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油田污水主要包括原油脫出水(又名油田采出水)、鉆井污水及站內其它類型的含油污水。油田污水的處理依據油田生產、環境等因素可以有多種方式。由于油田污水種類多,地層差異及鉆井工藝不同等原因,油田污水處理站不僅水質差異大,而且油田污水的水質變化大,廢水水質復雜,含有石油破乳劑、鹽、酚、硫等污染環境的物質,嚴重地污染了生態環境。當油田需要注水時,油田污水經處理后回注地層,此時要對水中的懸浮物、油等多項指標進行嚴格控制,防止其對地層產生傷害。為此,提出了更高的污水處理技術,對油田采出水處理具有一定的參考價值。
1 油田污水處理技術現狀
油田的水處理工藝,其流程一般為“油―過濾”和“隔油―浮選(或旋流除油)―過濾”,即通常稱為的“老三套”,其工藝主要是除去廢水中的油和懸浮物。在很長一段時間內,此工藝流程被廣泛地應用于各油田的采出水處理中,而且效果良好,處理后的水質一般都能達到回注水的要求。
1.1技術分類
(1)根據對油田污水處理程度和水質要求的不同,通常將污水處理技術分為一級處理、二級處理和三級處理。一般來說一級處理屬于預處理,二級處理能除去90%左右可降解有機物和90%~95%的固體懸浮物。對于重金屬毒物和生物等難以降解的有機物,例如高碳化合物以及在生化處理過程中出現的氮、磷,二級處理難以完全除去,則需進行三級處理。各級處理技術主要包括重力分離、粗粒化、浮選法、過濾、膜分離以及生物法等十幾種方法。
(2)技術分類有物理法、化學法、物理化學法、生物法。物理處理法的重點是去除廢水重點礦物質和大部分固體懸浮物、油類等,主要方法包括重力分離、離心分離、過濾、粗粒化、膜分離和蒸發等方法。化學法主要用于處理廢水中不能單獨用物理法或生物法去除的一部分膠體和溶解性物質,特別是含油廢水中的乳化油,包括混凝沉淀、化學轉化和中和法。物化處理法通常包括氣浮法和吸附法兩種。生物法是利用微生物的生化作用,將復雜的有機物分解為簡單的物質,廣泛為各國所采用。
1.2油田污水處理的一般工藝
油田污水成分比較復雜,油分含量及油在水中存在形式也不相同,且多數情況下常與其他廢水相混合。因此單一方法處理往往效果不佳。同時,因各種方法都有其局限性,在實際應用中通常是兩三種方法聯合使用,使出水水質達到排放標準。另外,各油田的生產方式、環境要求以及處理水的用途的不同,使油田污水處理工藝差別較大。在這些工藝流程中,常見的一級處理有重力分離、浮選及離心分離。主要除去浮油及油濕固體;二級處理有過濾、粗粒化、化學處理等,主要是破乳和去除分散油;深度處理有超濾、活性炭吸附、生化處理等,主要是去除溶解油。
1.3膜生物反應器工藝
膜生物反應器(MBR)是一種由膜分離單元與生物處理單元相結臺的新型水處理技術,以膜組件取代二沉池在生物反應器中保持高活性污泥濃度減少污水處理設施占地,并通過保持低污泥負荷減少污泥量。與傳統的生化水處理技術相比,MBR具有以下主要特點:處理效率高、出水水質好;設備緊湊、占地面積小;易實現自動控制、運行管理簡單。自20世紀80年代以來,膜生物反應器己應用于美國、德國、法國和埃及等十多個國家,規模從6m3/d至13000m3/d不等。在我國,膜生物反應器作為污水再生回用的一項高新技術,其開發與研究也正越來越深入。雖然目前膜生物反應器在我國的實際應用還比較少,然而,在水資源日益緊缺的情況下,隨著膜技術的發展、新型膜材料的開發以及膜材料成本的逐漸下降,膜生物反應器將會有較好的應用前景。
2 污水處理技術分析
目前,石化行業的堿渣廢水處理方法主要有直接處理法、化學處理法和生物氧化法。直接處理法有出售、稀釋、深井注入和焚燒處理等方法,其中以焚燒法為主,直接處理法容易出現污染轉移(大氣)或轉嫁(其他地方),故受到一定限制。化學處理法通常采用濕式空氣氧化技術(WAO),即在150~200℃,1.5~10MPa的條件下,利用氧氣直接氧化去除堿渣中的硫化物,達到堿渣預處理的目的。堿渣的處理效果受制于氧化反應體系的溫度與壓力,污染物去除效率越高,相應體系所需的溫度與壓力也就越高,WAO法高昂的設備投資額度和運行費用使其應用受到限制。焚燒和濕式催化氧化都是投資、運行費用非常高的處理技術。相比之下,采用生化技術進行處理,其投資、運行費用都只有濕式催化、焚燒法的幾分之一或者幾十分之一,運行管理簡單,處理效果穩定。生物氧化法首先將堿渣進行適度的稀釋(10~20倍),控制硫化物在1000~3000mg/L,中和后,利用特殊的生物反應器,使硫細菌在生物反應器中形成生物氧化床,通過生物的作用利用空氣中的氧氣氧化硫化物和酚,從而達到堿渣預處理的目的。生物氧化方式相比具有較好的技術經濟價值,而內循環固定生物氧化床技術即IRBAF處理工藝是針對石油煉制和石油化工產品精制過程中產生的廢堿渣(汽油、柴油、液態烴等堿渣)而開發,大幅度減輕污水處理場的進水負荷,能夠有效地氧化處理催化汽油廢堿液、液態烴廢堿液等高濃度廢水,保證了現有污水處理系統的正常運轉和達標排放。
3污水處理趨勢分析
新型水處理藥劑的研制和開發混凝劑是油田采出水、鉆井污水處理中重要的環節,研制出混凝能力強、快速破乳、沉降快、絮凝體體積小、在堿性和中性條件下同樣有效的新型混凝劑,是油田水處理藥劑開發工作者今后努力的方向。近年來,研制和應用原料來源廣的聚合鋁、鐵、硅等混凝劑成為熱點,無機高分子混凝劑的品種已經逐步形成系列;而在有機方面,有機混凝劑復合配方的篩選和高聚物枝接是研究的重點。先進設備的研制和應用先進的生物處理技術被認為是未來最有前景的污水處理技術,一直是水處理工作者研究的重點和難點。近年來,基因工程技術的長足發展,以質粒育種菌和基因工程菌為代表的高效降解菌種的特性研究和工程應用,是今后污水生物處理技術的發展方向。膜分離技術的研究及推廣膜分離技術用于油田污水處理,目前尚處于工業性試驗階段,難以大規模工業應用的原因主要是膜的成本和膜污染問題。因此,今后的研究的重點是:開發質優價廉的新材料膜;找出減少膜污染的措施;清洗方法的優化以及清洗劑的開發。開發工藝更為先進的復合反應器,提高處理效率,減少占地面積。膜生物反應器工藝,作為膜分離技術和生物處理技術的結合體,集中了兩種技術的優點,已經在一些工業廢水處理中應用。但就其自身特點而言,膜生物反應器應用于油田污水處理的趨勢已經不可逆轉。
4 結束語
中圖分類號TE34文獻標識碼: A
一、油田污水處理概述
油田污水處理的目的就是凈化油田污水,去除污水中的油、脂及懸浮物等,使之能夠達到排放的自然水體的水質標準,不會對環境造成影響。但是,由于油田污水具有自身的特性(致污物種類多、水質成分復雜、水質變化大等),使得污水處理變得十分困難。
