃度污染物進水沖擊試驗運行,水量回調至2m3/h。由于化工污水水質成分復雜,且來水成分波動比較大,因此導致深度處理裝置進水COD變化較大,COD濃度在50mg/L~90mg/L之間波動,經過氣浮池處理以后,出水COD平均達到40mg/L~50mg/L之間,去除率可達40%;經臭氧生物碳單元處理后,系統最終出水COD的平均值20mg/L左右,滿足系統出水水質指標的要求。由于化工污水中含有的石油類物質較低,標定期間,深度處理裝置進水的平均含油濃度為0.87mg/L,出水石油類平均值為0.72mg/L,平均去除率為16.9%左右,出水濃度低于1.0mg/L的設計指標,滿足系統出水水質指標的要求。在實驗期間,采用重量法懸浮物的檢測誤差較大,SDI儀無法測試出數值,說明出水懸浮物應該在4mg/L以上,改為測濁度,因此標定期間,裝置進水濁度平均可達12.2NTU,經過氣浮處理后出水濁度降至7.7NTU,裝置最終出水濁度降至1.6NTU左右。化工污水二級出水色度較大,經過檢測,進水色度達到20以上,色度的去除通過氣浮池絮凝作用、臭氧接觸塔氧化作用、活性炭吸附以及生物降解作用得以去除,去除效果明顯,經檢測,出水色度降至10度左右,去除率超過50%。根據標定期間測得的數據分析,裝置進水平均pH在7.7左右,最高時為8.2,最低時只有7.4,pH均在設計要求之內。
氣浮池出水:
由檢測結果可知,經深度處理后廢水主要污染物:化學需要量、氨氮、石油類、pH值濃度均達到設計排放指標;主要污染物去除率分別為:COD去除率達到70.7%;NH3-N去除率達到93.1%;石油類去除率達到17%,濁度去除率達到87.0%,色度的去除率也保持在50%左右。
4 存在問題及改進措施
由于化工污水經過二級處理后本身氨氮含量低于設計指標,同時,檢測結果顯示,出水NH3-N在0.56mg/L~1.13mg/L之間,全部達到出水要求。因此在實驗期內對于模擬高濃度氨氮未做詳細分析。但在裝置實際運行過程中,出現過裝置收上游單位污水沖擊,導致出水氨氮達到10mg/L左右,已接近污水排放指標的15mg/L。因此,需要在今后的試驗中加強對高濃度氨氮污水的實驗分析,以保證裝置投入生產運行后,水質平穩達標。 同時,臭氧接觸塔中可增加催化劑和填料,同時也可考慮臭氧的多級投加方式,以提高臭氧與水體的充分反應和氧化的效率。
參考文獻
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[關鍵詞]污水資源化;污水處理;發展
水資源是我們賴以生存的重要資源,不但能夠維持我們的身體健康,更能夠為經濟的發展提供必要的條件。但是近年來世界都出現了水資源短缺的情況,這其中因為水污染的問題,也使得很多的可利用的水資源遭到了損害,這也使得人類社會的發展面臨著極大的威脅。所以為了提高水資源的利用率,為了保護水資源,就必須要控制一些工廠對環境的污染,對污水進行在處理,使得水資源能夠得到循環的利用,這樣才能夠促進我國社會的可持續發展。
1.我國污水現狀
從對我國的水資源情況調查來看,我國的水資源也是相對短缺的,因為我國的人口基數大,水資源的人均占用率很少,在加上工業化的發展,也對水資源造成了一定程度的污染,影響了城市發展的可持續性。我國的水資源短缺主要表現在可利用水資源的污染問題,所以對污水的處理是解決水資源短缺的重要方法,對污水進行凈化以后在利用是保護水資源的良好方式,同時也可以使得我國的自然環境能夠得到可持續的發展。
1.1污水資源化分析
