㈠ 我国石油化工行业节水潜力有多大
我国是人均水资源贫乏的国家,人均水资源仅为世界平均水平的四分之一。我国工业用水量占总用水量的20%,工业废水排放量占全国废水排放量的49%。工业用水效率低、增长快、污染重是我国水资源应用中的重要问题。我国石油天然气行业是用水和废水排放大户,因此节水成为一项十分重要和迫切的任务。
1997年全国加工原油1.54亿吨,其中中国石油化工总公司加工1.25亿吨,炼油行业消耗新鲜水4.26亿吨(按工业用水统计为3.66亿吨),平均加工每吨原油耗水3.41吨(按工业用水统计为2.93吨);排放废水总量为2.96亿吨(按工业废水统计为2.73亿吨),加工每吨原油排放废水2.37吨(按工业废水统计为2.19吨)。2000年,中国石油天然气股份有限公司加工1吨原油用新鲜水平均在1立方米以上,最高的公司达3.95吨。
国外炼油企业加工1吨原油用新鲜水仅为0.5吨,加工1吨原油废水排放量大多在0.1吨以下,先进水平仅0.01吨。国外有的炼油厂甚至可以做到废水全部回用,基本上不向外排放废水。如日本兵库炼油厂,平均加工1吨原油的废水排放量仅为6~7千克;日本科斯莫(COSMO)公司千叶炼油厂,炼油能力为1200万吨/年,年排放废水不到3000吨,平均每加工1吨原油排放废水不到0.25千克。我国只有燕山石化公司炼油厂、齐鲁石化公司炼油厂、镇海炼化公司炼油厂、福建炼油厂、济南炼油厂和林源炼油厂加工每吨原油排放废水小于1吨,比兵库炼油厂排放量高100~130倍,比COSMO公司千叶炼油厂排放量高3000~4000倍,而其他炼油厂差距更大。1997年全国加工1.54亿吨原油,与国外一般水平比较,约多排放废水2.6亿吨,相当于多耗新鲜水3亿吨。如果与国外先进水平比,约多排放废水3.49亿吨,相当于多耗新鲜水4亿吨。全国炼油厂废水排放率如果都能达到兵库炼油厂水平,一年可少排放废水3.64亿吨,相当于少消耗新鲜水4亿吨,每吨水价格按0.45元计算,可以节约1.8亿元。可见节水潜力的经济效益很可观。
中国的石油天然气企业都在采取具体措施来节约用水,但由于各种技术和管理方面的原因,节水目标的实现还有一个过程。中国石油天然气股份公司制定的2005年主要用水指标为:加工1吨原油用新鲜水1立方米;在化工产品产量比2000年增长53%时,新鲜水用量不增;炼化系统水的重复利用率整体达到95%时,重点企业达到97%;炼化系统循环水浓缩倍数整体达到3.5~4.5,重点企业达到5~6;炼化系统凝结水回收率达到70%,重点企业要达到80%;炼化系统污水回用量达到30%,重点企业要达到50%;油气田采油污水有效回用率达到95.5%。
炼油化工生产采取的节水措施有:提高循环水浓缩倍数;回收利用凝结水;炼油污水处理回用;海水利用;加强用水计量和监测工作;加强管理和考核等。
㈡ 我国近年来华北地区水资源短缺的原因,以及解决地区水资源短缺的措施
1、我国水资源时空分布不均是导致华北地区水资源紧张的主要原因。从降水季节分配来看,我国绝大多数地区降水集中在 5 月 ~ 10 月,而华北地区则高度集中在 7 月、8 月这两个月的降水量占全年降水总量的 80%, 而冬春季则出现持续干旱。
2、人口增长过快,工农业发展迅速, 加剧了水资源紧张程度。从新中国成立初期开始,我国就对海河、黄河流域进行了大规模的治理,以及对华北平原盐碱地进行改造, 使本区农作物种植面积不断增加,灌溉面积不断扩大,农业用水量成倍增长;
尤其是通过几十年的建设, 京津唐工业区已成为我国北方最大的综合性工业基地, 如首都的钢铁工业、燕山石化工业、天津的化学工业等一大批大型、特大型和耗水量大的工业企业的建立, 使淡水供应更加紧张。
3、水资源综合利用率低,浪费和污染严重。华北地区水利工程,特别是农业灌溉工程不够配套,防漏、 防渗设施也不完善,农业灌溉存在不同程度的渗水、漏 水现象,水资源有效利用率只有 50%左右,城市供水 损失率高达10 %以上(包括管道漏水)。
4、生态环境恶化, 干旱频率加大。由于长期受自然和人为因素的影 响,华北地区森林覆盖率只有 3.5 %,其中黄土高原森林覆盖率仅 1 %。 森林覆盖率低不仅涵养水源的能力低、地表水土流失严重、地下水水量减少, 而且使空气湿度降低,干旱频率加大。
措施:
1、加强对水资源的综合管理, 提高水资源的利用效率节约用水、防治水污染是目前解决华北地区水资源紧张的最有效途径,而造成华北地区水资源浪费和污染的最主要原因是管理不善,人们缺乏保护水资源的意识。
因此,政府及相关职能部门一方面要加强对水资源管理的执法力度和宣传力度,提高人们保护水资源的意识,使珍惜和保护水资源成为人们的自觉行为, 并且要采取措施,,提高水资源的利用效率。
2、大力发展节水农业。农业不仅对水的依赖性很大,同时也是耗水量最大的生产部门。过去华北地 区为了提高粮食产量,盲目地扩大灌溉面积, 加上灌溉方式不当,灌溉设施老化,水资源有效利用率只有50%, 重复利用率更低,在 20%左右。
因此,在水资源紧缺的华北地区应大力发展节水农业,主要途径包括 积极推广耐旱作物,改革灌溉技术,如实行管道输水、喷灌、滴灌,这种方式要比大水漫灌节约用水 1/ 2 至 2/3。
3、加强水利工程和生态工程建设。“南水北调”工程就是计划将长江流域的水,调到西北、
华北地区,这项工程一旦建成实施,华北地区水资源短缺状况就会从根本上得到改变,其次,修建水库是解决降水季节变化大的主要措施。 华北地区的降水主要集中在7 月、8月,容易造成洪涝灾害。
因此,在华北地区各河中上游应大力修建水库,同时要通过改造或扩建,增加原有水利工程的蓄洪能力,使枯水期水资源在一
定程度上得到补充, 也使水资源的利用率得到提高,另外是加强生态工程建设,提高地表植被的覆盖率。
(2)燕山石化废水扩展阅读:
水资源在地区分布不均,进一步加剧了水紧张状态;按流域划分,我国水资源共可分为10 个主要流域,分别是松花江、辽河、海河、淮河、黄河、长江、东南诸河、珠江、西南诸河、西北诸河流域。
根据2004 至2008 年我国各流域水资源分布表,我国水资源主要分布在长江流域、西南诸河、珠江流域、东南诸河和西北诸河流域,2008 年上述五大流域的水资源总量之和占我国水资源总量的88%,其中长江流域水资源总量最大,占我国水资源总量的34.48%。