由于油田污水處理量大、工藝復雜,因此污水處理系統設計需要遵循以下原則:①可靠性高,只有可靠性高才能確保控制精確,不出現事故;②實用性強,只有實用性強才能在油田企業污水處理中進行推廣應用;③操作性好,良好的操作性是進行控制的基本保障;④通用性好,污水處理工程龐大,通用性好可以確保零件更換、設備維修方便,且容易大范圍推廣使用;⑤性價比高,高性價比是油田提高經濟效益的直接影響因素。
二、油田污水處理配套設施的設計
1.格柵除污機
格柵除污機是設置在整個處理流程最前面的一道程序,在污水處理中起攔截污物的作用,通過格柵將固體與液體分離的儲物機械。在實際的油田污水處理過程中,格柵除污機所處的工作環境惡劣、工作量大,對設備運行的可靠性要求十分高,一般情況下都會設有備用的設備,以備故障時應急使用。格柵及配套構成部分的材質應具有良好的耐腐蝕性能,加工和安裝精度在標準誤差內。
2.沉砂設備
污水在遷移、流動和匯集過程中不可避免地會混入泥砂。沉砂設備的主要作用就是去除無水中粒徑大于0.2 mm、密度大于2.65 t/m3的砂粒,以保護管道、閥門等設施免受磨損和堵塞。工作原理是以重力分離為基礎,水量水質是沉砂設備的設計依據,沉砂設備的數量應在2 套以上。
3.充氧曝氣設備
由于油田污水的水質特點,在油田污水的處理過程中在許多地方用到了曝氣設備,如曝氣濾池、SBR 等。在設計中,要首先對污水水體的需氧量進行計算,再進行充氧量的計算,最后根據計算的結果,結合同類工程實例,以及國家的有關規范進行選型。
4.污泥處理設備
在污水處理過程中會產生大量的污泥,污水站的產泥量非常大,如果不及時有效地處理會對環境造成二次污染。主要的污泥處理設備有過濾機、刮泥機等。污泥具有較高的含水率,在設計過程中需要對各種產生污泥的構筑物進行計算分析,確定污泥量。
5.污水、污泥泵
在污水、污泥的處理過程中,往往需要利用泵來提升污水或污泥的高度。通過確定泵需要提升的污水量、污泥量及所需要的揚程,在國家規范中找到最為合適且較為經濟合理的泵。在設計中,設有備用泵以備不時之需。
三、曝氣生物濾池油田污水處理技術的工藝原理及優勢特點
相較于物理技術或者化學技術,生物技術無需太高的成本、投資低,效率顯
著、不存在二次污染現象,目前在各油田中已得到了全面普及。
1.工藝原理
曝氣生物濾池簡稱BAF,二十世紀初,西方國家就對曝氣生物濾池作了相關的研究,在八十年代后期該項技術日漸成型,經過持續的調整與改進,研發了各類形式。實際研發時,主要遵循污水處理接觸氧化技術與給水快濾池的設計原則,實現了曝氣、截留懸浮物、高速率等優勢特征。它的基本工藝原理是:將相應粒徑的粒狀濾料安裝到濾池內,濾料表面存在生物膜,當濾池中的曝氣與污水經過時,通過存在濾料上的具有較大濃度的生物膜量的氧化降解性能及時有效的凈化污水,這一過程就是生物氧化降解。此外,由于污水經過過程中,濾料處于壓實狀態下,這時通過濾料粒徑小的特點和生物膜具有的生物絮凝作用,將存于污水內的眾多懸浮物全部截留,該過程中應注意防止脫落的生物膜隨水流出來,這是截留作用;實際運行一段時間后,由于水頭損失率越來越大,應通過反沖洗的方式全面清理濾池,從而將截留下來的懸浮物整體釋放出且對生物膜進行及時更新,我們稱之其為反沖洗過程。
2.優勢特點
曝氣生物濾池具有廣泛的應用領域,在水深度處理、微污染源水處理、難降解有機物處理、低溫污水的硝化、低溫微污染水處理中均效果顯著。以粒狀填料為主要生物載體,如焦炭、活性炭、石英砂等;和一般的生物濾池、生物濾塔不相同,該工藝具有去除SS、COD、BOD、硝化、脫氮、除磷、去除AOX(有害物質)的作用。曝氣生物濾池集生物氧化和截留懸浮固體一體,節省了后續沉淀池(二沉池),具有容積負荷、水力負荷大,水力停留時間短,所需基建投資少,出水水質好:運行能耗低,運行費用少的特點。實際中,要切實做好反沖洗工作,把存在濾池中截留的ss 予以全面的清理,并且采用新的生物膜。
四、殺菌實驗在油田污水處理中應用分析
在研究美國關于石油工程協會絕跡稀釋法的基礎上,對油田污水處理中的細菌指數含量進行檢測,把已經稀釋好的油田污水測試瓶置于恒溫箱中進行培炎和觀察,在此過程中保持恒溫箱的溫度在30 攝氏度,經過半個月的培養以后,再對該培養液進行SRB數值的測定。在對油田污水進行處理劑的應用過程中,采用的殺菌劑通常是一種叫做十二烷基氯化銨的殺菌劑,在利用前面相同的實驗設計步驟和條件下,可以測出在每升油田污水中加入5mg 的十二烷基氯化銨時候,經過的殺菌時間都是兩個小時時,其殺菌的效果沒有異喹啉季銨鹽的殺菌效果強,其中十二烷基氯化銨對油田污水處理的殺菌率在96%左右,而異喹啉季銨鹽得殺菌效果超過了99%。與此同時,當油田污水在堿性的環境下時,異喹啉季銨鹽產生的殺菌效果更加高,當然隨著油田污水的堿性程度下降時,其異喹啉季銨鹽的殺菌效果也會下降,這是因為油田污水中細菌體中的pH值主要在3 左右,當油田污水呈現堿性時,細菌中氨基酸的構成特點使得更加容易與異喹啉季銨鹽發生中和反應,從而實現對油田污水高效的殺菌率。
五、油田污水處理中緩蝕實驗的應用研究
在油田污水處理緩蝕實驗中,通過蒸餾水、酒精對實驗的鋼片進行清洗之后,在進行吹干干燥處理之后,把異喹啉季銨鹽撒到該鋼片上對其進行腐蝕處理,經過一段時間的腐蝕之后,再檢測分析異喹啉季銨鹽的腐蝕效率。油田污水的酸堿性特點對處理藥劑具有一定的影響,一般情況下如果油田污水呈現踐行時候,對處理劑的腐蝕效果具有降低作用。在該試驗中,通過提高油田污水的堿性程度,其對鋼片的腐蝕有所增長,只是這種增長的趨勢是比較緩慢的。其中當油田污水的PH=5. 5 時候,經過一個月的腐蝕處理,鋼片的腐蝕效率在2. 56g 每平方米小時,因此異喹啉季銨鹽在對油田污水的緩蝕效果是比較優越的。
綜上所述,油田污水處理是否達到處理的標準對于油田開發的效率以及環境的保護具有重要作用,能夠實現能源的充分開發和利用,為石油產業的發展提供更好的前景。隨著科學技術的不斷進步與發展,在能源續期、石油生產技術方面提出了更高的需求。當前,油田污水處理已經成為了改善油田區域生態環境,加快國家環保工作進程的關鍵。伴隨大量油田污水處理技術的應運而生,微生物技術在油田污水處理中的應用越來越廣泛,污水處理效果顯著。
參考文獻:
城市廢水是城市中居民生活污水與工業生產排出的廢水的綜合,因此不僅有人類生活中排泄的有機質、無機鹽、談滌劑與細菌、病毒等,還有工業廢料。這些廢物膠水的硬度與一些陽離子增加,總含鹽量增加,有機質增加,表現為 BOD 或COD 值升高,懸浮物增多、色度增加,甚至使水中酸堿度改變。因此,積極應用先進的污水處理技術顯得很有必要。
