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污水处理论文(6篇)

发布人:其他 发布时间:2024-03-14

污水处理论文篇1

炼油厂产生的废水主要包括含油废水、含碱废水、含硫废水、含盐废水、含酚废水和生活废水等。其污染物种类多、密度高,是比较难处理的工业废水。我国水资源严重缺乏,为了实现可持续发展战略,炼油厂需不断提高污水处理技术,保证符合工业污水的国家排放标准。

经过几十年的发展,我国炼油厂污水处理自动化技术的水平和应用范围已经得到了很大的提高,特别是近年来随着检测技术、软件技术、网络技术等一系列依托技术的快速发展以及先进控制理论的提出和推广,DCS系统在炼油厂污水处理自动化生产中得到了广泛的应用。过去用的污水处理系统稳定性较差,使用时间长容易出故障,需要工艺人员手动才能完成。而DCS系统优点在于分散控制,对污水处理的每个过程分别控制,由控制中心集中操作修改设定值,整个生产过程形成大的串级控制系统。因此,使用DCS系统不仅可以提高控制效率,节省人力,还可以克服过程中的干扰,提高系统的鲁棒性,提高生产效率。

2污水处理的工艺流程

我炼油厂污水处理采用自流式水力流程,污水经调节配水、中和、浮选、均质、水解、生化处理后,合格水经原有污水管道排入长江,整个过程工艺复杂,自动化程度较高。整个污水处理流程主要由以下工序组成。

2.1污水处理部分

2.1.1调节配水

调节配水环节是将预处理后的含油、含碱及大排洪沟污水经管线送入计量配水槽,然后通过电磁流量计计量,重力流入中和池。

2.1.2中和

中和池采用机械搅拌混合反应,依据PH值在线仪显示值自动控制酸碱泵投加酸碱,调节中和池出水PH值在给定的范围内。

2.1.3一、二级浮选

中和后的污水,先进入一级浮选(浮选机),去除污水中的浮油、乳化油及部分悬浮固体、胶体状物质。然后浮选机出水经浮选池配水井进入二级浮选(浮选池)。浮选池采用部分回流加压溶气气浮,浮选池的出水部分通过回流泵加压打入溶气罐作溶气水。

2.1.4均质与水解

炼油污水经浮选处理后,流入均质池,通过潜水搅拌机的搅拌,在池内与氧化沟的剩余活性污泥充分混合,混合液流入水解池,进行厌氧生物处理。水解池出水进入氧化沟配水井,通过电磁流量计计量后,流入氧化沟。

2.1.5氧化与二沉

氧化沟转碟的转速通过变频调速器进行调节,氧化沟出水设有调节堰板,借以调节池中液位,调整转碟的浸没深度。

污水经氧化沟处理后,流入二沉池进行重力分离。池内设有刮吸泥机,连续地将上层活性较好的污泥和底层活性较差的污泥,依靠静水压力分别吸、刮至回流污泥池、浮渣井。

2.1.6后过滤及排放

二沉池出水流入待滤水池,合格水经泵提升沿原有直径820*10管线排入长江,不合格水回流至调节池。部分水经核桃壳过滤器处理,其出水仍然回到待滤水池,核桃壳过滤器反冲洗水进调节池。

2.2污泥处理部分

污泥进入污泥浓缩池后,通过浓缩减小体积,浓缩后的污泥排入浓缩污泥池,上清液流入排水池。投料泵将浓缩污泥从浓缩污泥池提升至带式压滤机脱水,脱水后的泥饼由螺旋输送机送至污泥堆放场,滤液则流入排水池。

排水池设有液位控制系统,排水池中的污水由排水泵自动送入调节池。

2.3生活给水部分

新鲜水经转子流量计计量后,进入净水器的混凝池,充分反应后,流入沉淀池,沉淀下来的污泥由底部排泥阀排入污水池,上清液则流入过滤池,最后流入清水池,经消毒后由恒压供水装置往综合楼和各生产岗位提供生活用水以及锅炉的补给水。

污水池设有液位控制系统,由污水泵自动将污水送往氧化沟配水井。

2.4锅炉

来自给排水间的生活水经浮动床进行离子交换后,进入软化水箱,通过泵2801#或2802#,间断补水至锅炉进水管。从锅炉出来的热水通过管道送至各暖气包或氧化二沉区、中和浮选区下水道顶管用。

3污水处理的控制系统

根据污水处理站工艺流程比较复杂的特点,我们采用DCS系统自动控制污水处理流程。DCS系统是一种以通信网络为纽带的多级控制系统,由过程控制级和过程监控级组成,综合了计算机,通信、显示和控制技术,其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理,具有高可靠性、开放性、安全性和易操作性。

3.1DCS系统结构

控制系统由工程师站、操作员站、I/O站以及过程控制网络组成,通过以太网与管理计算机相联,实现远程查询监控。工程师站内装有组态软件平台,修改过程参数和进行系统维护;操作员站中操作人员对生产过程进行监控管理;I/O站对整个工业过程实施监控,由主控卡、数据转发卡、I/O卡、供电单元等组成。为了确保系统的可靠性,主控卡件、数据转发卡为冗余配置。

3.3系统功能

3.3.1人机界面

DCS系统将整个控制系统简化,由操作员在控制中心操作即可。因此需要友好、功能丰富的人机界面作为交互,这将极大的提高效率,并可以降低对操作人员的要求,从而节约人力成本。界面中具体功能如下:

1)显示整个处理过程的工艺流程图以及各具体过程的控制流程图,并以此为中心显示现场参数、生产状态等,方便查询。

2)可以根据调度要求以及现场情况方便对过程设定值进行调整或直接对现场设备进行操作。

3)显示报警信息以及具体的报警位置、状态等。

3.3.2数据记录和分析

建立历史数据的数据库,记录生产中一些重要的过程数据、报警信息以及操作员的操作记录,作为以后进行生产工艺优化和控制系统改造的重要依据,并有利于分析生产过程存在的漏洞,及时修正。

