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關(guān)鍵詞:硅藻土;工業(yè)污水;處理技術(shù)
硅藻土具有孔隙度高、比表面積大等特點(diǎn),因此其具有較強(qiáng)的吸附性,將其應(yīng)用到污水處理工作中,可以有效吸附污水中含有的重金屬、染料以及有機(jī)物等雜質(zhì),達(dá)到凈化污水的目的,避免直接排放污水對(duì)環(huán)境的污染,在工業(yè)污水處理中具有非常大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。在對(duì)其應(yīng)用方向進(jìn)行分析時(shí),需要基于硅藻土具有的特性,根據(jù)不同吸附對(duì)象來對(duì)應(yīng)用措施進(jìn)行調(diào)整,保證達(dá)到最佳處理效果。
一、硅藻土特點(diǎn)分析
硅藻土主要為海洋或者湖泊內(nèi)生長(zhǎng)硅藻類的殘骸,在水底環(huán)境下受自然條件影響逐漸形成的一種非金屬礦物,含有90%以上化學(xué)成分為非晶質(zhì)SiO2,還有少量的Fe2O3、CaO、MgO等。其外形多呈現(xiàn)塊狀或者頁(yè)巖狀,顏色為灰綠色、白色或藍(lán)灰色,含有的硅藻越高,則其雜質(zhì)越少,顏色越趨近于白色。具有孔隙率高、比重小、比表面積大、吸附性強(qiáng)、保溫隔音、耐磨、耐酸以及隔熱阻燃等特點(diǎn),現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用到化工、建材、能源以及水處理等范圍[1]。利用其對(duì)工業(yè)污水進(jìn)行處理,實(shí)際應(yīng)用中具有穩(wěn)定性高、吸附性高優(yōu)勢(shì),可以吸附起自身質(zhì)量數(shù)倍的液體。比表面積越大孔徑越大,則其吸附量在孔內(nèi)擴(kuò)散速率越大,越有效達(dá)到吸附平衡狀態(tài)。并且,硅藻土表面以及孔內(nèi)表面還分布著大量的硅羧基,可以在水溶液內(nèi)解離出H+,使硅藻土顆粒表現(xiàn)出一定表面負(fù)電性。工業(yè)污水中膠體顆粒大多為負(fù)電,將硅藻泥作為處理劑,想要達(dá)到預(yù)期效果,還需要對(duì)應(yīng)用方式進(jìn)行調(diào)整,確保可以充分發(fā)揮出材料所具有的優(yōu)勢(shì)。
二、硅藻土在工業(yè)污水處理中應(yīng)用方向
1.助濾劑應(yīng)用
將硅藻土作為助濾劑應(yīng)用到污水處理中,可以充分發(fā)揮其所具有的過濾優(yōu)勢(shì),通過自身強(qiáng)大的吸附性能,提高污水過濾質(zhì)量。與傳統(tǒng)助濾劑相比,硅藻土過濾速度更快,且濾液純度更高。現(xiàn)在硅藻土作為助濾劑已經(jīng)被應(yīng)用到化工、制藥、造紙等工業(yè)污水的過濾中,取得了想好的效果。尤其是近幾年我國(guó)硅藻土助濾劑生產(chǎn)技術(shù)水平提升快速,有更多硅藻土被應(yīng)用到污水過濾中。但是因?yàn)槲覈?guó)硅藻土助濾劑技術(shù)發(fā)展的比較晚,生產(chǎn)與回收能力方面還存在一定不足,總體使用率較低,甚至?xí)a(chǎn)生二次污染,應(yīng)作為下一步工作研究的要點(diǎn)。
2.重金屬離子處理
隨著工業(yè)生產(chǎn)能力的不斷提升,生產(chǎn)產(chǎn)生的污水廢水?dāng)?shù)量也逐漸增加,尤其是對(duì)于玻璃、制陶、電鍍、電池生產(chǎn)等行業(yè),污水中含有大量的重金屬離子,如果不對(duì)其進(jìn)行處理直接排放,將會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生極大的損害,甚至?xí)绊懭梭w健康,需要作為污水處理的分析要點(diǎn)。硅藻土可以對(duì)水溶液內(nèi)含有的重金屬離子進(jìn)行有效吸收,且會(huì)隨著吸附時(shí)間的延長(zhǎng)而迅速增加,但是在持續(xù)吸附30min以后,硅藻土對(duì)溶液內(nèi)重金屬離子吸附速率逐漸降低,其而不會(huì)隨著時(shí)間的變化而變化。例如利用硅藻土對(duì)含鎘廢水進(jìn)行吸附處理,具有較高的處理效率,確保處理后的水內(nèi)所含Cd2+濃度在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。應(yīng)用硅藻土對(duì)工業(yè)污水內(nèi)重金屬離子進(jìn)行吸附處理,主要是通過吸附、混凝和中和三個(gè)作用相互影響、協(xié)同效果。并且,應(yīng)用硅藻土吸附重金屬離子,除了能夠有效處理污水中污泥以外,還可以再生利用,即利用5%硫酸對(duì)硅藻土上吸附的Cd2+進(jìn)行100%脫附,所用脫附液體積小、濃度高,便于鎘資源的有效回收。另外,要注意容易pH值會(huì)對(duì)硅藻土吸附重金屬離子效果有著直接影響,當(dāng)pH6時(shí),處于弱酸性至中性環(huán)境下,硅藻土對(duì)污水內(nèi)所含Cr3+去除率可以達(dá)到90%以上,具有明顯的去除效果,因此在實(shí)際應(yīng)用中需要控制好溶液pH值。
3.印染廢水處理
紡織印染、塑料、造紙以及金屬等行業(yè)每年生產(chǎn)過程中會(huì)排放大量的有色污水,其中以紡織行業(yè)印染水最為突出,一直都是環(huán)保治理的要點(diǎn)。有色污水內(nèi)含有的染料毒性強(qiáng)、難降解,甚至部分染料降解后還會(huì)產(chǎn)生致癌與有毒物質(zhì),在對(duì)此類污水進(jìn)行處理時(shí),不能僅僅選擇生化或者物化方法,還需要重視吸附手段的應(yīng)用??梢越Y(jié)合硅藻土具有的吸附能力,利用其自身結(jié)構(gòu)特點(diǎn),對(duì)印染廢水進(jìn)行處理。但是要注意硅藻土孔分布、表面電位與pH值對(duì)吸附效果的影響,一般pH>13時(shí),吸附量最大。在實(shí)際應(yīng)用中,硅藻土吸附印染廢水,所需成本低,并且脫色效果明顯。
