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【關鍵詞】城鎮污水處理;現狀;技術
0.前言
21世紀以來,水污染已經成為全球性的問題,隨著城鎮化進程的加速,大量生產生活污水污染了水資源,我國城鎮污水處理的現狀不容樂觀。通過不斷改造已建設施,不斷應用新設備、新材料和新技術,建設與運行并重,我國城鎮污水設計處理能力正與經濟協調發展。
1.我國城鎮污水處理的現狀
截至2014年3月底,我國城鎮累計建成3622座污水處理廠,污水處理能力為1.53億立方米/日。除海南三沙市、日喀則以外,全國設市城市全部建成并投運的污水處理廠合計2051座,污水日處理能力達1.26億立方米;已建有污水處理廠的縣城為1381個,居縣城總數的85%,累計建成1571座污水處理廠,污水的日處理能力為2758萬立方米。我國的實際污水處理量已居世界首位,污水年處理總量、處理率、處理廠數量、設計處理能力等正快速增加。不過,我國污水處理廠的設施建設并不均衡,比起東部地區、中部地區來說,東北、西部地區污水處理率還存在一些差距。全國城鎮污水處理廠耗電量約為0.3kW?h/m3,總體偏高,其中東北、西部和東部地區耗電量更高,中小型污水廠運行成本中耗電費用所占的比例更大。
按照《“十二五”全國城鎮污水處理及再生利用設施建設規劃》,到2015年全國城鎮污水管網將為32.5萬千米,較“十一五”期間的管網長度增加155%,污水處理率進一步提高,污水處理設施實現再生水利用率15%以上。全國所有設市城市和縣城需具備污水集中處理能力,直轄市、計劃單列市以及省會城市城區達到污水全部收集并處理,地級市污水處理率為85%,縣級市及縣城為70%,建制鎮為30%。同時,到2015年要全面提高污水處理設施的運行效率,城鎮污水處理廠投運一年以上的,實際處理負荷應超過設計能力的60%,投運三年以上的應超過75%。
2.城鎮污水處理存在的問題
我國的污水配套管網建設總體滯后、設施建設和運營資金不足、各區域污水處理設施建設不平衡、污水處理廠設計規模偏大、污水處理設施運行負荷率普遍較低、污水處理率有待進一步提高、多數污泥沒有進行無害化處理、部分處理設施無法完全滿足環保新要求、污水再生利用率不高、運營監管不到位等問題普遍存在,很多城鎮污水處理廠存在不達標或者不能同時達標的問題。在技術方面具體有下列問題:
2.1管網配套不健全,進水量嚴重不足
我國城鎮管網建設普遍滯后,是當前污水處理設施的主要問題。由于污水廠同城鎮污水管網的建設不同步,引致部分城鎮污水廠進水量不足、污水收集率低、運行負荷率低,這造成了污水處理設備的投資浪費和閑置,也給污水處理廠的減排效能帶來很大的難度。
2.2進水水質復雜,達標排放難度大
部分城鎮污水處理廠進水中污水成分復雜,工業廢水占相當比例,出水TSS、TP、TN、和COD無法穩定達到一級排放標準。其中的抗生素類污染物對微生物有很強的抑制作用,更是對城鎮污水處理廠正常運行造成嚴重影響。
2.3污水處理噸水耗電量偏高
污水處理是能耗密集型行業,單耗電一項就占了污水處理廠運行費用的50%以上。全國城鎮污水處理廠耗電量約為0.3kW?h/m3,比發達國家高出很多,高電耗增加了處理設施的運行成本。
2.4未妥善解決污泥的處理處置
總體來說,我國的污泥處置屬于起步階段,大多數污泥經過脫水運出廠外后,僅有少部分進行建材利用或焚燒等無機化處理處置,處理處置率只有5%-10%,對土壤、地下水會造成二次污染。
3.污水處理技術的研究與發展
我國正在運行的城鎮污水處理廠中,采用一級物化處理工藝的只有1.9%,二級生化處理工藝居于主導地位,全國90%以上城鎮污水處理廠采用的主體處理工藝類型為氧化溝(OD)工藝、傳統活性污泥法(CAS)、A/O工藝、A2/O工藝、SBR工藝以及曝氣生物濾池(BAF)工藝。近年來,城鎮污水處理廠廣泛采用A2/O工藝,以滿足除磷脫氮的需求。中國現有的城鎮污水處理技術大多是引進、消化和吸收,一直以來,技術人員大量地研究國外的污水處理技術,包括原理分析、改進設計、結構解析和優化運行等,使國外技術本土化,以符合我國具體國情的需求。
未來污水處理技術將從現今污水處理廠的達標排放技術、優化運行技術、節能降耗技術向著資源化技術方向發展,污水處理的資源化技術不但是污水回收所需要的高質量再生水處理技術,而且將發展污水中所含的磷、氮、碳等物質的回收技術。依據城鎮污水處理未來走向,如下技術將得到重點發展:低碳污水處理技術,具體為高效控制技術、節能降耗運行優化、可持續新工藝和節能降耗新設備的應用;污水深度和超深度處理技術,具體為新興污染物去除技術、營養物深度去除技術和高質量再生水超深度集成處理技術;污水處理資源回收技術,具體為磷回收技術和PHA生物塑料回收技術;污水處理能源開發技術,具體為污泥和污水能源開發技術。
4.關于城鎮污水處理的策略與建議
為了進一步搞好城鎮污水處理工作,應當抓住現今節能環保產業加快發展、設備支持明顯增強、激勵約束機制逐漸完善、資金投入力度日益加大的有利時機,增強城鎮污水配套管網建設力度,增加對污水處理設施的投入,特別是增加對東北地區和西部地區污泥處置、污水處理、污水再生利用設施的投入;加快污水處理廠升級改造,積極推動再生水利用,強化設施運營監管能力,加強污泥處理處置設施建設,全面提升污水處理能力,精心組織、科學籌劃,全面推進污水處理設施建設,穩步提升設施運營管理水平。從技術層面來講:(1)加大管網建設,提升設施運行負荷率。未來在城鎮污水處理廠建設中,要更加注重污水量前期調查以及預測,正確確定設計規模,杜絕大馬拉小車的錯誤現象;而且要加強管網建設,做到污水管網全部覆蓋,產生的污水全部收集,提升污水處理設施運行負荷率。(2)去除難以生物降解以及不可生物降解的成分。首先要查清污染源,讓污染源單位自行處理,其次要針對水質分析報告,調整污水處理流程,從設備、設施、技術、工藝等方面著手去除。(3)力求精細化管理,降低污水處理噸水耗電量。要大力重視節能降耗工作,隨時觀察水量水質變化,通過技術更新、設備更新、工藝改造、參數調整、優化運行等方式,實施精細化管理,降低污水處理噸水耗電量,節約污水處理成本。(4)妥善處理處置脫水污泥,消除二次污染。處理污泥的方案跟污泥最終處置的去處有關,而處置的去處取決于污泥的成分,如此方能準確地制定污泥的處理方案,應以資源化、無害化、減量化為準繩,逐步完善不同泥質、不同區域的脫水污泥處理技術。
【參考文獻】
[1]李寧.小城鎮污水生物處理方法的比較研究[J].揚州:揚州大學,2012.