3.3.3通信功能

通信包括与各种现场设备、控制器之间的通信,以及管理系统与调度系统之间的通信。与现场设备之间一般使用4~20mA标准信号通信,与管理系统和调度系统的通信可以通过TCP/IP协议使用有线或无线的方式在局域网内实现。

3.3.4过程控制功能

这是DCS最重要的功能,整套的DCS解决方案需要构建整个生产过程的控制系统,实现对各种设备的监控和操作。根据工艺要求,对各个生产环节分别进行监控和控制。

3.4控制过程

3.4.1液位控制

如图为液位控制的控制流程图,使用差压变送器测量容器中的液位,进入控制器中与设定值的偏差为e,使用PID算法根据偏差计算控制器输出,控制出口阀门的开度,从而控制液位。

PID控制器是工业控制中最常用的控制器,由比例单元P、积分单元I和微分单元D组成。通过Kp,Ki和Kd三个参数的设定。PID控制器主要适用于基本线性和动态特性不随时间变化的系统。其计算公式如下:

(理想PID)

(工业PID)

其特点在于能较好的控制振荡,并且原理简单,易实现。缺点在于鲁棒性不够强,需要根据经验对控制器进行整定,随着设备的老化以及系统的改动,控制系统特性也随之变化,PID控制器的工作性能将会受到影响。另外,PID控制器不适合于滞后较大的系统,如加药量的控制。污水处理DCS系统内置有PID控制模块,很容易实现而且性能较稳定,主要应用于液位控制、流量控制和水压控制。

3.4.2PH控制

如图为PH控制流程图,主要是通过加酸和加碱量来调节PH值,一方面需要考虑当前PH值的大小,另一方面要考虑进水和出水的流量,需要保证下一个过程的设计流量。因此,中和池的控制同时也包括流量控制、液位控制等,是一个强耦合的过程,即一个输入量同时对多个输出量造成影响,这会造成过程的难控性。使用普通的PID方法一般超调较大,控制效果不好,甚至出现系统不稳定的情况。在这种情况下,使用解耦控制方法,将强耦合的过程在控制过程中进行解耦,从而可以对输出变量分别控制,同样使用PID控制器对各个控制回路进行控制。在实现解耦后,控制效果大大提高,过程控制稳定、可靠。

3.5温度控制

如图为温度控制流程图,针对锅炉加热的情况,要保证锅炉内的温度在设定值,需要使用温度变送器(热电偶)测量炉内温度和出口液体处的温度,传入控制器之后经过处理调节燃料气的进口阀门。由于燃料气气源压力不稳定,并且气阀具有一定的非线性,因此如果使用普通的单回路PID控制时控制效果较差,会出现较多的震荡。

串级控制系统采用两套检测变送器和两个调节器,前一个调节器的输出作为后一个调节器的设定,后一个调节器的输出送往调节阀。控制系统包括两个控制回路,主回路和副回路。副回路由副变量检测变送、副调节器、调节阀和副过程构成;主回路由主变量检测变送、主调节器、副调节器、调节阀、副过程和主过程构成。

串级控制系统具有以下优点:1、改善了过程的动态特性,提高了系统控制性能;2、能迅速克服进入副回路的二次扰动;3、提高了系统的工作频率;4、对负荷变化的适应性较强;5、可以克服被控过程的非线性。主要用于滞后较大的液位控制、克服阀门的非线性等。从控制系统的角度来讲,DCS系统就是一个大的串级控制系统。

污水处理论文篇2

关键词:污水处理现状

发展趋势世界上任何国家的经济发展,都伴随着人民生活水平的改善和城市化进程的不断加快。但是相应的淡水资源的需求和消耗也在不断增多。水,作为一种必不可少的资源,长期以来一直被认为是取之不尽、用之不竭的。在这种观点的驱使下,水环境的质量越来越恶劣、水资源短缺也越来越严重,这一切都加重了城市的负荷,带来一系列危及城市生存与发展的生态环境问题。

我国水资源和水环境现状

根据水利部门的预测,到2030年我国人口増至16亿时,人均水资源将降低到1760m3,总缺水量将达到400~500亿m3,已经达到了世界公认的缺水警戒线。从地区分布情况来看,水资源总量的81%集中分布于长江及其以南地区,其中40%以上又集中于西南五省区,就人均占有淡水资源而言,南方最高地区和北方最低地区相差数十倍,西部比东部甚至高出五、六百倍;这些地区水资源短缺的现状将在一个相当长的时间成为难以解决的问题。

随着人类社会的不断发展,城市规模的不断扩大,城市的用水量和排水量都在不断增加,加剧了用水的紧张和水质的污染,环境问题日益突出,由此造成的水危机已经成为社会经济发展的重要制约因素。

改革开放以来,我国城市化也进入快速发展时期,城市数量由1978年的193个增加到2001年的664个,城镇人口由17,245万人增加到48,064万人。上世纪90年代后,我国城市化速度进一步加快,目前城市化水平达到37%左右。城市数量与规模的迅速增加与扩张,带来了严重的城市生活污水和垃圾污染问题。近10年来,我国城市生活污水排放量每年以5%的速度递增,在1999年首次超过工业污水排放量,2001年城市生活污水排放量221亿吨,占全国污水排放总量的53.2%.与此同时,我国城市生活污水处理设施严重滞后和不足。

