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關(guān)鍵詞:城市污水處理;自控系統(tǒng);方案
1 城市污水處理自控系統(tǒng)總體方案概述
(1)在污水處理過(guò)程中要求整個(gè)系統(tǒng)必須安全、可靠運(yùn)行,在工藝設(shè)備、儀表、電氣自控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、電視監(jiān)控系統(tǒng)的選型和系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)等方面,系統(tǒng)的可靠性是設(shè)計(jì)考慮的第一原則,作為控制系統(tǒng)核心設(shè)備的PLC,選用德國(guó)西門(mén)子公司的S7-300系列產(chǎn)品及其相應(yīng)的開(kāi)發(fā)軟件。
(2)污水處理處理廠的自控系統(tǒng)采用PC+PLC分級(jí)分布式控制形式,以集中監(jiān)測(cè)為主,分散控制為輔,在中控室運(yùn)行監(jiān)控計(jì)算機(jī)上可對(duì)全廠的各工序進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,生產(chǎn)的工藝過(guò)程自動(dòng)控制采用就地單獨(dú)控制的原則進(jìn)行,并在污水處理過(guò)程關(guān)鍵工序配置西門(mén)子MP 270B觸摸面板(人機(jī)界面HMI )作為現(xiàn)場(chǎng)工程師操作站。
(3)為保證污水處理廠的安全運(yùn)行,自控系統(tǒng)設(shè)立三級(jí)控制層:就地手動(dòng)控制、現(xiàn)場(chǎng)控制和遠(yuǎn)程監(jiān)控。就地手動(dòng)控制是指通過(guò)設(shè)備本地控制箱手動(dòng)控制設(shè)備的開(kāi)啟或關(guān)閉;現(xiàn)場(chǎng)控制是指由現(xiàn)場(chǎng)各分控站PLC執(zhí)行自己的控制程序,完成控制功能;遠(yuǎn)程監(jiān)控是指由中控室通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)高速冗余光纖環(huán)網(wǎng)對(duì)全廠的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制、監(jiān)測(cè)和記錄,對(duì)工藝現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備對(duì)象實(shí)現(xiàn)狀態(tài)遷移管理。三級(jí)控制層的關(guān)系如下:中控室上位機(jī)可通過(guò)各現(xiàn)場(chǎng)的PLC子站直接控制有關(guān)設(shè)備和主要設(shè)備,如果中控室或網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障,不會(huì)影響各PLC分站的控制功能,如果PLC網(wǎng)絡(luò)中某個(gè)PLC子站發(fā)生故障,操作員可通過(guò)就地控制箱對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制。
(4)設(shè)備發(fā)生異常、故障或報(bào)警時(shí),系統(tǒng)可自動(dòng)切除相關(guān)故障設(shè)備或切換到現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)操作方式,同時(shí)記錄事故內(nèi)容,并對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行事故追憶。
(5)上位計(jì)算機(jī)綜合應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)選用德國(guó)西門(mén)子公司的WINCC 5.1組態(tài)軟件,以監(jiān)控工藝運(yùn)行的圖形界面、控制網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行參數(shù)和指令的通信、運(yùn)行和歸檔數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)為重點(diǎn)。
(6)一體化生物反應(yīng)器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)根據(jù)生產(chǎn)工藝的具體要求,監(jiān)控一體化生物反應(yīng)器各個(gè)工藝設(shè)備的運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)處理過(guò)程的時(shí)間及空間控制,形成好氧、厭氧或缺氧條件,以完成具體工藝處理目標(biāo)。
(7)為了對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和重要設(shè)備實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)視,在鼓風(fēng)機(jī)房、一體化生物反應(yīng)器、污泥脫水機(jī)房、廠區(qū)環(huán)境等重要部位安裝攝像機(jī),構(gòu)成遠(yuǎn)程電視監(jiān)視系統(tǒng),在中控室可全廠重要設(shè)備進(jìn)行全天24小時(shí)監(jiān)視。
2 城市污水處理自控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)
本工程項(xiàng)目二期工程中控室和各工段的地理位置分布示意圖如圖1所示。中控室的建筑物使用一期工程己建設(shè)好的設(shè)施,與一期工程的中央監(jiān)控設(shè)備共用一個(gè)監(jiān)控大廳。
工業(yè)以太網(wǎng)是基于IEEE 802.3 (Interment)的強(qiáng)大的區(qū)域和單元網(wǎng)絡(luò)。作為西門(mén)子T.I.A(全集成自動(dòng)化構(gòu)架)重要組成部分,SIMATIC NET基于經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用驗(yàn)證的技術(shù),用于嚴(yán)酷的工業(yè)環(huán)境,包括有高強(qiáng)度電磁千擾的區(qū)域。
3 SIMATIC NET工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)組件
典型的工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,有以下三類(lèi)網(wǎng)絡(luò)器件:
(1)網(wǎng)絡(luò)部件。
包括:連接部件、 FC快速連接插座、 ELS(工業(yè)以太網(wǎng)電氣交換機(jī))、ESM(工業(yè)以太網(wǎng)電氣交換機(jī))、SM(工業(yè)以太網(wǎng)光纖交換柳、MC TPll(工業(yè)以太網(wǎng)光纖電氣轉(zhuǎn)換模塊)。
(2)通信介質(zhì):普通雙絞線,工業(yè)屏蔽雙絞線和光纖。
SIMATIC PLC控制器上的工業(yè)以太網(wǎng)通訊外理器。用于將SIMATIC PLC連接到工業(yè)以太網(wǎng)。
(3)PG/PC上的工業(yè)以太網(wǎng)通訊外理器,用于將PG/PC連接到工業(yè)以太網(wǎng)。
利用工業(yè)以太網(wǎng),SIMATIC NET提供了一個(gè)無(wú)縫集成到全業(yè)務(wù)功能(管控一體化及綜合信息處理)的途徑。
4 工藝過(guò)程控制PLC控制站組成
(1)組成。