三、硅藻土在工業(yè)污水處理中應(yīng)用要點(diǎn)
1.重金屬離子吸附要點(diǎn)
對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)重金屬污水不處理直接排放到環(huán)境中,將會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染和危害,對(duì)其進(jìn)行處理時(shí),常見的方法包括電解法、化學(xué)沉淀法、滲透法、離子交換法以及吸附法等,其中以吸附法應(yīng)用最為廣泛。重金屬離子污水中,重金屬均以正電荷離子形式存在污水內(nèi),應(yīng)用硅藻土對(duì)其進(jìn)行吸附,主要是利用自身大比表面積,以及表面所帶的負(fù)電荷,通過正負(fù)電荷的相互吸引,來達(dá)到有效吸附重金屬離子的目的。例如為提高應(yīng)用效果,可以應(yīng)用溴化十六烷基三甲銨對(duì)普通硅藻土進(jìn)行改性,并利用改性硅藻土處理電鍍含鋅廢水,分析廢水pH值、鋅質(zhì)量濃度、改性硅藻土用量對(duì)除鋅效果的影響。試驗(yàn)證明當(dāng)鋅質(zhì)量濃度在100mg/L以內(nèi),且廢水pH=4.0~7.0時(shí),可以達(dá)到最好的除鋅效果,去除率可以達(dá)到98%以上[3]。
2.有色污水吸附要點(diǎn)
利用吸附法處理有色污水,活性炭具有優(yōu)異的處理效果,但是原材料成本較高,并不適于應(yīng)用到大規(guī)模污水處理作業(yè)。應(yīng)用硅藻土對(duì)有色污水進(jìn)行處理,通過其所具有的性能,以及較低的成本,在實(shí)際應(yīng)用中獲得明顯的優(yōu)勢(shì)。通過大量實(shí)驗(yàn)證明,當(dāng)pH=13時(shí),硅藻土對(duì)有色污水的吸附效果最佳。并且孔分布、pH值、結(jié)構(gòu)、IEP值以及表面電位等均會(huì)對(duì)最終吸附效果產(chǎn)生影響,需要綜合分析控制所有因素[4]。另外,對(duì)硅藻土進(jìn)行活化處理后,可以將其支撐符合凈水劑,應(yīng)用到有色污水處理中,具有良好的脫色效果,COD去除率高。
3.有機(jī)化合物吸附要點(diǎn)
焦化、煉油、合成纖維等行業(yè)會(huì)產(chǎn)生富含有機(jī)化合物的工業(yè)廢水,主要成分為芳香族化合物,對(duì)人體腎臟、肝臟、神經(jīng)系統(tǒng)等產(chǎn)生危害。利用硅藻土對(duì)其進(jìn)行吸附處理,其中化學(xué)吸附、物理吸附為苯酚吸附的主要方式,其物理吸附處于主導(dǎo)地位,整個(gè)過程涉及到了誘導(dǎo)力、深度效應(yīng)、色散力等物理特性。
結(jié)束語(yǔ):
利用硅藻土對(duì)工業(yè)生產(chǎn)污水進(jìn)行處理,可以充分發(fā)揮其自身吸附性強(qiáng)大的特點(diǎn),且我國(guó)產(chǎn)量豐富,生產(chǎn)成本較低,在實(shí)際應(yīng)用中具有良好的應(yīng)用前景?;诂F(xiàn)在發(fā)展要求,還需要結(jié)合硅藻土自身特點(diǎn),對(duì)其進(jìn)行改性研究,爭(zhēng)取達(dá)到更好的處理效果。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:環(huán)境污水處理;化學(xué)除磷藥劑;工藝
在我國(guó)城市發(fā)展的進(jìn)程中,工業(yè)化的發(fā)展速度越來越快,城鎮(zhèn)化的發(fā)展水平也就隨之得到了有效的提高,但是與此同時(shí),環(huán)境污水的現(xiàn)象也變得愈發(fā)嚴(yán)重,這種情況產(chǎn)生的原因是生活污水中含有大量的磷,容易造成水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象的發(fā)生,因此要想有效的解決這一問題,根本性的舉措就是降低水體中磷的含量,在當(dāng)前的治理過程中,主要采用的方式是化學(xué)除磷技術(shù),因?yàn)樯锍准夹g(shù)無法滿足治本的需要,下面筆者就針對(duì)化學(xué)除磷藥劑的相關(guān)工藝展開進(jìn)一步的研究。
1 環(huán)境污水處理中化學(xué)除磷工藝的概述
在應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)的過程中,首先要明確其主要的工作機(jī)理是怎樣的,在采用化學(xué)除磷工藝的過程中,主要是在其中加入適量的金屬鹽類,由此就能夠產(chǎn)生磷酸鹽或者是多聚磷酸鹽沉淀產(chǎn)物,其具有不可溶的特性,在此基礎(chǔ)上就能夠通過沉淀分離的方式將環(huán)境污水中的磷酸鹽去除掉。在投入藥劑以后,金屬離子就會(huì)與磷酸鹽結(jié)合在一起,并且加快結(jié)合的進(jìn)程,產(chǎn)生一種具有低溶解度以及形狀細(xì)小的晶體狀化合物,在不斷混合以及流速梯度的過程中能夠產(chǎn)生顆粒較大的絮凝物,再經(jīng)過沉淀分離等方式將其與水體相互分離開來,這樣就起到了凈化水體的作用,同時(shí)也能將化學(xué)污泥清理干凈,這樣也就達(dá)到了化學(xué)除磷的效果。