据统计:目前全国年排污量约为350亿m3,但城市污水集中处理率仅为15%,全国超过80%的城市污水未经任何有效的收集处理就直接排放到附近的水体,使得原本具有泄洪和美化景观作用的河渠变成了天然污水渠。特别是在全国2200座县城与19200个建制镇中,污水排放量约占污水排放总量的一半以上,但这些中小城市(镇)的污水处理能力都明显低于全国平均水平。

照此发展下去,城市的水环境将每况愈下。并进一步的加剧了水资源的短缺。即使在我国水资源比较丰富的南方地区,由于水体污染,水质型缺水也处于相当严峻地步。而且随着现代工业的发展及人口城市化的加速,城镇污水量将愈来愈大,水环境污染也会日益加重。

我国城市污水处理现状及面临的问题

我国污水处理事业的历史始于1921年,到改革开放的近二十年来取得了迅速的发展,但仍然滞后于城市发展的需要。据统计,到2000年底,全国已建设城市污水处理厂427座,其中二级处理厂282座。这些污水处理厂的建设,极大地提高了城市污水的处理水平,但处理量的增加仍远远滞后于污水排放量的增长,两者之间的差距还有进一步拉大的趋势。即便按98年资料,我国城市污水的处理率也仅为15.8%,西方发达国家如美国早在1980年就已达到了70%.

我国的污水处理事业的实际情况是污水处理率低,很多老城区的排水管网甚至不成系统。城市污水处理能力增长缓慢和污水处理率低是造成我国水环境污染的主要原因,由此导致了水环境的持续恶化,并严重的制约了我国经济与社会的发展。我国城市污水处理能力增长缓慢的主要原因可以归结为以下三个方面:

1)污水处理技术落后

城市污水处理技术是城市污水处理设施能否高效运转的关键;长期以来,我国的污水处理技术都是沿袭了欧美国家近百年来的路线和处理技术,在吸收、消化国外技术的同时也形成了自己的技术,城市污水处理技术有了很大的发展,但是我国现阶段采用的污水处理技术与同期国外的技术水平相比依然还很落后,始终存在效率低、能耗高、维修率高、自动化程度低等缺点,从而影响它们在污水处理厂投标中的竞争力。

4)资金短缺,投资力度不够

城市污水处理系统是城市的重要基础设施之一,也是防止水污染、改善城市水环境质量的重要手段,为发展我国的城市污水处理,使水环境污染得到有效的控制。资金是个根本问题。

我国经济水平相对于发达国家还比较落后,用于水污染治理的资金还很紧缺,不可能完全照搬国外的技术和模式,依靠大规模建设城市污水处理厂来改善水环境在现阶段实现的可能性不大。

即使修建了城市污水处理厂,其高昂的运行维护管理费用也是城市污水处理率低,水体污染严重的主要原因之一。据清华大学紫光顾问公司调查:我国污水处理设备运行状况是1/3运行正常、1/3不正常、1/3处于闲置状态,污水处理厂的实际运转率只能达到50%,我国污水的实际处理率远远低于污水处理设施的处理能力。

统计资料表明:2010年要增加6722万吨的污水处理,约需1344亿元的环保资金投入。按目前日处理能力2685万吨,每立方米的运行费用0.5元计算,需运行费用49亿元/年,到2010年则需171.7亿元,资金不足十分突出。

虽然近几年国家对污水处理投资有所增加,但与国外相比还差距甚远,远远不能满足需要。据有关资料统计:发达国家包括美国、德国、日本、法国、英国等国家用于排水设施与污水处理方面的投资约占国民经济总产值的0.53%~0.88%。而我国在20世纪90年代用于排水设施与污水处理方面方面的投资仅占国民经济总产值的0.02%~0.03%。所以我国应通过宏观调控调整投资结构,加大对城市排水和城市污水处理设施的投入。

5)管理水平低

传统的处理技术较复杂,我国目前操作人员的技术素质及管理水平不能适应,这样就造成了即使已建成的污水厂也不能正常运行,严重制约了已建城市污水厂的正常运行。

污水处理技术的发展趋势是简易、高效率、低能耗

我国是一个发展中国家,人口众多、生产力落后、经济基础薄弱是我国的实际国情,面对人民群众急需解决的生存压力,各级政府部门不得不把发展经济作为其首要任务。目前,我国很多大城市已经开始着手进行污水处理厂建设的规划和建设计划工作,但在广大中小城市(镇)还没有将污水处理建设纳入城市发展的议题,其主要原因之一就是没有专门的建设资金。

随着我国城市化进程的加快,中小城市(镇)的发展十分迅速,全国19200多个建制镇绝大多数都没有污水处理设施。目前,中小城市(镇)的污水排放量约占全国污水排放总量的一半以上,随着未来50年小城镇建设的快速发展,生活污水和工业废水的排放量将会数倍、甚至十几倍的增加,势必加剧水环境的恶化。中小城市(镇)和大城市在水系上是相通的,而且往往处于大城市的上游,中小城镇的污水治理工作做不好,大城市污水处理率即使达到一个很高的水平,水环境的质量也不会有明显改善。因此,要改善我国水环境被污染和继续恶化的状况,保护我国紧缺的水资源,除了要刻不容缓地对大城市的城市污水进行处理外,中小城市(镇)污水也应该引起足够的重视。

由于这些中小城市(镇)和大城市经济发展水平、排水体制、基础资料、融资渠道等有很大的不同,因此不可能也不应该把大城市的污水治理工艺、技术装备等搬用到中小城市(镇)的污水处理厂中去。

就目前的发展状况来看,在中小城市污水处理方面,尚缺乏适合我国实际国情的污水处理技术和设备,缺乏资金和管理经验。因此,探索和发展适合我国国情的中小城市(镇)污水处理工艺,掌握一批在中小城市(镇)具有代表性的污染源的治理技术和城市污水处理技术,就势在必行。