一、城市污水處理現狀
1.1 配套管網建設仍需進一步加快
城鎮污水處理是一項系統工程,只有配套和完善污水收集管網,提高污水收集率,才能發揮和提升污水處理廠的處理效能,實現減排的目標。與污水處理廠的建設相比,目前我國城市污水處理配套管網的普及率低,致使許多污水處理廠建成后未能及時實現有效運行并發揮環境效益。
1.2 區域經濟發展不平衡
我國東部沿海經濟發達地區,社會發展水平高,對污水處理有迫切的需求,無論是基礎設施建設情況還是市場化運營情況,都走在全國的前列。但是,在中西部等經濟欠發達地區,污水處理廠的建設及運營資金難以真正落實,導致污水處理率低,影響了污水處理產業的發展。隨著國家財政轉移支付力度的加大,中西部等欠發達地區污水處理設施將得到較大程度的完善,建立在全流域基礎上的水資源保護、水污染防治與應急體系正在逐步形成并發揮越來越大的作用。
1.3 政策利好
2016 年 12 月 31 日,國家發改委和住房城鄉建設部聯合印發了《“十三五”全國城鎮污水處理及再生利用設施建設規劃》。規劃提出,到 2020 年底,實現城鎮污水處理設施全覆蓋,城市污水處理率要達到 95%。同時,“十三五”期間規劃新增污水管網 12.59 萬公里,老舊污水管網改造 2.77 萬公里,合流制管網改造 2.88 萬公里,新增污水處理設施規模 5022 萬立方米 / 日,提標改造污水處理設施規模 4220 萬立方米 / 日,初步形成全國統一、全面覆蓋的城鎮排水與污水處理監管體系。
二、城市污水處理技術
2.1 有動力地埋式一體化處理技術
有動力地埋式一體化處理技術按工藝可分為生物接觸氧化法、SBR、A/O 及 A2/O 等。常用的 A/O 處理技術的原理是,在缺氧池中微生物將污水中的硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮還原成氣態氮逸出,同時將難降解的大分子有機物分解為小分子易降解物質,具有脫氮、水解和降解部分有機物的作用;在好氧池中,大部分有機物被微生物處理,并進入二沉池進行泥水分離,經消毒后排出。
A/O 工藝能夠在脫硝的同時降解有機物,使需氧量大大減少,是節能型的生物處理技術。為了維持較高的硝化率,反應停留時間比普通活性污泥法長,污泥沉降性能好,污泥增長率低,剩余污泥量少,沉降性能好。
2.2 膜處理技術
膜處理技術主要指的是利用膜,在污水經過膜的過程中,污染物會直接被隔離,幫助污水處理人員更好地處理污染物質,提高污水中有機物的利用率,保證污水處理工作能夠順利進行。膜處理技術具有使用方便、成本低。效果好等優點,已經被污水處理人員廣泛應用到實際工作中。同時,當膜處理技術中的膜出現問題后,工作人員的維修時間較短,保證城市污水處理工作能夠順利進行,在一定程度上提高了污水處理人員的工作效率。目前膜處理技術在含油污水、印刷污水、居民生活飲用水的處理中發揮了重要作用。
2.3 粉末活性炭膜生物反應器及大孔脫氮樹脂深度處理技術
該項技術的核心是“粉末活性炭浸沒式超濾膜分離技術(CUF)”。該技術將粉末活性炭吸附技術和超濾膜炭水分離技術結合在一起,通過在浸沒式超濾膜池內投加粉末活性炭,對污水中的污染物快速吸附,膜池內置浸沒式超濾膜裝置,用于截留混合液中的粉末活性炭和懸浮物,經過吸附、分離處理后的水透過膜排出。可大幅減少氮磷元素進入地表水體的總量,相比污水處理廠排出的污水,進一步削減90%的磷、93%的氮,從而提升污水處理效率和處理后的污水質量,確保排入湖泊中污水的氮磷總量較低,進而降低湖泊中富營養化藍藻爆發的幾率。
三、結語
總而言之,城市污水的排放,不僅給城市水體造成較大污染,而且在一定程度上阻礙了生態文明建設。因此,相關人員應深入分析污水處理技術,積極研發污水處理新技術,推進節能減排工作進程,為生態城市建設提供動力。
參考文獻
[1]溫東壇.對環境工程中城市污水處理的探討[J].科技經濟導刊,2016(22):102-103.
油田污水主要包括原油脫出水(又名油田采出水)、鉆井污水及站內其它類型的含油污水。油田污水的處理依據油田生產、環境等因素可以有多種方式。當油田需要注水時,油田污水經處理后回注地層,此時要對水中的懸浮物、油等多項指標進行嚴格控制,防止其對地層產生傷害。石油生產單位大部分集中在干旱地區,水資源嚴重缺乏,如何將采油過程中產生的污水變廢為寶,具有十分重要的現實意義。
1油田污水處理技術現狀
油田的水處理工藝,其流程一般為“隔油——過濾”和“隔油——浮選(或旋流除油)——過濾”,即通常稱為的“老三套”,其工藝主要是除去廢水中的油和懸浮物。在很長一段時間內,此工藝流程被廣泛地應用于各油田的采出水處理中,而且效果良好,處理后的水質一般都能達到回注水的要求。
1.1技術分類
根據對油田污水處理程度和水質要求的不同,通常將污水處理技術分為一級處理、二級處理和三級處理。一般來說一級處理屬于預處理,二級處理能除去90%左右可降解有機物荷90%~95%的固體懸浮物。然而對于重金屬毒物和生物難以降解有機物高碳化合物以及在生化處理過程中出現氮、磷難以完全除去,尚需進行三級處理。各級處理技術主要包括重力分離、粗粒化、浮選法、過濾、膜分離以及生物法等十幾種方法。
一、二級處理主要是利用過慮、沉降、浮選方法把污水中的懸浮物除去。去除廢水中的礦物質和大部分固體懸浮物、油類等。主要方法包括重力分離、離心分離、過濾、粗粒化、中和、生物處理等方法。這些技術在國內外都比較成熟。
1.2油田污水處理的一般工藝
油田污水成分比較復雜,油分含量及油在水中存在形式也不相同,且多數情況下常與其他廢水相混合,因此單一方法處理往往效果不佳。同時,因各種力法都有其局限性,在實際應用中通常是兩三種方法聯合使用,使出水水質達到排放標準。另外,各油田的生產方式、環境要求以及處理水的用途的不同,使油田污水處理工藝差別較大。在這些工藝流程中,常見的一級處理有重力分離、浮選及離心分離.主要除去浮油及油濕固體;二級處理有過濾、粗粒化、化學處理等,主要是破乳和去除分散油;深度處理有超濾、活性炭吸附、生化處理等,主要是去除溶解油。
1.3膜生物反應器工藝
膜生物反應器(MBR)是一種由膜分離單元與生物處理單元相結臺的新型水處理技術,以膜組件取代二沉池在生物反應器中保持高活性污泥濃度減少污水處理設施占地,并通過保持低污泥負荷減少污泥量。與傳統的生化水處理技術相比,MBR具有以下主要特點:處理效率高、出水水質好;設備緊湊、占地面積小;易實現自動控制、運行管理簡單。自20世紀80年代以來,該技術愈來愈受到重視,成為研究的熱點之一。目前膜生物反應器己應用于美國、德國、法國和埃及等十多個國家,規模從6m3/d至13000m3/d不等。