在分析多年來污水廠實際運行水質的基礎上,合理確定污水廠設計進水水質:
1)根據經開區污水廠一、二期實際進水(2008年—2013年)污染物的月平均值數據,繪制一、二期工程實際進水水質變化曲線圖,直觀地反映基本污染物的變化幅度。
2)參考類似污水處理廠設計進水水質分析取值方法,以2008年—2013年的進水水質數據為基礎,各基本污染物采用85%的月份都不超過的值進行對比分析。
3)對現狀水質分析統計結果進行適當修正,確定提標改造工程進水水質設計值。依據設計進水水質,結合工程出水水質要求,明確各污染物指標處理程度。
2在一、二期工程相關問題分析基礎上,確定工程改造思路
1)在對一、二期氧化溝處理能力的復核基礎上進行改造,增加污泥齡,減小污泥負荷,提高生化處理能力。
2)復核一、二期氧化溝曝氣能力是否滿足新的設計水質條件下氨氮硝化的要求。
3)增加化學除磷工藝,以保證除磷效果。
4)在深度處理中增加混凝沉淀工藝,進一步去除TP及SS。
5)調整現狀深度處理工藝,在保留原有功能的基礎上,增加反硝化功能以提高TN的去除率,同時增加碳源投加系統,確保污水處理后TN能達標。
6)根據運營單位意見,結合紫外消毒的實際運行情況,同時考慮中水回用工程的要求,重新確定尾水消毒工藝。
3工程改造方案要點
1)氧化溝改造工藝方案:通過經濟技術比較,最終確定的方案為:在池容及處理規模不變的前提下,在現狀氧化溝好氧區增加填料,來增加生化系統內的微生物總量,提高生化系統的容積負荷,增加污泥齡,減小污泥負荷,提高生化處理能力。
2)在深度處理工段新增高效沉淀池,混合、絮凝采用機械攪拌方式,沉淀采用斜管裝置,與普通平流式沉淀池相比,可大幅度提高水力負荷。
3)本工程已建20萬m3/d規模的V形濾池,在不對土建做較大調整的前提下將V形濾池改造為反硝化深床濾池,并增加外加碳源措施。
4)污水再生利用:本工程最終達標出水量為20萬m3/d,目前考慮兩個出路,其中5萬m3/d作為回用水用于金源熱電廠冷卻用水;其余15萬m3/d暫時排入派河,廠區設計預留遠期回用設施用地。
關鍵詞:城市污水處理;現狀;技術發展;未來走向
隨著中國城市和經濟的發展,城市污水的排放量逐年增長,水體污染愈加嚴重,極大影響了人民健康及經濟發展。加強污水處理避免污水和污染物直接流入水域、污染土體,對改善生態環境,促進經濟發展具有重要作用。
一、城市污水處理現狀客觀分析
城市污水的主要來源是工業和生活方面的污水,城鎮污水處理的主要工作有污水回收、再利用以及污泥的處理。資料顯示,二零一零年我國污水排放總量達到了六百一十七億立方米,污水集中處理率僅有六成左右,其余百分之四十的污水幾乎不經處理就流入了河流,造成極其惡劣的城市水污染現象。可喜的是,到二零一三年前半年止,我國建立了約三千四百八十座工廠專門用于城鎮污水處理,相比該年度前一個季度新建近三十座。此外,就設立污水處理廠的數目來說,約有六百五十個城市具備了污水處理專用廠,約占城市總數的百分之九十八,污水處理能力達到每天一點二億立方米。
二、城市污水處理技術發展
2.1 城市污水處理現有技術
目前,城市污水處理技術的方法依照功能可分為化學法、物理法和生物法;按照污水處理的程度可以分為一、二、三級處理技術;此外,還有活性污泥法以及生物膜法等。此處僅以活性污泥法和一級處理技術為例。
2.1.1活性污泥法
顧名思義,活性污泥法應用于處理城市污水殘留下來的污泥,主要通過將空氣注入污水中,空氣中的有氧成分促成微生物的生長和繁殖,從而形成強吸附和能氧化有機物的微生物群。這種污水處理技術隔離了污泥和水,處理后的污泥或流入曝氣池,或進入原有的預設系統。其重點在于處理污水中的污泥成分,凈化水質,從而達到除污的目的。
2.1.2 一級處理技術
一級處理技術是城市污水處理的基本技術,它主要通過物理方法過濾懸浮物質,實現對污水的預處理。它普遍適用于當今城市污水處理――通常城市污水處理人員都會駕駛汽艇或小船穿梭于受污染的水域,打撈一些生活垃圾。一級處理技術相對而言比較粗糙,未能達到完全凈化水質的作用,無法剔除一些溶于水質的污染物質,尤其是一些工業有害物質。但一級處理技術仍有其存在的必要性,它配合了化學除污法和生物除污法的使用,將長期在城市污水去污中發揮作用。
2.2城市污水處理技術的發展障礙
2.2.1資金投入發展規模略顯不足
當前,城市污水處理技術在資金投入上還顯欠缺。如前所述,城市污水處理是一項很大的工程,任何個體甚至企業都難以承擔其費用,需要政府、企業和個人多方努力才能最終達到去除污染、凈化水質的效果。城市污水處理技術的探索尤其需要源源不斷地投入資金,現實不盡人意,資金無法滿足技術開發所需的場所、設備、人才引進等的現實依然存在。
2.2.2 運行維護管理費用較高
運行維護的管理費用高是又一障礙。就目前已經研發出來的除污技術來說,除了一些基本的如一級處理技術的技術含量相對較低,成本也相應低之外,其他的除污技術不論是運行費用,還是管理維護費用,都不是一筆小數目。鑒于這個原因,國家仍需加大對城市污水處理技術正常運轉資金的投入,以保證研發出來的技術能長期造福于人民。
三、國家針對污水處理政策及發展走向趨勢
3.1 “十二五”以來,國家針對城市污水污泥處理處置的政策
單從“十二五”規劃至今,我國已出臺了一系列的方針政策。《關于進一步加強污泥處理處置工作組織實施示范項目的通知》(2011)指出要“高度重視污泥處理處置工作”,在技術、設施、運營等方面提出指導性意見。同年3月,《城鎮污水處理廠污泥處理處置技術指南(試行)》,重點從技術領域闡述污泥處理工作,指出相關路線和方案及管理策略。令人矚目的,是《“十二五”全國城鎮污水處理及再生利用設施建設規劃》(2012),指出到“十二五”結束時,城市污泥無害化處理按級別須分別達到30%(縣城或重點城鎮)、70%(設市城鎮)和80%(直轄市、省會城市等),是城市污水污泥處理處置的標志性文件。此外,廣西、福建、江西和安徽等地紛紛出臺關于污水處理處置方面的地方性政策。
3.2 城市污水處理的發展走向
城市污水處理未來發展走向至少包含:遵循水資源利用規律因時因地制宜、多級處理方案并進以及循環再利用。遵循水資源的利用規律,依據各個地區不同時節降水量的多少,進行合理的生產生活用水規劃,是城市用水、污水處置的前提所在。同時,在處理城市污水污泥時,要加大資金投入,多種處理方案齊頭并進,實現優化配置,為城市污水的有效處理奠定堅實的技術支持。此外,鑒于我國是一個水資源不富裕的國度,城市污水處理還應該考慮循環再利用。將污水處理干凈不僅僅是保護水源的純凈,水資源的重復使用也是一大目標。
總之,我國城市污水處理現狀不容樂觀,只有及時處理好城市污泥污水,才能滿足我國經濟發展對于水資源的基本需求。在處理城市污水時,一定要加強對不同水域水質的勘探,重視相關污水污泥處理技術的研發與升級。同時,政府要不遺余力地做好引導工作,出臺相關的政策,為城市污水處理處置指明正確的方向,盡可能將城市污水治理引上一條尊重水資源利用規律、多級治理、循環利用的道路。
參考文獻
[1]聶書橋.城市污水處理的現狀及發展建議[J].科技傳播. 2014(01)
城市生活污水處理后的污泥,一般含水率約80%,富含有機質等營養成分,又含有一定量的重金屬和病毒、病原體、寄生蟲卵等有害物質,污泥處置不當會造成嚴重的二次環境污染。目前國外污泥主要的處置方法有一下三種:
1.土地填理
在過去,許多發達國家都采用土地填埋的方法來處理污泥,且占有很大的比例(約40%左右)。在我國,土地填埋也是主要的方法。該法的處理過程非常簡單,特別適于質量較差的污泥,但需要場地和大量的運費,地基需作防滲處理以免污染地下水和散逸臭味。另外,適合充填的土地逐年減少。美國環保局估計今后20年內,美國6500個填理場將有5000個關閉,有的州已無場地可供堆放。
2.投棄海洋
在一些靠海的國家和地區,大型的污水處理廠常直接將液態污泥排海或將脫水污泥直接投海。這是一種方便而經濟的處理方法,但此法會危害海洋生態系統及人類食物鏈,造成全球范圍內的危害。1988年美國已禁止向海洋傾倒污泥,并于1991年全面加以禁止。歐共體在1991年5月頒布《DirectiveConcerningUrbanWastewaterTreatment》中指出:在1998年12月31日起,不得在水體中處置污泥。