要對污水資源化進行研究,就要先明白污水是怎么產生的。污水包括生活中產生的和工業生產中產生的。生活污水就是做飯洗菜以及洗衣等含有油和清潔劑的水,而工業生產中的污水是含有一些有害的化學物質的水,所以對這兩種水進行處理,要分別來看。生活中的污水比較好處理,因為其成分大多可以通過隔離以及凈化的方式去除。但是工業化的污水成分比較復雜,處理不慎的話,可能導致重度的污染,這種污水如果排放到河流或者深入地下,不但會勿擾河流的水,還會對地下的可飲用水造成污染,人們一旦飲用了這些水就會影響人們的身體健康,從而引發一些事故的發展。所以為了保護人民的身體健康,為了使得水資源得以持續,就需要對污水進行凈化的處理,把污水變為可利用的水資源,實現污水資源化,不但能夠提高我國的水資源的質量,更能夠為人民的生命安全提供保障,同時也能夠提高我國的經濟效益和社會效益。
1.2污水資源現狀
我國的水資源的短缺問題主要是因為水污染的造成的,我國雖然也注意到了水污染的問題,但是都采用了先污染后治理的政策,著重于發展經濟,所以對水資源造成了很大的傷害,有些地方的水已經無法飲用,甚至還出現了中毒的情況,這也給我國社會的穩定性帶來了消極的影響。隨著我國社會的不斷發展,我國也開始重視對水資源的保護問題,撤銷了很多污染大的工廠,同時也對水污染的問題進行了治理。污水資源化的提出也證明了我國對污水處理的決心,該方法也能夠有效的實現對水資源的循環再生。從其他國家的水資源治理的結果來看,污水資源化的應用也已經比較廣泛,所以我國對此也進行了借鑒,提出了適合于水資源實際的處理辦法。我國的水資源污染問題比較嚴重,很多河流都受到了一定程度的污染,這樣造成了地下水受到了污染,一些城市面臨著停水的危機,所以我國也采取了南水北調的政策,來支援缺水的城市,但是這也是治標不治本的,要環節水資源的危機,必須要對已經污染的水資源進行處理,這樣才能夠滿足社會可持續發展的要求。水污染的問題還給我國的農業的發展帶來了危機,很多農作物因為受到污水的影響,產量大幅度的降低,這給我國的經濟造成了很大的損失。
2.污水資源化分析
通過上述介紹,我們已經知道了污水給我國社會造成的嚴重損失,所以采用污水資源化來是實現對水資源的利用非常重要,這也成為了我國環境保護的重要方式,在很多城市的污水處理中得到了實施。實現污水資源化需要企業以及政府共同的努力,采用先進的污水處理設備,加大對污水處理的資金投入,對城市中的水資源進行檢測,對于不符合標準的水資源進行凈化的處理,進行二次的使用。同時也要注意對工廠的監督,工廠的廢水必須要經過處理后才能夠排放,必須要控制好污水的排放量,對于污染大的工程應該進行改造,使得能夠滿足社會可持續發展的要求。因此在城市的規劃中,也要把污水的處理問題考慮進去,使得經濟建設和環境保護共同發展,從而為人們提供了一個健康的生活環境。但是我國的污水資源化處理相對于發達國家還有一定的差距,所以一定要注意對國外的處理經驗的借鑒,不斷的對我國的污水處理技術進行完善,實現對水資源的循環利用。
2.1污水處理資源化發展
當前,我國現有的日常污水處理能力為6500萬噸每天,其中城市污水處理效率也達到了一個新的高度,但是其中問題仍然較為嚴重。在我國十二五規劃中,對于我國污水處理已經提出了明確的標準,其在污水處理方面更是提出了詳細而又明確的工作標準和方式。我國的污水處理是二十世紀三十年代才開始污水處理工作的,比國外發達國家玩了近百年。雖然這一事業起步非常晚,但是在改革開放之后的三十多年時間里,其發展尤為迅速,并取得了巨大的成就。
2.2實現污水資源化的具體措施
(1)增加城市二級污水處理廠的數量:可以說在當前的社會發展中,一個城市污水處理廠數量的多少直接關系到一個國家的經濟發展水平,也標志著一個國家的污水處理水平。目前我國污水處理率僅為70.3%,城市污水處理廠不足100座,而且分布不均勻,有些上百萬人口的大城市連一座城市二級處理廠都沒有。增加城市二級污水處理廠的數量,不但可減少污水對水體的污染,而且對實現污水資源化大有益處。