在我國,膜生物反應器作為污水再生回用的一項高新技術,其開發與研究也正越來越深入。雖然目前膜生物反應器在我國的實際應用還較少,然而,在水資源日益緊缺的情況下,隨著膜技術的發展、新型膜材料的開發以及膜材料成本的逐漸下降,膜生物反應器將會有較好的應用前景。
2污水處理技術分析目前,石化行業的堿渣廢水處理方法主要有直接處理法、化學處理法和生物氧化法。
直接處理法有出售、稀釋、深井注入和焚燒處理等方法,其中以焚燒法為主,直接處理法容易出現污染轉移(大氣)或轉嫁(其他地方),故受到一定限制。
化學處理法通常采用濕式空氣氧化技術(WAO),即在150~200℃,1.5~10MPa的條件下,利用氧氣直接氧化去除堿渣中的硫化物,達到堿渣預處理的目的。堿渣的處理效果受制于氧化反應體系的溫度與壓力,污染物去除效率越高,相應體系所需的溫度與壓力也就越高,WAO法高昂的設備投資額度和運行費用使其應用受到限制。
焚燒和濕式催化氧化都是投資、運行費用非常高的處理技術。相比之下,采用生化技術進行處理,其投資、運行費用都只有濕式催化、焚燒法的幾分之一或者幾十分之一,運行管理簡單,處理效果穩定。
生物氧化法是采用首先將堿渣進行適度的稀釋(10~20倍),控制硫化物在1000~3000mg。L-1,并中和后,利用特殊的生物反應器,使硫細菌在生物反應器中形成生物氧化床,通過生物的作用利用空氣中氧氣氧化硫化物和酚,從而達到堿渣預處理的目的。生物氧化方式相比具有較好的技術經濟價值,而內循環固定生物氧化床技術即IRBAF處理工藝是針對石油煉制和石油化工產品精制過程中產生的廢堿渣(汽油、柴油、液態烴等堿渣)開發,大幅度減輕污水處理場的進水負荷,能夠有效地氧化處理催化汽油廢堿液、液態烴廢堿液等高濃度廢水,保證了現有污水處理系統的正常運轉和達標排放。
1 醫院污水的特點
醫院污水中含有一些特殊的污染物,如藥物、消毒劑、診斷用劑、洗滌劑以及大量病原性微生物、寄生蟲卵及各種病毒等(如蛔蟲卵、肝炎病毒、結核菌和痢疾菌)。此外,在設有同位素診療室的醫院污水中還含鐳226、磷、金198、碘131等放射性物質。與工業廢水和生活污水相比,它具有水量小,污染力強的特點。如任其排放,必然會污染水源,傳播疾病。
2 傳統的醫院污水處理方法
2.1 生物氧化法
生物氧化法,亦稱活性污泥法,是各種污水處理最為常用的傳統處理方法。利用鼓風曝氣、機械曝氣等,使污水中大量的絲狀菌和真菌等微生物繁殖,這些微生物具有吸附和氧化污水中有害物質的能力,從而降低污水的COD和BOD,使污水達到凈化的效果。也有些污水處理廠采用厭氧和好氧并用的方法。即在厭氧過程中,厭氧微生物繁殖、硝化和吸附水中有害物質。其缺點是會產生大量的活性污泥,且要進行污泥處理,加長了處理流程,增加工程費用,且在曝氣過程中造成對空氣的二次污染。國內這方面的實例很多,大慶市第五醫院就是其中一例(轉鼓曝氣法)[1]。
常用的生物氧化法有生物接觸氧化法、生物轉盤法、塔式生物濾池法、射流曝氣法和氧化溝法等。
2.2 化學藥劑法
化學藥劑法,就是向污水中投人適量的化學藥劑,使污水中有害物質氧化,達到凝聚吸附沉淀。此方法是在傳統的生化法之后,近三十年來逐步發展起來的。
①液氯:液氯以它消毒能力強、價格便宜廣泛應用于自來水和醫院污水消毒。但氯氣是一種有刺激性氣味的黃色有毒氣體,不能隨時隨地制取氯氣,必須有專用貯存設備和加氯設備。液氯的投加設備結構復雜,易被腐蝕,危險性較大,因而在城市或人口過于集中的區域被限制使用。
②次氯酸鈉溶液:次氯酸鈉是最原始的消毒處理方法之一。該方法原料來源方便、產品穩定、運輸方便,設備投資少,運行費用低,管理方便,安全、可靠,不會因消毒劑產生污泥,應用較為廣泛。但次氯酸鈉消毒能力弱,處理過程中帶來廢渣,正逐步被其它產品替代。
③臭氧法:臭氧是強氧化劑,在污水中加入適量的臭氧使水中微生物以及各種金屬離子氧化。用這種方法處理醫院污水較為徹底,二次污染少。缺點是所需配套的設備多,一次性投資大,設備維修量大,用電量亦大,增加了常年運轉費。
3 目前比較好的處理方法
3.1 CASS工藝生化處理
3.1.1 CASS工藝的特點
CASS池通過技術革新、優化設計使其容積變小,效果更好。此法連續進水、但不曝氣,有機物濃度很高,呈缺氧和厭氧狀態,抑制了好氣菌的生長,控制污泥不發生膨脹。主反應區又分成缺氧和好氧兩部分,周期進行曝氣、沉淀和撇水。沉淀階段不進水,消除了可能產生的水力干擾,提高了污泥特性和出水水質。對成分十分復雜,含有多種病菌、病毒、寄生蟲卵和一些有害物質,水質水量變化大的醫院污水[2]有更強的適應性和更好的處理效果,是一種理想的醫院污水生化處理方法:
①工程建設費用低。CASS的生物降解、污泥沉降和廢水排放均在同一池中進行,不需調節池、二沉池和污泥回流設備,可大大節省投資、減少用地和降低運行費用。一般,建設費用可節省10%~25%,占地面積可減少20%~35%。
②運行費用省。由于周期性曝氣,池內溶解氧的濃度在沉淀和排水階段降低,在曝氣時,氧濃度梯度大,傳遞效率高,節能效果顯著,運轉費用可節省10%-25%。
③有機物去除率高,出水水質好。CASS法不僅能有效去除污水中各種有機污染物,而且具有良好的脫氮、除磷功能。使二級處理的投資,達到三級處理的水質。
④CASS工藝在延時曝氣、周期循環中,極易做到好氧、缺氧和厭氧狀態。而對醫院污水的處理,必須要考慮污水中有傳染病人的病毒、致病菌,所以不能用普通污水凈化池的處理辦法來處理,要采用厭氧、兼氧結合為主處理,并利用一系列的物理、化學、生物原理來對傳染病污水中的有機物、病菌、病毒進行沉淀、分解、吞噬、殺死[3]。CASS法能很好的滿足這一要求。
⑤CASS法采用延時曝氣,使污泥產率低,脫水性好,易處理,減少了污泥處理費。新型的水下曝氣設備代替傳統的鼓風曝氣方式,使用靈活,系統十分簡單,無噪音污染。
⑥管理單位,運行可靠。污水處理廠設備種類和數量較少,控制系統比較簡單,采用浮動式可自動升降的專用撇水裝置和特殊的潷水器在進水過程仍可排水,滲水器的升降自動進行。保證出水穩定。
3.1.2 處理效果
3.2 二氧化氯消毒
3.2.1 二氧化氯消毒的特點
二氧化氯是一種高效、廣譜、安全、快速、多功能、持續時間長、貯存與使用方便的殺菌消毒劑,聯合國世界衛生組織(WHO)將其列為安全的消毒劑(A1)級,美國環境保護署(EPA)和美國食品藥物管理局(FDA)批準它可以用于醫院、食品加工等部門。