从国土面积与水资源比例看,长江流域及其以南地区国土面积只占全国的36.5%,其水资源量占全国的81%;淮河流域及其以北地区的国土面积占全国的63.5%,其水资源量仅占全国水资源总量的19%。从人口与水资源比例看,全国82%的人口仅占据47%的水资源。
全国共有16 个省(区、市)人均水资源量(不含过境水)低于国际标准所划定的重度缺水线,有6 个省、区已处于极度缺水状态。
全国600多个城市中有三分之二供水不足,其中六分之一严重缺水。如果不对现有水资源进行合理管理,随着中国人口在本世纪中叶达到16亿的上限,中国人均水资源量将跌至1700立方米的缺水警戒线,水资源短缺形势将更为严峻。
㈢ 炼油废水都有哪些处理工艺
Hey,李振,不客气哦有``
㈣ 11月,燕山石化牛口峪“贵客”不断,据说这“贵客”是紫背苇鳽,那牛口峪生态中心的水源应该很好吧
问题:http://..com/question/1303184956532766859.html
答案:继10月份珍禽黑鳽落足燕山石化牛口峪生态中心,近日,牛口峪又迎来“贵客”——紫背苇鳽。据北京师范大学鸟类专家、北京观鸟会专业顾问赵欣如教授介绍,紫背苇鳽属于濒危鸟类,已列入世界自然保护联盟鸟类保护名录,其数量日趋稀少,对生存环境有一定要求,此次亮相牛口峪生态中心,也说明了它对这里环境的认可。
据悉,燕山石化牛口峪生态中心的水源主要来自公司处理的工业废水和生活污水,长期以来,燕山石化下大力气开展环境保护工作,同时采取生化技术沉淀、过滤、净化水质,处理后的水质优于北京市二类水体标准。经过多年努力,昔日的“污水库”变成了生态园,引来白鹭、野鸭、鸳鸯、灰鹤等多种鸟类落足,并成为燕山石化公众开放日的著名景观之一。
㈤ 污水处理工艺的适用条件
2.1 氧化沟
氧化沟是活性污泥法的一种变型, 其曝气池呈封闭的沟渠形, 其曝
气池呈封闭的沟渠形, 污水和活性污泥混合液在其中循环流动, 并因此
而得名。又称 "循环曝气池"、"无终端的曝气系统"[2]。
氧化沟具有独特的工艺特点, - 般不设初沉池, 通常采用延时曝气。
污泥负荷和污泥龄的选取要考虑污水硝化和污泥稳定化两个因素, 一般
污泥龄为 l0d 一 30d, 污泥负荷在 0.05- 0.10kgBOD5/(kgMLSS.d)之间。氧
化沟对有机物的去除效率很高, 其不同工艺组合还具有除磷脱氮功能。
近年来, 随着氧化沟专用设备的开发研制, 在技术装备和运行控制上有
了一整套技术, 如荷兰 DHV 公司与美国 EMICO 公司合作推出的 Car-
rousel2000 氧化沟、丹麦 Kruger 公司推出的交替工作式氧化沟、美国 En-
virex 公司推出的 Orbal 氧化沟、德国 Passavant 公司推出的转刷曝气氧化
沟等。
北京燕山石化公司牛口峪污水处理厂曾对氧化沟进行了工程测
试, 该厂主要接纳工业废水及少量生活污水, 结果表明, Orbal 氧化沟处
理效果很好, 出水各项指标均远远低于设计值, COD、氨氮的去除率都
超过 90%[3]; 重庆建筑大学邓荣森等[4]应用侧渠式氧化沟与厌氧处理方
法相结合, 对高浓度有机废水(屠宰)进行处理, 研究表明, 组合式氧化沟
处理高浓度有机废水是完全可行的, 厌氧组合有助于提高出水水质, 侧
渠合建能实现无泵污泥自动回流; 目前, 氧化沟以其流程简单、管理方
便、处理效果好等优点, 在我国中小城市污水处理厂中得到广泛应用。
2.2 SBR 法
SBR 法是间歇式(序批式)活性污泥法的简称, 它集曝气、沉淀池于
一体, 不需设二次沉淀池, 省去了污泥回流及设备; 该工艺具有工艺流程
简单, 布置紧凑, 占地节省, 运行方式灵活, 除磷脱氮效果较好等一系列
优点, 缺点是对自控要求高, 管理较复杂。
近年来, 自控技术的迅速发展为 SBR 法再度得到深入研究和广泛
应用, 提供了极为有利的先决条件。如今, SBR 法已发展为一种简单可
靠、经济有效、颇具竞争能力的城市污水处理技术, 并且以其为基础出现
了许多变型工艺, 如间歇进水间歇曝气的 CAST(Cyclic Activated Sludge
Technology)工艺、CASS(Cyclic Activated Sludge System)工艺、连续进水间
歇曝气的 ICEAS(Inten'nittent Cyclic Extended Aeration System)工艺等。
和占龙、唐永明等[5]采用 SBR 工艺处理猕猴养殖场废水, 结果出水水质
各项指标优于 GB8978- 1996《污水综合排放标准》二级排放标准, 达到动
物饲养场废水达标排放标准; 袁忠等[6]用 SBR 发处理甲醇废水, 结果表
明, 处理效率高, 沉降效果好, 污泥产量低, 活性污泥不容易发生膨胀; 黄
明等[7]利用 SBR 发去除城市污泥中的重金属, 结果表明: 对 Cu 和 Zn
的去除率达 78.3%和 77.7%, 对 Cd 的去除率接近 99% , 沥滤处理后污泥
中的残余重金属含量符合污泥农用的国家标准。
2.3 厌氧生物处理技术
厌氧生物处理是利用兼性厌氧菌和专性厌氧菌在无氧条件下降解
有机污染物的处理技术。因其效率高、成本低而成为现代先进的废水处
理技术之一。
厌氧方法适合处理高浓度的有机废水。同时, 采用厌氧生物处理技
术时, 每去除 1 kg COD 能产主 0.35m3 的甲烷[8].因此.废水厌氧处理在
食品酿造和制糖工业中得到广泛应用。强志民等[9]利用好氧污泥转厌氧
驯化的方法在厌氧复合床(结合了缺氧生物滤池和 UASB 的优点)内接种
培养, 处理含酚 l g/L 左右的废水, 处理效果明显, 苯酚去除率达 98.7%,
COD 去除率达 98.3% 。
厌氧工艺处理城市污水最大的缺点是出水水质通常达不到排放标
准, 因为厌氧处理主要是去除污水里的 COD, 使得出水水中氨氮和硫化
物浓度较高, 一些感官性指标如色度、气味也较重。对于处理后出水里的
BOD、TSS、N、P 和病原体/ 致病微生物等可采取一些生物方法 ( 如稳定
塘) , 物理化学方法( 如石灰投加法等) 和化学方法( 如加入 O3 等去除) 。
在用厌氧处理污水的时候, 值得注意的是污水的处理温度和浓度, 温度
会影响溶解性有机物的降解, 在温度低于 20℃时有机物的水解过程会受