S7-300系列產(chǎn)品是模塊化中小型PLC系統(tǒng),能滿足中等性能要求的應(yīng)用。大范圍的各種功能模塊可以非常好地滿足和適應(yīng)自動(dòng)控制任務(wù),由于簡(jiǎn)單實(shí)用的分散式結(jié)構(gòu)和多界面網(wǎng)絡(luò)能力,使得應(yīng)用十分靈活,方便用戶和簡(jiǎn)易的無(wú)風(fēng)扇設(shè)計(jì),當(dāng)控制任務(wù)增加時(shí),可自由擴(kuò)展,由于大范圍的集成功能使得它功能非常強(qiáng)勁。
如果用戶的自控系統(tǒng)任務(wù)需要多于8個(gè)信號(hào)模塊或通訊處理器模塊時(shí),則可以擴(kuò)展s7-300機(jī)架((CPU314以上):(1)在4個(gè)機(jī)架上最多可安裝32個(gè)模塊:最多3個(gè)擴(kuò)展機(jī)架(ER)可以接到中央機(jī)架(CR)上,每個(gè)機(jī)架(CR/ER)可以插入8個(gè)模塊。(2)通過(guò)接口模塊連接:a.每個(gè)機(jī)架上(CR/ER)都有它自己的接口模塊。它總是插在CPU旁邊的槽內(nèi),負(fù)責(zé)與其他擴(kuò)展機(jī)架自動(dòng)地進(jìn)行通訊;b.通過(guò)IM365擴(kuò)展,可擴(kuò)展1個(gè)機(jī)架,最長(zhǎng)1米,電源也是由此擴(kuò)展提供。C.通過(guò)IM360/361擴(kuò)展,可擴(kuò)展3個(gè)機(jī)架,中央機(jī)架(cR)擴(kuò)展機(jī)架但擴(kuò)展機(jī)架之間的距離最大為10米。(3)獨(dú)立安裝海個(gè)機(jī)架可以距離其他機(jī)架很遠(yuǎn)進(jìn)行安裝,兩個(gè)機(jī)架間(主機(jī)架與擴(kuò)展機(jī)架,擴(kuò)展機(jī)架與擴(kuò)展機(jī)架)的距離最長(zhǎng)為10米。(4)靈活布置:機(jī)架(CR/ER)可以根據(jù)最佳布局需要,水平或垂直安裝。
(2)診斷。
通過(guò)診斷可以確定模板所獲取的信號(hào)(如數(shù)字量模板)或模擬量處理(例如模擬量模板)是否正確。在診斷評(píng)估中,可參數(shù)化的診斷信息與不可參數(shù)化的診斷信息有區(qū)別。①可參數(shù)化的診斷信息:通過(guò)相應(yīng)的參數(shù)始能診斷信息的發(fā)送;②不可參數(shù)化的診斷信息:不管是否參數(shù)化均可發(fā)送診斷信息。
如果發(fā)送診斷信息(如無(wú)編碼器電源),則模板執(zhí)行一個(gè)診斷中斷。此時(shí)CPU中斷執(zhí)行用戶程序,或中斷執(zhí)行低優(yōu)先級(jí)的中斷,來(lái)處理相應(yīng)的診斷中斷功能塊(OB82) 。
5 PLC運(yùn)行程序設(shè)計(jì)
PLC自動(dòng)工序工藝運(yùn)行程序有四大主要功能模塊,即:時(shí)鐘模塊、運(yùn)行參數(shù)更新、綜合故障判定和自動(dòng)工序模塊。
(1)變量設(shè)計(jì)。
我們的變量設(shè)計(jì)盡量遵循節(jié)省的原則。
建立時(shí)間計(jì)數(shù)變量Tcount
32個(gè)工序采用統(tǒng)一的時(shí)間計(jì)數(shù),每個(gè)工序分配一個(gè)運(yùn)行時(shí)間變量Tn (n=1,2,……32)。PLC自動(dòng)工序工藝運(yùn)行程序根據(jù)運(yùn)行時(shí)間變量來(lái)確定每個(gè)工序步驟運(yùn)行的時(shí)間。
為27臺(tái)(套)工藝設(shè)備的每一臺(tái)(套)分配一個(gè)32位的運(yùn)行狀態(tài)標(biāo)志,分別對(duì)應(yīng)于32個(gè)工序步驟。PLC自動(dòng)工序工藝運(yùn)行程序根據(jù)每一臺(tái)(套)工藝設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)標(biāo)志和設(shè)備運(yùn)行互鎖(故障和手動(dòng)控制)確定該設(shè)備是否運(yùn)行。
為27臺(tái)(套)工藝設(shè)備的每一臺(tái)(套)建立一個(gè)故障狀態(tài)標(biāo)志位(綜合故障)和控制狀態(tài)標(biāo)志位(手動(dòng)/自動(dòng))。
建立工藝運(yùn)行參數(shù)二維表,包含32個(gè)工序的運(yùn)行時(shí)間參數(shù)和27臺(tái)(套)工藝設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)標(biāo)志參數(shù)。
建立工藝運(yùn)行參數(shù)變更標(biāo)志位,如果工藝運(yùn)行參數(shù)發(fā)生改變并經(jīng)過(guò)運(yùn)行監(jiān)控上位計(jì)算機(jī)上授權(quán)確認(rèn),程序?qū)⒏鶕?jù)工藝運(yùn)行參數(shù)二維表刷新32個(gè)工序的運(yùn)行時(shí)間變量和27臺(tái)(套)工藝設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)標(biāo)志。
建立工藝運(yùn)行當(dāng)前狀態(tài)變量,包括當(dāng)前工序步驟,當(dāng)前工序運(yùn)行剩余時(shí)間。
(2)自動(dòng)工序程序設(shè)計(jì)。
時(shí)鐘模塊用一個(gè)計(jì)時(shí)器,對(duì)時(shí)間的增長(zhǎng)自動(dòng)計(jì)數(shù),其值存放在變量Tcount中,供自動(dòng)工序模塊使用。
如果工藝運(yùn)行參數(shù)發(fā)生改變并經(jīng)過(guò)運(yùn)行監(jiān)控上位計(jì)算機(jī)上授權(quán)確認(rèn),工藝運(yùn)行參數(shù)變更標(biāo)志位設(shè)置為1,程序?qū)⒏鶕?jù)工藝運(yùn)行參數(shù)二維表刷新32個(gè)工序的運(yùn)行時(shí)間變量和27臺(tái)(套)工藝設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)標(biāo)志,并將工藝運(yùn)行參數(shù)變更標(biāo)志位復(fù)位為0。
綜合故障判定模塊綜合工藝設(shè)備的各種故障(比如泄露、短路、斷路等)和報(bào)警(比如過(guò)熱、過(guò)力矩等),確定設(shè)備是否可以正常投入工藝運(yùn)行,設(shè)置故障狀態(tài)標(biāo)志位為0/1。
自動(dòng)工序模塊實(shí)時(shí)更新工藝運(yùn)行當(dāng)前狀態(tài),包括當(dāng)前工序步驟,當(dāng)前工序運(yùn)行剩余時(shí)間。當(dāng)前工序運(yùn)行剩余時(shí)間為0,就切換到下一個(gè)工序步驟,重新設(shè)置當(dāng)前工序步驟和運(yùn)行剩余時(shí)間,并根據(jù)設(shè)備故障狀態(tài)標(biāo)志位(0/1 )、控制狀態(tài)標(biāo)志位(自動(dòng)/手動(dòng))和運(yùn)行狀態(tài)標(biāo)志(1/0),啟動(dòng)或停止相應(yīng)的工藝設(shè)備。
6 結(jié)果
LIER-POOLK法城市生活污水處理5000噸/日中試裝置全部建成并投入運(yùn)行以來(lái),具體出水效果(各項(xiàng)指標(biāo)去除率)為:BODS 85-98%, CODCr 85-95%.,SS80-90%, TN 50-70%, TP 80-97%,完全達(dá)到了GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn);經(jīng)濟(jì)指標(biāo)為:單位投資1000元/噸水、占地面積0.40平方腳噸水、直接運(yùn)行費(fèi)用0.25元/噸水、職工人數(shù)8人/萬(wàn)噸水。自工程正式投產(chǎn)運(yùn)行以來(lái)的情況表明,自控系統(tǒng)運(yùn)行可靠,自動(dòng)化程度高,控制軟件設(shè)計(jì)先進(jìn),完全滿足工藝運(yùn)行和日常管理的要求。
參考文獻(xiàn)
[1]周明.現(xiàn)場(chǎng)總線控制[M].北京:中國(guó)電力出版社,2005.