(2)污水處理廠應向污水資源化發展:我國污水處理廠不但發展慢,而且已修建起來的污水處理廠有些還不能正常運行,其主要原因是資金缺乏。這一問題的解決不能只靠國家,更重要的是挖掘水廠內部潛力,實行排污收費,同時再進行污水的深度處理,推行污水回用,實現污水資源化,這樣不僅減少了污染,也緩解了水荒問題。
3.結束語
總之,污水處理是刻不容緩的一項事業,它關系到我國城市化進程的進一步發展,更是影響我國未來經濟建設的重要因素。因此,我們必須嚴肅重視,處理好其與經濟建設的關系,不斷探索創新,走出一條高效率、低能耗、簡易的污水技術新路子。
參考文獻
[1]樊利勛.淺談城市污水處理及水資源保護[J].中小企業管理與科技(上旬刊),2010(09)
關鍵詞:現代生物技術;廢水生物處理;生物修復;水處理劑
伴隨著工業經濟和技術的快速發展,水污染情況越來越嚴重,這不僅威脅到人們的生命安全,而且還會對整個環境系統造成破壞,進而制約整個經濟的發展。所以水污染問題已經成為了當前全球范圍內需要考慮的問題。在眾多水污染處理中生物處理辦法是當前應用最為廣泛的一種方法,取得的效果也是比較好的,這種方法也會成為處理水污染問題的重點開發技術。
1 生物技術的特點
生物技術是以現代生命科學為基礎,結合其他基礎科學、采用先進、科學技術手段.按照預先的設計改造生物體或加工生物原料.為人類生產出所需產品或達到某種目的。
生物技術的主要內容有:基因工程、細胞工程、酶工程(也有稱作蛋白質工程)和發酵工程。所以,也有人將生物技術稱作生物工程。
生物科技的快速發展,使得生物技術得到了比較穩定的進步,最為顯著的特征就是已經由過去的研究型過度到了當前的應用型,進而促進了生物技術的應用性能。例如,過去的生物技術研究的主要是染色體中的某個基因問題,而當前的生物技術在這個基礎上通過改良和創新使其更加完善。這也體現出了生物技術不斷進步的特點。
1.1 更加注重實際應用
實際生產決定研究方向,更多的人把精力放在了優良技術的創造上。
1.2 操作先進化
以往的生物技術往往以酶工程和發酵工程為代表,獲得的都是一些蛋白或者微生物產物,如青霉素。但是現在更加注重基因工程和細胞工程,從微觀去創新。
1.3 理論基礎的多樣化
現在學生物技術.不是掌握微生物學、動物學就可以了,還要有更多的如生化、分子生物學的基礎才行。
2 現代生物技術在廢水處理中的應用
廢水處理主要就是把廢水中的有害物質處理掉,進而使排出的水對環境不會產生不良影響。當前生物技術在廢水中的應用主要是通過為微生物的生命活動來將廢水中的有害物質轉移或者轉化,進而使得廢水得到凈化。這種技術能夠更加快速和高效的處理廢水。
2.1 固定化微生物技術
污水中的有毒物質包括各種酚類、氰化物、重金屬、有機磷、有機汞、有機酸、醛、醇及蛋白質等等。微生物通過自身的生命活動可以解除污水的毒害作用,從而使污水中的有毒物質轉化為有益的無毒物質,使污水得到凈化。當今固定化酶和固定化細胞技術處理污水就是生物凈化污水的方法之一,固定化酶和固定化細胞技術是酶工程技術。固定化酶又稱水不溶性酶,是通過物理吸附法或化學鍵合法使水溶性酶和固態的不溶性載體相結合.將酶變成不溶于水但仍保留催化活性的衍生物。微生物細胞是一個天然的固定化酶反應器,用制備同定化酶的方法直接將微生物細胞固定。即催化一系列生化反應的固定化細胞。運用固定化酶和固定化細胞可以高效處理廢水中的有機污染物、無機金屬毒物等,此方面國內外成功的例子很多。近幾年我國在應用固定化細胞技術降解合成洗滌劑中的表面活性劑直鏈烷基苯磺酸鈉(LAS)方面取得較大進展,對于含100mg/L廢水,降解率和酶活性保存率均在90%以上:利用固定化酵母細胞降解含酚的廢水也已實際應用于廢水處理。