3.焚燒法
在歐美,當污泥中重金屬或其它有毒物質含量高而不適用于農業利用的情況下,常采取焚燒法。污泥經焚燒后產生無菌、無臭的無機殘渣,并大大減少了體積,是一種可靠而有效的污泥處置方法。污泥焚燒灰能有效地用在瀝青填料和輕質基材等建筑材料,如做磚的主要原料。燃燒產生的熱可以用來供電。但焚燒法設備及運行費用昂貴,易造成大氣污染,仍存在有1/3左右固體重量的廢棄物,以灰分的形式存留下來。
但是,以上這些處置方法均不能實現對污泥的綜合利用,存在一定的社會及環境問題,不是污泥處置的最佳出路。對我國這樣一個發展中國家而言,綜合利用尤其是農業利用無疑是較好的選擇,實現污泥的有效利用、變廢為寶,使之資源化并產生經濟效益,將成為污泥處置的發展方向。
二、污泥再利用的技術工藝路線
在城市生活污水水處理的污泥中,一般含水率約80%,有機質成份含量約45%~55%.利用污泥制造有機復合肥過程是將污泥經800℃~1000℃高溫烘干,殺滅病菌、蟲卵,保存有機厲份不受破壞且除去有害菌(進行無害化處理),接入有益菌培養,消除污泥的臭味,增加污泥中的營養元素,再添加氮、磷、鉀有效成分,增加污泥中的養分含量,經造粒、低溫烘干等工藝,將污泥制成具有生物活性、全營養、無公害的有機復合肥。從而為水處理后的污泥找到了很好的出路,并增加了污水處理廠和設備生產廠家的經濟效益、社會效益,使污泥變廢為寶,減少了環境污泥,保護了人類賴以生存的自然環境,同時又有利于生態農業的發展。
此外,可根據實際情況,在污泥高溫烘干工藝前,增加污泥的晾曬或對漚工藝,高濕污泥經晾曬或堆漚工藝可降低污泥含水率,有效節約烘干能源,從而降低烘干成本;污泥也可直接進入烘干機烘干,減少晾曬或堆漚的使用場地,從而節約占地面積。
三、污泥臭味解決方案
污泥未經處理直接造肥其臭味是一個突出的問題。產生臭味的原因是因為城市污水處理廠的污泥含有部分帶有臭味的物質,如硫化物、氨、腐胺類等,所以當將之加工成肥料變成商品來儲存和施用時,仍會向四周散發臭味,繼續污染環境。這樣就大大降低了污泥肥料的商品價值,并將直接影響到肥料在市場的生存和發展,因此必須予以解決。
目前,對于這種臭味的去除方法主要有:化學方法、物理除臭法、生物除臭法。生物除臭是通過微生物的生理代謝將具有臭味的物質分解轉化,達到除臭的作用。前兩種方法的優點是較為簡捷,其缺點是除臭效果不太好,且不是增加了污泥的堿度就是增加了污泥的體積。生物除臭法的優點是:除臭效果好;經過微生物除臭還可進一步降解污泥中各種大分子元素,增加其利于植物吸收的營養成份;通過污泥除臭依靠微生物發酵產生的生物熱,可使污泥進一步干燥,降低污泥烘干成本;這些具有除臭功能的微生物多是土壤中的有益微生物菌群,它有改良土壤的團粒結構、改善土壤生態環境,抵抗有害微生物的功能。缺點是:除臭所需時間較長,占地面積大。
考慮到國內許多中小型污水處理廠沒有消化工序,產生的是生污泥,利用生物除臭的方法可以起到污泥消化工序的作用,所以采用生物除臭法較好。試驗表明,利用有益微生物可清除污水處理廠中污泥的臭味,增加了其利于植物吸收的營養成分(如:速效有機碳的含量)。同時通過污泥除臭過程中微生物發酵產生的生物熱,可使污泥得到進一步干燥,降低污泥干化成本,增加污泥肥料的市場競爭力。
四、城市污泥資源化的研究與利用
(一)污泥的土地利用
用于土地利用的污泥通常是剩余活性污泥。污泥中豐富的有機物和N、P、K等營養元素及植物所必須的各種微量元素Ca、Mg、Cu、Zn、Fe等能夠改良土壤結構,增加土壤肥力,促進作物的生長。污泥的土地利用是一種積極的,有效而安全的污泥處理方式。在國外,污泥及其堆肥作肥源農用,已有60多年的歷史,城市污泥農用比例最高的是荷蘭,占55%;其次是丹麥、法國和英國,占45%;美國占25%。在我國的京、滬、津等地污泥農用也有二十幾年的歷史。
1.農田上的利用
(1)污泥農用后對土壤的改良
山西郭湄蘭等人的盆栽和田間試驗表明:施用污泥后,土壤中N、P、K、TOC等營養成分及田間持水量、CEC、團粒結構、土壤空隙度都相應增加,土壤結構得以明顯改善。
(2)施用污泥對作物產量和品質的影響
日本有研究表明,污泥施用對絕大多數作物都有良好的肥效作用,以葉菜類增產最多,同時可改善蔬菜因缺微量元素而引起的品質下降。污泥對種子發芽有促進作用,但對幼苗的生長卻有抑制作用,抑制物為有機酸和醛等。
(3)污泥中有毒物質的影響及控制辦法
污泥農用的有毒物質主要為重金屬和病原菌。前者易通過食物鏈而富集,研究內容包括作物各部位富集量的多少、存在形態及其富集量的影響因素;控制方法是根據有關標準(如國家土壤環境質量標準)提出施用年限、施用原則和方法。而后者則可通過消化、堆肥將其大部分消滅。
2.林地利用
污泥用于造林或成林施肥,不會威脅人類食物鏈,林地處理場所又遠離人口密集區,所以很安全。由于森林環境的強大影響,也由于林地、荒山往往比農田更缺乏養料,致使病原微生物的存活時間大大縮短,使過量的N、P養料得以充分利用。美國在60年代初就有過這方面的研究,且取得令人滿意的效果:施用1年后,供試的樹木在樹高和胸徑的生長上隨使用量的增加而增加;地下水中硝態氮的含量雖可能超過地下水質標準,但可通過多次少量施用的方式解決。
3.園林綠化的利用
干污泥和污泥堆肥用于城市綠化及觀賞性植物,既脫離食物鏈,減少運輸費用,節約化肥,又可使花卉的開花量增加,花徑增大,花期延長。
4.用于嚴重擾動的土地改良
墾荒地、貧瘠地等施用污泥堆肥,可改善土壤結構,促進土壤熟化。可將污泥以表施和耕層施肥(25~40cm)施于城市廢棄物垃圾場后,播種牧草,以盡快覆蓋地表,過2~3年后牧草長起來,再植樹造林。
5.其他利用
(1)因污泥中含有蛋白質、維生素和痕量元素,利用凈化的污泥或活性污泥加工成含蛋白質的飼料用來喂魚,或與其它飼料混合飼養雞等,可提高產量,但肉質稍差。
(2)將污泥制成磚、玻璃及其他輕質材料,也存在強度差及其它問題,需尋求適當的改善辦法。
(3)向污泥中添加Ca3(PO4)2,制成復合有機肥料,在美國,已有不少工廠以污泥為原料進行堆肥化,制成顆粒肥料,并以商品在市場上出售。據悉,在我國的深圳已將污泥與畜禽糞混合出售。吳啟堂等利用污泥所具有的強粘性,成功地用污泥代替白泥作復合肥的粘結劑。
(4)科學家們已成功從活性污泥中分離出聚3-羥基丁酸及3-羥基戊酸,用于合成生物可降解塑料。
五、污泥再生利用對社會產生的效益
1.經濟效益分析
利用污泥開發制造有機復混肥,可使城市污水處理廠省去污泥的衛生填埋或焚燒費用,提高資源利用率(污泥填埋占用可耕地)。中科院生態環境研究中心的研究表明:每平方米城市污水處理廠污泥引起環境損失值為38元,這不包括其中的運輸費用。保定市污水處理廠年產污泥約為2.7×104立方米,每年引起的環境損失值為103萬元,若將污泥加工成活性有機復混肥,年產量為5000噸,年創利潤為100多萬元,因此,利用污泥開發制造有機復混肥在經濟上是可行的,具有顯著的經濟效益。
2.社會效益分析
目前,我國擁有已建成及在建、擬建的污水處理廠近千家,隨著國家對環保要求的提高、人們環保意識的增強以及城市化進程的加快,對污泥的處理與利用成了一個迫切的需要解決的問題,污泥處理不好會造成對環境的二次污染,造成一系列的社會問題。利用污泥制造有機復合肥可使污泥化害為利,既減輕了國家對污泥處理的經濟負擔,又對農業生產產生積極的推動作用,發展前景廣闊;同時,杜絕了污泥焚燒和填埋造成的二次污染。
關鍵詞:污水再生回用;系統內涵;系統優化
【分類號】:TF046.6
1 前言
隨著我國水資源緊缺和污染現象的日益嚴重,城市污水的再生回用對社會及經濟的可持續健康發展至關重要。通過城市污水再生回用,不僅能夠降低相關污染物的排放,防止水資源環境的不斷惡化,還能夠有效的對水資源的短缺現象進行緩解。
2 我國城市污水再生回用系統的內涵
2.1常用技術分析