所以在化學(xué)除磷的過程中,基本上是按照以下四個(gè)步驟展開的,首先是沉析,其次是凝聚,第三是絮凝,最后是固液分離,經(jīng)過上述幾個(gè)步驟以后就能將磷酸鹽從液態(tài)向固態(tài)轉(zhuǎn)化,并且其反應(yīng)的速度是十分快的,基本上是同時(shí)進(jìn)行的沉析以及凝聚,在絮凝的過程中會(huì)產(chǎn)生一種較大的粒子,也就是絮體。在化學(xué)除磷的過程中,要想加快反應(yīng)效率,就要保C沉析與絮凝能夠順利的進(jìn)行,在進(jìn)行絮凝的過程中,又與除磷工藝具有十分密切的聯(lián)系,所以需要充分的考慮到各個(gè)方面的因素,這樣才能保證順利的完成對(duì)環(huán)境污水的有效防治。
2 環(huán)境污水處理中化學(xué)藥劑除磷工藝的分析
在當(dāng)前的環(huán)境污水處理過程中,主要采用的化學(xué)除磷工藝中所添加的藥劑有以下幾種,一是鋁鹽、二是鐵鹽、三是鈣鹽,有時(shí)候也會(huì)應(yīng)用改性硅藻土與復(fù)合絮凝劑等,不同的藥劑產(chǎn)生的除磷效果實(shí)際上也是不相同的,下面筆者針對(duì)其中的幾點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的分析,希望可以促進(jìn)環(huán)境污水處理質(zhì)量的提高。
2.1 鋁鹽化學(xué)除磷藥劑。采用鋁鹽作為藥劑添加在化學(xué)除磷工藝中,經(jīng)常使用的有三種,一種是硫酸鋁,一種是氯化鋁,還有一種是聚合氯化鋁,在具體的反應(yīng)過程中,包含兩個(gè)主要的反應(yīng)過程,首先是三價(jià)鋁離子通過與磷酸根產(chǎn)生反應(yīng)而出現(xiàn)沉淀,沉淀的化合物為AlPO4。其次是三價(jià)鋁離子能夠出現(xiàn)水解反應(yīng),在這一過程中會(huì)有正電荷以及單核羥基絡(luò)合物以及多核羥基絡(luò)合物的存在,在經(jīng)過范德華力以及網(wǎng)捕等一系列的作用以后,就能達(dá)到比較理想的沉淀效果,這樣也就達(dá)到了化學(xué)除磷的要求。在運(yùn)用鋁鹽進(jìn)行化學(xué)除磷的過程中,需要重點(diǎn)控制pH,這樣才能達(dá)到理想的除磷效果,否則會(huì)造成所排放的水體中鋁鹽超標(biāo)。
2.2 鐵鹽除磷藥劑。鐵鹽除磷藥劑主要有硫酸亞鐵、聚合氯化硫酸鐵、氯化鐵及聚合氯化鐵等。鐵鹽與鋁鹽除磷反應(yīng)機(jī)理類似,之外還會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈水解并同時(shí)發(fā)生各種聚合反應(yīng)吸附水中的磷。Fe2+除磷效率與pH相關(guān),但有關(guān)Fe2+除磷最佳pH存在爭(zhēng)議:有人認(rèn)為pH=8時(shí),F(xiàn)e2+除磷效果最好,但王文超等認(rèn)為pH=7.5~8.5時(shí)不易生成沉淀,從而降低了除磷效率。Fe2+除磷需要較高pH值,而環(huán)境污水廠處理中pH值往往低于7.5,另外,在水中Fe3(PO4)2-沒有FePO4穩(wěn)定,這些都限制了二價(jià)鐵鹽在廢水除磷中的應(yīng)用,實(shí)際過程中可利用好氧池曝氣的特點(diǎn)將Fe2+氧化成Fe3+來提高化學(xué)除磷效率。鐵鹽與磷酸鹽反應(yīng)形成沉淀物相對(duì)于鋁鹽更加穩(wěn)定,而具有沉降速度快的優(yōu)點(diǎn),因此實(shí)際應(yīng)用比較多,但是具有出水濁度與色度高、對(duì)出水pH影響大、運(yùn)輸和貯存麻煩、對(duì)設(shè)備腐蝕大等缺點(diǎn),同時(shí)鐵也是刺激藻類生長(zhǎng)和引發(fā)湖泊水華的一個(gè)重要因素,這些缺點(diǎn)限制其使用范圍。由于需要較高的pH,同時(shí)鈣鹽除磷藥劑還會(huì)引起池壁或渠、管壁上結(jié)垢及曝氣管堵塞等,因此鈣鹽除磷藥劑在城市環(huán)境污水處理廠中應(yīng)用的比較少。磷酸氨鎂法是近幾年國(guó)際上非常流行的廢水除磷方法,但我國(guó)還未出現(xiàn)相關(guān)的報(bào)道。
3 復(fù)合新型除磷藥劑
復(fù)合新型除磷藥劑主要有聚氯化鋁鐵(PAFC)、聚氯化鋁(PAC)、聚氯化鐵(PFC)、聚合硫酸鐵(PFS)、聚亞鐵、聚氯硫酸鐵(PFCS)、聚合硫酸氯化鋁鐵(PAFCS)、聚合硫酸鋁鐵(PFAS)以及改性硅藻土等。這些新型除磷藥劑基本上都有良好的電荷中和與吸附架橋功能,凝聚性能良好,絮凝體生成迅速,密集度高且質(zhì)量大,沉降性能優(yōu)越,沉降的污泥脫水性能好,無二次污染,適用水體pH值范圍廣,具有較強(qiáng)的去除效果,而且藥劑生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,原料易得,生產(chǎn)成本低。其中PAFC在環(huán)境污水廠中應(yīng)用的比較多,原因在于PAFC結(jié)合了鋁鹽和鐵鹽的雙重優(yōu)點(diǎn),化學(xué)反應(yīng)速度快、形成絮體大且重、沉降快和過濾性好等優(yōu)點(diǎn)。因此,PAFC既能克服鋁鹽絮體生成慢、絮體輕、沉降慢的不足,同時(shí)又能克服鐵鹽除磷的出水渾濁、色度高的缺點(diǎn)。改性硅藻土是最近新使用的化學(xué)除磷藥劑,其組成包括硅藻土、PAC和石灰等,其中的PAC和石灰可與PO43+反應(yīng)生成A1PO4和Ca5(PO4)3OH等沉淀物,同時(shí)硅藻土具有吸附、混凝、過濾、共沉等作用,能充分接觸并除去水中的PO43-。因此除磷效果較穩(wěn)定,出水TP變化較小。