國內外生產的商品性二氧化氯產品主要是穩定性二氧化氯溶液,也有少部分的緩釋型團體狀、膠狀顆粒、微膠囊化粉體等固體二氧化氯產品。近年來國內污水處理行業十分流行二氧化氯法,在醫院污水處理上有著良好的效果。化學法二氧化氯消毒用于處理醫院污水的優點:
①ClO2可以殺滅一切微生物,包括細菌繁殖體、細胞芽孢、真菌、分枝桿菌和病毒等。它能有效地破壞水中的微量有機污染物,如苯并芘蒽醌、氯仿、四氯化碳、酚、氯酚、氰化物、硫化氫及有機硫化物等。能很好地氧化水中一些還原狀態的金屬離子如Fe2+、Mn2+、Ni2+等。受pH影響小,對藻類有殺滅作用,還能降低水溶液的色度、濁度和異味,其效果是次氯酸鈉的5倍。在污水處理中不形成顯著的有機鹵化物,是醫院污水處理的理想選擇[5]。
②二氧化氯對病毒消毒效果比臭氧和液氯更有效,與污水反應快,接觸時間是氯的1/2-1/4,可由1h縮短至0.5h,接觸池可縮小到原來的一半,大大節省了投資。
3.2.2 處理效果
江蘇省腫瘤醫院是一所擁有600多張床位的三級甲等專科醫院。日排放污水500t左右。采用化學二氧化氯發生器對醫院污水進行處理。使用二氧化氯發生器無須再進行生化處理,即可使細菌數、COD等指標達到排放標準,大大節約了醫院污水處理設施的投資及日常運行費用。經處理后的醫院污水完全符合排放標準[6]。
4 結語
確定醫院污水處理工藝,不僅要達到消毒滅菌的目的,還應考慮污水的排放及受納水域環境功能區劃分對水質的要求。醫院污水應執行《醫療機構水污染物排放標準》(GB18466-2005),這就對醫院污水處理提出了更高的要求,而根據標準及相關要求,采用化學法二氧化氯消毒或CASS工藝處理醫院污水,能很好地適應這一變化,與相應的處理方法相比,效果好、投資少、管理方便、運行費用低,工藝先進、實用,其在技術上、經濟上極具競爭力,是當前醫院污水治理中集社會、經濟、環境、生態效益于一體的優選方法。
參考文獻:
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[4]蘇君,王新平,趙建平.烏魯木齊市醫院污水處理水平現狀分析[J].新疆環境保護,1999,21(1):60。
從我國中長期的發展戰略來講,污染物的減排將已經被列為首位,能耗高的水處理工藝必然在未來失去競爭力,節能降耗型的水處理工藝技術必然會成為我國長期的發展方向。因而綠色水處理的技術開發,正在推動著環境科學以及工程學科的進步發展,對于人類社會的綠色的可持續發展有著現實意義。
一、現代污水處理技術
水處理的技術可以說在我國目前的國民生產生活當中占重要地位,但是水處理的服務在中國還是一個新型行業,水處理的技術有以下幾種。
1、膜分離技術。膜分離的技術是近30年內發展起來的。與常規的分離方法比較,膜分離的過程中存在著能耗低、單級的分離效率較高、工藝比較簡單、對環境不會構成污染等特點,在廢水的處理過程中可實現水閉路的循環,達到除污效果的同時化廢為寶,符合了綠色可持續發展戰略技術。
2、綠色的氧化技術。綠色的氧化技術在處理廢水的研究上最近幾年取得了非常大的進展。廢水綠色的氧化技術運用了光催化氧化、無毒藥的荊催化氧化、化學的氧化以及生物的氧化都互相結合的手段來處理廢水技術。
3、臭氧生物氧化技術。利用臭氧的氧化相結合生物處理,是對來自填埋場中出現的濾出液和被染料或是表面活性劑等污染的工業廢水所進行的生態性處理,這個技術目前也有良好的處理效果。
4、綠色中和技術。Mg(OH)2的緩沖性好、活性吸附的能力較強、無腐蝕性、并且安全、無毒害,因而被叫做“綠色的水處理劑”。近年來較多的應用于工業廢水的處理。
5、綠色絮凝的技術。最近幾年,不同種類的生物絮凝劑得以開發利用,改方法處理廢水的技術也綠化起來。利用了絮凝劑所產生的菌產生生物絮凝物質。其絮凝范圍廣泛、高效無毒、易于生物降解,可消除二次污染。生物絮凝劑處理廢水的技術是具有廣闊應用前景的綠色技術。
6、超聲波技術。超聲波是一種比較新的綠色的水處理技術。它是頻率高于20kHz的聲波。一定強度的超聲波通過媒體時,會產生一個系列的物理的化學效應。用超聲波處理有毒害和難降解的有機枷是非常簡便和有效的。
二、水處理技術在污水處理中的運用
我國的水處理技術在上個章節已經描述過,本章主要講述的是水處理技術在污水處理中的運用問題。污水處理的問題一直圍繞著解決水中的污染物質來展開說明的,當前CO2的排放是作為全球氣候變暖的罪魁禍首,CO2的排放已經被各國列入了控制排放的黑名單之中。這個變化對我們國家傳統使用的污水處理的觀念提出了新的挑戰。
污水回用在目前的水處理技術中逐漸被重視起來。這樣受重視的原因主要有:我國人口最近幾年不斷的增加,用水量也在不斷的提升,現有的水資源壓力已經接近崩潰邊緣,隨著經濟的發展,人民素質的逐漸提升,越來越多的人意識到污水的回用是非常重要的,它是一種非常可靠的供水源。污水回用工程已經逐漸的展開。蓄水工程(如水壩)的環境成本、經濟成本則越來越高,而為滿足高品質水的標準而進行污水處理廠的更新改造的成本也是不斷增加,過度的用水已經影響到有關的環境,供水以及污水的處理行業則意識到污水的回用具有著非常廣泛的經濟效益和環境效益,因而經濟適用的趨向于回收成本的水價制度的則引入并促進了污水的回用。
三、污水處理后的運用
污水處理的應用分為2個部分,一部分是工業用水的回用,還有就是生活用水的回用。
1、工業用水的回用。經過處理的污水可以回用于各種不同程度的需要,以及符合飲用水的水質要求的工業企業。各種工業的生產中所用的冷卻水、鍋爐的用水、生產加工產品的用水、清洗、輔助的用水(澆地),都是可以利用經處理過的污水的。當然可以使用經過處理的污水的行業也是非常多的。包括旅游點、商業洗衣、商業洗車、造紙廠、電站、、石油精煉廠、釀酒廠,以及混凝土、磚、紡織品、礦山、道路建設企業等。日本有接近40%經處理的市政污水是被用在工業用途的。
(2)居民及社區的非飲用水回用。對居民來說,污水的回用可以用在沖洗馬桶、家庭洗車、家庭清洗以及澆植物、灌溉花園。社區的方面來看,污水回用的非飲用水的用途也是非常的廣泛的,還能夠節約成本,包括社區室外的植物灌溉,各種娛樂場所的用水。在美國的加利福尼亞州,在1961年就把經處理的污水用在有游船或是能夠垂釣的湖泊附近了。提供一種非飲用水的使用,建立一套有效的分質供水系統是我們的當務之急。
三、總結
伴隨著人們認識的發展,生活環境的進一步改善,事前的處理(預防為主)的方式擺在人們面前,:這要求水系統要不結垢、不腐蝕、同時還要安全和衛生、經濟與環保,并且能夠持續的運行。在面對著國際的競爭,想要與世界接軌的中國要在節能減排等方面做出貢獻,獲得成功,這條路還需要我們繼續努力。
參考文獻:
[1]生態―生物污水處理技術[J]. 給水排水技術動態, 2003,(04) .