2.2 生物強化處理技術
為了進一步提高廢水處理能力,我們可以從自然界中選擇一些更具有優勢的菌種和基因來做出更加高效的物質,進而去除更多的有害物質,具體的強化方法有三種。第一種是高濃度活性污泥法。這種方法主要是為了促進那些難以分解的物質,進一步提高其反應速度。日本使用這種技術在處理糞便污水中取得了很好的效果。第二種是生物-活性炭法。這種方法就是利用微生物自身的氧化能力和活性炭的吸附能力,把二者相結合進一步提高分解廢水的能力。第三種是生物-鐵法。這種方法就是在普通的活性污泥中加入鐵鹽進而形成了鐵絮活性污泥,這種方法的優點在于高濃度的活性污泥,有效地提高了除磷效果。選擇哪種方法最為科學,應該根據實際的需要來定。
2.3 生物反應器技術
這種污泥處理技術是當前一種新型技術,也是現代生物應用技術的主要發展方向。這種方法的實現護腰是使用新型的生物膜反應器,主要特點就是在其內部裝設表面比較大的載體,十分利于微生物的增長,進而形成生物膜,提供了更好的供給條件,使得污染物能夠和微生物更加有效地接觸并反應,利于微生物的分解和代謝。自從2000m3反應器產生以來,雖然其本身的處理能力不是很高而且造價高,但是其管理起來十分方便,較低的運行費用,已經成為了當前歐美地區百分之七十的污水處理廠使用。
3 生物修復技術
這種技術應用的是生物特別是微生物對土壤以及地下水中的污染物分解成為二氧化碳和水或者是對自然沒有害處的物質的系統。這種技術當前被廣泛的應用于地下水以及廢水中污染物的去除。有些廢水中含有金屬物質,雖然微生物不能夠將其去除但是可以降低其毒性。為了提高污染物去除的效率,我們應該根據情況來加強措施,在保護生態環境的前提下,使污染盡量得到修復。通過大量的研究可知,使用這種技術具有如下優點:一是經濟。這種方法的成本只是物化法的百分之三十到百分之五十。二是對環境的影響程度小,不會產生二次污染。三是修復的時間比較短,操作簡單。
4 微生物水處理劑
(1)微生態制劑。它是一種由優勢互補的微生物菌群、繁殖促進劑和活化劑配制而成的活性微生物制劑.已經在保健領域發揮重要作用。用于環境凈化的微生態制劑由于其應用范圍廣、使用安全、無副作用,為區域環境保護提供了新的鶯要手段。(2)生物吸附劑。它是廢水生物處理的一個新的發展方向。主要有兩大類:一類是高比表面積和高吸附率的生物體吸附水中的污染物:另一類是集生物吸附和生物降解能力為一體凈化廢水中的污染物的生物吸附劑。目前生物吸附劑的同定化技術使生物與離子交換樹脂一樣能解吸回收金屬和重復利用。(3)微生物絮凝劑。它是利用生物技術,通過微生物發酵,抽提精制而得到的一種具有生物分解性和安全性的新型、高效、無毒、廉價的水處理劑,這些是無機或有機合成高分子絮凝劑所不具備的。其特點是降解性能好,成本低,無二次污染等。
綜上所述,文章主要對當前生物處理方法在城市水污染處理中的應用進行了闡述?,F代生物技術已經在污水處理當中顯示出自身獨特的魅力,具有廣闊的應用前景。在今后的發展中我們可以從三個方面進行分析和研究。第一方面是開發出一些高效、無污染、低價的新型生物處理劑。第二方面是建造方便反應器應用的條件,不斷探索新方法和新技術。第三方面是在各地區推廣生物技術示范區,為未來生物技術提供更利于發展的環境。
參考文獻
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