實際中,我國污水再生回用的主要方式包括集中處理回用和中水回用。對于集中處理回用方式。該方式具有處理水質較高、輸送管道維護簡便、利于統一進行管控和調度、規模效益明顯等優勢,鑒于此,該方式成為未來城市污水再生回用的發展方向。同時,與其他方式比,該方式所需的建設規模及工程量較大,對資金及技術的要求高。其再生水源主要來自城市污水處理廠,再生水源經過集中的深度處理,達標后,經由城市的輸配水管道供給用戶。對于中水回用方式。該方式的再生水源取自分散的建筑物內部的雜排水。該處理方式具有相關處理系統分散、工程量較小、對處理系統的設備及技術、資金的要求相對較低、無需統一的輸配水管道系統等特點。此外,依據污水再生回用系統凈化原理的不同,相關的處理技術和工藝流程包括基于相關物理和化學處理技術、生物處理技術、膜技術、膜生物技術的工藝流程幾個方面[1]。
2.2 系統存在的問題[2]
我國城市污水再生回用中存在問題可以從以下幾個方面進行闡述:1)相關的污水處理設施不完善,處理系統運行效率不高。我國城市建設日益加快,城市配套的污水處理設施的發展卻相對滯后。同時,由于運行及維護資金的缺失,導致現有的污水再生回用設施閑置或低效率運行,從而很難發揮其在城市運行中應當體現的作用,并容易引發水資源的浪費和污染,對城市的持續健康發展埋下了隱患;2)對城市水資源緊缺的形勢和節約環保的認識的不夠,相關法規不完善。在當前的城市建設中,當遇到水資源短缺現象時,建設者更傾向于通過開辟新的水源、開采地下水及跨地區調水等措施進行解決,而對城市污水回用潛在的效益、重要性和作用認識不夠,相應的環保節約宣傳力度不足,使得相關決策者未能對城市污水再生回用進行有效的規劃;3)城市污水再生回用的系統性研究較少。在實際的管理過程中,對系統的不確定性因素的考慮不夠,相關研究集中于城市污水再生處理的技術和現場施工等方面。此外,相關研究未充分結合不同區域的特點及社會、經濟的發展現狀,缺乏整體性的系統規劃,對實際中復雜的影響因素分析不細致。
3 系統優化要點
3.1 做好城市水資源的合理配置
相關的城市建設和決策者在對城市的水資源使用進行規劃時,應當對城市污水再生回用的積極作用和效益有深入的了解,將其納入城市水資源的綜合管理之中。同時,在實際的建設設計規劃時,應當積極的鼓勵城市污水回用的發展,對城市的污水處理廠、自來水廠等的建設進行整體規劃和建設,結合城市的水資源具體情況和城市發展需要,從可持續和長遠的角度出發,對所有水資源進行合理的配置。
3.2 積極引進先進的處理技術
實際的城市建設過程中,應當積極引進先進的污水再生回用技術,并結合用水地區的實際情況,推廣使用達到使用標準的再生水資源。同時,相關建設者應當把污水處理的長期目標由簡單的污水治理、達標排放轉變為旨在提高城市水資源綜合利用率的水循環再用,逐步改變相關污水處理的技術方式。同時,應當強化對外交流與合作,最大程度的提高我國污水再生回用的工藝和技術水平。此外,鑒于我國復雜的城市地理條件和經濟狀況,在實際的應用中,應當以實際的建設條件和需求為基礎,合理的制定污水再生回用方案,通過城市輸配水距離的縮短等方法降低污水處理的成本。最后,在具體的污水再生回用系統運行過程中,應當對水資源的質量及相應設備的狀態進行可靠、及時的維護,并構建科學的水資源供應應急處理機制,確保供水質量的達標和安全[3]。
3.3 污水再生回用系統的布局優化
我國城市的污水再生回用設施包括相應的城市污水收集、污水處理再生、再生水資源輸送與分配、水資源質量監控和系統日常運行監管幾個部分。城市污水再生回用的方式與再生水廠的建設密切相關,在實際的應用中,應當在分散布局、集中布局及混合布局幾種方案中進行合理的選擇。一方面,通過對污水的集中處理,能夠有效的減少再生水廠等設施的數量,降低相關基建及運行的資金投入,然而,若涉及的區域面積不斷增大,就會導致較高的水資源輸配送費用;另一方面,通過對相關再生水廠的分散布局,能夠有效的降低輸配送環節的資金投入,然而,該方式卻存在著相關建設及運行管理費用較高的現象。因此,城市的污水再生回用設施的布局對整個系統的經濟性至關重要。對城市污水再生回用進行優化布局,旨在找到最佳的再生水廠等設施的建設位置和規模的組合,以實現城市污水再生回用的成本最小化。其中,相關的投資涉及再生水廠、輸配水管道等設施的一次性投入和日常運行維護費用兩部分。
3.4污水處理再生工藝的優化選擇
我國城市的污水再生回用一般是基于二級處理出水進行,經過深度處理,來達到相關的水質要求。實際中,城市的污水處理主要有污水二級處理及深度處理組成。所以,對城市的污水處理再生工藝的優化選擇同樣應當從二級處理工藝及深度處理工藝兩個角度進行合理選擇。以二級處理工藝為例,常見城市污水二級處理工藝的性能如表1所示。
表 1 常見城市污水二級處理工藝的性能
工藝名稱 特點
厭氧、好氧活性污泥法
(以除磷為主) 1) 工藝相關的流程簡單, 無需化學藥物的使用;
2) 水力停留時間、污泥的泥齡均相對短,能夠節約基建部分的資金投入;
3) 生物除磷的影響因素相對較多,導致去磷的效果不穩定;
4) 該工藝產生的剩余污泥量相對較大,相關的污泥處理工程量較大;
氧化溝工藝 1) 該處理工藝是推流及完全混合兩種流態的混合;
2) 該處理工藝存在明顯的溶解氧濃度梯度;
3) 氧化溝整體的體積功率密度不高;
4) 相關的處理流程簡單;
5) 該處理工藝的處理效果相對穩定,出水的水質量較高;
SBR工藝 1) 工藝操作流程簡單、整體造價不高;
2) 污水處理的效果理想;
3) 該工藝的操作靈活、具有較強的適應性,能夠方便的達到脫氮除磷的效果;
4) 該工藝污泥沉降的性能較好;
曝氣生物濾池 1) 占用空間相對較小,處理操作的流程簡單;
2) 該處理工藝的處理效果相對穩定,出水的水質量較高;
3) 工藝所需的基礎建設及運行管理投入較低;
4) 處理過程的自動化程度較高,監管便捷;
5) 能夠達到理想的脫氮除磷效果;
6) 該工藝受天氣、地理條件差異的影響較小;
4總結
鑒于我國嚴峻的水資源形勢,城市污水的再生回用對城市經濟、社會及環境效益的整體提升至關重要。在實際的應用中,相關人員應當明確當前我國污水處理、回用等方面面臨的資金短缺、相關技術不到位、節能環保意識落后及相應的監管措施、法規不完善等問題,加大研究的力度,為城市水資源的持續高效利用提供可能。
參考文獻
[1]王培風.城市污水再生回用技術途徑.浙江水利水電專科學校學報.2006(03)
貫徹落實黨的十精神,按照“節能、節地、節水、節材和環境保護”的綠色理念,發揮“規劃引領、政策激勵、行政監管、技術支撐”的作用,推動重點項目和區域實施綠色建筑示范,全面推進綠色建筑發展,實現人與建筑、自然之間的和諧統一。
二、目標任務
根據省綠色建筑示范城市相關驗收要求,確定我市三年內(2015-2017)綠色建筑示范城市主要工作任務目標。
(一)綠色低碳生態
1.低碳生態城市。單位建筑面積能耗0.05噸標煤/m2.a,單位建筑面積CO2排放強度0.10噸/m2.a。
2.綠色建筑發展。新建建筑全面執行《省綠色建筑設計標準》,居住建筑及甲類公共建筑執行65%建筑節能率。新建綠色建筑示范項目總面積511.7萬m2,二星級及以上綠色建筑面積266.1萬m2,比例52%,建成303.8萬m2,比例59.4%。
(二)節約型城鄉建設
1.節約型規劃。規劃人均建設用地面積120m2,城鎮控規全覆蓋率。示范城市范圍內控制性詳細規劃覆蓋的用地面積占整個示范區域面積的比例100%。
2.城市空間復合利用。地下空間開發利用建筑面積80萬m2。
3.綠色交通。綠色交通出行分擔率75%,公交站點可達性300米覆蓋率50%,公交站點可達性500米覆蓋率90%,新能源公交車輛、清潔能源車輛比例30%,公交站臺智能化改造50%。
4.節約型村莊建設。村莊設施完好率85%,村莊環境達標率85%,美麗宜居鎮村20個。
5.可再生能源建筑應用。可再生能源建筑應用比例70.6%,可再生能源消費比例10%。
6.綠色施工。綠色施工覆蓋率50%。
7.成品住房。按照省《成品住房裝修技術標準》實施的成品住房建筑面積占所有商品住宅建筑的60%。
8.城市綠色照明。照明年節電率5%,新建的城市道路裝燈率達100%,公共區域裝燈率達98%,燈具效率在80%以上的高效節能燈具應用率85%,高效光源應用比例85%。