一水處理技術在污水處理中的運用
水處理問題是圍繞解決水中的污染物質而展開的,當前CO2排放作為造成全球氣候變暖的溫室氣體的罪魁禍首已經是不爭的事實,CO2已不再是無害,而且已經被各國列入了控制排放的黑名單中。這個變化對我們傳統的污水處理理念提出了挑戰。
處理城市污水所產生的二氧化碳排放量包括兩部分:將污水中的碳源(BOD)轉化為二氧化碳,以及相應的動力消耗折合成二氧化碳排放。經測算,處理城市污水所產生的二氧化碳量為0.29公斤CO2/噸水.天。
10萬噸規模的污水處理廠產生的二氧化碳量排放量相當于:3856戶全年總排放量(一個中國家庭平均每年要排放2.7噸二氧化碳),2603輛汽車全年總排放量(在中國,一輛中等汽車一年要排放4噸二氧化碳)。
從我國中長期發展戰略來看,污染物減排將被放到首位,而能耗高的處理工藝將失去競爭力,毫無疑問,節能降耗型的水處理技術將成為我國長期的發展方向。
由于水在大自然界的循環路徑,對于排放口來說,污水處理屬于末端治理。但是,對于排入的水體和地下水來說,排放水又是源頭。為保證水體的水質,我們不斷制訂越來越嚴格的排放標準和水體水質指標,但遺憾的是結果卻并不因為標準的提高使水體污染程度下降了,而是為了達到排放標準,處理工藝越來越復雜,投資和運行費越來越高,當標準的要求超過了投資和運行能力時,就必定出現兩種情況,或者認罰不認標準,或者對標準陽奉陰違,不能保證處理效果。長此以往造成的結果就是水體污染逐年加劇。
1、污水回用的意義
污水回用在發達國家已得到廣泛應用,而且越來越多的行業已經開始利用處理后的污水。美國加利福尼亞洲有200多個污水回用廠,每年為850多個用戶提供回用水(非飲用水)約4.96億m3。污水回用受到越來越重視的原因主要包括:人口增加和用水量的增加對現有水資源的壓力越來越大;人們開始意識到污水回用是一種非常可靠的供水源;成功的污水回用工程越來越多;供水和污水處理行業越來越意識到污水回用的經濟和環境效益;蓄水工程(如水壩)的環境和經濟成本越來越高;人們逐漸意識到與過度用水有關的環境影響;趨向于回收成本水價制度的引入促進了污水的回用;為滿足高水質標準而進行污水處理廠更新改造的成本不斷增加。
2、污水處理后的運用
(1)工業用水的回用
經處理的污水可以回用于各種不需要符合飲用水水質要求的工業企業。各種工業生產過程中的冷卻水、鍋爐用水、生產和加工用水、清洗和輔助用水(如除塵和澆地)等,都可以利用經處理的污水。可以使用經過處理的污水的行業包括商業洗車、造紙廠、礦山、石油精煉廠、電站、商業洗衣、道路建設企業、旅游點、釀酒廠,以及混凝土、磚、紡織品、金屬及涂料的生產廠。日本近40%經處理的市政污水被用于工業用途,而美國的佛羅里達州和加利福尼亞洲分別為2%和5%。
(2)居民及社區的非飲用水回用
對居民來說,污水回用可以用于沖洗馬桶、洗車、清洗和澆灌花園.從社區的角度來看,污水回用的非飲用水用途還包括室外的灌溉及各種娛樂場所用水。美國加利福尼亞洲早在1961年就將經處理的污水用于有游船及可垂釣的湖泊。提供非飲用水的一種有效辦法是建立分質供水系統。美國佛羅里達州阿爾塔蒙特城的一項分質供水工程,解決了4.5萬人的非飲用水使用問題,其供水量占全城總供水量的30%。
二 水處理行業的前景
水處理在國民生產和生活中占有非常重要地位,有無水處理、水處理技術的先進與否,是一個國家生產、生活水平高低和文明程度的重要標志之一,而水處理服務在中國還是一個新型行業。
隨著國家建設步伐的不斷加快,水處理服務會遍及各個行業各個領導,覆蓋面相當廣泛,如石油、電力、化工、核工業、煤炭、冶金、水泥、造紙、卷煙、制藥、啤酒、郵電、民航、鐵路、銀行、酒店、賓館、商場、家庭、機關、學校、城鎮等,市場潛力巨大,有人類生存的地方就涉及到水處理服務,水處理服務是一個永恒的市場。水處理服務走專業道路將成為必然。
隨著近年來社會經濟的飛速發展,人們對于城市供水的需求逐漸增多,科學利用已有水資源,保護水資源環境不受污染,科學處理生活與工業廢水,做好污水的回收利用工作,不單單是我國城市建設發展過程中必須要解決的重要問題,同時也是世界性的問題。注重城市污水處理先進技術運用,有利于城市的可持續健康發展。
1城市污水的主要來源
城市污水的主要來源有:第一,城市生活垃圾對水資源帶來的污染。隨著城市居民生活水平的日益提升,日均所產生的生活垃圾與生活污水數量也在持續增加。生活污水的主要來源是家庭、機關單位和其他公共設施,因為污染物一般是洗滌污水和排泄物,因此污水排量等方面存在一定的時間差異。現階段,大部分城市中并未建立相對全面的排水管網,一般是生活污水直接排放到溝渠或者下水道,對水體帶來直接污染,輕則導致水資源環境惡化,重則對城市居民的身體健康帶來影響;第二是工業廢水,其一般來自于工業生產過程中的洗滌用水、冷卻水或者處理水等。第三是城市徑流所帶來的污水,在遇到自然降雨或者降雪時,雨水或雪水沖刷建筑物、城市街道或者生活廢棄物后形成污水,這樣的污水存在較為突出的季節性,其內部成分也相對復雜,同時在雨季初期的降雨中所含污染物一般來說要超過普通生活污水中的含量。
2城市污水處理技術及其應用
2.1超聲水處理技術的應用
城市建設過程中和人們生產生活所產生的污染物會對水體造成嚴重污染,另外還可能會存在氣體、粉塵等固體污染物,對城市地下水、河流和湖泊產生不同程度的污染,這種情況下一般選擇超聲水處理技術。此技術現階段較為普遍的應用于強化微污染水的生物處理。一般來說,當城市產生污水后,利用此技術對污水實施超聲處理,提高膜生物反應器的生物活性,另外還可以提高反應器的有機負荷,從而進一步增強有機物凈化率。因此,超聲水處理技術從本質上來說,即是增加污水生物活性從而實現污水凈化處理。此技術在將聲空化的工程中,可以很好地把聲場內的能量聚集在一起,隨后在空化泡崩潰時很小的空間內把這些聚集在一起的能量進行釋放,形成異常高溫與高壓,從而產生局部熱點,促進化學反應速度和效率。在對城市污水進行處理的過程中應用超聲技術,可以有效降解污水內的化學污染物,不但可以提升污水處理工作效率,同時還能夠在很大程度上提升處理質量。另外,若在污水內添加光敏半導體材料,還可以借助于太陽能進行污水凈化處理。
2.2膜技術在污水處理中的應用
城市污水處理中,相對普遍的膜技術一般來說有反滲透法、納濾法、微濾法等。在部分大分子原料的回收時往往也會選擇膜技術,這是由于此技術在污水處理時不會引入其他雜質,可以有效的保證大分子的分離。例如借助于超濾技術回收印染廢水內存在的聚乙烯醇漿料。此技術的發展前景十分廣闊,但現階段的應用過程中還有需要進一步完善和優化之處,如膜的成本相對較高、壽命不長,使用這一技術進行污水處理往往需要更多的成本。另外膜容易被污染產生結垢或者堵塞的問題,此類問題都影響了該技術的應用發展。
2.3礦物質污水處理技術分析
硅藻土、海泡石等礦物質自身擁有一定的污水處理能力,選擇礦物質污水處理技術也可以實現較好的污水處理效果。由于礦物質的類型豐富多樣同時成本低廉,較少受到二次污染,所以這一技術的應用也更加普遍。比如說蒙脫石屬于較為常用的污水處理物質,它也是膨潤土的重要構成內容,各層之間夾雜了很多擁有交換價值的無機陽離子,擁有非常強的吸附能力。另外它還擁有一定的乳化功能,可以在很大程度上將污水內的鉛汞等重金屬予以吸附。沸石也是一種較為常見的污水處理礦物質,其內部存在很多空穴與孔道,同時表面積較大,在污水處理過程中表現出良好的吸附能力,把沸石加熱后不但可以增加內部空穴,同時也不會對其自身內部晶體構架產生影響,可以有效的提升吸附能力。沸石不但可以對常見的很多重金屬起到吸附作用,同時還可以吸收污水內的毒離子,吸附率超過90%。
2.4高級氧化處理技術的應用