到抑制[10], 而污水的浓度则影响厌氧微生物的生长速度。
2.4 天然净化系统
自然生物处理法是利用在自然条件下生长、繁殖的微生物处理废
水的技术。其主要特征是工艺简单、建设与运行费用都较低, 但净化功能
受自然条件的制约。主要的处理技术有土地处理法、人工湿地和稳定塘
等。下面主要介绍土地处理和人工湿地在污水处理中的应用。
2.4.1 土地处理法
土地处理法是利用土壤一微生物一植物组成的生态系统对污水中
的污染物进行物理、化学和生物净化, 并通过系统营养物质和水分的循
环利用, 使绿色植物生长繁殖, 从而实现污水的资源化、无害化和稳定
化, 是一种高效、节能、经济并符合生态原理的污水处理系统。
污水土地处理技术有 5 种基本类型: 慢速渗滤、快速渗滤、地下渗
滤、地表漫流和湿地系统。各种类型适用的污水处理范围见表 1[11]。
土地处理系统工艺类型的选择, 主要是根据土壤性质、透水性、地形、种
植作物种类、气候条件和对废水处理程度的要求等来选择的。
2.4.2 人工湿地处理系统
人工湿地是二十世纪七八十年代发展起来的。它是一种利用湿地
自然生态系统中的物理、化学和生物学协同作用, 通过过滤、吸附、共沉、
离子交换、植物吸附和微生物分解来实现对废水的高效净化的污水处理
方法[12]。
人工湿地去除污染物的范围很广泛 ,包括 N ,P ,SS、有机物、微量元
素、病原体等。彭超英等[13]人对某地人工湿地进行探讨和检测 ,结果表
明 ,其 CODCr 去除率可达 83% ,总氮去除率达 45% ;李亚治[14]等采用水
葫芦一水草人工湿地系统对再生浆造纸废水进行了处理。结果表明:
BOD5, CODCr, SS的 去除率分别达到 98%, 93%和 89% ,而且系统性能稳
定。出水水质达到排放标准且可用于农灌。
3. 小结
(1)氧 化沟工艺和 SBR 工艺是城市污水处理的首选工艺 ,首先其
基建费用明显低于常规活性污泥法、A/O、A2/O 法, 且处理效果又相对
很好 ;(2)厌 氧生物处理技术是一种低成本、低能耗、污泥产量低的技术,
且把废水处理与能源的回收利用相结合 ,是包括中国在内的大多发展中
国家的首选技术 ;(3)天 然净化系统作为一种古老的污水净化系统 ,由于
具有其它污水处理技术所不能比拟的优越性 ,在世界范围内一直得到广
泛重视 ,尤其在中小城镇的污水处理厂具有广阔的应用前景。
㈥ 有限的资源,无限的循环。是什么意思
地球上很多资源都是有限的,但对有限的资源,要倡导循环利用,科学发展,对有限的资源用无限的循环方式利用,才是深入贯彻科学发展观.地球上很多资源都是有限的,但对有限的资源,要倡导循环利用,科学发展,对有限的资源用无限的循环方式利用,才是深入贯彻科学发展观.丁美竹太差了
㈦ 现在北京的人喝哪的水
我从网上找到的,真长知识。
在用上自来水之前,北京人喝哪里的水?答案是井水。
北京城区曾有1258眼水井,好多胡同都是以水井命名的:甘井、湿井、苦水井——解放前,老北京光以井命名的胡同就有80多条。
胡同在蒙语里是“水井”的意思。元朝时,统治者建设元大都仍保留着草原游牧民族择水而居的习惯,在没水的地方就打井。那时,北京地下水位比较高,挖几米就能见水。蒙古族从游居变为定居,一座座四合院之间就形成了一条条胡同。北京地势西高东低,为防止洪水,胡同东西向比南北向的多。还有些胡同是斜向的:杨梅竹斜街、李铁拐斜街、樱桃斜街、棕树斜街、烟袋斜街,历史上都是旧河道。
清朝末期,为了故宫的消防用水,人们先在孙河修建地表供水站,用人力拉水送到城里,以后逐渐在东城有了少量供水管网。1942年北京大旱,孙河地表水厂停办。
随后,北京逐渐从喝井水过渡到使用自来水。而自来水肯定不像其名字——水龙头一开,水就源源不断。
解放后,北京逐渐从消费型城市变为生产型城市,重点发展了冶金、化工、电力、炼焦、水泥、机械等高耗能、高耗水的重工业,在上世纪80年代一度成为中国北方重工业城市之重,超过了沈阳、太原和天津。上世纪80年代中期,随着地下水源日渐减少,北京不得不把密云水库作为城市饮用水源,每天向城市供水117万吨。
在地表水严重不足的情况下,北京城市用水不得不靠超采地下水来维系——北京的地下水可开采量为年平均25亿立方米,然而自20世纪八九十年代以来,每年开采28亿至29亿立方米。北京累计超采50亿立方米地下水,形成了以规划市区东部为中心的地下水降落漏斗,面积达2000多平方公里。地下水超采引起湖泊萎缩、湿地减少、水质恶化、一些大泉逐渐消失、林木枯萎死亡、地面下沉、市政设施被破坏。
更糟糕的是,工业的盲目发展又给北京造成了严重的水污染,需要投入大量资金进行治理。水资源消耗和水污染之间陷入恶性循环。
随着五大水系来水的减少和水流流速的降低,一部分水流在北京城区逗留的时间加长,被城市垃圾污染的机会也增多。加上气候和城市热岛效应导致水温升高,掉落河中的动物尸体和枯枝落叶更易腐败,污染严重的水体发黑发臭。水中的有机物超出河道自净能力,水体容易富营养化,藻类严重滋生。现在,北京许多水体表面呈深绿色,藻类过度生长。2007年春夏,王建等人在“城市乐水行”活动中目睹很多企业造成的污染——燕山石化往牛玉口水库排放污水,石景山电厂、高井电厂给永定河带来粉煤灰污染。
“其实,城市水系不只是提供生活和生产用水,它还能参与微循环、调控城市气候。过去,北京城中河道、湖泊、坑塘占的面积较大,而街道和建筑占的面积较小,这使城市气候能良性循环。以前,我们炎炎夏日坐在绿荫下和水旁边感到清爽宜人,是因为水蒸发带走了热量。发达的水系就像一部大空调,自动调节着城市的温度和湿度。”王建说。
“北京城建筑和道路面积扩展了几十倍,河道和湖泊被填埋、遮盖。沥青路面和水泥建筑堵塞了地面上原有的许多微孔,使浅层地表水无法参与微循环,无论烈日把固化的地表晒得多烫,水分也不能蒸发带走热量。三伏天中午,天安门广场的地表温度超过60摄氏度,相当于塔克拉玛干沙漠的温度。”
“北京一直很少考虑生态用水的问题。缺少必要的生态用水,容易引起城市热岛效应、土地干旱化、河床干枯、地下水位下降、林木枯萎和沙尘暴肆虐。”王建说,相关图片显示,北京大片坑塘干枯;官厅水库干枯,周边土地沙化严重;房山区葫芦垡村的永定河河道内甚至建起了高尔夫球场;2007年3月,人们在干涸的昆明湖里放风筝。
建水库初衷难实现
王建认为北京不同年代为解决水问题采取的措施,“可谓绞尽了脑汁”。