9.節水型城市建設。城市供水管網漏損率12%,水功能區水質達標率79%,新建建筑節水器具普及率100%,雨水利用率3%,非傳統水源利用率10%。
10.垃圾資源化利用。生活垃圾分類收集效率40%,城市生活垃圾無害化處理率100%,建筑垃圾綜合處理率60%,餐廚垃圾資源化利用率60%,污水市政淤泥資源化利用率100%,醫療廢棄物無害化處理率100%,一般工業固體廢棄物處理率95%,工業危險廢物無害化處理率100%。
11.建筑工業化。推行建筑工業化,采用建筑工業化施工的工程建筑面積10萬m2。加快推進建筑產業現代化促進建筑產業轉型升級,按建筑產業現代化方式施工的建筑面積占同期新開工建筑面積的比例每年提高3個百分點(2015年3%,2016年6%,2017年9%)。
三、重點工作
(一)綠色生態專項規劃
結合城市總體規劃及控制性詳細規劃修編時,編制出臺市綠色生態專項系列規劃,全面推進市綠色建筑發展,積極實踐建設低碳生態城區戰略目標,推動城市建設發展轉型升級,構建低碳生態的城市格局。綠色生態專項規劃分別為:
《綠色建筑發展規劃》;
《能源利用規劃》;
《綠色循環低碳交通運輸城市實施方案(2013-2017)》;
《城市水資源綜合利用專項規劃》;
《城市照明專項規劃》;
《城市固體廢物資源化綜合利用規劃》。
建立包括綠色建筑比例、65%建筑節能率、成品住房、生態環保、建筑產業現代化、公共交通、可再生能源利用、土地集約利用、再生水利用、廢棄物回收利用等內容的指標體系,納入城市總體規劃、控制性詳細規劃等規劃中,并落實到具體項目。針對綠色發展指標體系如何落實,提出措施和計劃。
(二)綠色建筑全面發展
突出重點,推進綠色建筑發展。在全市范圍內全面推動綠色建筑,新建建筑全面執行《省綠色建筑設計標準》,且居住建筑及甲類公共建筑的建筑節能率達到65%水平。積極引導商業房地產開發項目執行二星級及以上綠色建筑標準,鼓勵房地產開發企業建設綠色居住區,重點推進大學城、新區等綠色建筑集中示范區域,實現綠色建筑集中連片發展。加快推進既有建筑節能改造。機關辦公建筑、政府投資的公共建筑進行節能改造時,率先垂范,具備條件的按一星級綠色建筑標準進行改造。引導商業開發的賓館、酒店、商場、寫字樓等大型公共建筑進行節能改造。積極培育節能服務市場,大力支持節能服務企業和用能單位采取合同能源管理模式實施節能改造,對符合條件的合同能源管理項目,按規定落實財政扶持政策。加強既有公共建筑運行監管。積極開展公共建筑能耗統計、能源設計和能耗公示等工作,擴展市級建筑能耗監測中心數據采集的覆蓋范圍,實現監測數據的采集由市區向各轄市、區延伸。所有建成示范項目按照建設部《國家機關辦公建筑和大型公共建筑能源審計導則》中的能耗指標體系結構設置各分項計量裝置,并將統計得到的建筑能耗數據上傳至省住建廳監測中心。推廣建筑能效測評工作。全面開展建筑能效測評工作,對綠色建筑示范城市中所有的示范項目開展能效測評,并將建筑能效測評達到設計要求作為建筑節能分部工程質量驗收合格的必要條件。同時,大力培育能效測評機構,加強能效測評專業人員的技術培訓。
(三)可再生能源建筑規模化應用
制定可再生能源建筑應用規劃和實施方案,開展可再生能源資源量評估,指導和規范可再生能源建筑應用。推動太陽能、淺層地能、生物質能等可再生能源在建筑中的應用,擴大太陽能利用,將太陽能利用納入建筑設計標準規范,推廣太陽能建筑一體化、太陽能集中供熱水工程,在農村和小城鎮推廣戶用太陽能熱水器、太陽房等。
(四)城市空間復合利用
加強城市地下空間的規劃和開發利用,提高城市空間資源利用效率和綜合承載能力,體現豎向分層立體綜合開發、橫向相關空間連通、地面建筑與地下工程協調配合的原則,兼顧人民防空要求,統籌開發地下停車位、公共停車場(庫)、商業服務設施、物資倉儲、人防設施等地下設施。建立健全城市地下空間權屬管理制度。城市新建民用建筑、城中村改造和舊城改造時應按城市地下空間開發利用規劃同步開發地下空間。
(五)構建綠色交通體系
建立多層次的公共客運交通體系。優化城區區域交通設施布局,完善公交線網,大力發展公共交通,全面推進和落實公共交通優先,建設智能交通控制系統,加快城市公交建設,實現公交站點可達性300米覆蓋率50%以上。形成適應風景區休閑旅游功能的慢行網絡系統。改善慢行交通環境,提高慢行交通出行的安全性和舒適性,加強步行系統建設,構建與城市發展相適應,與機動車發展相協調,與公共交通良好銜接的非機動車道路系統。建立便捷借還的公共自行車系統。完善各項基礎設施系統,實現機非交通運行的空間分離;另外自行車交通作為休閑運動方式,應該積極創造條件,引導城市居民的自行車休閑運動文化建設。擴大市公共自行車服務系統服務的范圍。大力發展綠色交通工具。積極推廣新能源公交,推進交通工具低碳化,推動公交使用LNG(液化天然氣),鼓勵混合動力、純電動等新能源車的使用,出租車實現CNG(壓縮天然氣)全覆蓋,加快淘汰落后交通工具。
(六)節約型村莊建設
堅持“因地制宜、以人為本,經濟適用、集約建設,地方特色、鄉土風情,試點示范、逐步推開”的原則推進全市節約型村莊建設。重點集中在農居集中、村莊整治、生活污水治理對農村生態環境改善,依照省《關于推進節約型城鄉建設工作的意見》要求,圍繞村莊土地節約、環境整治、污染治理、新能源利用等方面,選擇具備條件的村莊開展節約型村莊建設試點,同步開展特色村莊建設改造,探索節約型村莊建設的方法、途徑,建成一批環境整潔、自然生態、特色鮮明的節約型村莊。
(七)深入推動建筑產業化和住宅全裝修
推動建筑產業化。加快推進建筑產業現代化促進建筑產業轉型升級,按建筑產業現代化方式施工的建筑面積占同期新開工建筑面積的比例每年提高3個百分點(2015年3%,2016年6%,2017年9%)。推廣適合工業化生產的預制裝配式、鋼結構、木結構等結構體系,培育發展具有新型建筑工業化設計、生產、施工一體化的建筑業企業。鼓勵各地政府安排適量用地支持建筑工業化基地建設,推動新區率先在全市建設建筑工業化研發生產示范基地,開展工業化建筑示范試點。研究出臺對于開展建筑工業化的企業享受一定的扶持政策,政府主導的保障性住房應率先開展住宅工業化應用試點。推進成品住房。開展裝飾裝修工廠化生產示范試點、菜單式裝修住宅小區試點,研究集裝飾裝修設計、生產、施工于一體的裝飾裝修新模式,并給予一定政策扶持。鼓勵品牌家裝企業、材料企業構建生產加工制作、物流配送、民工培養管理平臺,為成品住房質量提供市場保障。在綠色建筑、廉租房和公租房中率先推行成品住房,鼓勵房地產開發項目積極推行成品住房建設,按省《成品住房裝修技術標準》實施的成品住房面積占所有商品住宅的60%。
(八)推進城市綠色照明
加強照明設施的改造,推廣高效節能燈具和節能控制技術,具備條件的區域,積極推廣采用合同能源管理的模式對其進行節能改造。結合智慧城市建設,構建綠色照明信息網絡平臺、綠色照明管理業務應用平臺和信息資源服務平臺,安裝路燈照明遠程監控管理系統,對路燈照明系統施行精細化管理,提高路燈使用壽命,保證節能、高效、安全運行。
(九)節水型城市建設
在城市建設過程中,重點針對舊城改造,兼顧新城開發,全面推進海綿城市建設,樹立人水和諧的生態文明理念,采用低影響開發(LID)等新理念、新技術、新方法,最大限度地減少對城市原有水生態環境的破壞,保護和修復城市水生態系統,有效應對洪澇災害和水環境污染。新建、改建、擴建的建筑工程應制定節水措施方案,采用符合節水標準的用水器具,節水設施要與主體工程同步設計、同步施工、同步投入使用。根據有利地形、自然溝渠等條件,合理統籌規劃建設區域雨水收集利用系統,提高綠化澆灌、道路清洗、景觀水體等雨水利用率,規劃用地面積2萬平方米以上的新建建筑物應當配套建設雨水收集利用系統。推廣下凹式綠地建設,提倡應用透水路面工程技術,建設區域性中水回用系統,對污水處理廠進行中水工藝改造,合理建設市政中水供應管網,鼓勵大型公共建筑和居住社區自建中水處理站。
(十)城市垃圾資源化利用