由于我国是发展中国家,财力有限,用于基础设施上的资金在大城市和中小城镇之间的分配严重不平衡,如近期国家、省、市把投资的重点放在支持城市污水处理厂的建设上,对县及以下建制镇污水处理设施建设的扶持较少。另一个中小城镇有别于大城市的特点是从业人员的技术水平和管理水平较低,这在一定程度上对污水处理厂运行操作的难易程度提出了要求。污水处理是能源密集型的综合技术,污水处理的能耗与所处理的污水量、水质、采用的工艺方法、运行方式、处理程度及操作管理有关。

针对目前的实际情况,国家提出了至2010年要求设市城市污水处理率不低于60%,建制镇污水处理率不低于50%的目标,因此,未来一段时间内我国污水处理事业将是大城市和广大中小城市(镇)并举。

以上这些因素就决定了应用于中小城市(镇)的污水处理技术首先必须经济、高效、节省能耗和简便易行。因此,研究和开发对传统工艺的改造和替代的新工艺,发展具有独立自主知识产权的、处理效果好且高效率低能耗的污水处理技术,是我国当前污水治理领域的一项主要任务。结合我国的实际情况,确定走简易、高效率、低能耗的技术路线适合我国的国情。

目前在高效率低能耗污水处理技术方面的研究已取得了不少进展,也开发出了一些经济实用的污水处理技术。下面所列的技术一般认为是可行且适合我国国情的高效低能耗中小城镇污水处理工艺:

a)强化的一级处理技术;

b)城市污水生态工程处理技术;

c)高负荷的城市污水生物化学处理技术;

d)厌氧及不完全厌氧处理技术;

e)高负荷生物曝气滤池、生物附着生长技术处理城市污水处理工艺;

f)现有城市污水处理的革新工艺。

高效低能耗是针对传统污水处理方法的工艺流程存在的问题而提出来得,至今尚无明确严格的定义,但总体上高效率、低能耗应具有以下特点,应能满足以下条件:

a)。总投资省。我国是一个发展中国家,经济发展所需资金非常庞大,因此严格控制总投资对国民经济大有益处。

b)。运行费用低。运行费用是污水处理厂能否正常运行的重要因素,是评判一套工艺优劣的主要指标之一。

c)。处理工艺应具有较强的适应冲击负荷的能力,因为中小城镇污水水量水质昼夜、季节波动较大。

d)。要求管理简单、运行稳定、维修方便。这对于中小城镇尤为重要,因为中小城镇往往技术力量比较薄弱。

e)。污水处理设施要占地省。我国人口众多,人均土地资源极其紧缺。土地资源是我国许多城市发展和规划的一个重要因素。

f)。所选择的处理工艺具有可以方便地改变其处理流程的能力。这主要是为了满足数量众多的中小城镇的各种不同需求。如:有的中小城镇地处封闭水体,污水需要除磷脱氮;而有些中小城镇附近有大江、大河,只需要处理BOD即可。

参考文献

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[6]唐亮,左玉辉。我国小城镇水污染控制战略的思考重庆环境科学1998Vol.20,№。5

[7]于衍真小型城镇水污染控制与治理措施山东建材学院学报1994Vol.8,№。3

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污水处理论文篇3

关键词:污水处理厂鼓风机房设计体会

1喘振及防止方法

1.1喘振

在风机运转过程中,当流量不断减少到Qmin值时,进入叶栅的气流发生分离,在分离区沿着叶轮旋转方向并以比叶轮旋转角速度小的速度移动,这就是旋转脱离。当旋转脱离扩散到整个通道,会使风机出口压力突然大幅度下降,而管网中压力并不马上减低,于是管网中的气体压力就大于风机出口处的压力,管网中的气体倒流向风机,直到管网中的压力下降至低于鼓风机出口压力才停止。接着,鼓风机又开始向管网供气,将倒流的气体压出去,这又使机内流量减少,压力再次突然下降,管网中的气体重新倒流至风机内,如此周而复始,在整个系统中产生周期性的低频高振幅的压力脉动及气流振荡现象,并发出很大的声响,机器产生剧烈振动,以至无法工作,这就是喘振。

从理论上还不能正确计算出喘振工况点,只能在性能测试时根据经验来判断是否进入喘振工况。

①听测风机出气管道的气流噪音。接近喘振工况时,出气管道中气流发出的噪音时高时低,产生周期性变化。当进入喘振工况时,噪音立即剧增,甚至有爆音出现。

②观测风机出口压力和进口流量变化。正常工作时其出口压力和进口流量变化不大,当进入喘振区时,二者的变化都很大。

③观测机体的振动情况。进入喘振区时,机体和轴承都会发生强烈的振动。

1.2防止方法

采用出风管放气。在出风管上设一旁通管,一旦风量降低至Qmin,旁通管上的阀门自动打开放气,此时进口的流量增加,工作点可由喘振区移至稳定工作区,从而消除了进气流量小、冲角过大引起失速和发生喘振的可能性。在采用进口导叶片调节风量时,随着工况变化,导叶旋转改变通道面积适应新工况的要求,从而避免气流失速,可有效防止风机喘振。

2噪声控制

鼓风机的噪声对污水处理厂的环境影响非常严重,噪声的辐射主要通过风机本体,进、出风管和连接风道。据有关资料介绍,国外有的鼓风机房为减小噪音将鼓风机设在地下,而地上式鼓风机房室内设有吸音板,门、窗全部是密封的,其造价很可观。结合我国实际情况,针对风机组产生的各种噪声源,通常采取的措施有:消声、隔声、隔振和包覆。