“上世纪50年代,修建官厅、十三陵、密云水库;60年代,开挖京密引水渠;70年代,打了4万眼机井;80年代,压缩200万亩农田灌溉面积;90年代,调整产业结构,开采战备水源;今天,北京附近再也找不到足够的清洁水源,只能耗巨资进行南水北调。这不能不令我们警醒。”
上世纪50年代,中国兴起修水库的浪潮,至90年代,已建水库8万多座。从1954年起,北京周边先后建成了官厅、密云、怀柔、海子4座水库,总库容为93亿立方米,80~90年代建成了田村水厂、怀柔水源九厂、密云水源十厂等,以此弥补城市供水的不足,但是进入80年代后期,降水量严重衰减,再加上上游层层拦截,导致地表水供水不足。
水库一般都建在河流的上游或中游,修建初衷是洪水季节拦截洪水,枯水季节补给河水。水专家王同祯指出,这只是一厢情愿,水库一旦建成,就有了自己的利益和要求,有自己的运行规律,异化为下游公共利益的对立面,水库不代表流域的利益,只代表水库拥有者的利益。枯水期水库不会放水接济干渴的下游河流,而是为了蓄水发电,拦截本已少得可怜的河水,造成下游断流无水。“整个华北平原历史上河流纵横、湖泊星布,如今有河皆干、湖泊无影,已经由中国的外流区变成了如新疆一样的内流区。其原因就是我们在燕山、太行山区,在那些流向华北平原的河流的上游修建了数不清的水库,这些水库起到的作用,无非是把下游华北平原优良的水环境以及应在华北平原产生的效益挪到了上游而已。”
“不久前,河南林县红旗渠精神大型展览在北京人民大会堂举行,观者如潮。修建红旗渠的精神无疑是伟大的,但红旗渠浇灌了几十万亩农田的效益却是以漳河水的断流以及下游古城沧州一带无水、百姓吃深采的地下水导致氟中毒为代价的,孰得孰失?也许终有一天,我们需要拆除一些水库来恢复华北平原的水环境,让那些生活在永定河、大清河、子牙河、卫河、马颖河、漳河、南运河等60多条河附近却从没见过河水的人们,看到祖先世世代代厮守的河流曾经怎样碧波荡漾,怎样欢腾地奔向海洋。”北京市文物保护协会会员、曾出版《水乡北京》一书的王同祯说。
密云水库:3种发展模式都威胁北京水安全
密云水库1960年建成,当时其功能是以防洪、发电、农业灌溉、水产养殖和城市供水为主,流域面积15788平方公里,水库最大蓄水量为43.7亿立方米,平均年径流量11.9亿立方米。
很难想象,密云水库这个水源水库竟然一度成为大型旅游基地。由于密云库区人口密度较高,土地资源有限,山地农业、林业资源开发潜力不大,工业发展受到一定制约。于是,人们想发展旅游业。1981年6月,一家权威报纸发表建议把密云水库办成“千人住,万人游”的旅游基地的内参文章。水库管理处和几家单位建设了度假村,很快,密云水库星期天游人的数量迅速突破了万人次大关。
这使密云水库的水质发生了变化:长期受面源污染影响,总磷、总氮有逐年增加趋势,水质已由多年贫营养型演变为中营养型,对水库水资源的可持续利用构成潜在威胁。目前,密云水库水环境处于准可持续发展状态。这是北京市环境保护监测中心对密云水库1991年~2001年的11年监测分析结果。
“大规模旅游不但会对水库造成严重污染,游艇洗舱废水、各种宾馆饭店培训中心洗浴污水、游客的垃圾粪便、野炊残羹剩饭等随暴雨径流进入密云水库,污染水体;水上活动可将大肠杆菌、X体、螺旋体等病原菌带入水体,对密云水库将来作为饮用水源造成严重威胁。”
值得庆幸的是,“北京市政府根据我们的研究结果,成立了水源保护机构,在水库周围划分了一级、二级、三级水源保护区,并制定了《密云水库水源保护条例》,作出了禁止在密云水库地区开展大规模旅游活动的决定,拆除了度假村,取缔商业饮食网点,禁止未经批准的机动船下水,并实行汛期封路、封坝制度。”
一波未平,一波又起。在停止发展旅游业之后,人们又将脑筋放到了铁矿开发上。
密云水库周边有大量的铁矿资源,勘探发现水库下面是一个储量达1亿立方米的大铁矿。一时间,县里开矿、村里开矿、农民自己也开矿。村村开山炸石,户户采矿选矿,把岩石上的灌丛破坏殆尽,土壤被剥离,水土流失到处可见。“密云是石质山区,土层很薄,一些树木是1960年建水库时种的,许多陡峭的岩体生长着成片的自然灌丛,遮挡着裸露的灰岩,水库才呈现出山清水秀的景色。可悲的是,打眼放炮开山炸石,一瞬间就可以让它面目全非。据中科院山地灾害研究所的研究,在纯自然状态下,灰岩植被破坏后,岩石变为1公分厚的土壤需1万年,从这些土壤中长出灌丛要1000年。”
密云铁矿品位低(7%),开采过程产生的废石量非常大,巨量的废石堆入山谷,在暴雨洪水作用下,时刻潜伏着泥石流的危机;特别是选矿之后的尾矿库未按工程规范进行堆沙,形成一个个人工矿砂湖,给密云水库生态安全造成巨大威胁。
上世纪80年代迅速发展的铁矿采选等行业,不断向河道排入大量未经处理的废水和污水,使得密云水库上游水质呈明显下降趋势:潮河戴营断面铁离子浓度常年超过V类标准。造成河道淤积、水体水质恶化。“我们北京市环境保护监测中心在《密云铁矿开发的环境影响评价研究》中这样下结论:密云开矿不仅破坏生态,还造成河道阻塞、水库淤积,矿区内有害元素带入地表,对水库产生有害影响,所造成的继发性生态破坏是长期的和难以控制的。严格限制铁矿开采规模,禁止铁矿自采与群采,严格执行铁矿开发的复垦规定,环保部门应制定严格措施并严格监督管理,防止铁矿开发大量占用土地造成水土流失、土壤沙化、河道堵塞、水库淤积以及泥石流等生态灾害发生。”王建说。
在政府下令停止铁矿采选后,人们又开始在密云水库用网箱养鱼。“开始时,在走马庄一带库区只有0.03公顷网箱,没几年的工夫,规模已高达4.5公顷,网箱养鱼在密云水库迅速发展起来。”
看起来,网箱养鱼比旅游业和采矿业更环保。其实不然,“结果大大出乎意料。根据我们对密云水库网箱养鱼的环境影响评价研究,养鱼时投入水中的大量饵料、鱼类排入水体的粪便,会对水体造成极为严重的有机污染,其污染程度相当于50万人口的中等城市向水库排污。”王建此时参加了密云水库网箱养鱼的环境影响评价研究。
“我们算了笔经济账:养鱼成本高于养鱼收益,年总收益仅为400万元,养鱼个人每年承担的养鱼成本高达690.8万元,而国家每年承担的环境成本为421.6万元,自然资源耗竭成本为每年300万元,环境代价巨大。密云水库周边开发,一年可以创造1.5亿元经济收益。而它作为水质符合饮用标准的水体,1立方米水价值1元,30亿方水就是30个亿。”王建指出,密云水库开发和保护的经济账很明了,相继对旅游业、采矿业和网箱养鱼举“红牌”是明智之举。