結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,在對(duì)環(huán)境污水進(jìn)行治理的過程中,不能單純的應(yīng)用生物除磷的方式,還需要應(yīng)用到化學(xué)除磷工藝,這項(xiàng)工藝在當(dāng)前還有進(jìn)一步的發(fā)展空間,以達(dá)到國(guó)家的規(guī)定要求,本文重點(diǎn)對(duì)化學(xué)除磷工藝中所添加的藥劑進(jìn)行了分析,結(jié)果表明不同的藥劑產(chǎn)生的效果也是不同的,希望能夠有助于今后的環(huán)境污水處理。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:混凝;微生物;反滲透
中圖分類號(hào):X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1006-8937(2013)02-0163-02
水是人類社會(huì)文明、經(jīng)濟(jì)建設(shè)和日常生活中必不可少的自然資源,而國(guó)內(nèi)大部分地域?qū)儆趪?yán)重缺水,且僅有的水資源分布不均衡,煤炭在國(guó)內(nèi)能源結(jié)構(gòu)中占70%以上,該類資源多數(shù)蘊(yùn)藏在北方缺水地區(qū),并且隨著其開采量的逐步增多加速了北方區(qū)域缺水現(xiàn)狀,因而如何將煤礦污水進(jìn)行有效處理并加以利用越來越引起人們廣泛重視,同時(shí)如何將該部分水體作為生產(chǎn)和生活、綠化復(fù)用水對(duì)保證煤礦正常生產(chǎn),提高煤礦企業(yè)的綜合效益,也是煤礦行業(yè)持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路。
1 煤礦污水的分類
1.1 含懸浮物選煤污水
含懸浮物選煤污水水質(zhì)一般呈中性,總硬度和礦化度較低,內(nèi)部懸浮物主要是微小粉塵、煤塵、巖塵等,該類水體礦化度較低而懸浮物含量較高,該類水體的處理工藝多為混凝、沉淀、過濾、消毒等,其混凝的原理是使水體內(nèi)產(chǎn)生重、大、強(qiáng)的礬花后沉淀。
1.2 酸性礦水
酸性礦水一般指PH值小于6的礦水,該類水體是在采煤過程中原來的還原環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸h(huán)境,開采過程中與煤共生的硫鐵礦發(fā)生氧化而形成硫酸導(dǎo)致水體PH下降,該水體易腐蝕設(shè)備或管路,并危害工人健康,其排放后會(huì)影響土體酸堿度并加速土壤板結(jié),使地表水酸度上升并間接影響水生生物生存,該類水體處理多采用中合法和濕式生態(tài)處理以及微生物處理等工藝。
1.3 高礦化度水
高礦化度水水體是指無機(jī)鹽總量超過
1 000 mg/l的地下水,該類水體一般硬度較高,水質(zhì)多呈中性或偏堿性,該類水體排放至土體后或加速土壤鹽漬化并影響農(nóng)作物生長(zhǎng),其用作鍋爐水會(huì)易結(jié)垢,用作建筑用水會(huì)影響混凝土質(zhì)量,人類引用則對(duì)心臟和腎臟造成影響。該類水體的處理關(guān)鍵是進(jìn)行脫鹽處理來降低含鹽量,處理技術(shù)多為離子交換、電滲析以及反滲透等,近年來反滲透已成為脫鹽工藝主流,其以出水水質(zhì)好、脫鹽率高等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛利用。
2 煤礦污水的處理及應(yīng)用技術(shù)
2.1 混凝沉淀技術(shù)
混凝沉淀多應(yīng)用于污水中含懸浮物較多的水體,采用該技術(shù)首先應(yīng)合理選用絮凝劑及混合形式,一般采用鋁鹽或鐵鹽作為混凝劑,一般以聚合氯化鋁為主,其混合方式多采用機(jī)械混合、管道混合器混合和水泵混合等,混合后的水體則多采用沉淀池和澄清池對(duì)水體進(jìn)行凈化處理,沉淀池內(nèi)多采用斜管、斜板或平流沉淀。近年來采用的水力循環(huán)的澄清池和機(jī)械加速澄清池則是將混凝和沉淀集為一體的設(shè)施,沉淀后的水體最后應(yīng)經(jīng)過過濾,常用的過濾設(shè)備多為重力式無閥濾池和快濾池,濾池內(nèi)多采用石英砂和無煙煤作為雙層濾料以保證過濾效果,過濾后的水最后經(jīng)消毒則可進(jìn)行排放,當(dāng)前國(guó)內(nèi)煤礦污水消毒多采用二氧化氯作為消毒劑。
采用該種處理工藝不能處理煤礦開采機(jī)械所遺漏的機(jī)油和乳化油,因而多采用排水泵將處理后的污水提升至水力循環(huán)的澄清池(如圖1),并在泵前加入適量的混凝劑,在泵后加入適量絮凝劑,水體經(jīng)澄清池并自流至重力式無閥濾池,后自流至清水池,并在進(jìn)入清水池前進(jìn)行二氧化氯進(jìn)行二次殺毒,無閥濾池內(nèi)的反沖洗水則自流至集水池,后經(jīng)潛污泵提升至預(yù)沉調(diào)節(jié)池以對(duì)水體內(nèi)油污進(jìn)行有效去除。其中水力循環(huán)澄清池內(nèi)的煤泥水則應(yīng)定時(shí)排放至煤泥濃縮池,濃縮后經(jīng)渣漿泵提升至后側(cè)壓濾系統(tǒng)進(jìn)行處理。
2.2 微生物處理技術(shù)