一、加快污水生活垃圾處理設(shè)施建設(shè)的重要意義
目前,我實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)面臨的形勢(shì)十分嚴(yán)峻,要充分認(rèn)識(shí)水污染防治工作的艱巨性。近年來(lái),隨著我城鎮(zhèn)化進(jìn)程的快速發(fā)展和城鎮(zhèn)人口數(shù)量的不斷增長(zhǎng),城鎮(zhèn)用水與水資源的矛盾日益突出,城市污水、垃圾處理設(shè)施建設(shè)與管理方面存在不少亟待解決的問(wèn)題。一是城市污水生活垃圾建設(shè)進(jìn)展緩慢,全只有、兩縣建有污水處理廠,其余六個(gè)縣都未建設(shè)污水處理設(shè)施,污水直接排入自然水體;垃圾處理只有縣建有規(guī)范的衛(wèi)生填埋處理廠,其余七個(gè)縣生活垃圾裸堆或簡(jiǎn)單填埋;二是項(xiàng)目建設(shè)資金嚴(yán)重奇缺,地方財(cái)政困難缺乏配套資金;三是全八縣都未建立污水處理收費(fèi)制度;除縣外,其它七縣都未建立垃圾處理收費(fèi)制度,縣垃圾處理費(fèi)收繳率也較低,不能滿足垃圾處理運(yùn)營(yíng)的需要;四是與污水處理設(shè)施配套的管網(wǎng)建設(shè)滯后,排水管網(wǎng)普及率低,有些縣還未實(shí)行雨、污分流,已經(jīng)影響到污水處理設(shè)施的運(yùn)營(yíng)效益;五是鄉(xiāng)鎮(zhèn)沒(méi)有垃圾處理設(shè)施,垃圾亂堆亂倒、包圍鄉(xiāng)鎮(zhèn)等問(wèn)題。各級(jí)政府要高度重視存在的問(wèn)題,認(rèn)真采取措施抓緊研究解決。為此,全各級(jí)各部門(mén)要充分認(rèn)識(shí)加快污水、垃圾處理設(shè)施建設(shè)的重要性和緊迫性,認(rèn)真貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀,以對(duì)黨和人民高度負(fù)責(zé)的態(tài)度,正確處理城市發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系,真正把思想和行動(dòng)統(tǒng)一到國(guó)家、全省和我關(guān)于節(jié)能減排的決策和部署上來(lái),切實(shí)抓好污水垃圾處理設(shè)施建設(shè)。
二、指導(dǎo)思想和基本原則
(一)指導(dǎo)思想
以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo),以實(shí)現(xiàn)全省規(guī)劃為目標(biāo),按照“投資主體多元化、運(yùn)營(yíng)主體企業(yè)化、運(yùn)行管理市場(chǎng)化”的要求,加大政府引導(dǎo)力度,通過(guò)建立合理的價(jià)格體系,引入市場(chǎng)機(jī)制,快速推進(jìn)污水處理和城鎮(zhèn)生活垃圾無(wú)害化處理規(guī)范化,促進(jìn)行業(yè)健康快速發(fā)展。
(二)基本原則
貫徹落實(shí)國(guó)家、全省和我關(guān)于節(jié)能減排的工作政策,以全面改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境,完善城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)為主要目的,以相關(guān)環(huán)境保護(hù)規(guī)劃及水污染防治規(guī)劃為指導(dǎo),結(jié)合各縣的城市總體規(guī)劃和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要,以及污染處理設(shè)施的現(xiàn)狀,確定建設(shè)的階段目標(biāo)、總體布局和建設(shè)順序。加大項(xiàng)目前期工作力度,爭(zhēng)取國(guó)家和省資金支持,推進(jìn)污水、垃圾處理產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,形成開(kāi)放式、競(jìng)爭(zhēng)式的建設(shè)運(yùn)營(yíng)格局。同時(shí),堅(jiān)持設(shè)施建設(shè)與體制改革相結(jié)合,抓緊建立和完善污水、垃圾處理收費(fèi)制度,確定收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn),大力推進(jìn)投資和運(yùn)行管理體制改革,積極吸引社會(huì)投資,加快污水處理廠和垃圾處理廠的建設(shè)進(jìn)度,并落實(shí)好運(yùn)營(yíng)管理措施,確保設(shè)施建成后穩(wěn)定運(yùn)行,充分發(fā)揮建設(shè)項(xiàng)目的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
三、污水垃圾處理設(shè)施建設(shè)的總目標(biāo)和具體任務(wù)
(一)總體目標(biāo)
到2012年末,全8個(gè)縣均要建成污水處理設(shè)施及配套管網(wǎng),建成無(wú)害化垃圾處理設(shè)施及清運(yùn)系統(tǒng);縣城污水收集率達(dá)到85%以上,污水集中處理率達(dá)到80%以上,新增COD削減量達(dá)到3373噸/年以上;垃圾無(wú)害化處理率達(dá)到100%。到2012年末,全8個(gè)縣均要建立污水處理費(fèi)和垃圾清運(yùn)費(fèi)收費(fèi)制度。
(二)具體任務(wù)
1.年:污水項(xiàng)目完成縣、縣、縣、、縣污水處理廠及截污干管工程項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)的編制和報(bào)批工作,并開(kāi)工建設(shè)縣(二期)、縣污水處理廠及截污干管配套工程。年完成縣污水處理廠及截污干管配套工程建設(shè)并投入運(yùn)行;年完成縣污水處理廠(二期)及截污干管配套工程并投入運(yùn)行。
垃圾項(xiàng)目完成縣、縣生活垃圾處理項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)的編制和報(bào)批工作;完成縣、縣和縣生活垃圾處理工程項(xiàng)目可研報(bào)告的編制和報(bào)批工作。完成生活垃圾處理工程項(xiàng)目建設(shè),并開(kāi)工建設(shè)縣、縣生活垃圾處理項(xiàng)目,年完成項(xiàng)目建設(shè)。
縣、縣建立污水處理費(fèi)收費(fèi)制度,確定收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn),年內(nèi)開(kāi)征污水處理費(fèi);建立生活垃圾處理收費(fèi)制度,確定收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn),年內(nèi)開(kāi)征垃圾處理費(fèi)。
2.年:污水項(xiàng)目完成縣、縣、縣污水處理廠及截污干管工程項(xiàng)目可研報(bào)告和初步設(shè)計(jì)的編制及報(bào)批;開(kāi)工建設(shè)縣(二期)、、縣污水處理廠及截污干管工程,年完成項(xiàng)目建設(shè)。
垃圾項(xiàng)目完成縣、縣、縣生活垃圾處理工程項(xiàng)目的編制和報(bào)批及縣生活垃圾處理工程項(xiàng)目可研報(bào)告、初步設(shè)計(jì)編制和報(bào)批工作,并開(kāi)工建設(shè)縣、縣、縣生活垃圾處理工程,年完成項(xiàng)目建設(shè)。
縣、縣建立污水處理費(fèi)收費(fèi)制度,確定收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn),年內(nèi)開(kāi)征污水處理費(fèi);縣、縣、縣、縣、縣建立生活垃圾處理收費(fèi)制度,確定收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn),年內(nèi)開(kāi)征垃圾處理費(fèi)。
3.年:污水項(xiàng)目開(kāi)工建設(shè)縣、縣污水處理廠及截污干管工程,2011年完成項(xiàng)目建設(shè)。
垃圾項(xiàng)目開(kāi)工建設(shè)縣生活垃圾處理工程,2011年完成項(xiàng)目建設(shè)。