①消声

装设消声器是控制风机噪声的主要途径,消声器是一种阻止声音传播而允许气流通过的装置,可以大大减弱进、出风口辐射出来的噪声。东郊污水厂在进风廊道内两侧整个截面设有若干2m多长的吸音板块,空气从板块间通过,降低了噪声。而纪庄子污水厂则在进、出风管道上加设消音器。

②隔声和吸声

风机进、出风管加设消音器后,其风机壳体的辐射噪声仍对周围环境有较大干扰。在条件允许的情况下,可采取隔音措施,设置隔声室,在室内壁及天棚衬贴多孔性吸声材料,以消除机组产生的噪声。

③隔振

振动是噪声的主要起源,风机组的振动会产生低频噪声,故减轻机器振动是控制噪声的治本办法。为此,风机的外壳材料宜选用铸铁,以增加设备自重与外壳厚度,减小自振。在风机进、出口处设置柔性波纹管减振接头,降低风机振动传递到风道上产生的辐射噪声,对于小型鼓风机可在机组的基础下加设减振器。

④包覆

室外出风管道目前大多数设在地面上,实际运行中噪声很大,可将出风管全部设在地面以下,利用土层吸音或用隔音材料包覆管道。

通过综合控制会使整个鼓风系统噪声减弱,达到规范的要求。

3风机冷却

污水处理论文篇4

我国农村生活污水治理还处于初期阶段,农村污水治理工作仍然十分艰巨。全国各地开展了不少的农村污水治理工程的建设,但所建设的污水处理设施的出水水质标准不一,吨水建设投资费用差距很大。上世纪末,我国在农村配置了许多形式各异的无动力或微动力的低能耗型一体化污水处理装置。一体化污水处理装置存在占地面积小、自动化程度较高、管理方便、工期较短等优点,但目前该技术也存在许多问题。一方面,生物处理效率较低,尤其表现为氮磷去除率很低,氮磷污染是导致水体富营养化的主要原因。另一方面,目前实施的分散污水处理只是初步实现了分散污水的收集、处理和排放,远未达到再利用的目的,即达到将污水就地处理和就地回用,实现污水资源化的目的。因此,农村污水处理技术应满足以下要求。

①基建投资少,运行费用低。目前城市污水处理工艺已相对成熟,但其污水处理设施基建费用和运行费用高,不适合在农村地区推广。污水处理的运行费用一般包括:电费、药剂费用、人员费、定期修理费用等,较高的运行费用最终将导致“建得起,转不起”的尴尬局面。因此,基建投资少是保证污水处理设施在农村地区推广的前提,运行费用低则是保证污水处理设施持续正常运行的重要条件。

②工艺多样化。我国南北地域气候差异大,且居住方式和生活习惯有很大不同,因此污水处理工艺应呈现多样化,以适应建设地区的气候和水质、水量等条件的变化。

③运行操作简单、效果稳定。农村污水处理设施的日常运行,大都需要由村民自主管理来完成。而村民的技术知识水平和管理操作水平相对较低,且缺少专业技术人员,因此农村地区的污水处理设施应该采用运行管理简单且成熟稳定的污水处理工艺。

2污水处理措施

2.1污水处理模式

农村生活污水处理大体上有3种模式:

①接入市政管网模式,适用于靠近城镇或靠近城镇污水管网的农村,将生活污水集中收集后输送到城镇的污水处理厂进行处理,有这种条件的村庄,应优先考虑这种模式;

②集中联片处理模式,若接入城镇污水厂管网条件不可行,单村或者集中联片的几个村庄集中收集污水后,规划建设污水处理设施;

③单独分散处理模式,因居住分散、地形复杂、污水难以集中收集,宜以组团为单元,分区收集污水,每个区域污水单独处理。所以,污水处理模式应采取“衔接地方规划、合理利用资源、听取群众意见、科学规划设计”的原则来确定。

2.2污水处理工艺

目前,国内外污水处理技术从工艺原理上基本可分为自然处理系统和生化处理系统两类。自然处理系统主要是利用土壤过滤、植物吸收和微生物分解的原理进行污水处理的系统,或称为生态处理系统。常用的有:人工湿地处理系统(水平流、垂直流)、地下土壤渗滤净化系统、塘处理系统等。生化处理系统又分为好氧生化处理和厌氧生化处理。好氧生化处理主要是通过动力给污水充氧,培养好氧微生物菌种,利用好氧微生物的分解,消耗吸收污水中的有机质、氮及磷等。常用的有活性污泥法、A/O法、生物转盘法、SBR法等。厌氧生化处理主要是利用厌氧微生物的代谢过程,在无需氧气的情况下把有机污染物转化为无机物。常用的有厌氧接触法、厌氧滤池、UASB升流式厌氧污泥床等。针对农村地区特点,常用污水处理技术有以下几种。

1)人工湿地处理技术。有条件的村庄,可充分利用现有的农田灌排渠道与附近的荒地、废塘、洼地和沼泽地等,建设人工湿地处理系统。该系统一般由人工基质和生长在其上的沼生植物(芦苇、香蒲等)组成,是一种独特的“土壤一植物一微生物”生态系统,利用各种植物、动物、微生物和土壤的共同作用,逐级过滤和吸收污水中的污染物,达到净化污水的目的。湿地处理系统工艺设备简单、管理方便、能耗低、工程基建低、运行费用低,能耐受冲击负荷,净化出水水质良好、稳定。缺点是占地面积大,需要解决土壤和水中的充分供氧及受气温和植物生长季节的影响等问题。人工湿地可与稳定塘等其他工艺联合运用,例如重庆大学的蔡明凯等人采用厌氧生物滤池-人工湿地-生态塘工艺处理养殖废水,经过各单元的处理,CODcr去除率约为80.30%,SS去除率约为94.69%,NH3-N去除率约为73.39%,TP的去除率约为86.78%,出水浓度能够达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准。