{1}曝氣生物濾池。該工藝是將生物接觸氧化與過濾技術(shù)結(jié)合的技術(shù),其可不設(shè)置二沉池,并可通過反沖洗以實(shí)現(xiàn)再生,因而占地面積小且出水水質(zhì)高。處理機(jī)理是濾池內(nèi)的填料作為載體,附著在載體表面的生物膜發(fā)揮其良好的吸附作用,污水流經(jīng)載體過程中內(nèi)部有機(jī)物則從水體內(nèi)轉(zhuǎn)移至生物膜表面水體內(nèi)并被生物膜吸附,濾池底部曝氣系統(tǒng)則將氧輸送至水體內(nèi)并通過傳質(zhì)進(jìn)入生物膜,生物膜為高度親水的微生物高度密集場(chǎng)所,并形成有機(jī)物――細(xì)菌――原生生物食物鏈,生物膜表面微生物在氧的參與下對(duì)水體內(nèi)有機(jī)物進(jìn)行作用,處理過程中隨截留的懸浮物及老化生物膜的增加導(dǎo)致池內(nèi)過濾水頭損失不斷增大,且氧逐步不能進(jìn)入內(nèi)層深部而導(dǎo)致該部分為厭氧狀的厭氧生物膜,即整個(gè)生物膜為好氧、厭氧生物膜,在生物膜內(nèi)外微生物和水層間進(jìn)行多種物質(zhì)傳遞,污水中的有機(jī)物進(jìn)入生物膜后通過細(xì)菌代謝活動(dòng)被降解,整體而言通過流動(dòng)分解和新陳代謝產(chǎn)生的C類有機(jī)物可排放至大氣而凈化水體,同時(shí)污水流經(jīng)填料時(shí)其粒徑較小及生物膜生物絮凝作用截流水體內(nèi)大量懸浮物,當(dāng)生物膜厚度增加導(dǎo)致膜體老化脫落并會(huì)形成新的生物膜而影響出水水量,因而必須經(jīng)過反沖洗使填料再生并進(jìn)入下個(gè)周期來實(shí)現(xiàn)連續(xù)處理。
{2}生物炭法。該技術(shù)是一種具有特殊結(jié)構(gòu)填料的生物流化床技術(shù),其是在同一個(gè)單元內(nèi)將生物膜法與活性污泥法相結(jié)合的技術(shù),水體內(nèi)污染物通過吸附和擴(kuò)散作用進(jìn)入生物膜,并在活性污泥內(nèi)投加特殊填料載體使微生物附著在填料表面而形成生物膜,膜體內(nèi)微生物具有很高的生物量,其降解效率也可達(dá)活性污泥法的2-4倍,同時(shí)由于微生物的生長(zhǎng)方式使微生物具有很長(zhǎng)的污泥齡,該種模式非常利于硝化菌等生長(zhǎng)緩慢的微生物繁殖,而膜體表面大量的硝化菌可實(shí)現(xiàn)膜體具有較強(qiáng)的氨氮去除能力。
2.3 吸附技術(shù)
{1}活性炭吸附?;钚蕴康谋砻娣e可達(dá)800~2 000 m2/g,因而其具有很強(qiáng)的吸附能力,當(dāng)前多采用的連續(xù)式固定床吸附操作方式可實(shí)現(xiàn)活性炭總厚度達(dá)3.5 m,過程中廢水自上而下過濾,其速度一般控制在4~15 m/h,接觸時(shí)間一般為30~60 min,隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)活性炭?jī)?nèi)吸附了大量吸附質(zhì)而飽和則會(huì)喪失吸附能力,因而采用該技術(shù)應(yīng)及時(shí)更換或再生。
{2}硅藻土吸附。硅藻土是將古代單細(xì)胞低等硅藻遺體堆積后,經(jīng)初步成巖作用而形成的多孔性生物硅質(zhì)巖,其主要成為為硅藻殼壁,而殼壁上具有多級(jí)、大量且排列有序的微孔,該種結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定,耐酸、孔容大、比表面積大,因而具有較強(qiáng)的吸附能力,其可吸附1.5~4倍自身重量的液體和1.1~1.5倍的油分,同時(shí)其負(fù)電位特征能吸附大量正電荷,并且用硅藻土制成的吸附塔除具有吸附作用還有篩分和深度效應(yīng),因而采用該技術(shù)具有良好的深度處理效果。
2.4 反滲透技術(shù)
反滲透技術(shù)是以壓力為驅(qū)動(dòng)力的膜分離技術(shù),其具有無相變,組件化、流程簡(jiǎn)單、占地面積小以及能耗低等優(yōu)點(diǎn),該技術(shù)具有污廢水資源化和環(huán)境保護(hù)的雙重作用而具有廣泛的發(fā)展前景。
2.5 集成膜技術(shù)
集成膜技術(shù)是將超濾/微濾和反滲透綜合在一起的技術(shù),其中超濾、微濾可作為獨(dú)立的三級(jí)處理技術(shù),并可作為理想的反滲透預(yù)處理技術(shù),其中超濾、微濾單元的抗污染能力強(qiáng)、性能優(yōu)越的特點(diǎn)可保證出水水質(zhì)遠(yuǎn)高于三級(jí)水質(zhì),其后設(shè)置的反滲透膜可大大延長(zhǎng)使用壽命,該種綜合技術(shù)可改變傳統(tǒng)依托于復(fù)雜、精細(xì)的預(yù)處理系統(tǒng),并可使膜技術(shù)應(yīng)用于多種廢水處理。
2.6 連續(xù)膜過濾技術(shù)
連續(xù)膜過濾技術(shù)多采用中空纖維,其具有比表面積大、膜組件裝填密度大等特點(diǎn),因而系統(tǒng)設(shè)備緊湊,但該種膜一般為紡制而成而成本較為低廉,同時(shí)其不用支撐層則可實(shí)現(xiàn)反向沖洗,尤其近年來耐污染性好、耐氧化性清洗劑性能好的膜體的出現(xiàn)增大了膜體在礦山廢水中應(yīng)用的可能性。
3 結(jié) 語(yǔ)
采煤行業(yè)在為人類生存提供能源、創(chuàng)造巨大經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的同時(shí)也嚴(yán)重破壞和污染了地下、地表水系,因而煤礦污水處理與相應(yīng)礦區(qū)發(fā)展是生死攸關(guān)的,雖當(dāng)前具有多種煤礦污水處理技術(shù)并取得了一定成效,但其距社會(huì)對(duì)采煤行業(yè)提出的要求相差甚遠(yuǎn),同時(shí)由于各煤礦污水成分不同的特點(diǎn)增大了處理難度,因而在該類污水處理時(shí)應(yīng)針對(duì)不同水質(zhì)水量及復(fù)用要求選用科學(xué)、合理、可行的處理工藝,方可切實(shí)提高當(dāng)?shù)厣a(chǎn)和生活水平。
參考文獻(xiàn):
[1] 黃世偉.礦區(qū)污水處理與資源化利用[J].煤,2007,(6).