縣、縣建立污水處理費(fèi)收費(fèi)制度,確定收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn),年內(nèi)開(kāi)征污水處理費(fèi);縣建立生活垃圾處理收費(fèi)制度,確定收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn),年內(nèi)開(kāi)征垃圾處理費(fèi)。
4.2011年:污水項(xiàng)目開(kāi)工建設(shè)縣污水處理廠及截污干管工程,2012年完成項(xiàng)目建設(shè)。
縣建立污水處理費(fèi)收費(fèi)制度,確定收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn),年內(nèi)開(kāi)征污水處理費(fèi)。
四、工作措施
(一)加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo),明確責(zé)任,切實(shí)抓好落實(shí)工作。成立城鎮(zhèn)污水生活垃圾處理設(shè)施建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組,負(fù)責(zé)組織、指導(dǎo)、協(xié)調(diào)全城鎮(zhèn)污水生活垃圾處理設(shè)施建設(shè)的相關(guān)工作。領(lǐng)導(dǎo)小組由分管副長(zhǎng)任組長(zhǎng),發(fā)改委、建設(shè)局、環(huán)保局、財(cái)政局、國(guó)土局、監(jiān)察局、審計(jì)局等相關(guān)單位為成員。
領(lǐng)導(dǎo)小組下設(shè)辦公室在建設(shè)局。具體負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)小組的日常工作,完成領(lǐng)導(dǎo)小組交辦的各項(xiàng)任務(wù),組織協(xié)調(diào)和監(jiān)督檢查全城鎮(zhèn)污水、生活垃圾處理設(shè)施建設(shè)。重大事項(xiàng)和重要問(wèn)題及時(shí)向領(lǐng)導(dǎo)小組報(bào)告。
各縣人民政府要及時(shí)成立縣城鎮(zhèn)污水生活垃圾處理設(shè)施建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組,按全項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃,具體負(fù)責(zé)組織實(shí)施本縣污水、垃圾處理設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目的前期、招商引資、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)管理等工作。
建設(shè)局負(fù)責(zé)全城鎮(zhèn)污水垃圾處理設(shè)施建設(shè)、運(yùn)營(yíng)的指導(dǎo)和監(jiān)督工作。按全項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃;督促各縣按照云發(fā)改投資〔〕1320號(hào)確定的項(xiàng)目技術(shù)要求開(kāi)展專(zhuān)業(yè)規(guī)劃、可研、設(shè)計(jì)等項(xiàng)目前期工作;配合各縣積極爭(zhēng)取中央、國(guó)家和省等各類(lèi)建設(shè)補(bǔ)助資金;督促各縣項(xiàng)目建設(shè)嚴(yán)格實(shí)行招投標(biāo)制,建立公開(kāi)公平競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制,強(qiáng)化政府對(duì)工程質(zhì)量的監(jiān)督;加強(qiáng)對(duì)項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)度的動(dòng)態(tài)管理和督察;督促各縣落實(shí)好運(yùn)營(yíng)管理措施,確保設(shè)施建成后穩(wěn)定運(yùn)行,發(fā)揮項(xiàng)目應(yīng)有的效益。
發(fā)展改革委負(fù)責(zé)確定污水垃圾處理費(fèi)收費(fèi)價(jià)格,對(duì)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行審核和備案;做好的申報(bào)立項(xiàng)工作,配合各縣積極爭(zhēng)取中央、國(guó)家資金,并加強(qiáng)資金使用的監(jiān)管。
財(cái)政局負(fù)責(zé)配合各縣積極爭(zhēng)取中央、國(guó)家和省等各類(lèi)建設(shè)補(bǔ)助資金;加強(qiáng)對(duì)項(xiàng)目建設(shè)補(bǔ)助資金和污水垃圾處理費(fèi)收支的監(jiān)管,保證專(zhuān)款專(zhuān)用,嚴(yán)禁截流、擠占、滯留、挪用,做到及時(shí)足額入庫(kù),按時(shí)足額撥付。
監(jiān)察局負(fù)責(zé)對(duì)全城鎮(zhèn)污水垃圾處理設(shè)施項(xiàng)目建設(shè)及運(yùn)營(yíng)活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)督和檢查。
環(huán)境保護(hù)局負(fù)責(zé)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)申報(bào)審批工作,配合各縣積極爭(zhēng)取中央、國(guó)家和省等各類(lèi)建設(shè)補(bǔ)助資金;參與污水、垃圾處理設(shè)施項(xiàng)目建設(shè)的管理;對(duì)污水處理廠和垃圾處理廠進(jìn)行監(jiān)測(cè),做到達(dá)標(biāo)排放,同時(shí)對(duì)污水處理廠和垃圾處理廠進(jìn)行環(huán)境監(jiān)管,避免二次污染。
關(guān)鍵詞: 鋼鐵行業(yè); 酸洗廢水; 固液分離膜; 膜污染、膜清洗
Abstract: The solid-liquid separation membrane technology is a new solid-liquid separation technology replacing the traditional coagulation precipitate and filtering, which has the advantages of fine water quality, small floor area and low operating cost. Based on a brief introduction to the application of solid-liquid separation membrane, the paper explains the causes for its pollution and proposes the corresponding cleaning solution. In addition, according to the actual operation, the paper introduces alternative cleaning means, perfecting the cleaning solutions.
Key words: steel and iron industry; pickling wastewater; solid-liquid separation membrane; membrane pollution; membrane cleaning
中圖分類(lèi)號(hào):S141.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):2095-2104(2012)
1.引言
為提高鋼材表面質(zhì)量,在加工之前用鹽酸進(jìn)行酸洗,除去鋼材表面上的氧化物及毛刺等。酸洗后用清水沖洗以清除表面附著的少量酸洗液,隨之產(chǎn)生大量酸洗廢水。該廢水主要污染物為 pH、Fe2+、TP等和少量CODcr。國(guó)內(nèi)外針對(duì)酸洗廢水的處理技術(shù)一般為中和、沉淀、過(guò)濾等傳統(tǒng)工藝,不同之處只是加堿方式的差異和沉淀池級(jí)數(shù)的不同。傳統(tǒng)處理工藝耐沖擊負(fù)荷差,尤其當(dāng)廢水中鐵離子濃度過(guò)高時(shí),廢水加堿后形成的固體含量大,造成沉淀工藝無(wú)法進(jìn)行,最終導(dǎo)致出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)。另外,傳統(tǒng)酸洗廢水處理工藝還存在工藝流程冗長(zhǎng)、占地面積大、污泥脫水困難、并且必須投加助凝劑和投堿量過(guò)大的缺點(diǎn)。