2)地下土壤渗滤净化系统。适合于农户居住的土地较分散,且村庄周边往往有闲置荒地。地下土壤渗滤净化系统是一种基于自然生态原理,予以工程化、实用化而创造出的一种小规模污水净化工艺技术,是将污水有控制地投配到经过一定构造、距地面约50cm深和具有良好扩散性能的土层中,投配污水缓慢通过布水管周围的碎石和砂层,在土壤毛管作用下向附近土层中扩散。表层土壤中有大量微生物,作物根区处于好氧状态,污水中的污染物质被过滤、吸附、降解。由于负荷低,停留时间长,水质净化效果好。地下土壤渗滤净化系统建设容易、维护管理简单、基建投资少、运行费用低;把整个处理装置放在地下,不损害景观,不产生臭气。缺点是占地面积大,易滋生蚊蝇,冬季运行效果差。清华大学在2000年国家科技部重大专项中,首先在农村地区推广应用地下土壤渗滤系统,并取得了良好效果:对生活污水中的有机物和氮、磷等均具有较高的去除率,CODcr、BOD5、NH3-N和TP的去除率分别达到80%、90%、90%和98%。

3)好氧生物处理系统。好氧生物处理系统是现阶段污水处理中最常用的一种处理技术。好氧生物处理工艺众多,各有优缺点。选择时要根据实际情况仔细论证和比选,注重经济适用。生物处理法就是通过风机等设备给污水输氧,培养生物菌种和微生物。通过菌种和微生物把污水中的大部分有机物分解为无污染的CO2、水等物质,少部分合成为细胞物质,促使微生物增长,并以剩余污泥的形式排出,使污水得以净化排放。如SBR法,集曝气、沉淀、排水功能于一体,不断地转换,省去了传统的污泥回流设备,大大降低了建设费用;A2O法具有脱氮、除磷功能,还有如生物转盘处理工艺、膜生物反应器处理工艺等。生物处理法和自然处理系统比较,占地面积小,抗气候等外界影响的能力强,处理稳定、效率高,但基建投资、运行成本要高于自然处理系统。

4)厌氧生物处理系统。厌氧生物处理技术是在厌氧条件下,兼性厌氧和厌氧微生物群体将有机物转化为CH4和CO2的过程,又称为厌氧消化。污水厌氧生物处理工艺按微生物的凝聚形态可分为厌氧活性污泥法和厌氧生物膜法。厌氧消化无需搅拌和供氧,动力消耗少;能产生大量含甲烷的沼气,可用于发电和家庭燃气;可高浓度进水,保持高污泥浓度。厌氧处理工艺在我国有很长的历史,我国农民在古代早已开始应用厌氧发酵技术沤制粪肥,进行粪便无害化处理,而且至今仍在应用。我国是世界上利用厌氧消化技术制取和利用沼气最早的国家之一。现在,厌氧沼气池处理污水技术在我国中东部地区应用较广。厌氧沼气池将污水处理与沼气的利用有机结合,实现了污水的资源化,是最能体现环境效益和社会效益结合的农村生活污水处理方式。农村地区可根据实际情况,采取沼气池与其他污水处理工艺组合使用的模式来处理生活污水。江苏省常州地区采用了“污水沼气净化处理+人工湿地”的污水处理方法,它在原来水压式沼气池的基础上加以改进和提高,采取适当的过滤、沉淀和人工湿地的方法,目前这种污水处理模式在当地成效较显著。经过各单位处理后,氨氮去除率达93%,总磷去除率达86%,出水水质能达到《污水综合排放标准》一级B排放标准;其建设成本每户约2500元,年维护费12.5元/人,非常经济。为此建议将厌氧沼气池作为农村生活污水初级处理措施与其他污水处理工艺组合使用,同时要重视对沼气池出料口出沼液的收集和处理。

2.3污水收集系统

污水收集系统基本上由污水收集管网和调节构筑物构成。污水管道的选择根据技术经济比较,建议DN<400mm的污水管道采用UPVC(硬聚氯乙烯)双壁波纹管,500mm≤DN≤600mm的采用PE(聚乙烯)双壁波纹管,DN≥800mm采用钢筋混凝土排水管。下面主要对调节构筑物中化粪池与调节池进行说明。

1)化粪池。化粪池是污水收集系统中的重要单元,应避免化粪池渗漏引起的二次污染。农村改厕工作已成为农村卫生工作的重点,大部分农户建有冲水式卫生厕所,污水经过厕所进入化粪池,然后进入村庄污水管网。但多数化粪池结构过于简单,多采用12砖墙,沙浆抹面,从表面看做到了防渗,但由于化粪池埋深浅,经过1a冻融后,化粪池多数会出现渗漏,给污水收集带来困难。所以,村民家中化粪池应根据实际加以维修和改造,避免渗漏,确保污水能进入污水管网。

2)调节池。水量变化大是农村污水的特点之一,白天几个时段集中排水,夜间基本没有排水。若污水收集系统中不设调节池,水量、水质将都难以有效调节。水量大时,一方面由于污水没有出路,只能直排,另一方面污水处理系统必须根据水质变化情况,不断调整运行参数,增加了管理难度。所以在污水收集系统中必须设调节池,并且调节池容积应足够大,水力停留时间达到6~8h为宜。

2.4污泥处置

在污水处理过程中会产生污泥,污泥中含有大量的有毒物质,如寄生虫卵、病源微生物、细菌、合成有机物及重金属离子等。污泥处理就是要使污泥减量、稳定、无害化及综合利用。由于农村污水处理站规模一般较小,产生的剩余污泥也相对较少,单独对污泥进行脱水或压榨处理既不经济也不合理,只能妥善储存,累积到一定量后拖走处理。建议农村污水处理站对污泥处理采用“村收集,镇运输,县处理”的模式,各村将剩余污泥贮存于污泥池,所属乡镇有关部门统一安排环卫吸粪车运走,送至区县集中处理。建议设计一个较大的污泥储存池,能储存污水处理站半年左右的剩余污泥量。