關(guān)鍵詞:污水處理;新技術(shù);污水處理廠;應(yīng)用
中圖分類號(hào):U664 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
引言
一般情況下,污水處理能夠分為三個(gè)級(jí)別,也就是一級(jí)處理、二級(jí)處理以及三級(jí)處理。一級(jí)處理最主要的工作就是要將懸浮在水中的固體污染物進(jìn)行清除,這樣污水并沒有完全達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn);二級(jí)處理最主要的工作就是要清除水中的有機(jī)污染物質(zhì)以及膠體狀污染物質(zhì),去除率能夠達(dá)到90%以上,使污水能夠達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn);三級(jí)處理最主要的工作就是要處理較為難易降解的有機(jī)物以及可溶性無機(jī)污染物,如:氮、磷等等,當(dāng)前比較常見的方法有離子交換法、砂濾法、生物脫氮除磷法等等。在近幾年來,我國(guó)的城市化進(jìn)程在不斷的深入,城市的污水排放量也在不斷的增加,現(xiàn)階段所使用的污水處理技術(shù)并無法滿足當(dāng)前對(duì)污水處理所提出的要求。所以,污水處理技術(shù)的水平就必須要不斷的進(jìn)行提升,以此來使污水處理的效率得到有效的提升。
1、我國(guó)面臨的主要水環(huán)境問題
1.1、污水處理率與投資預(yù)測(cè)資源性短缺
水環(huán)境污染造成的水資源危機(jī)已經(jīng)成為我國(guó)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要制約因素,目前,全國(guó)600多個(gè)城市大約有2/3的城市缺水。在某些地區(qū),甚至對(duì)人民基本生存條件造成極大威脅。而我國(guó)水環(huán)境問題具有復(fù)雜性,北方地區(qū)面臨的水環(huán)境問題不同與南方地區(qū)的問題,主要是水資源短缺和合理利用、水污染控制和污水的回用、季節(jié)性河流的達(dá)標(biāo)(特別是功能區(qū)達(dá)標(biāo))等問題。在南方地區(qū)則水污染和水體富營(yíng)養(yǎng)化,成為突出的環(huán)境問題。我國(guó)2000年廢水排放量約480億m3/年。自90年代以來,我國(guó)的國(guó)民生產(chǎn)總值連續(xù)以8%~11%的高速率的增長(zhǎng),預(yù)計(jì)新世紀(jì)的頭20年內(nèi)我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)將保持在6%~9%的高、中速率穩(wěn)定發(fā)展。考慮上述因素污水量增加量按5%的速率考慮。到2010年增加污水量300億m3。我國(guó)中小城鎮(zhèn)建設(shè)得到了很大發(fā)展。2010年,全國(guó)設(shè)市城市達(dá)到1200個(gè)左右,建制鎮(zhèn)達(dá)到2.5~3萬個(gè),到2010年,全國(guó)村鎮(zhèn)自來水普及率達(dá)到65%,小城鎮(zhèn)人均日用水量180升、村莊110升(依此計(jì)算新增城鎮(zhèn)年廢水量可能達(dá)到270億噸)。綜上所述,考慮現(xiàn)狀污水量、污水增量和建制鎮(zhèn)污水量,到2010年城市污水排放總量為1050億m3。根據(jù)《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展“九五”計(jì)劃和2010年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》的要求,到2010年城市污水處理率要達(dá)到50%,則需增加500億m3/a(1.4億m3/d天)的處理規(guī)模。如果按靜態(tài)投資(考慮配套管網(wǎng))處理每立方米污水投資為2000~3000元的低限值計(jì)算,則需投資3000~4000億元。
1.2、城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)重點(diǎn)
由于我國(guó)目前還處于社會(huì)主義發(fā)展的初級(jí)階段。大多數(shù)中小城鎮(zhèn)處于不太發(fā)達(dá)的農(nóng)村地區(qū),造成污染的是量大面廣,是我國(guó)下一階段治理的重點(diǎn)。對(duì)于我國(guó)大量的中、小城鎮(zhèn)的小型城市污水處理廠,是我國(guó)水污染控制的難點(diǎn)。根據(jù)這一特點(diǎn)必須開發(fā)中小城鎮(zhèn)適用的簡(jiǎn)易高效污水處理成套技術(shù),重點(diǎn)要解決城市污水處理廠的三高問題,即投資高、電耗高和運(yùn)行費(fèi)用高。國(guó)家環(huán)??偩衷岢鲂枰⑴c我國(guó)現(xiàn)階段國(guó)情相適應(yīng)的、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的先進(jìn)工藝技術(shù)的示范工程,示范工程應(yīng)該滿足:噸水投資低,噸水造價(jià)應(yīng)該控制在800元。運(yùn)行費(fèi)用低,噸水運(yùn)行費(fèi)應(yīng)該控制在0.3元以下。在工程中采用國(guó)產(chǎn)化的設(shè)備,并且采用總承包和實(shí)施運(yùn)營(yíng)的機(jī)制。這是解決我國(guó)中小城鎮(zhèn)污水處理的一種希望和要求。