膜分離技術(shù)是20世紀(jì)60年代后迅速崛起的新型廢水處理技術(shù)。尤其在近十年,因其兼有分離、濃縮、純化和精制的功能,又有高效、節(jié)能、環(huán)保、分子級(jí)過(guò)濾、易于控制等特點(diǎn)。目前已廣泛應(yīng)用于各種廢水處理工藝。固液分離膜是以聚四氟乙烯為原料經(jīng)過(guò)特殊的膨化工藝處理以后制成的膨體聚四氟乙烯薄膜。固液膜分離器具有抗沖擊能力強(qiáng)、去除效率高,動(dòng)力消耗少和化學(xué)清洗簡(jiǎn)便優(yōu)點(diǎn)。針對(duì)于傳統(tǒng)酸洗廢水處理工藝存在的不足,采用固液膜分離技術(shù)處理酸洗廢水,依靠固液分離膜處理技術(shù)的高效的分離能力和穩(wěn)定的去除效率,不但可以解決傳統(tǒng)酸洗廢水處理工藝的不足,同時(shí)經(jīng)固液分離膜處理后的廢水可直接回用于生產(chǎn)。
2.項(xiàng)目簡(jiǎn)介
天津某金屬制品企業(yè),年產(chǎn)高檔金屬制品35萬(wàn)噸,產(chǎn)生的廢水主要為金屬制品酸洗預(yù)處理后,經(jīng)漂洗金屬制品所產(chǎn)生的含酸漂洗廢水,廢水中主要污染物為pH、Fe2+、TP和少量的鐵渣。本項(xiàng)目于2010年5月開(kāi)行運(yùn)行,項(xiàng)目具體情況如下:
2.1設(shè)計(jì)規(guī)模與進(jìn)出水水質(zhì)
⑴工程規(guī)模
根據(jù)該公司提供的資料,通過(guò)用水量計(jì)算,確定工程含酸廢水水量為300m3/h。
⑵工程進(jìn)出水水質(zhì)
廢水處理出水達(dá)到《天津市地方廢水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB12/356—2008)中的二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。本工程的進(jìn)出水水質(zhì)如表1:
表1進(jìn)出水水質(zhì)參數(shù)表
2.2工藝流程及說(shuō)明
酸洗廢水處理流程如圖1所示:
圖1酸洗廢水處理工藝流程圖
廠區(qū)酸洗廢水首先進(jìn)入集水井,由耐酸泵對(duì)廢水進(jìn)行一次提升,進(jìn)入預(yù)中和濾池。依靠石灰石中有效成分CaCO3的弱堿性質(zhì),使廢水經(jīng)過(guò)石灰石后的pH值穩(wěn)定在4~5之間。而后,酸洗廢水依靠重力流入隔油調(diào)節(jié)池。酸洗廢水經(jīng)水質(zhì)和水量的調(diào)節(jié)后,通過(guò)耐腐蝕化工泵提升進(jìn)入序批式中和反應(yīng)池。在序批式中和反應(yīng)池內(nèi)向廢水中投加石灰乳,將廢水pH值調(diào)至8.5~9.0之間,使廢水中的Fe2+和Fe3+與OH-反應(yīng)生成Fe(OH)2和Fe(OH)3沉淀物。池底均布穿孔曝氣管,加入的空氣中的氧氣將廢水中生成的Fe(OH)2氧化為Fe(OH)3。經(jīng)反應(yīng)后的廢水靠自流流入中間水池,由潛污泵提升進(jìn)入膜固液分離器中進(jìn)行處理。廢水中的固體顆粒被濾膜截留,水經(jīng)過(guò)膜組件后進(jìn)入下級(jí)處理單元。
2.3固液分離膜主要技術(shù)參數(shù)
本項(xiàng)目固液分離膜系統(tǒng)采用五組過(guò)濾器,每組過(guò)濾器配套膜組件250跟,單組過(guò)濾器實(shí)際處理能力為90m3/h。固液分離膜組建主要技術(shù)參數(shù)如表2所示。
表2 膜組件技術(shù)參數(shù)表
3.膜污染的形成
膜組件一旦投入運(yùn)行,只要存在的截留和分離,膜的污染在所難免。并且隨著污染的不斷發(fā)生,污染物在膜表面和膜孔內(nèi)產(chǎn)生不可逆的積累,導(dǎo)致膜通量的不斷下降。當(dāng)膜通量下降到一定程度,膜組件產(chǎn)水量不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求,必須更換膜組件。膜在使用時(shí), 不可避免地會(huì)受到膜污染, 導(dǎo)致其通量逐漸降低。造成膜污染主要有2 個(gè)原因: ⑴膜表面吸附溶質(zhì)( 尤其是大分子) 形成的膜污染;⑵濃差化的影響。[1]
膜污染是指被處理物料中的微粒、膠體粒子和溶質(zhì)大分子由于與膜存在物理化學(xué)相互作用或機(jī)械作用而引起的膜表面或膜孔內(nèi)吸附、堵塞使膜產(chǎn)生透過(guò)流量與分離特性的不可逆變化的現(xiàn)象[2]。料液中的組分在膜表面沉積形成的污染層將增加膜過(guò)程的阻力,該阻力可能遠(yuǎn)大于膜本身的阻力;組分在膜孔中沉積將造成膜孔的減小乃至堵塞。對(duì)膜污染而言,往往具有不可逆性。
關(guān)鍵詞:規(guī)劃; 布局 ;污水; 厭氧; 曝氣池
中圖分類(lèi)號(hào):U664.9+2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):
引言:
從國(guó)內(nèi)外城市污水處理廠建設(shè)的發(fā)展歷史來(lái)看,在人口密集的大中城市,大型集中污水處理廠是污水處理廠建設(shè)的主體,我國(guó)大中城市都建設(shè)了一些大中型骨干污水處理廠,對(duì)于控制水環(huán)境污染發(fā)揮了重要作用。但是隨著污水處理廠建設(shè)速度的加快,以及在缺水城市處理后污水的綜合利用越來(lái)越受到人們的重視,污水處理廠的建設(shè)有小型化分散建設(shè)的趨勢(shì)。另外,隨著污水處理廠的普及,一些小城鎮(zhèn)和遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)的別墅區(qū)、渡假村也都開(kāi)始興建污水處理設(shè)施,進(jìn)一步促進(jìn)小型污水處理設(shè)施的建設(shè)。總之,大中型集中污水處理廠仍將在治理水污染、改善水環(huán)境質(zhì)量方面發(fā)揮重要作用,隨著城鎮(zhèn)建設(shè)步伐的加快,污水資源化受到廣泛重視,污水處理廠布局有分散化、小型化的趨勢(shì)。因此,今后城市污水處理廠布局應(yīng)按照集中與分散相結(jié)合、污水處理與利用相結(jié)合的原則,合理安排污水處理廠布局方案,促進(jìn)污水處理與回用設(shè)施的建設(shè)。污水處理廠在控制水環(huán)境污染方面發(fā)揮著重要作用。
1、污水處理廠的工藝流程
目前,常用于我國(guó)城市污水處理的方式為集中污水處理系統(tǒng)和傳統(tǒng)的三格式化糞池。其它的處理構(gòu)筑物也都是大同小異的,主要的流程不外乎如此:
污水收集設(shè)施【包括污水管道、雨水管道、工廠排放水管道等】---污水提升泵站---格柵攔截---沉砂池---初沉池---曝氣池、厭氧池等核心處理工藝流程---二次沉淀池---排水管道或渠排入水體【①】其中核心處理流程可分為一級(jí)處理和二級(jí)及以上的深度處理。深度處理流程主要有好氧處理流程、厭氧處理流程及兩者相結(jié)合的處理方法。
目前,好氧處理方法有SBR工藝、UASB工藝、氧化溝、氧化塘等工藝,在曝氣池里沖入空氣或氧氣,讓好氧細(xì)菌除去污水中的有機(jī)物物質(zhì);厭氧處理流程主要有厭氧流化床、兩相厭氧發(fā)酵、厭氧濾池等利用厭氧菌進(jìn)行厭氧發(fā)酵的方法除去污水中的有機(jī)物的;另外常用的還有像A20及其變種的工藝流程都是好氧處理和厭氧處理相結(jié)合的處理流程,其處理效果往往比單一的處理方式好得多。
深度處理構(gòu)筑物不外乎以下幾種:曝氣池、厭氧池、氧化塘、厭氧反應(yīng)器及特殊的除磷脫氮設(shè)備,或者是他們的變種工藝,但是處理原理都是大同小異。
2、城市污水處理現(xiàn)狀及面臨的問(wèn)題