這一技術即是在某種特殊條件下可以形成一定量的擁有氧化能力的自由基,同時可以把污水內的有機污染物實施分解。通常而言,高級氧化處理技術往往用于對水質要求相對較高或是水源污染相對嚴重的環境之下。即便是這一技術進行污水處理需要相對高的成本,但此技術的實際效果是十分顯著的。高級氧化處理技術擁有非常好的實際效果,所以可以將這一技術當作重點方向予以研究。這一技術應用過程中所形成的自由基一般是借助于光的激發形成或依靠特殊催化劑形成,隨著環境保護理念被越來越多人所接受,高級氧化技術必然會得到更快的發展。
2.5氧化塘的技術及其應用
此技術亦可稱之為穩定塘或生物塘技術,它和很多池塘有著較為相似的地方。這一技術的主要原理和自然水體自警流程較為相似,污水在塘中停留或者流動的過程中,因為微生物有機講解和代謝,在這一過程中進行有機物分解,如此能夠很好的對污水起到凈化作用。氧化塘通常來說包括好氧塘、厭氧唐、兼性塘以及曝氣塘等類型。這一處理技術的優勢非常明顯,如前期投入較少,處理過程相對穩定,不需要頻繁的后期維護,污水處理效率明顯等,還可以有效的實現降氮、除磷等功能。
3污水處理新理念與應用
3.1生態透析
生態透析技術屬于一項系統化的工程,它模擬河流彎曲以及河流附近生物多樣性,借助于高分子材料為基礎,建立浮游動物生物群,構成小區域優良生態鏈,進而產生一種良性循環,對水質實施天然無污染的透析處理,這種處理方式成本較低且具有較好的環保性。利用生態透析污水處理技術可以有效實現小型化的原地處理,不但能夠降低污水處理時可能需要消耗的運輸成本,避免污水滲漏或者偷排問題,同時還可以減少污水處理廠的工作壓力。現階段生態透析技術已經在國外很多地區得以推廣應用,同時國內部分一線城市也開始試點,如珠海市政府部門與廣州軌道交通公司聯合推廣應用這一技術,安徽省內也有一些市區開始應用推廣。生態透析技術還在國內很多公交、地鐵、高速公路中也得到了推廣應用,希望國家相關政府部門能夠更加關注這一技術的推進發展,生物技術治污可能會掀起污水處理技術的新革命,也許能夠成為未來污水處理的新常態。
3.2資源轉化
城市污水中有大一部分能夠從廢物轉化為資源,通過具體的取樣分析,污水污泥內的有機碳含量大約在30%左右,而磷的比例超過一半,同時包括了大量的氮與其他化合物。資源轉化技術指的是把污泥內大部分的氮、磷予以提取,將其轉化成為農業生產需要的肥料,這樣的提取作業需要一定的成本與技術,也應當對這一技術可能帶來的二次污染實施評估,計算出投入產出成本,另外這一技術還需要其他相關技術支撐,還需要進一步的完善。因此未來的城市污水處理技術應當是將各種新技術進行有機的結合,變被動處理為主動處理,進一步研發出其他的新工藝工技術,不斷推進生態透析等綠色處理技術,在保證城市污水處理效率的基礎上推進能源轉化,盡可能的利用可用能源。
4結語
貴陽貴安新區5個污水處理廠的建成,有效改善區域水體質量,保護本地自然環境,對于貴安新區創造健康和諧的生活環境及投資環境至關重要。作為環境保護事業的重要一環,城市污水處理工作質量和效率直接關系到城市的持續健康發展。所以必須要更加深入的研究應用現代化污水處理技術,不斷提升城市污水處理質量,在降低城市污水污染,提升處理效率的基礎上,促進現代城市的持續健康發展。
作者:張彤 單位:貴州水投水務有限公司
參考文獻:
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1 目前城市污水處理狀況
雖然我國經濟實現了較快的發展,但是我們必須看到我國的總體社會水平還處于一個比較落后的狀況,各種生產技術還相對滯后,導致了我國的城市化發展進程比較緩慢。這種情況下,有關部門必須要加強對我國城市基礎建設的重視,其中污水的處理也是一項不可忽略的重要工作,因為城市的污水如果處理不當,將會嚴重的影響我國的城市化進程和其他生產領域的發展。因為污水處理不僅關系到城市的環境,城市居民的健康,還關系到城市的規劃和建設問題。
目前我國的基礎設施的建設相對于各種建筑工程來說還處于一個比較滯后的狀況,也就是說雖然我國的城市建筑項目很多,工藝革新很快,但是我國的城市基礎設施的建設還遠沒有同其相適應,而是制約了我國城市的發展,所以,有關部門為了更好的推動城市的全面發展,必須重視基礎設施的建設。就城市的污水處理來說,我國的六百個城市中,大約有五分之一的城市具有較為完善合理的城市污水處理設備和系統,也就是說大部分的城市是沒有相應的污水處理的設備和系統的,無法有效的對城市生產和生活過程中產生的各種污水進行有效管理,導致了資源的浪費和環境的破壞。
與此同時,與我國情況相反的是發達國家從上個世紀七十年代就已經開始重視對污水處理工作的投資了,并且污水處理廠的普及率也是非常高的,這種情況下,發達國家的城市用水不僅實現了節約,還有效的保護了環境。污水廠的平均占有率上看,美國的污水廠人均占有率是我國的一百倍左右。由此可見,我國在污水處理方面同發達國家的差距還是相當大的,需要加快技術和資金投入,以更好的實現對城市污水的處理。
污水處理不僅會導致對水資源的污染和破壞,還會導致對土壤的污染,也就是說污水不僅會將其中含有的有害化學成分侵入土壤,還會導致向地下水下滲,這樣導致的后果就是污水影響了城市環境的總體質量。不僅破壞了城市環境,影響了城市環境工程的建設,還導致了一定的經濟損失。
2 目前污水處理的干擾和構成因素
2.1 城市污水管網絡的設計
城市污水的集中排放管理是城市污水處理質量形成的一個重要因素,所以在城市的規劃和設計階段,有關部門應該根據城市的實際情況和規劃情況,對現有的網絡進行全面的考慮和設計,也就是說要能夠根據城市污水的產生和分布,對現有的城市污水進行管道和網絡的布設。
城市地下水地質條件的復雜,導致在城市污水處理的過程中,要充分的考慮特殊地形的影響,也就是說如果由于地下水流向的影響,導致一些地區的管道設計形式會受到限制和制約,所以在設計的過程中,有關部門應該充分的考慮這些因素,選擇最合理的設計方案做好污水的排放。另外,污水的排放還要充分的考慮極端天氣等自然因素,也就是說對于一些特殊的季節,如洪澇問題的產生時期,如果不能及時的做好污水的排放,還將會導致人員的傷亡和經濟損失。
2.2 垃圾滲濾液的危害
在城市的污水處理的過程中,污水本身以及其他的城市垃圾產生的各種濃度較高的廢水,也容易給污水處理的質量造成影響,也就是說在對垃圾和污水進行統一的集中管理的過程中,有關部門應該重視對污水和垃圾的分離。尤其是我國的一些中小城市,在垃圾處理的過程中,污水和垃圾的處理區域比較集中,這種情況下,有關部門必須要加強對污水的有效管理,避免由于高濃度的垃圾滲濾液導致的污水再次污染,因為垃圾中含有的有害成分比較多,不利于污水處理中的排除。
2.3 污泥的的臭氣污染嚴重
污水經過各種不同工藝處理后,出水達到了國家規定的排放標準,但是在污水處理過程中產生的污泥卻未能得到妥善的處置,還會給環境造成二次污染;另外,污水廠的臭氣也是一個棘手的問題,嚴重的臭氣,既影響操作運行人員的身體健康,也給周圍居民生活環境帶來污染,應該多渠道解決除臭裝置,因為污水處理廠本身就是消除污染保護環境的企業。
3 污水處理工藝和改進措施
污水處理廠工藝選擇從環境保護的角度應采用資源利用率高、污染物產生量少、有利于綜合利用、能夠達到城市水污染控制目標的清潔生產工藝。污水處理廠清潔生產的量化指標包括處理單位水量占地面積、處理單位水量能耗(包括電、燃煤或燃氣燃油、蒸汽、壓縮空氣)、自用水率、污泥產生率等。
污水處理最初采用的是極其簡單的物理、化學處理設施,水中的雜物經過格柵等構筑物被截流,再經絮凝沉淀等工藝,污水得到初步處理,但水中有機物等得不到有效處理,處理效果極差。隨著工業發展,生活污水中污染物的成分日漸復雜,這些污染物排入地面水系后造成河流黑臭。同時科學技術的發展,也使污水處理技術不斷進步,現在生化處理由于其良好的處理效果和較強的實用性被普遍應用于廢水處理。常與其他方法結合應用。下面是典型的污水處理方法和發展趨勢。