官厅水库:这盆水“起起伏伏”
官厅水库作为北京饮用水源的过程可谓一波三折。其修建之初,功能定位是防洪、兴利,只有门头沟几十万人一直饮用官厅水。但随着北京城区地下水开采过量,上世纪80年代,官厅水库成了北京的地面饮用水源地,与密云水库并称北京“两盆水”。
其中,在官厅水库上游发生的沙城农药厂污染事件,拉开了中国环保事业的序幕。
沙城农药厂位于河北省张家口市怀来县,“文革”前,向国外购买滴滴涕,但当时发达国家已经限制生产,为此中国化工部从国外购买全套设备,1968年在官厅水库畔建起此厂。不止化工,自上世纪70年代以来,官厅流域上游兴建了化肥、造纸、制药、纺织、皮毛、橡胶、机械、冶金、炼焦、有色金属、采矿等大量工业企业。
1972年春,怀来、大同一带的群众因吃了官厅水库有异味的鱼,出现恶心、呕吐等症状。“当时的时代背景很特殊,甚至有人以为是阶级敌人搞破坏,问题很严重。”面对十年动乱和左倾思想的干扰,周总理亲自过问,最后国务院作出批示,由万里任组长的官厅水库水源保护领导小组迅速成立,对官厅水库上游的污染源、入库河系、污水灌溉和库区水质、底泥、水生生物的污染状况以及污染物与人体的健康对应关系等等,进行了综合调查和实验研究。王建当时是这个领导小组办公室的工作人员。
原国家计委、原国家建委向国务院作出《关于官厅水库污染情况和解决意见的报告》,报告称,“经化验,证明水质已受污染,并有急剧增加的趋势,水库盛产的小白鱼、胖头鱼,体内滴滴涕含量每公斤达两毫克(日本规定不得超过0.11毫克)。今春从水库收购的4万斤鱼,不敢出售”。“官厅水库水质恶化是由于水库上游受到沙城、宣化等地工业废水的严重污染。官厅流域污染较重的企业有242个,排放最严重的77个;年排废水1.2亿立方米,约占水库多年来水量的8.3%;其中,年排有毒废水6400万立方米,占总废水量的一半;污染最重的是宣化,其次是大同、张家口市和下花园。”
从1973年开始,国家对官厅水库上游的污染企业,按其规模、性质分别确定了相应的治理方案。为此,国家和有关部委拨出专款近3000万元投入官厅治理,对沙城农药厂等所有污染源展开了治污攻坚行动。
王建介绍说:“从1971年至1983年,官厅流域经济迅速增长,但水环境质量没有相应恶化,属于轻度污染。1984年以后,由于管理体制原因,官厅水系水源保护领导小组名存实亡:环境管理日益削弱,连每年7万元的日常办公经费都成问题,工作用车也被挪用,大部分管理人员开始陆续调离。流域内各省市自治区各自为政,官厅流域重污染的企业上了一个又一个——造纸厂、制革厂、酿酒厂、水泥厂、化肥厂、炼铁矿、小金矿,污染越来越多。一条条污染带直奔洋河、桑干河、妫水河,有机污染日趋严重,甚至造成官厅水库出现富营养化。真是载不动几多愁,一条脏水向东流。”
“官厅水库水量锐减,水质恶化。2001年径流量为7.8亿立方米,入库水量锐减,出库1.2亿立方米,相应库容为2.61亿立方米;水体水质多为V类,全流域水环境以有机污染为主,主要污染物是高锰酸盐、氨氮等。主要入库河流水质为IV~V类。”
1997年,因北京部分市民发现来自官厅水库的水有异味,官厅被迫退出首都饮用水源。此后,该水库仅用于工业、农业灌溉和城市河湖补水。
近年来,首都饮用水再度告急,官厅水库及其周边的全面治理再次提到重要议事日程,重新启用官厅水库作为北京第二大饮用水源地已是势在必行。
㈧ 水污染治理现状
一、水污染源治理现状
70年代,我国的工业污染治理主要集中在点源上,以治理工业“三废”为主;80年代,通过调整不合理的工业布局、产业结构和产品结构,结合技术改造,强化环境管理等措施,对工业污染进行了综合防治,并在小范围内开展了区域环境综合治理;进入90年代以来,在加强工业污染防治的同时,大规模开展了重点城市、流域的区域环境综合整治和农村面源污染防治,力争使部分城市和地区环境质量有所改善。国家确定的“三河”、“三湖”的水污染防治全面展开。
1998年度我国废水排放总量为395亿t,化学需氧量(COD)排放量为1499万t。分别比上年下降了5.0%和14.7%,其中,工业废水排放量201亿t,化学需氧量排放量806万t,分别比上年降低了11.5%和24.9%;生活污水排放量194亿t,化学需氧量(COD)排放量693万t,分别比上年增加了2.6%和1.3%(表7-3)。
表7-31998年与1997年废水及化学需氧量排放对比
县及县以上工业和重点乡镇工业废水处理率和排放达标率分别为87.4%和65.3%,比上年分别提高了8.5%和10.9%。全国已建成并运行的城市污水厂266座,日处理能力1136万t,城市污水集中处理超过20%。
二、水污染治理技术现状
1.污水常规处理技术
污水处理技术,按其作用原理大体可分为物理法、化学法和生物法三类。物理法是利用物理作用使污染物在不改变其化学性质条件下从污水中分离的方法,如沉淀、过滤、气浮、吸附、蒸发等方法,多用于污水的预处理和后处理;化学法是利用化学反应作用来分离、回收污水中的污染物,或使其转化成无害物质的方法,如混凝法、中和法、氧化还原法、电解法等,多用于污染物浓度较高、毒性较大或微生物难以降解的工业污水处理;生物法则是利用微生物新陈代谢功能使污水中呈溶解和胶体状态的有机污染物降解并转化为无害物质的方法,多用于可生化性较好的有机污水的治理。生物法根据微生物对氧的需求可分为厌氧法和好氧法两大类,同时又根据生物絮体在反应器中的存在方式分为活性污泥法和生物膜法两种。厌氧法多用于处理高浓度污水,好氧法则多用于处理较低浓度污水。
国内外污水处理工艺主要以生物法技术为主,原因在于生物法具有微生物来源广、种类多、繁殖力强、容易驯化和发生变异的特点,处理成本相对较低。特别是近些年来,随着对微生物净化机理和反应动力学认识的深入,生物法技术也更加成熟和完善,不仅净化效率和出水效果有了很大提高,运行成本也有了大幅度降低。我国污水处理虽然起步较晚,但在消化吸收国外技术基础上,通过积极的研究与开发,也已形成了一系列适合我国国情的新技术、新工艺。
目前国内外普遍采用的污水处理工艺包括:好氧法中的传统活性污泥法、氧化沟法、A-B法、生物接触氧化法;厌氧法中的厌氧污泥床法、两相厌氧消化法;厌氧、好氧相结合的A-O法、A-A-O法等。