3结语

污水处理论文篇5

1.1GPRS网络GPRS(GeneralPacketRadioService)通用分组无线服务技术,具有传输速率高、实时在线、按流量计费、覆盖范围广等特点。GPRS是在GSM的基础上建立的移动网络系统,在传统的GSM网络中引入了3个新的组件:PCU(PacketControlUnit,分组控制单元)、SGSN(ServingGPRSSupportNode,服务支持节点)和GGSN(GatewayGPRSSupportNode,网关支持节点),支持IP协议和X.25协议,使得GPRS能提供Internet和其它分组网络的全球性无线接入。GPRS通信系统结构如图1所示,主要由GPRS监控终端(应用电路和GPRSDTU)、GPRS网络(基站、服务支持节点、网关支持节点)、Internet网、监控中心计算机等组成。应用电路采集和处理后的数据通过串口发送到GPRSDTU,经GPRSDTU处理后的分组数据发送到GSM基站,分组数据再经SGSN封装和GGSN协议转换后,发送到Internet网络,最终数据传送至监控中心计算机。在本文中监控中心计算机采用公网固定IP地址方式接入Internet。在监控中心计算机上运行监控软件实现数据收发、显示、存储、查询和输出打印。监控中心的控制信息亦通过此通信链路下达至GPRSDTU和应用电路,来自Internet标识有GPRSDTU地址的数据包,由GGSN接收,再转发SGSN,继而通过基站传送到GPRSDTU,再通过串口传送至应用电路。

1.2远程监控系统设计

某印染集团企业有4个设在不同地方相距较远的印染工厂,若采用有线方式,监控数据点多,布线复杂,4个工厂不能实现统一集中监控,每个工厂都要建立一套监控系统,投资成本大,运营成本高,并且不能将监测数据实时传输到环保部门。本文研究的基于GPRS的印染企业污水处理远程监控系统,由4个污水处理现场控制器、GPRS模块、触摸屏、污水处理装置、GPRS网络、Internet网络、企业集团总部监控中心计算机、环保部门监控中心计算机等组成。污水处理现场控制器用单片机作处理器,现场检测仪表通过RS-485总线Modbus协议与单片机之间实现数据传输,监测数据通过单片机处理后经GPRS模块发送至GPRS网络,再通过GPRS网关传输到Internet网络,最后监测数据传输到环保部门和企业集团总部监控中心计算机,同时企业监控中心计算机也可向污水处理现场控制器发出控制指令,控制现场设备运行。触摸屏用于污水处理现场设备操作控制、参数设置、监测数据显示、趋势曲线、报表输出、历史数据查询等。本文在实际应用中单片机选择宏晶STC15F60S2单片机,GPRS模块选择西门子MC55模块,触摸屏选择威纶通TK6070触摸屏。

1.3污水处理控制器设计

污水处理控制器由单片机、检测仪表、泵、鼓风机、GPRS模块、触摸屏等组成,如图3所示。单片机作为处理器,采集现场各种检测仪表信号,通过编程实现对整个污水处理系统的控制。现场检测仪表提升泵流量计用于控制进入混凝沉淀池的污水量,加约泵流量计用于控制混凝沉淀池的混凝剂加药量,鼓风机流量计用于控制接触氧化池的曝气量,排污口流量计用于计量污水排放量,污泥泵流量计用于控制和计量进入压滤机的污泥量。CODcr检测仪、BOD5检测仪、SS检测仪、色度检测仪、pH检测仪用于检测进水口、调节池、混凝沉淀池、水解酸化池、接触氧化池、二沉池等各监测点的CODcr、BOD5、SS、色度、pH值。由于现场检测仪表多,并且安装较分散,与控制器相距甚远,所以本系统检测仪表采用RS-485总线通信方式,各检测仪表挂接在RS-485总线上,这样避免了长距离传输造成信号衰减,同时也避免了复杂的布线,信号传输更稳定可靠。所以检测仪表选择带RS-485ModbusRTU通信协议接口的仪表,如不带RS-485接口,则选择加装一个4-20mA模拟量信号转RS-485数字信号转换模块。提升泵用于将污水从调节池提升至混凝沉淀池,加药泵用于添加混凝剂,污泥泵用于将污泥池中的污泥抽取到脱泥车间。触摸屏通过RS-232串口与单片机相连,用于现场监控。GPRS模块通过RS-232串口与单片机相连,用于将单片机检测得到的监测数据发送到监控中心计算机,同时接收监控中心发送来的指令并传送给单片机。

1.4系统程序设计

系统程序由污水处理现场单片机控制程序和远程监控程序组成。单片机控制程序主要完成系统初始化、现场监控数据采集、现场控制设备驱动、GPRS通信、触摸屏通信等功能。单片机采集现场各污水处理池的参数,按设定的处理工艺自动控制各泵、阀、风机等的起停,实现污水达标排放。其中的GPRS通信程序主要完成GPRS初始化、网络连接、数据通信、关闭连接等功能,将现场污水处理参数无线发送到环保部门和企业总部的监控中心计算机,同时接收监控中心发送来的控制指令。触摸屏通信程序主要完成系统参数设置、系统起停控制、监控数据存储及显示、报表输出、历史数据查询等本地监控功能。远程监控程序主要通过GPRS网络通信实现污水处理远程监视、故障诊断、远程维护等功能。