3.1 生物膜法
生物膜法是利用附著生長于某些固體物表面的微生物(即生物膜)進行有機污水處理的方法。生物膜法包括生物接觸氧化法、生物轉盤法、生物過濾法和地埋式生物接觸氧化法。生物膜法的優點:不產生污泥膨脹、產生的污泥量較少、抗沖擊負荷的能力較強、運行管理較方便。生物膜法的缺點是處理后的水較渾濁,有機物去除率較低,需要較多的填料和填料支承結構。
3.2 BIOFOR工藝
BIOFO工藝(DENSANDEG+BIOFOR工藝)以物化法為預處理單元,以生化法為深度處理單元,其出水水質優于一般的二級出水,可以達到低質回水標準。DENSANDEG是化學強化一級處理裝置,它將旋流沉砂、快速混凝、慢速反應及斜板沉淀等多項功能集于一體,SS和BOD去除可分別達到85%和60%,為后續深度處理創造條件。
3.3 污水的回用
城市污水處理應考慮與污水資源化目標相結,在城市污水處理過程中,污水的回用可以作為城市第二水資源,回用于工業及市政清掃綠化,是解決水資源緊缺的一條有效途徑,在考慮污水處理廠規劃建設時,宜同步規劃污水回用工程的建設。在進行污水回用工程評價時,需分對回用的污水用途做出分析,探究污水回用的可行性,并預測在污水回用過程中可能會出現的環境問題。城市污水處理過程中,污水回用的途徑是多方面的,大致可分為農業用水(包括林、牧、漁業)。城市雜用水、工業用水、環境用水和補充水源水。當作為農業用水、環境用水和補充水源水時,應對可能產生的地面水、地下水、土壤及生態環境的影響作進一步的分析。
4 結束語
綜上所述,隨著我國工業生產過程中對于環保理念的增強,我國的城市建設對于環保的要求也逐漸的提高。這種情況下,為了更好的實現城市污水處理,就必須要加強城市的污水處理技術的改進和革新,根據我國長期的可持續發展的戰略,環保型污水處理技術的革新必將成為城市污水處理技術未來的最重要的研究方向,所以我們應當熟練的掌握城市污水處理的各種新技術以及其工藝流程,只有這樣,我們面對城市不同的條件和地理環境,才能夠選擇最為合理的污水收集方法和污水處理技術,只有這樣,才能真正的防治水污染,從而保護城市環境,促進城市污水處理行業的健康發展。
電是人們生產和生活中不可替代的資源,隨著我國資源的減少,發電過程中的水資源循環利用就成為一種主流方式。水質對于發電設備的效率具有直接影響。污水處理工藝不合理,操作不合理都會造成污水中雜質不能全部去除,導致設備故障,增加維修成本,并且使得出水水質含鹽量、有機物含量較多,不符合核電廠發電廠需求。近年來,全膜技術的出現更好地解決了這一問題,因此文章對這一技術的特點和原理以及實施過程進行分析。
1膜處理技術原理和特點
膜處理技術是一種新的水污染處理技術,以一種具有選擇性性能的薄膜來實現淡水與鹽分、雜質的分離,膜處理技術簡單、成本較低,因此應用廣泛。目前,主要應用固膜和液膜2種。其主要原理在于利用了雜質、有機物等與水分的體積、大小不同的原理,將其進行隔離處理,在具體的處理過程中,還可以結合加壓的方式。另外,利用了一些雜質不同的化學性質,實現快速溶解,從而將其隔離,效果理想。膜處理技術的優勢明顯,比如,利用該技術不再需要龐大體積的分離設備,因此占地面積減少,成本也隨之減少。在安裝上,更加方便,不同性質的膜還可以分離不同種類的雜質或者有機物,使水質進一步滿足用水需求。其次,膜處理技術拓寬了處理范圍,不僅可以分離固態雜質,還能夠對相對分子量從幾百到幾千的物質進行分離。不需要加熱等條件就可以實現。分離過程更加高效、易操作,并且符合現代社會環保節能的要求。
2核電廠污水處理膜技術的種類
膜處理在我國核電廠中有廣泛的應用,并且隨著技術的更新,膜處理技術已經具有超濾、微濾和反滲透等多種方式,另外近年來還出現了滲透汽化等方式。對工業廢水和自然用水具有較好的雜質分離作用。我國各大核電廠在污水處理過程中主要采用的是超濾膜分離處理技術、反滲透技術和全膜分離技術。具體的技術特點和原理如下。
2.1反滲透技術
反滲透技術是目前核電廠主要的污水處理技術,與全膜技術相比,其污水處理成本更低,但程序相對復雜,通常采用一次滲透處理和二次滲透處理方式完成。反滲透膜多為高分子化學材料,利用了溶液滲透壓不同的原理,可以將污水中的離子進行分離,在實施過程中,要合理控制滲透壓,使雜質能夠及時快速地分離。膜元件是整個反滲透技術的核心,加壓后的水分通過一些元件進入隔網層,使雜質排除管道外,獲得發電所用水。使用這種方法可以滿足基本的發電用水需求,但如污水需要再次處理,成本將大大提高。
2.2膜分離技術
全膜技術已經成功的在我國核電廠除鹽中應用,事實證明了該技術的積極性。目前我們將其應用于核電廠鍋爐補給水的處理中,全膜分離技術可以減少壓差,在低溫下運行,減少離子的滲出,并且能夠抑制廢水的酸化或堿化,防止設備出現腐蝕現象。未來,電廠污水自動化處理是一種發展趨勢,不僅能夠減少人力、物力,還能夠提高污水處理質量和效率。
3電廠污水處理中膜處理技術的運用
我們以某核電廠為例,該廠共擁有6臺發電機組,總水量為6萬m3/h,污水排放量為1萬m3/h。要確保污水的合理利用,需對其進行必要的處理。膜處理環節主要表現如下。
3.1預處理超濾反滲透技術
首先,我們采用超濾反滲透技術對污水進行預處理,該次處理水量為2×70m3/h。由于陰陽床鈉離子滲透問題對除鹽效果具有一定的影響,因此在設計過程中要控制鈉離子滲漏,降低電導率,并且要控制二氧化硅的含量。該系統主要采用的是自動控制技術,PLC是EDI系統的核心與主要技術,CRT是其監督系統。預處理超濾反滲透技術是將原水輸送到清水泵,并由清水泵進入多介質過濾器,通過多介質過濾和超濾裝置來實現雜質的初步分離,最后利用反滲透裝置來實現有機物的分離。在這一過程中還需要除鹽水泵、陽床、陰床和中間水箱的支持,具體的過程不做闡述。總之,多介質過濾器是其中心,通過這一元件與其他設備的配合來實現雜質和有機物的去除,使原水能夠達到使用需求。通過該裝置能夠將進入超濾裝置的水濁度控制在2mg/L以下。
3.2鍋爐補給水中的全膜技術
現階段,全膜技術是最先進的一種污水處理技術。核電廠發電設備復雜,過程中需要大量的用水,并且用水多為自然水,這部分水的硬度較大,水中雜質較多,實現全面分離,降低污染并實現其循環利用是電廠的主要任務。在核電廠發電過程中采用全膜技術一定要注意電導率的控制,電導率過大容易使水中鈉離子含量增多,有機質或離子過多不符合發電用水需求。全膜技術依然要通過一級滲透和二級滲透過程,最終保證水質的穩定,電化學除鹽法是核電廠的主要鹽水處理辦法,結合膜處理技術,可以滿足電廠鍋爐補給水的應用需求。全膜技術中在預處理系統上使用的是多介質過濾器和活性炭過濾器,通過這2個設備,可以將原水中的懸浮物、固體雜質等分離出去,將膠體和鹽分截留在濾層中,降低污水的水濁度。
3.3循環冷卻排污水中的納濾膜技術
筆者所在廠將污水處理工作的重點放在循環水的冷卻與回收上,以反滲透技術為主,原水的脫鹽是其主要問題。納濾膜技術主要應用于小型電廠的污水處理中,通過濾水池、清水池和反滲透裝置來完成整個循環水冷卻和回收功能,達到節約資源的目的。
4結語
隨著水處理在我國核電廠的作用越來越大,水處理技術的更新就成為一種必然。在我國核電廠中,主要采用超濾、微濾和反滲透等污水處理方式。不同的技術在成本上、技術可行性上和處理效果上均有不同,目前普遍認為全膜技術雖然增加了一部分成本,但在污水處理效果上較好,通過滲透膜實現用水與雜質、有機質的分離。總之,污水處理中膜處理技術的運用十分重要,能夠改善水質,實現核電廠的持續發展。
作者:熊鑫 劉海蛟 潘冠旭 單位:福建福清核電有限公司
參考文獻