(1)传统活性污泥法。传统活性污泥法自1914年在英国曼彻斯特建成第一座试验厂以来已有80多年历史,通过多年生产实践中的不断完善,现已十分成熟,并在许多国家的大中型污水厂应用。其净化机理重点利用了微生物对数增长期的高活性,因此具有净化效率高的特点。
该工艺的优点是净化效率高,出水效果好;缺点是污泥产量大、脱氮除磷能力差,操作管理技术要求严,一旦疏与管理将引起活性污泥的异常现象(如生物中毒、污泥膨胀等),重新恢复需较长时间;因此该工艺目前已逐步被其它工艺取代。
土耳其安长拉污水处理厂,日处理水量76.5万t,运行参数如表7-4。我国北京(高碑店)城市污水厂、天津(纪庄子)城市污水厂也属此类。
表7-4土耳其安卡拉污水处理厂效果
(2)氧化沟法。氧化沟又称循环曝气池或氧化渠,50年代由荷兰卫生工程研究所开发,属活性污泥法的变种,净化机理也稍有不同。开发的目的在于满足污水处理要求的同时,使剩余污泥量进一步减少,从而降低污泥处理成本。原理是通过延长曝气反应时间,并采用环形循环曝气池,使污水在池内有一个较长的循环期,在距曝气器较近的区段溶解氧浓度高,微生物处于高活性期,有利于有机物的降解;在远离曝气区,溶解氧浓度偏低,微生物处于缺氧环境,有利于提高系统中污泥的自身消化和脱氮、磷能力。氧化沟法就其结构形式而言,又有许多变种,其中较典型的有奥拜尔式(orbal)、卡鲁塞尔式(cor-rousel)和交替式。
该工艺的优点是工艺流程简单,出水水质好,氮、磷去除率高,污泥产量少。缺点是污水停留时间长、基建投资大,同时由于该法采用表面转蝶曝气,水渠较浅,不仅曝气效率低,对环境温度要求也较高。
工程实例:河北省邯郸市桥东污水厂引进丹麦技术建成了一套三沟交替式氧化沟系统,水处理规模10万m3/d,各项运行指标均优于设计要求(表7-5)。北京燕山石化公司石油化工污水厂(6万m3/d)、昆明市兰花沟污水厂(5.5万m3/d)则分别采用的是奥拜尔式和卡鲁塞尔式氧化沟,运行效果也十分理想。
表7-5邯郸市污水处理厂运行效果
(3)A-B活性污泥法。A-B活性污泥法又称吸附-生物氧化法,是德国亚琛大学宾克教授于70年代中期,为有效去除污水中的氮、磷和难降解有机物而设计的。该法按微生物反应原理将污水处理过程分为两个阶段,第一阶段(A)为高负荷吸附合成段,第二段(B)为低负荷生物氧化再生段。通过分段,使每段中的生态系相对独立,避免生物间的相互干扰,可充分发挥不同生物群体自身的净化作用,提高系统的总体净化能力。在A段,由于微生物较强的吸附作用和自身合成能力,不仅能较高程度地去除可生物降解污染物,还可大量去除难降解污染物;在B段,由于在低负荷环境下运行,有利于消化菌和聚磷菌的繁殖,因此还可提高系统的脱氮、除磷能力。
该工艺的特点是:净化效率高、基建投资省、耐冲击能力强、出水水质好。缺点是工艺较复杂,运行管理不便。
工程实例:德国Krefeld污水处理厂,日处理污水2.4万m3/d,进水水质BOD5400mg/L、COD800mg/L、TKN45mg/L、TP10mg/L,其处理结果见表7-6。
表7-6德国Krefeld污水处理厂运行结果
(4)生物接触氧化法。生物接触氧化法属生物膜法的一种,70年代由日本初创。原理是在生物反应器中装载填料(或称载体),利用微生物自身的附着作用在填料表面形成生物膜,使污水在与生物膜接触过程中得到净化。该方法由于填料的存在,一方面增大了反应池内的生物量,提高了系统的净化能力;另一方面还由于生物膜是由好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物和较高等的水生动物共同组成的高密集生态系,因此具有良好的净化效果。
生物接触氧化法的供氧多采用底部鼓风曝气方式,空气气泡在填料间迂回上浮过程中,一方面可与生物膜充分接触,提高氧的利用率,降低鼓风动力消耗。另一方面由于气泡的搅动作用,还可促进生物膜的更新,提高生物活性。
该法的优点是净化效率高,抗冲击能力强,污泥产率低,操作管理方便,动力消耗低,脱氮除磷能力强。缺点是对于较大型污水厂需要填料量过大,不便于运输和装填。近几年我国又在普通生物接触氧化工艺基础上根据生物吸附原理,开发出了二段生物接触氧化工艺,进一步提高了该技术的净化效率和脱氮除磷能力,拓宽了应用范围。
工程实例:北京燕山石化公司星城生活污水处理厂(2万m3/d)、内蒙古东胜市城市综合污水处理厂(3万m3/d)、河北邯郸丛台酒厂(2000m3/d)、河北晋州市印染厂(2000m3/d)等均采用了二段生物接触氧化工艺,运行效果良好。
(5)上流式厌氧污泥床法。厌氧法也称厌氧消化法,是在无氧条件下,借兼性菌及专性厌氧菌对有机物的消化降解作用,使污水得到净化的方法。消化降解过程可分为酸性水解和碱性消化(碱性发酵或甲烷消化)两个阶段。在第一阶段中,通过酸性腐化菌或产酸菌的作用,最终产物是包括丁酸、丙酸、乙酸和甲酸在内的有机酸以及醇、氨、CO2、硫化氢、氢以及生物能量,为下一阶段的甲烷消化作准备;第二阶段中,在甲烷菌的作用下,第一阶段的产物进一步分解成消化气,主要产物是甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2)。
上流式厌氧污泥床法就是在厌氧反应原理下产生的。所谓污泥床,是指在人工培养或驯化条件下,厌氧污泥以颗粒状絮体形式沉积于反应器的底部所形成的高浓度污泥层。当污水向上流动、首先穿过污泥层时,就会使大部分有机物转化为消化气。因此,上流式厌氧污泥床法成功的关键是要形成沉降性能良好的颗粒状高活性污泥。
该方法的优点是有机负荷高,净化能力强,能够直接处理较高浓度的有机废水,并能产生新的能源。缺点是对反应温度要求严,当污水中含硫化合物浓度较高时会对反应产生抑制作用。
目前,该方法已广泛应用于高浓度有机废水处理中,如啤酒、制药、食品、肉类加工、酒精等行业。
(6)两相厌氧消化法。前已述及,厌氧消化过程包括酸性水解和碱性消化两个阶段,每一阶段都有自己独立的微生物群体参与其反应。由于两大类微生物群体对环境条件的要求有很大差异,对底物的反应速率也不相同,整个反应过程受碱性消化速率所控制。因此,当在同一个消化池中生活栖息这两大类微生物群体时,必然不能使它们都处于生长繁殖的最佳状态,发挥各自应有的作用。两相厌氧消化法就是根据这一原理,将两个反应阶段分别在两个消化池中完成,使每一段的生物菌体都生长在各自最佳环境条件,从而大大提高了消化效率、有机物分解程度和系统有机负荷,还提高了消化气中甲烷的纯度。此外,由于酸化水解段中微生物群体对反应环境(水质、温度、pH值等)的要求范围比第二段宽得多,因此还增强了该工艺的适用范围,特别是对于难降解的有机污染物,通过第一段的预处理,可较大程度地提高污水生化性能,为后续处理打下了良好基础。