我國(guó)污水處理事業(yè)的歷史始于1921年,到改革開(kāi)放的近二十年來(lái)取得了迅速的發(fā)展,但仍然滯后于城市發(fā)展的需要。城市污水處理能力增長(zhǎng)緩慢和污水處理率低是造成我國(guó)水環(huán)境污染的主要原因,并嚴(yán)重的制約了我國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展。我國(guó)城市污水處理能力增長(zhǎng)緩慢的主要原因可以歸結(jié)為以下四個(gè)方面:
2.1污水處理技術(shù)落后
城市污水處理技術(shù)是城市污水處理設(shè)施能否高效運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵;長(zhǎng)期以來(lái),我國(guó)的污水處理技術(shù)都是沿襲了歐美國(guó)家近百年來(lái)的路線和處理技術(shù),在吸收、消化國(guó)外技術(shù)的同時(shí)也形成了自己的技術(shù),城市污水處理技術(shù)有了很大的發(fā)展,但是我國(guó)現(xiàn)階段采用的污水處理技術(shù)與同期國(guó)外的技術(shù)水平相比依然還很落后,始終存在效率低、能耗高、維修率高、自動(dòng)化程度低等缺點(diǎn),從而影響它們?cè)谖鬯幚韽S投標(biāo)中的競(jìng)爭(zhēng)力。
3.2資金短缺,投資力度不夠
城市污水處理系統(tǒng)是城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施之一,也是防止污染、改善城市水環(huán)境質(zhì)量的重要手段,為發(fā)展我國(guó)的城市污水處理,使水環(huán)境污染得到有效的控制。資金是個(gè)根本問(wèn)題。
即使修建了城市污水處理廠,其高昂的運(yùn)行維護(hù)管理費(fèi)用也是城市污水處理率低,水體污染嚴(yán)重的主要原因之一。我國(guó)污水處理設(shè)備運(yùn)行狀況是1/3運(yùn)行正常、1/3不正常、1/3處于閑置狀態(tài),污水處理廠的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)率只能達(dá)到50%,我國(guó)污水的實(shí)際處理率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于污水處理設(shè)施的處理能力。
雖然近幾年國(guó)家對(duì)污水處理投資有所增加,但與國(guó)外相比還差距甚遠(yuǎn),遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì):發(fā)達(dá)國(guó)家包括美國(guó)、德國(guó)、日本、法國(guó)、英國(guó)等國(guó)家用于排水設(shè)施與污水處理方面的投資約占國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的0.53%~0.88%。而我國(guó)在20世紀(jì)90年代用于排水設(shè)施與污水處理方面方面的投資僅占國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的0.02%~0.03%。所以我國(guó)應(yīng)通過(guò)宏觀調(diào)控調(diào)整投資結(jié)構(gòu),加大對(duì)城市排水和城市污水處理設(shè)施的投入。
2.3管理水平低
傳統(tǒng)的處理技術(shù)較復(fù)雜,我國(guó)目前操作人員的技術(shù)素質(zhì)及管理水平不能適應(yīng),這樣就造成了即使已建成的污水廠也不能正常運(yùn)行,嚴(yán)重制約了已建城市污水廠的正常運(yùn)行。
2.4污泥,臭氣控制不當(dāng)
目前,絕大多數(shù)污水廠使用的是傳統(tǒng)的活性污泥法,污泥是污染物的集聚地,因此,污泥處理的不好,污水處理等于零。而現(xiàn)在,污泥的處置主要以填埋為主,并未真正的消除污染。另外,污水廠的臭氣也是一個(gè)棘手的問(wèn)題,隨著城市的發(fā)展,以前建設(shè)的污水廠逐步發(fā)展為城市中心,此時(shí),臭氣的控制就顯得很有必要
3、污水處理廠布局規(guī)劃應(yīng)考慮的主要因素
污水處理廠布局規(guī)劃是污水管道和污水處理廠建設(shè)的關(guān)鍵,科學(xué)合理的處理廠規(guī)劃方案,可以降低污水管道和處理廠的建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用,并有利于污水的回用和排放。在編制污水處理廠布局規(guī)劃應(yīng)考慮以下主要因素:
3.1處理廠規(guī)模要考慮大中小相結(jié)合
如前所述,大型集中污水處理廠具有明顯的規(guī)模效益,且來(lái)水水質(zhì)穩(wěn)定,易于日常運(yùn)行管理。但處理廠過(guò)于集中,必然造成污水管道工程量加大,整個(gè)污水系統(tǒng)的初期投資較高,實(shí)施困難。因此,污水處理廠布局應(yīng)因地制宜,規(guī)模大、中、小相結(jié)合。
3.2污水處理廠廠址的選擇上要考慮上中下游相結(jié)合
在傳統(tǒng)的處理廠布局規(guī)劃中,一般都將處理廠安排在城市的下游,這樣可以使盡可能多的污水自流進(jìn)入處理廠。另外,對(duì)于污水排放也比較有利,經(jīng)處理后的污水排入下游河道,避免造成對(duì)上游水系的污染。但是,將處理廠全部放在城市下游對(duì)于北方缺水城市利用處理后的污水是很不利的,這一做法正在逐步改變。例如北京市在清河和涼水河上游分別安排了兩座小型污水處理廠,為河道和城市雜用水提供水源。在城市上游設(shè)置污水處理廠需要非常慎重,要與處理廠退水的利用規(guī)劃相結(jié)合。
3.3污水處理廠布局上要考慮集中與分散相結(jié)合
污水處理廠建設(shè)的集中與分散一直是關(guān)于處理廠布局爭(zhēng)論的焦點(diǎn),著一問(wèn)題并沒(méi)有絕對(duì)正確的答案,必須根據(jù)城市的特點(diǎn)綜合考慮現(xiàn)狀污水管道系統(tǒng)、處理廠用地條件、污水排放與回用情況等因素,綜合分析后確定。
3.4應(yīng)充分考慮污水回用的需求
水資源短缺已經(jīng)成為我們面臨的一個(gè)重要問(wèn)題,目前我國(guó)有300多個(gè)城市缺水,其中100多個(gè)城市嚴(yán)重缺水,污水資源化已成為解決水資源不足的一項(xiàng)有效措施。因此,北方缺水城市在編制污水處理廠布局規(guī)劃時(shí)一定要將污水回用作為一個(gè)重要因素加以考慮。
4、污水處理廠的發(fā)展趨勢(shì)
目前我國(guó)新建及在建的城市污水處理廠所采用的工藝中,各種類(lèi)型的活性污泥法仍為主流,占90%以上,其余則為一級(jí)處理、強(qiáng)化一級(jí)處理、生物膜法及與其他處理工藝相結(jié)合的自然生態(tài)凈化法等污水處理工藝技術(shù)。從國(guó)情出發(fā),我國(guó)城市污水處理發(fā)展趨勢(shì): (1)氮、磷營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的去除仍為重點(diǎn)也是難點(diǎn); (2)工業(yè)廢水治理開(kāi)始轉(zhuǎn)向全過(guò)程控制; (3)單獨(dú)分散處理轉(zhuǎn)為城市污水集中處理; (4)水質(zhì)控制指標(biāo)越來(lái)越嚴(yán); (5)由單純工藝技術(shù)研究轉(zhuǎn)向工藝、設(shè)備、工程的綜合集成與產(chǎn)業(yè)化及經(jīng)濟(jì)、政策、標(biāo)準(zhǔn)的綜合性研究; (6)污水再生利用提上日程;
5、結(jié)論
城市污水處理廠布局規(guī)劃是處理廠建設(shè)的依據(jù),規(guī)劃方案的合理與否直接影響處理廠的建設(shè)和運(yùn)行管理,在編制污水處理廠布局規(guī)劃時(shí),要全面考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、環(huán)境影響、污水資源的綜合利用等諸多因素,綜合分析現(xiàn)狀污水管道系統(tǒng)、河湖水系規(guī)劃、城市建設(shè)區(qū)布局等條件,對(duì)多種可能的方案進(jìn)行比選,最終確定一個(gè)合理可行的方案作為實(shí)施方案。
參考文獻(xiàn):
[1]孫振世.我國(guó)城市污水處理廠運(yùn)行狀況及加強(qiáng)監(jiān)管對(duì)策[J].中國(guó)環(huán)境管理,2003,(05).