2、我國(guó)城市污水處理的現(xiàn)狀及原因
我國(guó)城市的人口、環(huán)境以及工業(yè)建設(shè)等的發(fā)展十分迅速,相比之下,我國(guó)城市基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展和建設(shè)就很緩慢,這就造成了我國(guó)城市中的基礎(chǔ)設(shè)施長(zhǎng)期處于超負(fù)荷承載的狀態(tài),其中城市中環(huán)境保護(hù)基礎(chǔ)設(shè)施,更是在近幾年才開始建設(shè),這就導(dǎo)致我國(guó)絕不大部分的城市的污水處理能力無法滿足實(shí)際的需要。2000年時(shí),在我國(guó)的大約600多個(gè)城市中,只有大概123個(gè)城市建成了307座污水處理工廠,與世界上的其他先進(jìn)國(guó)家相比,我國(guó)的城市污水處理能力和水平都還是比較落后的,我國(guó)城市中的污水處理廠的建設(shè)比較滯后是最重要的原因。根據(jù)一些資料的數(shù)據(jù)顯示,發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)建設(shè)城市污水處理廠有很大的投資,他們從上個(gè)世界70年代就已經(jīng)開始建設(shè)污水處理工廠。在上個(gè)世紀(jì),英國(guó)、美國(guó)、日本等國(guó)家對(duì)建設(shè)城市污水廠的投資已經(jīng)達(dá)到了其國(guó)民生產(chǎn)總值的0.5%了,而我國(guó)在前幾年對(duì)建設(shè)城市污水廠的投資才達(dá)到國(guó)民生產(chǎn)總值的0.003%。在英國(guó),平均每8000人就擁有了一座城市污水處理廠;在美國(guó),也只要每一萬人就能夠擁有一座城市污水處理廠;而在我國(guó),在150萬人之中才能夠擁有一座城市污水處理廠。
3、污水處理新技術(shù)在污水處理廠之中的應(yīng)用分析
3.1、礦物質(zhì)污水的處理技術(shù)分析
可以通過物理吸附的方法,讓處理材料對(duì)污水中存在的雜質(zhì)進(jìn)行吸附,以此來對(duì)水質(zhì)進(jìn)行凈化,對(duì)廢水進(jìn)行處理最為理想的材料就是礦物質(zhì)。大部分礦物質(zhì)都具有對(duì)污水進(jìn)行處理的功能,比如說非常常見的材料,如:硅藻土、海泡石以及膨潤(rùn)土等等。使用礦物質(zhì)對(duì)污水進(jìn)行處理有兩個(gè)非常重要的優(yōu)勢(shì),第一,礦物質(zhì)的種類較多、也有非常豐富的儲(chǔ)量、價(jià)格相對(duì)來說也較為低廉,在對(duì)污水進(jìn)行處理的時(shí)候也非常容易進(jìn)行操作;第二,使用礦物質(zhì)對(duì)污水進(jìn)行處理有非常明顯的效果,很少會(huì)出現(xiàn)二次污染,可利用率也非常高,所以說這種技術(shù)有很大的優(yōu)勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】市政建設(shè);排水工程;問題現(xiàn)狀;設(shè)計(jì)與規(guī)劃
市政道路建設(shè)中的排水工程,是城市建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施,是進(jìn)行城市建設(shè)不可或缺的環(huán)節(jié),所以要明確該工程的重要意義,進(jìn)行合理科學(xué)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)。市政的排水工程,既代表了城市環(huán)境的優(yōu)質(zhì)性與便利性,也代表了城市的服務(wù)能力與質(zhì)量,所以進(jìn)行市政排水工程的設(shè)計(jì)與規(guī)劃時(shí),要遵循著科學(xué)發(fā)展的觀念,以利民便民惠民為宗旨,全面發(fā)揮該工程的便捷性與功能性。而我們先要明確市政排水工程的主要內(nèi)容。
一 市政排水工程設(shè)計(jì)與規(guī)劃的主要內(nèi)容
城市生活中產(chǎn)生的污水,工業(yè)廢水,各類用水,以及大氣降水等,都需要進(jìn)行進(jìn)一步的回收,凈化處理,輸送與排放,這一系列的相關(guān)操作,就是市政排水工程的主要用途,而排水工程的設(shè)計(jì)與規(guī)劃的主要內(nèi)容就是要實(shí)現(xiàn)這一系列的工程建設(shè)。
以國(guó)家的《城市排水工程規(guī)范》作為指導(dǎo)文件,進(jìn)行相關(guān)工程的設(shè)計(jì)與規(guī)劃,其中也規(guī)范了排水工程的工作內(nèi)容:對(duì)市政的排水范圍進(jìn)行劃定,預(yù)估排水量并且制定排水體制,設(shè)計(jì)污水處理的出路并記錄污水程度,規(guī)劃樞紐工程的地理位置,對(duì)建設(shè)用地以及其他用地進(jìn)行規(guī)劃等。需要我們注意的是,這些排水工程是一種系統(tǒng)性的工作,是由各個(gè)具有細(xì)節(jié)性的工作組合而成的一個(gè)整體,所以要注重各個(gè)工作之間的內(nèi)在聯(lián)系。這樣才可以充分的做好排水工程的設(shè)計(jì)與規(guī)劃工作,發(fā)揮其作用。
二 市政排水工程設(shè)計(jì)與規(guī)劃的重要作用
1、提高水資源的利用效率
進(jìn)行市政排水工程的設(shè)計(jì)與規(guī)劃工作,可以有效的提高對(duì)水資源的利用效率。而且市政排水工程的投資少,規(guī)劃容易,完工之后的使用情況效果很好,可以很好的與新時(shí)期的城市發(fā)展形勢(shì)融合。