目前,由于两相厌氧第一段的特殊净化作用,人们还利用这一点,使其与好氧法工艺直接相连,开发出了A-O和A-A-O法等新工艺,克服了好氧法不敢涉足高浓度污水或生化性较差污水的不足。
2.污水处理非常规技术
污水二级处理,并不能彻底解决对环境的污染,处理后的污水也不能直接回用于工农业生产。随着世界各国水资源的急剧短缺,单纯的污水二级处理已远不能满足经济发展的需要,因此在西方发达国家已逐步开始了污水三级处理和深度处理,但在实际运行中,其昂贵的基建投资和运行费用使许多水厂陷入了困境。为了寻求既经济又节能的处理技术,人们打破常规,又重新回到了自然净化的老路。如近几年大力推广应用的土地处理、人工湿地和氧化塘技术等,被称为革新与代用技术(Innovative and Alternative Technology),简称IA技术。目前IA技术在发达国家的污水深度处理中已广泛应用,如美国、英国、加拿大、以色列等国。在污水二级处理方面,发展中国家也进行了大胆尝试,并取得了良好的处理效果,在许多国家得到了推广和应用,如中国、印度、巴西等国。
IA技术的优点是基建费用和运行费用低、操作管理简单、易维护、处理水质好。缺点是净化效率较低、占地面积大、不适宜在寒冷地区应用。
(1)土地处理系统。土地处理系统是在人工控制条件下将污水投配在土地上,通过土壤吸附、微生物分解和植物根系吸收,使污水得到自然净化的污水处理技术。基本工艺包括:漫渗、快渗、地表面漫流和湿地。为了更好地提高净化效率和经济效益,有的还专门引种了具有较高经济价值、较强净化能力和适应能力的植物或林木,称为人工土地处理系统。利用该技术最有代表性的国家是以色列。在该国,经过二级处理的污水几乎80%以上都要再经土地处理进一步净化,然后回用于工农业生产。
我国近几年也开展了这方面的研究,并在污水二级处理中得到广泛应用,如北京燕山石化公司的人工湿地和内蒙古宁城老窖酒厂的土地快速渗滤系统等。
(2)稳定塘(俗称氧化塘)。稳定塘是利用天然或经人工改造、修建的池塘,通过诸如厌氧、好氧、兼性生物分解和水生植物吸收等自然净化能力,完成污水净化的处理技术。稳定塘根据塘中溶解氧含量的不同,可分为厌氧塘、好氧塘和兼性塘,在实际应用中根据各种塘体的功能、效能进行单独使用或组合使用。处理负荷以系统自净能力为限。为了进一步提高系统的净化能力,还可加入许多人工措施,从而又派生出了诸如强化曝气塘、水生植物塘和生态系统塘等。
工程应用:如联邦德国Ohlstadt城的Biolak曝气塘、巴西Bahia省的水葫芦塘和我国北京燕化公司牛口峪水库的生态塘等。
(3)生态系统法。生态系统法是根据生态学观点和系统学理论,通过多种廉价处理技术的优化组合,实现污水净化的技术方法。该法1990年于我国北京燕山石化公司牛口峪水库石油化工污水处理中(5.5万m3/d)首次应用,不仅取得了良好的处理效果,还迅速恢复了库区生态,得到了国内外环保专家的高度评价,被称之为既治标又治本的“中医疗法”。
采用的生态系统包括:
·有机质→菌、藻类→原(后)生动物→高级水生动物(生物净化系统)
·有机质→微生物→水、陆生植物(植物净化系统)
·有机质→生物床→土壤层(土壤净化系统)
㈨ 我国现在水处理用活性炭都有哪些分类
水处理活性炭一般为柱状颗粒,比表面积大,微孔发达,机械强度高,吸附速度快,净化度高,不易脱粉,使用寿命长。
水处理活性炭以优质椰子壳、核桃壳、杏壳、桃壳、煤质为原料,经系列生产工艺精制而成,外观呈黑色颗粒状。优点是孔隙结构发达,比表面积大,吸附性能强,库层阴力小,化学性能稳定,易再生。适用于高纯度的生活饮用水、工业用水和废水处理的深度净化。 椰壳活性炭韩研活性炭选用优质果壳椰子壳为原料,采用先进的生产工艺精制加工而成,产品具有孔隙结构发达,强度高,杂质含量低,颗粒度适当,阻力小,易于再生等优点。对水质净化有极好的效果,它不但能除去异臭异味,提高水的纯净度。对水中各种杂质如氯、酚、砷、铅、氰化物、农药等有害物质也有很高的去除率。可广泛用于装填各类大、中、小型净水器。也适用于糖类,清凉饮料的脱色和精制,以及室内外空气的净化,特别是加载了特殊成分的活性炭对室内有害气体如氨、甲醛等,具有更好的净化效能。
我国水处理用活性炭发展回顾
3.1产量
解放初期,国内仅有一些生产粉状炭的小作坊,没有粒状炭。1981 年据林业部对全国活性炭厂进行调查资料计算,我国活性炭年产量仅1 万t 左右。在怀玉山召开第一次全国活性炭学术讨论会以后的20 年里,我国活性炭工业有了一个突飞猛进的发展,年产量由1981 年的1 万t 发展到1999 年的12 万t 以上,约占世界产量的1/ 4 ,2007年生产量达到35万吨,出口量25万吨。活性炭产量占世界产量的三分之一,已成为世界上最大的活性炭生产国。
目前有中小型活性炭生产企业1200余家,中大型的企业每年产量为3千到1万吨,并在不断扩大。最早活性炭厂为:新华化工厂(太原)。我国两大活性炭生产基地为-大同和宁夏。
代表性的生产厂家有:大同市云光化工厂、宁夏太西活性炭厂、唐山建新活性炭有限公司、大同丰华活性炭有限责任公司、信鹏活性炭厂等。
3.2 质量、品种
我国活性炭产品的质量也有了突破,如:高比表面积炭、高苯炭、微球炭等。产品的品种发展也很快,原来只有粉状炭,后来有了粒状炭、纤维炭和炭分子筛等。化学活化法制备活性炭的研究也有了新的进展,原来只有氯化锌活化法,现已发展到利用磷酸、KOH、硫酸作为活化剂。1996 年山东烟台召开的全国活性炭学术讨论会以来,活性炭品种的开发和产业化方面取得了新的成就,如:大颗粒脱硫脱硝活性炭的问世,填补了国内空白;特种浸渍炭的国产化取得了可喜成效;面向生物工程、新型能源和环境保护,开发高性能活性炭已成为新的研究热点。
3.3技术