關(guān)鍵詞:城市;污水處理;工藝;探討
中圖分類(lèi)號(hào):F291.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
1引言
城市污水處理設(shè)施建設(shè)是城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和水資源保護(hù)不可缺少的組成部分,多年來(lái),我國(guó)城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)一直滯后于經(jīng)濟(jì)發(fā)展,尤其是污水處理設(shè)施“,欠賬”太多,從而導(dǎo)致城市污水未能得到很好的處理。這不僅導(dǎo)致了環(huán)境的惡化,同時(shí)也影響了城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人類(lèi)健康。隨著環(huán)保事業(yè)及社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需要,人們逐漸認(rèn)識(shí)到了污水處理的重要性,已將其作為了市政工作的重要組成部分。污水處理的首要環(huán)節(jié)是污水處理工藝方案設(shè)計(jì)。一個(gè)科學(xué)合理的方案可在達(dá)到治理目標(biāo)的同時(shí)降低成本、節(jié)約投資、簡(jiǎn)化管理。不同城市的污水所采取的工藝是不同的。要想制定出一個(gè)合理的污水處理方案,了解各種污水處理工藝流程原理及特點(diǎn)是關(guān)鍵前提。因此,熟練掌握各種城市污水處理工藝的內(nèi)容是極為必要的。
2 城市污水處理工藝方案
城市污水處理程序包括:預(yù)處理、一級(jí)處理、二級(jí)處理、深度處理以及污泥處理。預(yù)處理主要包括沉砂池和格柵;一級(jí)處理的構(gòu)筑物主要是初次沉淀池;二次沉淀池和曝氣池是二級(jí)處理的主要構(gòu)筑物,二級(jí)處理是處理工藝的核心部分,通過(guò)該階段微生物新陳代謝作用將污水中大部分的有機(jī)物轉(zhuǎn)換成 H2O 和 CO2;污水的深度處理包括有機(jī)物的進(jìn)一步去除和脫氮除磷,常用過(guò)濾和混凝沉淀工藝,有時(shí)也采用生物炭和生物陶粒工藝;污泥處理是污水處理的重要組成部分,主要包括干化、脫水、硝化和濃縮等。不同特色的城市其所采取的污水處理工藝是不同的,在進(jìn)行城市污水處理方案設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)因地而異。
城市生活污水處理技術(shù)的沿革,經(jīng)歷了從單一工藝到組合工藝的過(guò)程。從是否需氧的角度考察,則沿著“厭氧好氧厭氧+好氧厭氧+缺氧”的軌跡發(fā)展。從去除對(duì)象來(lái)看,早期技術(shù)僅能去除SS物質(zhì),而現(xiàn)在的工藝還具備脫氮除磷功能。下面介紹幾種目前常用的處理技術(shù)和設(shè)備。
2.1生物接觸氧化法。
生物接觸氧化法,是一種介于活性污泥法和生物膜法的污水生物處理技術(shù),兼?zhèn)鋬烧叩膬?yōu)點(diǎn)。其主要構(gòu)筑物為生物接觸氧化池,池內(nèi)充填填料。已經(jīng)充氧的污水以一定的流速流經(jīng)被其浸沒(méi)的填料,在填料上形成生物膜。污水與生物膜廣泛接觸,在生物膜上微生物的作用下,有機(jī)污染物得到去除,污水得到凈化。由于池內(nèi)具備適于微生物棲息增殖的良好環(huán)境條件,因此,生物膜上生物相豐富、食物鏈長(zhǎng)、微生物濃度高、活性強(qiáng),不產(chǎn)生污泥膨脹,污泥生成量少,且易于沉淀。生物接觸氧化法具有多種凈化功能,除有效地去除有機(jī)物外,如運(yùn)行得當(dāng),還能夠脫氧和除磷。生物接觸氧化法的關(guān)鍵部位是填料。傳統(tǒng)的蜂窩狀塑料管較易堵塞,現(xiàn)在常采用吊掛式軟性填料和懸浮或半懸浮球形填料,能有效地防止堵塞,且面積較大,處理效果好。生物接觸氧化法是住宅小區(qū)生活污水處理較早的采用的技術(shù)之一,其主體工藝流程為:原污水初沉池接觸氧化池二沉池消毒池排放,初沉池、二沉池均為豎流式沉淀池,上升流速分別為0.6~0.8mm/s和0.3~0.4mm/s。采用梯形直管填料,池中心廊道式射流曝氣,氣水比為10:1~12:1,停留時(shí)間為2.5~3.3h。設(shè)計(jì)進(jìn)水平均BOD5=200mg/L,出水BOD5=20mg/L。
2.2兩段活性污泥法。
兩段活性污泥法,簡(jiǎn)稱(chēng)AB法。該法把污水管道、污水處理廠視為一個(gè)污水處理系統(tǒng)。其工藝特點(diǎn)是:不設(shè)初淀池,A段高負(fù)荷,B段低負(fù)荷,A、B兩段污泥分別回流,充分利用污水管道中的微生物,為不同時(shí)期生長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)微生物種群創(chuàng)造良好的環(huán)境條件,讓其充分發(fā)揮作用,耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng),處理效果穩(wěn)定。其主體工藝流程為:原污水格柵頂曝氣調(diào)節(jié)池A段曝氣池A段沉淀池B段曝氣池B段沉淀池排放。該類(lèi)設(shè)備,采用自吸式射流曝氣機(jī)、無(wú)支架的污泥懸浮型生物填料、側(cè)向流坡形斜板沉淀池等先進(jìn)技術(shù)。BOD5去除率為90%,COD去除率為80%。
2.3序批式活性污泥法。
序批式活性污泥法,簡(jiǎn)稱(chēng)SBR法。原則上,SBR法的主體工藝設(shè)備只有一個(gè)間隙反應(yīng)器,在一個(gè)運(yùn)行周期中,按運(yùn)行次序,分為進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水和閑置五個(gè)階段。SBR法的關(guān)鍵設(shè)備潷水器的研制,已取得長(zhǎng)足的發(fā)展。目前常用的潷水器,有虹吸式、旋轉(zhuǎn)式和套筒式三種。SBR法工藝簡(jiǎn)單、節(jié)省費(fèi)用,理想的推流過(guò)程使生化反應(yīng)推力大、效率高,運(yùn)行方式靈活,脫氮除磷效果好,沒(méi)有污泥膨脹,耐沖擊負(fù)荷、處理能力強(qiáng)。其主體工藝流程為:原污水調(diào)節(jié)池SBR反應(yīng)池消毒池出水。采用該工藝流程的上海某污水處理站設(shè)計(jì)平均流量750m3/d,進(jìn)水水質(zhì)BOD5=200mg/LSS=250mg/L,TN=40mg/L,NH4+=20mg/L,出水水質(zhì)達(dá)到黃浦江上游污水排放標(biāo)準(zhǔn),即BOD5<30mg/L,SS<30mg/L, NH4+<10 mg/L, TN<20mg/L。
2.4厭氧生物濾池。
厭氧生物濾池是一種內(nèi)部裝有填料作為微生物載體的厭氧生物膜法處理裝置。厭氧微生物附著載體的表面生長(zhǎng),當(dāng)污水自下而上升式通過(guò)載體所構(gòu)成的固定床層時(shí),在厭氧微生物作用下,污水中的有機(jī)物得以厭氧分解,并產(chǎn)生沼氣。厭氧生物濾池有多種變型,填料的發(fā)展迅速,其工藝流程為:進(jìn)水沉淀池厭氧消化池厭氧生物濾池拔風(fēng)管氧化溝進(jìn)氣出水井排水。污水經(jīng)沉淀池預(yù)處理后進(jìn)入?yún)捬跸剡M(jìn)行水解和酸化,可提高污水的可生化性,為后續(xù)處理創(chuàng)造條件。在拔風(fēng)系統(tǒng)作用下,生物濾池處于兼氧狀態(tài),阻止了污水中甲烷細(xì)菌的產(chǎn)生,使整個(gè)系統(tǒng)仍處于酸性階段,而氧化溝內(nèi)溶解氧一般可穩(wěn)定在1.5~2.8mg/L,污水在此進(jìn)一步好氧處理。該工藝的實(shí)質(zhì)類(lèi)似于A/O法,但兼性厭氧生物濾池使 厭氧段得到強(qiáng)化。拔風(fēng)系統(tǒng)是處理過(guò)程的關(guān)鍵。
2.5氧化溝法