市垃圾處理遵循“減量化、資源化、無害化”的總體原則,垃圾源頭減量、過程分類、高效收運與資源化處置同步推進,向“分散收集、集中轉運、集約處置”方向發展。優化生活垃圾管理體系。加強源頭分類,按照“三分類法”(可回收物、有毒有害垃圾、其它垃圾)進行分類收集,實現生活垃圾減量化和資源化。完善日常保潔系統,提高日常保潔能力和環境衛生公共服務運營服務水平,加快建設城鄉環境衛生管理體系。提高垃圾資源化綜合利用水平。實施對工業固體廢物收集、運輸、貯存、處置的全過程監管,鼓勵企業采用清潔生產技術,促進各類廢棄物在企業內部的循環使用和綜合利用。積極探索污泥資源化途徑,加大污泥焚燒發電力度,加快推進污泥無害化處置場建設,有效實現污泥的減量化、無害化、資源化。加快建筑廢棄物資源化利用技術、裝備研發推廣,扶持發展建筑廢棄物再生利用企業,推廣利用建筑廢棄物生產新型建材產品。加強醫療垃圾監督管理。加強醫療廢物污染防治,推進醫療廢物處理處置能力建設,對醫療廢物處置設施進行規范化升級改造,建立全封閉的收集、運輸、處置系統,推進醫療廢物收集系統向鄉鎮、村級衛生單位延伸。
四、推進計劃
《市綠色建筑示范城市重點任務推進計劃(2015-2017)》
五、資金方案
《市綠色建筑示范城市專項引導資金使用方案(2015-2017)》
六、考核指標
《市綠色建筑示范城市實施方案考核指標(2015-2017)》
七、保障措施
(一)加強組織領導。充分發揮市建筑節能和綠色建筑領導小組的協調組織職能,統籌協調推進示范城市建設工作。各轄區、各部門要高度重視,明確責任分工,安排專人有重點、有步驟地抓好組織推進,確保工作任務落實到位。
(二)加強部門聯動。市有關部門要各司其職、通力合作,積極支持、主動服務,認真細化落實目標任務,確保工作責任落實到位。各責任單位,要加強協調溝通,合力解決全市綠色低碳建設推進中的各種問題,確保工作順利開展。
(三)加強目標考核。建立目標責任評價考核制度,層層分解下達目標任務,嚴格目標考核。市建筑節能與綠色建筑領導小組辦公室負責年度目標任務執行情況的匯總分析,牽頭部門和各責任主體,要結合自身實際,制定具體措施,形成一級抓一級,層層抓落實的工作格局。
(四)加強政策扶持。按照市建筑節能與綠色建筑專項引導資金管理辦法,對符合條件的綠色建筑給予一定的資金補助。對裝配式建筑要研究制定符合法定程序要求的獎勵政策,對于符合綠色建筑星級標準的項目,可優先享有新型墻體材料專項基金返退政策。
關鍵詞:污水深度,超深度處理技術城市排水系統污水再生回用
我國是一個水資源相對貧乏、時空分布又極不均勻的國家。由于我國城市化進程的加快和國民經濟的高速發展,水環境污染和水資源短缺日趨嚴重。目前,許多城市由于水資源不足影響了當地的社會經濟發展,全國每年因為水資源短缺而造成的經濟損失高達2000多億元。造成水資源緊張的主要原因:一是水資源總量先天不足;二是水質日趨惡化,不能滿足水體正常使用的功能要求。恢復我國水環境是解決我國水資源不足的根本所在。其主要途徑就是在各城市修建和完善污水處理廠,提高污水處理程度,努力促進水的健康循環
本文就排水系統的功能、規劃和思想原則等方面提出一些思路,以期能引起社會對排水系統和水健康循環的關注。
一、水污染控制及排水系統發展歷程隨著社會的發展和人們環境意識的增強,我國水污染控制經歷了由單一污染源的治理、污染物濃度達標排放到區域污染綜合防治、以環境容量為依據的污染物排放總量控制的兩個階段。在20世紀70年代末期之前,主要采取的是點源治理策略,顯然不足以防止水環境的污染。80年代開始進入污染綜合防治和總量控制階段。在過去的幾十年中,由于我國的污染防治工作一直擺脫不了點源治理、達標排放、三同時和誰污染、誰治理的政策,實際結果并不理想。據國家環保總局對我國5556套工業廢水處理設施調查結果表明,三個效率(污染治理設施的運行率、設備利用率、污染物去除率)較好的僅占運行設施總數的35.7%,其污染物去除率達到設計能力的只有50%,總體有效投資只占全部處理設施總投資的31.3%,只有不足1/3的設備發揮作用。由此可見原有污水處理系統的規劃、設計、思想原則中存在不少問題,已不再適應當前我國經濟發展和環境保護的要求。
二、排水系統的功能 傳統觀念上的排水系統是以防止雨洪內澇、排除和處理污水、保護城市公共水域水質為目的,認為污水是有害的、應盡快排除到城市下游。這種觀念導致的結果往往是保護了局部的生活環境,危害了廣大流域地區。實際上,良好的水環境不是局部地域的,它的范圍是整個流域的乃至全球的。給水系統和排水系統好比是城市水循環的動脈與靜脈,排水系統起到回收城市污水和凈化再生,暢通城市水循環的作用。21世紀排水系統的定位應從以前的防澇減災、防污減災逐步轉向污水的資源化,從而恢復健康水循環和良好水環境,維系水資源可持續利用。事實證明:污水深度處理與再生回用是恢復水環境的必由之路,其社會效益、環境效益與經濟效益已為世界各國所矚目。在這方面每一個點滴進步都是對人類社會的貢獻。
三、排水系統的規劃 在污水深度處理、超深度處理、污水再生回用已經實用化了的今天,城市總體規劃與給水排水系統規劃都應當重新考慮,將污水的再生和回用放到重要位置上來。論文參考。在進行排水管網的規劃時,要把雨水、污水的收集、處理和綜合利用結合起來,逐步轉變目前的雨、污水合流制或不完全分流制系統為完全的分流制系統。雨、污水的分流有利于對不同性質的水采用不同方法處理和控制,有利于雨水的收集、貯存、處理和利用,避免洪澇災害,增加城市可用水資源,同時也有利于減輕城市面源污染。
四、污水處理廠的設計 按照傳統規劃方法,污水處理廠廠址要根據污染物排放量控制目標、城市布局、受納水體功能及流量等因素來選擇,一般盡可能地安放在各河系下游、城市郊區。但是這種系統布局使污水廠距離再生水用戶較遠,需鋪設的回用水管網費用相應增加,不利于污水的資源化。因此,在確定污水處理廠廠址時,還應對再生水的用戶進行調查分析(城市中的自然水面、小河、綠地和工業再生水用戶),并根據回用水的需求,在城市中適當位置設置污水凈化廠(再生水廠),收集附近區域的城市污水,根據回用水質要求加以處理之后就近回用。論文參考。
根據長期的實踐經驗,建設大型的污水處理廠可以發揮規模效益,降低建設費用和日常運行費用,但這種觀點并沒有考慮到污水回用的因素,如果考慮再生水的回用所需鋪設的輸水管道、提升泵站等費用,考慮改善城市水環境以及因為污水回用減輕城市排水管網系統的負擔所帶來的經濟效益,那么可以肯定,在城市下游建立集中的大型污水處理廠,在經濟上并不是最優的,也是和促進污水回用相悖的。因為污水廠的數目過少,勢必遠離再生水用戶,加大回用水輸送管道的距離和投資,增加回用水成本,不利于污水回用。
五、污水處理工藝流程的選擇污水處理的方法較多,按照不同的分類標準可以分成不同的工藝流程。因此應該根據污水水質和回用水水質的要求,對水處理單元進行多種組合,通過技術經濟比較來選擇出經濟可行的污水處理流程。這就要求在確定工藝流程的時候增加對該廠附近地區污水再生水需求情況的調查,以便對處理工藝進行適當的延長和完善,即可滿足污水回用水質的要求。例如:當處理后的污水規劃作為農田灌溉用水時,選擇工藝流程時就可以不考慮或不注重其除磷脫氮效果,而側重于其對水中病菌、重金屬等的去除,因此工藝流程的選擇不應該采用諸如A2/O法等,而可以采用傳統的活性污泥法等方法;而作為工業循環冷卻水回用時,就需注意去除表面活性劑等容易起泡的物質,盡量減少引起循環水設備堵塞、腐蝕和結垢現象的物質。污水二級處理是污水再生的基礎,但是一般都還需要進行不同程度的深度處理,才能達到再生水用戶的水質要求。例如:二級水經簡單的澄清過濾,可以達到工業冷卻水的水質要求;如果作為地下水回灌用水,由于其水質要求較高,需達到飲用水水質標準,因此很有可能需要采用反滲透、鈉濾膜等膜分離技術才能滿足處理要求。
六、技術經濟分析 在進行經濟分析、方案比選時,在滿足出水水質各項指標前提下,除要考慮費用與技術等因素外,還應考慮該方案是否有利于實現污水資源化--既是在原有技術經濟分析因子的基礎上,增加促進污水資源化和環境質量的改善這兩個重要的比較因子。雖然目前我國投入到污水廠建設的資金較為有限,要在全國范圍內普遍地實現污水資源化還需要一個認識過程,但是必須注意到這將是解決我國水問題的有效途徑。應該從現在開始在有條件的城市和地區率先實現污水處理和再生利用,要努力探求適合我國國情的污水回用途徑和相應的處理方法。在各地污水處理廠建設方案的比較中,應從長遠觀點考慮該方案實施之后,對于解決當地水污染、緩解水資源短缺是否具有最大貢獻,全面統籌考慮方案的短期、長期的費用效益比,以便選擇一個真正有利于當地水環境好轉的優化設計方案。