2、提高排水系統(tǒng)的工作能力
進(jìn)行市政排水工程的設(shè)計(jì)與規(guī)劃工作,可以更好的提高排水系統(tǒng)的工作能力,在對(duì)傳統(tǒng)的排水工程進(jìn)行完善的同時(shí),可以對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行檢查,對(duì)固件進(jìn)行升級(jí)處理,使其更好的適應(yīng)新時(shí)期的排水工作。
3、提高對(duì)水資源的保護(hù)
進(jìn)行市政排水工程的設(shè)計(jì)與規(guī)劃工作,可以更好的保護(hù)水資源,加大污水排放工程的建設(shè),以及對(duì)自然降水的排放處理。這樣可以防止污水與工業(yè)廢水對(duì)飲用水產(chǎn)生污染,還可以提高天然降水的使用效率,以此提高對(duì)水資源的保護(hù)效率。
三 市政排水工程設(shè)計(jì)與規(guī)劃的主要問題
1、防洪排澇的問題
防洪排澇問題可以說是城市的生命線,對(duì)居民的生命安全與財(cái)產(chǎn)安全有著重要的意義,所以是排水工程設(shè)計(jì)與規(guī)劃需要考慮的問題。對(duì)于排水工程中防洪排澇問題,主要是分為內(nèi)洪與外洪。針對(duì)外洪,要以防為主,而針對(duì)內(nèi)洪,要以排為主。同時(shí)要考慮當(dāng)?shù)氐臍v年降水量,然后確定防洪面積,以此確定防洪排澇工程的具體設(shè)計(jì)與規(guī)劃事項(xiàng)。
2、生活污水與工業(yè)廢水的問題
城市中的生活污水與工業(yè)廢水,是每時(shí)每刻都要面臨的問題。所以面對(duì)這個(gè)問題,進(jìn)行排水工程的設(shè)計(jì)與規(guī)劃不僅僅要考慮到對(duì)污水的處理能力,還要遵循再利用原則,使用新科技,建立一種節(jié)能環(huán)保的排水工程。比如可以使用硅藻土的高效載體生物作用來吸附污水,再比如可以強(qiáng)化污水管網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
四 市政排水工程設(shè)計(jì)與規(guī)劃的具體方法
基于以上對(duì)目前我國(guó)市政排水工程中存在的主要問題及原因分析,筆者認(rèn)為要從根本上解決這些問題,可以從以下幾個(gè)方面著手處理:
1、防洪排澇工程的設(shè)計(jì)與規(guī)劃
隨著近些年環(huán)境污染的嚴(yán)重化,洪澇災(zāi)害發(fā)生的頻率也在逐年增大,這嚴(yán)重影響了人們的生活以及社會(huì)財(cái)產(chǎn)安全。所以為了減少與避免洪澇災(zāi)害帶來的影響,市政建設(shè)中要嚴(yán)格做好排水工程的設(shè)計(jì)與規(guī)劃工作,以警覺的防洪意識(shí)與完善的防洪排澇設(shè)施來應(yīng)對(duì)一些突發(fā)險(xiǎn)情,進(jìn)而有效的保證人們的健康安全與城市的經(jīng)濟(jì)利益。對(duì)于防洪排澇工程的設(shè)計(jì)與規(guī)劃,要重點(diǎn)注意排水重現(xiàn)期的標(biāo)準(zhǔn),還要全面了解城市的地域特征、建設(shè)規(guī)模與洪澇面積等相關(guān)信息,同時(shí)進(jìn)行實(shí)地的考察,結(jié)合此類數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合的分析,之后進(jìn)行前期的設(shè)計(jì)與規(guī)劃,構(gòu)建出適用于該城市自身特點(diǎn)的排水工程。排澇的措施要充分的考慮到城市所在地的地形、地貌與地質(zhì)的信息,進(jìn)行綜合布局,從而使施工的結(jié)果可以達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。特別注意在城市中人口密集的區(qū)域,要提高排水裝置的安裝數(shù)量。
2、雙向處理污水的模式
目前,我國(guó)各個(gè)城市大都采用集中式的污水排水處理方式,也就是以大型的污水處理廠為中心,來實(shí)現(xiàn)集中式與一體化的管理,從而使污水處理工作達(dá)到高效有序。集中式的污水處理模式,具有著宏觀性、指導(dǎo)性與全局性,但是隨著我國(guó)工業(yè)化進(jìn)程的加快,以及城市建設(shè)的不斷擴(kuò)大,對(duì)污水的處理能力也需要逐步提高,以適應(yīng)城市發(fā)展。于是這個(gè)時(shí)候,集中式的污水處理模式就顯露出了弊端,主要是在遠(yuǎn)程輸送與持續(xù)性運(yùn)輸上供應(yīng)不足,容易產(chǎn)生高額成本與大量能耗。這就需要市政建設(shè)中的排水工程,結(jié)合新時(shí)期的發(fā)展形勢(shì)進(jìn)行設(shè)計(jì)與規(guī)劃,重新建立污水處理的觀念,根據(jù)區(qū)域性的相關(guān)需求量來設(shè)置分散點(diǎn),也就是在整體布局的前提之下,設(shè)立多條線與點(diǎn),然后在點(diǎn)上分布相應(yīng)的管理與處理機(jī)制,以便局部的及時(shí)管理與消息的反饋,加大了管理力度,同時(shí)又提高了管理效率。這就是現(xiàn)代化的污水雙向處理模式,將集中式與分散式進(jìn)行綜合運(yùn)用,采用科學(xué)的管理方案,從而提高市政排水工程的適用性與效益性。
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