氧化溝法于五十年代由荷蘭人巴斯維爾所開(kāi)發(fā),主要有卡魯塞爾(Carrousel)式、三溝式、一體化式、奧貝爾(Orbal)式等幾種技術(shù)形式。氧化溝法是一條閉合的生化反應(yīng)溝渠,以轉(zhuǎn)碟或轉(zhuǎn)刷為充氧和水流動(dòng)力,流程簡(jiǎn)單,對(duì)運(yùn)行管理要求較低,多用于延時(shí)曝氣,產(chǎn)生污泥量少,污泥易于脫水。氧化溝法在我國(guó)南方地區(qū)及中西部地區(qū)得到廣泛應(yīng)用。
2.6間歇式循環(huán)延時(shí)曝氣活性污泥法
間歇式循環(huán)延時(shí)曝氣活性污泥法是在1968年由澳大利亞新威爾士大學(xué)與美國(guó)ABJ公司合作開(kāi)發(fā)的。1976年世界上第一座ICEAS工藝污水廠投產(chǎn)運(yùn)行。ICEAS與傳統(tǒng)SBR相比,最大特點(diǎn)是:在反應(yīng)器進(jìn)水端設(shè)一個(gè)預(yù)反應(yīng)區(qū),整個(gè)處理過(guò)程連續(xù)進(jìn)水,間歇排水,無(wú)明顯的反應(yīng)階段和閑置階段,因此處理費(fèi)用比傳統(tǒng)SBR低。該工藝在我國(guó)典型的應(yīng)用為昆明第三污水處理廠,在國(guó)內(nèi)影響較大。
2.7A/O 工藝方案
該方案的基本設(shè)計(jì)原理是:在常規(guī)活性污泥工藝的基本流程基礎(chǔ)之上,使生化反應(yīng)池周期性的反復(fù)實(shí)現(xiàn)好氧、厭氧的狀態(tài),從而實(shí)現(xiàn)脫氮除磷的目的。可分為以除磷為主的厭氧 / 好氧工藝和以脫氮為主的缺氧 / 好氧工藝兩種類(lèi)型。前者的工藝特點(diǎn)是:①通過(guò)將富磷剩余污泥排出系統(tǒng)外實(shí)現(xiàn),因而需要在短污泥條件下進(jìn)行;②排放的剩余污泥量較多,從而增加了污泥的處理量;③具有較寬范圍的進(jìn)水BOD 負(fù)荷,抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng);④由于污泥停留時(shí)間短、負(fù)荷高,因此,節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用和能耗;⑤污泥負(fù)荷與常規(guī)的活性污泥法相當(dāng),厭氧池在好氧池之前,更有利于抑制絲狀菌生長(zhǎng)、防止活性污泥的膨脹。后者的工藝特點(diǎn)是:①在長(zhǎng)污泥齡、低污泥負(fù)荷條件下運(yùn)行,剩余污泥量少;②回流混合液能耗大,運(yùn)行費(fèi)用高;③缺氧池位于好氧池前面,一方面有利于控制污泥膨脹,另一方面可減輕好氧池的有機(jī)負(fù)荷,另外,反硝化過(guò)程中所產(chǎn)生的堿度還可以用來(lái)補(bǔ)償硝化過(guò)程中消耗的堿度;④好氧池在前,缺氧池在后,有利于反硝化過(guò)程中殘留有機(jī)物的進(jìn)一步去除,進(jìn)而提高出水水質(zhì);⑤利用原污水碳源進(jìn)行反硝化,不需要外加碳源。
2.8A/A/O 工藝方案
A/A/O 工藝或 A2 工藝,又稱(chēng)厭氧、缺氧、好氧活性污泥工藝,是常規(guī)活性污泥工藝方案的改進(jìn)型。該工藝方案設(shè)計(jì)的依據(jù)是:含磷回流污泥與污水首先進(jìn)入?yún)捬醭?,之后回流污泥釋放出?chǔ)存于菌體內(nèi)的磷,同時(shí)部分的有機(jī)物進(jìn)行氧化;利用污水中的有機(jī)物作為碳源,厭氧池中的反硝化菌將回流混合液中帶入的亞硝酸氮和硝酸氮還原為氮?dú)忉尫诺娇諝庵?,進(jìn)而達(dá)到脫氮目的;在好氧池內(nèi),氨氮被硝化、有機(jī)物被微生物降解,隨著聚磷菌的過(guò)量攝取,磷含量以較快的速度下降。因此,A/A/O 工藝可同時(shí)完成磷因過(guò)量攝取而被去除、硝化脫氮、有機(jī)物的去除等功能。
該工藝方案的特點(diǎn)主要有三個(gè):①流程較長(zhǎng),回流污泥設(shè)施和構(gòu)筑物較多;②通過(guò)厭氧段絲狀菌的抑制,活性污泥膨脹得到了有效控制,運(yùn)行可靠、穩(wěn)定;③把厭氧、缺氧及好氧三者有機(jī)結(jié)合起來(lái),具有同時(shí)達(dá)到去除 N、P、BOD5 及 COD 的功能。
2.9AB 工藝方案
AB 工藝方案是根據(jù)微生物基質(zhì)代謝及其生長(zhǎng)繁殖的關(guān)系而確立的,其工藝分為 A 段和 B 段(A 段為吸附段,B 段為生物氧化段),并充分考慮了輸送系統(tǒng)中高性微生物作用、污水收集等。為迅速增加微生物的數(shù)量,快速吸附污水中的有機(jī)物,通常情況下,A 段在高負(fù)荷下運(yùn)行。而 B 段一般維持在低負(fù)荷下,此外,A 段有機(jī)物含量的大量降低也為 B 段微生物創(chuàng)造了良好的進(jìn)水水質(zhì)條件該工藝方案的特點(diǎn)主要包括以下方面:①去除污染物效果好;②運(yùn)行穩(wěn)定性好;③具有一定的脫氮除磷效果;④較傳統(tǒng)活性污泥工藝經(jīng)濟(jì);⑤污泥沉降性能良好;⑥適用于超負(fù)荷的老廠改造和分期建設(shè);⑦需要兩段回流和兩個(gè)沉淀池,增加了設(shè)備與運(yùn)行管理難度。
2.91SBR 工藝方案
SBR 工藝方案是進(jìn)水———排水間歇式活性污泥工藝方案的改進(jìn)型。其基本原理是:首先,在厭氧池 A 內(nèi),污水和缺氧池內(nèi)回流的高濃度脫氮污泥混合,使得厭氧池內(nèi)的溶解氧被快速消耗,混合液處于化合態(tài)氧和無(wú)溶解氧的狀態(tài);之后,混合液流入?yún)捬醭?B,此時(shí),聚磷菌開(kāi)始了磷的釋放;緊接著混合液又流入了主曝氣區(qū),硝化菌對(duì)氨氮的硝化、碳化菌對(duì)有機(jī)碳的溶解、聚磷菌對(duì)正磷酸鹽的大量吸收都需要在該階段完成;然后,混合液流入到了序批池中,進(jìn)行好氧、缺氧的循環(huán)。該工藝方案的特點(diǎn)是工藝流程簡(jiǎn)單,適應(yīng)性強(qiáng)、運(yùn)行方式靈活,脫氮除磷效果好,污泥不易膨脹,處理能力強(qiáng)、耐沖擊負(fù)荷,對(duì)自動(dòng)化程度要求較高。
2.92UNITANK工藝方案
UNITANK工藝方案又稱(chēng)交替式生物化處理工藝方案,是 SBR工藝方案的一種發(fā)展和變型。系統(tǒng)的主體是一個(gè)被間隔成三個(gè)單元的矩形反應(yīng)池,包括 A 池、B 池和 C 池。每池都設(shè)有潛水曝氣機(jī)、表曝氣或微孔曝氣頭等曝氣系統(tǒng),三池之間水力相通;中間池子(B 池)只作為曝氣反應(yīng)池,外側(cè)的兩池(A 池與 C 池)設(shè)有剩余污泥排放口和出水堰。污水處理采用連續(xù)注水、周期交替進(jìn)行的方式,污水可隨意流入三個(gè)反應(yīng)池中的任何一個(gè)。污水處理過(guò)程中空間及時(shí)間的控制通過(guò)系統(tǒng)的調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn),進(jìn)而形成缺氧、厭氧或好氧的工作條件,達(dá)到處理目標(biāo)。該工藝方案的特點(diǎn)是節(jié)省投資,運(yùn)轉(zhuǎn)靈活,節(jié)省土建占地面積和費(fèi)用,容積和設(shè)備利用率高,適用性強(qiáng),維護(hù)困難等。
3 結(jié)束語(yǔ)
總之,污水的處理應(yīng)面對(duì)實(shí)際,以適用為原則,同時(shí),科研人員還得在處理工藝上繼續(xù)下工夫,使污水處理相對(duì)運(yùn)行規(guī)范、管理完善,污水處理運(yùn)行較為經(jīng)濟(jì),污水處理的效果更有保障。隨著A/O、A/A/O、AB、SBR、UNITANK 等新工藝方案的出現(xiàn)和推廣應(yīng)用,使得我國(guó)城市污水處理總體水平得到了極大地提高,運(yùn)行和投資費(fèi)用得到了大幅度的降低,為我國(guó)城市污水處理工程的順利進(jìn)行提供了技術(shù)保證。相信隨著新技術(shù)、新工藝及新設(shè)備的不斷開(kāi)發(fā),污水處理工藝將會(huì)得到進(jìn)一步的提高,滿足日益嚴(yán)格的環(huán)境要求。
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