2污水处理工艺

印染企业污水是一种水量大、色度高、组分复杂、水质变动范围大、温度高的较难处理有机污水,针对这些特点本文采用调节、混凝沉淀、水解酸化、接触氧化、二沉的处理工艺。印染企业车间废水经过格栅将废水中含有大量的布毛、线头、纤维碎屑等悬浮物去除后,经调节池对水质、水量进行调节,同时进行预沉淀、预曝气、降温处理。调节池中的废水经提升泵抽取到混凝沉淀池,在混凝沉淀池中投加铁盐、铝盐等无机混凝剂,混凝剂在水中先发生水解、聚合等化学反应,生成的水解、聚合产物再与水中的颗粒发生静电中和、粒间加桥、粘附卷扫等作用,生成粗大的混凝体再经沉淀除去。本文选择聚合氯化铝铁(PAFC)作为混凝剂,PAFC具有絮凝速度快、矾花大、沉降性能好等特点,并具有良好的除浊、脱色和去除COD性能,原料来源广泛,成本低廉,广泛应用于工业废水处理中。混凝沉淀有效减少对后续生化处理的冲击负荷,提高了废水的可生化性。经混凝沉淀处理后的废水进入水解酸化池,在厌氧条件下,通过厌氧菌的水解胞外酶作用,使长链大分子有机物降解为短链小分子有机物,不溶性有机物水解为溶解性有机物,提高废水的可生化性,使污水在后续的好氧池以较小的能耗和较短的停留时间得到处理,从而提高了污水的处理效率,并减少了污泥生成量。布水均匀与搅拌充分是水解酸化处理的关键,在水解酸化池底采用多点脉冲布水,通过搅拌使污泥和废水充分混合,提高了废水的水解酸化处理效果。经水解酸化处理后的废水进入接触氧化池,通过鼓风机曝气,向水体充氧,在有氧条件下,污水中的有机物不断被生物膜中的微生物吸附、氧化分解。曝气的目的一是供给微生物新陈代所需的氧量,二是使污泥与废水充分混合,达到搅拌的目的。曝气量控制是关键,本文中根据接触氧化池中溶解氧量自动调节曝气强度。污水经过接触氧化处理后,流入二沉池,经泥水分离后的上清液达标排放。物化污泥和生化污泥经浓缩后,通过污泥泵进入带式压滤机进行污泥脱水处理,泥饼定期清运处理。

3结束语

污水处理论文篇6

1.1原料精制以火电厂用煤为例,通常情况下燃烧的煤炭是从煤场直接运输过来、然后直接进入锅炉仓房,没有经过二次加工,煤炭本身含有很多杂质,影响其燃烧效率。不能充分燃烧的煤的煤灰煤渣在运输过程中大量漂浮到空气中,造成了大量固体废弃物的漂浮,形成阴霾。因而在煤炭燃烧之前应实现二次处理,尽可能多的将煤炭中的杂志剔除干净,增强煤炭的燃烧效率,以降低各种污染。

1.2采用先进密封设备,强化各个环节的安全运输没有充分燃烧的煤炭产生的大量废弃物在运输过程中外泄出去,造成污染,因而火电厂应强化对燃烧各个环节的设备的密封措施。火电厂应在导流板的外侧固定性能强的密封裙板,防止粉尘等固体废弃物的外泄。在其他环节火电厂也应积极引进国内外先进的密封设备,保证运输各个环节的粉尘等固体废弃物的外泄量都在最低值。

1.3定期对操作员工进行技术培养,规范操作程序火电厂生产过程中容易产生粉尘等固体废弃物,除材料和生产设备上存在的不足,操作人员的操作素质不高,没有强化对整个运输及燃烧过程的监管也是造成污染的重要原因之一。操作人员由于对保护环境的意识不强,导致其在操作机器设备时粗心大意,激起大量的灰尘或导致粉尘外泄。因而火电厂在加强科学的防治生产废弃物的同时,应强化对操作人员的专业及职业道德素质的综合培养,促使员工更注意在运输过程中的小心谨慎、在操作过程中仔细观察粉尘的外泄情况,并及时找到科学的解决措施。

2火电厂污水处理技术

污水处理技术要建立在科学经济的基础上,不能在实现污水处理的同时又产生了其他的污染,浪费火电厂生产成本的同时加剧了后期的处理难度。

2.1引进先进的生产设备,最大程度的降低污水量为降低污水量,火电厂应及时引进最先进的生产设备,降低污水的产出量,不需治理是最好的治理方式。污水处理过程不论多严谨,都会造成一定的浪费及污染,所以火电厂应积极引进或自行研究先进的生产设备,减少污水量。

2.2火电厂积极研究开发分散式生态节能污水处理系统分散式生态节能污水处理系统是指综合运用污水井、厌氧池、厌氧过滤池及生物托盘等设备,通过过滤、氧化、高效分解等理化综合反应,将水与杂质分离,并将两者再次充分利用。火电厂积极研究这种污水处理系统,可以在实现污水净化循环利用的基础上,降低生产成本、提高经济效益。

2.3实行膜生物反应器处理技术膜生物反应器处理技术主要是通过原水———格棚———调节池———膜生物反应器———消毒———中水等系列工艺流程,实现对污水的治理。该技术可以有效的降解污泥的沉降性,对水中的杂质的化解作用明显,保证了处理过后的水质。且该项技术容易控制,适宜火电厂引进并加以利用。

2.4硅藻土处理技术硅藻土是一种由单细胞水生植物硅藻的遗骸趁机形成的特殊土壤,具有多孔性、低浓度、比表面积大、化学稳定性等特殊性。在火电厂的污水处理过程中可以充分利用其特性,通过与膜生物反应器处理技术相同的工艺流程进行作用。该种技术可以确保污水治理在不散发臭味的基础上利用生物接触氧化、曝气生物滤池等达到降解污水杂质的目的。

3总结