七、結語 污水達標排放,并不是排水系統的最終目標,而是更艱巨的治理工作的開端。在新的形式下,排水系統被賦予了新的使命。排水系統是水循環中水質與水量的連接點,再生水利用是良好水循環中質與量的橋梁。污水深度、超深度處理技術已實用化,城市總體規劃與給水排水系統規劃都應重新考慮,應將城市污水視為可貴的淡水資源。論文參考。把污水深度處理與再生回用放到重要位置上,恰當地確定排水分區、污水凈化廠的位置與個數,改變下游高度集中處理的做法。在新建和擴建污水處理廠時,要選擇經濟實用的污水深度處理系統,發展污水再生回用事業并合理利用污水處理廠的污泥。從長遠來看,這將是有效地解決我國水資源短缺和水環境惡化問題的優化途徑。
關鍵詞:城市污水處理;問題;措施;特點
中圖分類號:U664 文獻標識碼: A
引言:
隨著我國現代化的經濟和社會不斷向前發展,廣大人民的生活水準也在不斷提升。在日常的生活過程之中,污水處理技術和相關事業也在不斷的向前發展。總的來講當前城市污水處理技術的進步不僅可以相當有效的緩解淡水資源緊張的問題,同時還可以更好的促進水資源的循環使用。但是需要注意到的是,由于在長期的發展過程之中,各個方面因素的影響,使得實踐的城市污水處理技術進步難以符合工作的標準和切實需求,所以,在今后的工作開展過程之中還應當認真的分析,并總結當前城市污水處理技術的基本現狀,總結技術的發展趨勢,為更好的改進其中存在的問題奠定堅實基礎。
一、我國污水處理的行業特點
我國污水處理行業,有其自身的特點,必須認識清楚,是做好污水處理工作的前提。其具體特點如下:投入資金規模大且效益回收時間長。從污水處理行業實踐可知,該行業不僅技術密集,而且資金投入大,投資創建一個城市污水處理廠,就需要投資不少資金,資金產生經濟效益和環境效益的周期比較長;與國家經濟發展形勢和政策聯系緊。在我國,污水處理行業的發展需要國家的政策支持,國家經濟發展好,才會在政策方面對污水處理行業更大程度上進行幫助和支持,所以,該行業和國家的經濟發展和政策有很大的相關性;地域差異大。當前,由于我國各地經濟發展的差異性,會使各地對污水處理的重視、投入程度會不一樣,其效果也會存在差異,所以,尊重各地差異性,因地制宜做好污水處理工作。
二、我國城市污水處理發展面臨的問題
(一)污水處理的技術落后
城市每天的運行都會產生大量的污水,這些污水包括生活污水和生產污水,如果這些污水得不到妥善的處理,那么將是對水資源嚴重的浪費。城市污水處理設施所采用的污水處理技術是污水處理效率高低的決定因素。我國在污水處理力方面,一直沿用的是西方國家的技術,在使用他們技術的同時,也逐漸形成了自己的技術,城市污水處理能力也有了提高,但是,與同期國外的污水處理技術相比而言,我國的技術仍然是比較落后的,污水處理的效率不高而且耗能較大,處理設備的故障率高、自動化程度低,這些問題制約著我國污水處理的發展。
(二)資金短缺,投資力度不夠
城市污水處理系統是處理城市污水的主要場所,它的存在能夠極大程度的改善城市水質,為城市的生態環境保護做貢獻,但是要想得到發展也需要強大的資金支持。我國在污水處理力方面的投入還遠遠不夠,同時,由于設備比較落后,我國污水處理過程中,設備的維護費用較高,同時,污水處理設備的實際運轉效率較低,處理能力不足,要想提高其處理污水的能力,就要加大投資,更新設備,從而提高對污水的處理能力和效率。
(三)管理水平不高
污水處理中涉及到了很多復雜的技術,而目前我國的操作人員的普遍素質都偏低,不能適應需求,這樣的話,即使我們有了污水處理,也不能讓其處于高效運作的狀態下,這就制約了污水的處理效率。我國針對污水處理,提出了相關的要求,城市污水處理率要高于60%鄉鎮的處理率要高于50%,而管理水平會制約處理率的提升。這些因素都使污水處理不能達到高效、經濟的目的,因此,針對這些問題,我們一定要重視,加大資金的投入,并且使用新的工藝來對污水處理進行改良,提高處理的效率,這在未來很長的一段時間內都是一項重要的任務。
三、我國城市污水處理的對策
(一)改善現有運營機制,采用更合理的運營方案
要提高現代污水處理廠的運行效率,就必須對污水處理廠的管理方式進行改革,賦予污水處理廠合適的社會角色,通過一些合理的政策方案以及當地政府的適當參與,將污水處理廠改造成能夠獨立核算的經營實體,保證污水處理廠高效運行。不僅如此,通過整合供水排水等相關企業,建立大型聯合一體化污水處理體系,摸索具有適合企業發展的經營模式,按照市場規律來探索污水處理廠的管理運營,使得污水處理廠的生產過程成為一種商品化生產過程,從而促使經營者不斷追求新的污水處理工藝,提高自身處理水平,保證污水處理廠的可持續發展。
(二)提升認識,建立健全機制體制,變廢水為資源
在對待城市污水上,普遍存在的一個誤區便是認為城市污水是一種廢水。有這樣一種認識,就很難考慮到如何對城市污水進行可持續利用。實際上,過去許多年,由于這種認識上的誤區導致了大量的城市污水被直接排掉,這直接導致的問題便是城市水資源越來越短缺,城市水危機不斷惡化。由此可見,要想保證水資源的可持續利用,首先應該提高認識,遵循水資源運行規律,建立健全中水回用機制體制,增加中水回用價格體制、規劃體制、回用強制機制等,將廢水變為有用資源,強化污水再生技術,變城市廢水為寶。要想達到這個目的,應該不斷加強污水處理設備的研制以及先進的處理工藝的研究,提高城市污水再生利用的能力,不僅可以減少污染還可以節約水資源。
(三)加大污水處理先進技術的研制和發展
1、以實際為出發點,按照資源最大化利用原則,提高城市污水的資源化利用能力,如強化臭氧氧化、安全消毒以及各種分離技術的應用,最大程度使城市污水再生利用,加大循環利用水平,降低污泥處置危害,強化污泥資源化利用,改變目前單一化處理模式。
2、改進工藝。不同的城市在污水處理方面差異較大,因此處理工藝的選擇應該根據城市的具體特征而定。現代化氧化溝的選擇應該遵循基建成本低、易處理、好操作、運行靈活及穩定性好的原則。
(四)合理布局城市污水處理廠
由于過去認識上的不足,城市污水處理廠大部分位于城市下游,通過重力和管網的作用,污水到達處理廠經過適當的操作后,被排到下游自然水體,由此可見,這種布局不盡使得處理工藝落后而且布局嚴重欠合理。由于現有很多城市污水僅采用一級或者強化一級處理,雖然有少數污水處理廠采用二級處理方式,但是大多處理過程缺乏脫氮除磷過程,而且缺乏消毒措施,因此這種處理方式根本無法滿足污水再生利用的需求。因此,想要將城市污水作為一種資源得到重新利用,就必須建筑新的管道的分級處理方法,最終輸送到用戶。但是這樣產生極大的建設成本以及造成大量的土地浪費。由此可見,如何統籌規劃,重新布局城市現有污水處理系統,改變以往大排放大集中的布局模式,采用循環多級和分散小型的處理方式,優化城市污水處理廠的建設和運行,對提高我國城市污水處理以及水資源的再生利用意義重大。
(五)政府部門的宏觀調控與市場的引導
通常說來,我們一直覺得污水處理就是政府部門的事,可是僅僅依靠政府部門的協調是遠遠不夠的,所以我們應利用市場這個大環境,將開放污水處理領域,吸引社會各方面的投入,鼓勵和扶持相關企業的建設,加快城市污水處理的發展,設置中水回用官網等機制措施;完善建設用水、水處理、中水、綠化循環的鮮明體系。加強城市污水處理的產業化進程,促進社會力量逐漸成為城市污水處理項目的主要力量。
結束語:
總之,對于國家來說,隨著自身經濟發展速度的加快,人民的生活水平會得到提高,城市化的進程也會加快,但是與之增加的是資源的消耗,特別是水資源的消耗會變得更多。水是人類賴以生存的資源,離開水我們不僅無法生活,而且社會生產也無法進行,水資源并不是取之不盡的,如果不加以節制的利用,那么水資源會越未越短缺,進而會對城市的發展造成影響,人類的生產環境也會面臨挑戰。因此要把城市污水處理廠建設好,使污水能夠再利用,徹底解決污水問題。
參考文獻:
[1]謝文輝. 試論城市污水處理中存在的問題及解決方法[J]. 中國新技術新產品,2013,02:202.
[2]周文霞. 我國城市污水處理面臨的問題及策略分析[J]. 科技創業家,2013,03:209.
[3]楊河,肖雨露. 淺談我國城市污水處理廠存在的問題及改善對策[J]. 科技創新與應用,2013,16:171.
關鍵詞:醫藥廢水;生物接觸氧化;ClO2
中圖分類號:
文獻標識碼:A文章編號:16749944(2017)8006302
1引言
隨著我國經濟社會的快速發展,污水處理總量在逐年增加,城鎮污水處理率也不斷提高[1]。醫院廢水作為一種特殊的類型在全社會生活污水中所占比例較小,但因其具有傳染性、致病性,若不經嚴格處理排入環境水體,會對環境衛生質量和人民生命健康造成極大危害。環境資料表明:未經過處理的原污水中含菌總量可達108個/mL以上,其中大腸桿菌9.6×107~2.3×108、細菌總數1.3×106~1.5×106;腸道致病菌檢出率達30%~100%,BOD5為30~132 mg / L、CODCr為140~650 mg / L、SS 50~150 mg / L、pH值7.00~8.00,主要污染因子是致病病原體[2]。鑒于此,以某中型醫院為例,對其產生的廢水進行處理工藝的設計和成本核算,為我國醫藥廢水有效處理提供借鑒。
2某中型醫院廢水排放特征分析
2.1醫院廢水排放情況
該醫院目前擁有床位數為400個,按照國家相關規定,屬于中型醫院。醫院日平均污水量為400L/床,其中BOD5為60g/床,COD值為120g/床,懸浮物SS為60g/床。污水水量及主要水質指標見表1。
2.2醫院廢水排放標準
對于處理后出水用途的不同,其出水水質的標準是不一樣的,對處理水回用來說,經^污水處理裝置處理后的出水水質應達到《城市污水再生利用城市雜用水水質標準》(GB/T18920-2002)和《綜合醫療機構及其他醫療機構水污染物排放限值》(GB18466-2005)要求。
3某中型醫院廢水處理工藝流程與設計
3.1水處理原理
擬采用生物接觸氧化法,并使用二氧化氯消毒,由于要對污水進行中水回用,在生物接觸氧化工藝上需要做一些改進:結合A2 /O的優點,在流程中添加一段缺氧處理,以便更好的去除氮和磷[3];考慮到二沉池出水水質較好,對于這種微污染水體,中水回用擬采用充氧膜法處理,該處理方法出水水質好,運行費用低,特別適用于污水的三級處理和輕污染水體處理,出水可達到中水回用標準。
3.2工藝流程
該工藝流程見圖1。
3.3主要構筑物尺寸設計
(1)調節池。 由于醫院污水水質、水量波動比較大,處理中應設調節池。在連續運行時,其有效容積按日處理水量的30%~40%計算。設計尺寸為:長15 m、寬5 m、總高度3.0 m、槽深0.3 m。
(2)缺氧反應池。污水流入缺氧池,由于生物接觸池的存在,所以該過程的主要目的是為了使大分子的有機物水解為容易生物降解的小分子物質并且去除一部分有機物和氮氧化物,以利于后面好氧工段的降解處理。設計尺寸:長×寬×高為5 m×4 m×2 m,水力停留時間為2.5 h。
(3)生物接觸氧化池。生物接觸氧化池凈化與生物膜處理法的原理相同,填料的生物膜包括厭氧層和好氧層。設計尺寸:填料層高0.8 m、面積8.2 m2、接觸氧化池的總高度2.2 m、池內實際停留時間4.0 h、汽水比1∶(3~5)。
(4)二次沉淀池。生物接觸氧化池的出水進入沉淀池,使前一工段中脫落的膜,得到沉淀,從而去除污水中的懸浮物質,生成的污泥則直接輸送到污泥濃縮池中。設計尺寸:中心管直徑0.5 m、沉淀池直徑3.4 m、總高度6.5 m。
(5)充氧膜法曝氣生物濾池。二沉池的出水自流進入充氧膜法曝氣生物濾池中進行生化處理。設計尺寸:濾池直徑1.3 m、濾池總高度6.0 m。
(6)接觸消毒池。在充氧膜法生物濾池后,污水必須經過消毒。采用ClO2發生器,二氧化氯消毒可以殺滅綠膿桿菌、沙門氏菌、枯黑細胞桿菌、霍亂病菌、大腸桿菌等。設計尺寸:長4 m、寬1.5 m、高1.5 m。
(7)清水池。清水池為貯存水廠中凈化后的清水。設計尺寸:長5m、寬5m、高5m。
(8)污泥濃縮池。醫院污水經沉淀后,污泥中含有大量的細菌,需要對其進行處理方可排放。設計尺寸:直徑1.5m、高3.3m。
3.4主要設備說明
(1)提升泵房。采用合建式圓形污水泵房,自灌式工作,水泵不超過4臺,揚程為7 m,設計流量為16.9 m3/h。
(2)曝氣設備。選用鼓風曝氣,其關鍵部件是擴散器,用于將空氣分散成空氣泡,增大空氣和混合液之間的接觸面,選用微氣泡擴散其中的管式微孔曝氣器,具有較高的氧利用率和氧轉移率。
(3)鼓風機房。選用羅茨鼓風機2臺,1用1備,每臺風機性能參數為:Q=3.54 m3/min,H=2.20 mH2O,N=2.2 kW。
(4)攪拌設備。缺氧區通常采用機械攪拌方式,選用DQT型低速潛水攪拌推流器,適用于給水排水工程的各類氧化池,型號為DQT040,電機功率4.0 kW。
(5)二氧化氯加氯設備。消毒工藝采用二氧化氯消毒,二氧化氯現場有氯酸鈉和鹽酸反應制備。加氯設備間內設二氧化氯發生器2臺,一用一備,每臺二氧化氯發生器制備能力為2.5 kg/h,功率為0.4 kW。
(6)帶式壓濾機。設計選用2套PW|YST08型帶式壓濾機(1用1備),污泥處理量為15~25 m3/h,清洗水壓為0.5 MPa,每套帶寬為800 mm,額定功率為0.55 kW。
2017年4月綠色科技第8期
羅崢,等:某中型醫院廢水處理工程設計
環境與安全
4工程概算
該工藝設計方案總投資主要包括土建工程投資、工藝設備投資、運行投資等[4],其中土建工程投資和工藝設備投資約為32萬元,每噸水投資為0.1萬元/ m3;運行成本(電費1.09元/m3、人工費0.06元/ m3、藥劑費0.12元/m3)約為1.27元/ m3。
5結論
(1)針對某中型醫院廢水量、水質特點,采用生物接觸氧化法及相應工藝對廢水進行了處理,處理后使出水COD
(2)設計方案每噸水投資為0.1萬元/ m3,運行成本約為1.27元/ m3,具有經濟可行性。
參考文獻:
[1]
宋業林,宋襄翎.水處理設備實用手冊[M].北京:中國石化出版社,2004.
[2]國家環保總局.醫院污水處理技術指南:CECS07-2004[S]. 北京:國家環保總局,2004.