据“国内外活性炭”资料报道,在引进国外技术方面,我国引进了国外资金和技术,如:日本三菱化学公司与中国新华化工厂合作,建立一家新的活性炭生产企业,日方将持有新企业的50 %以上股份,并负责选派各类经营人员、技术人员进行管理;三菱公司委托该部门生产的干式脱硫脱硝活性炭,在日本销量极佳,由于市场需求不断扩大,公司已作出合资决定。据三菱化学公司高层人士讲,与中国企业的合作,不仅可降低生产成本,还可创造巨大的效益;而中国在活性炭品种的开发和产业化方面也取得了新的成就。国内在活性炭的基础研究和技术基础研究方面,作了更深一层的试验研究,如:对吸附过程的分子模拟,活性炭对超临界气体吸附以及新的孔隙结构计算方法等方面进行了探索。
3.4 应用
由于各方面的因素,我国在20 世纪60 年代才开始应用活性炭处理工业废水。使用最早的是燕山石化进行地下水处理及甘肃白银对金属矿废水的处理。另外,1965 年沈阳自来水公司, 1976 年湖南长岭炼油厂,1986 年大庆污水处理厂相继建成了大型的活性炭吸附过滤装置。此外,兰州炼油厂日处理工业废水12 000 t活性炭工业装置也已建成。
目前我国珠三角,长三角地区的发达城市都已使用活性炭进行水处理。但从总体上看,中国水处理还处于较低水平。
3.5 科研
主要科研单位:过程所、防化院、矿大、煤科院、山西煤化所、大连理工、天津大学、哈工大、北化工、清华大学、中国林业科学研究院林产化学工业研究所、昆明理工大学等。
3.6 存在的问题
我国活性炭行业在制造技术上不如欧美国家,国外在活性炭制造方面已达到了规模化、自动化、低消耗、无污染、产品质量稳定的先进水平,而我国仍然存在生产规模小、产品质量参差不齐、资源浪费等问题。特别是在化学法生产活性炭技术上,与日美等国有较大差距。日本氯化锌法活性炭生产技术采用回转炉两段法,其氯化锌消耗几乎为零,且不用盐酸回收锌。而我国的氯化锌消耗平均为每吨活性炭300 kg,盐酸消耗为每吨活性炭500 kg。美国磷酸法生产活性炭酸消耗在20 %以下,我国平均在35 %。这不仅造成生产成本的上升,最主要还给环境带来了较大的公害。
国内的活性炭工业必须注重研究活性炭的应用发展趋势,加强新技术开发,促进整个活性炭行业的良好发展。
4 我国水处理用活性炭的未来发展
4.1 原料
木质原料:木质原料在我国活性炭工业中占有着十分重要的地位。其中,椰子壳、核桃壳为最优,但由于原料有限,制约了其发展。
煤炭:对于我国来说,煤炭资源丰富、分布广泛、价格低廉,因此以煤为原料生产活性炭有着很好的前景。
石油原料:主要指石油炼制过程中的含碳产品及废料。例如石油沥青、石油焦、石油油渣等。
高分子含碳原料:聚氯乙烯、聚丙烯、呋喃树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、聚碳酸酯、聚四氟乙烯等。这些原料主要指工业回收废料,我国目前尚未充分利用。
其他:旧轮胎、动物骨、动物血、蔗糖、糖蜜等。
总之:(1)原料的来源逐步转向储量丰富,价格低廉的煤炭。以煤为原料的活性炭发展很快, 应用范围和数量也在迅速扩大, 目前煤质活性炭产量已经超过了木质活性炭。
(2)近年来, 多用农林副产品、纸浆废浆、劣质煤和煤研石等许多含碳的工业废料, 制造价格低廉或具有特殊性能的活性炭。国内外利用废弃材料制备活性炭,以谋求廉价原料的探索受到了重视, 如采用废塑料、废橡胶、纸浆废液、石油副产品等原料制得的活性炭,有的已投入应用,这种有效的变废为利的方法前途甚广。
㈩ 再生水的目前情况
中国是一个水资源贫乏的国家,属世界上13个贫水国之一,人均水资源是世界平均水平的1/4。同时,中国地域广大,水资源在时间和地区分布上很不平衡,南方多北方少,北方大部分地区,尤其是哈尔滨人均水资源更低。海河、淮河、辽河、黄河流域人均水资源量约为中国平均水平的1/5,海河流域包括京津两市人均水资源量仅为中国平均水平的1/7。
随着经济发展和城市化进程的加快,城市缺水问题尤为突出。当前相当部分城市水资源短缺,城市供水范围不断扩大,缺水程度日趋严重。据统计,中国669个城市中,400个城市常年供水不足,其中有110个城市严重缺水,日缺水量大,年缺水量,由于缺水每年影响工业产值2000多亿元,天津、长春、大连、青岛、唐山和烟台等大中城市已受到水资源短缺的严重威胁。据资料统计,国际极度缺水线是人均水资源占有量500,而河北保定市区目前的人均水资源占有量只有64,严重缺水,导致城市供水不足,地下水超采,引发一系列环境地质问题等。
2000年北方地区出现100年不遇的大旱,使许多水库河流出现从来没有过的断流和枯干,北方13个省318个县级以上城市被迫限时供水,缺水人口达2000多万。2001年的干旱,中国受旱面积达k。
在水资源短缺的同时,中国水资源浪费和污染现象十分严重,而对这种短缺与浪费并存的状况,传统思想认为应该行政性提高水价来限制人们的用水量,但是浪费问题从来不是行政性的价格可解决的,因为在考虑浪费问题的时候,不能忽略限制人们行为本身带来的效用损失。建设部的一次调查表明,当水费支出占居民家庭收入的2.0%时,人们才会考虑节水问题;达到5%时,对人们的生活才会产生较大影响;达到10%时,人们会考虑水的重复利用。为了缓解水资源的供需矛盾,污水回用在一定使用范围内,为我们提供了一个经济可靠的新水源,并且可以节省优质的饮用水源。
随着改革开放的不断深入,中国已进入经济建设的新时期,虽然近年大力提倡节约用水,但各地用水量增势强劲,加剧了水资源问题的严重性。水资源紧缺对国民经济发展产生的影响,已经引起了领导和专家的关注。据预测,世纪水资源危机将位居世界各类资源危机之首。因而研究城市水资源利用及水资源开发势在必行,这对城市用水健康循环和保障城市可持续发展具有深远的战略意义。因此,实现污水资源化,缓解不资源供需矛盾,促进国民经济的可持续发展显得十分得要。 虽然中国早在20世纪50年代就开始采用污水灌溉的方式回用污水。但真正将污水深度处理后回用于城市生活和工业生产则是近几十年才发展起来的,建设部在“六五”专项科技计划中最先列入了城市污水回用课题分别在大连、青岛两地作试验探索。这两地研究成果表明,污水可以通简易深度处理再次回用,是很有前途的水源。
从1986年开始,城市污水回用相继列入国家“七五”、“八五”、“九五”重点科技攻关计划,开始污水回用技术的探索和示范工程的试验。“七五”攻关项目“水污染防治及城市污水资源化技术”,就污水再生工艺、不同回用对象的回用技术、回用的技术经济政策等进行了系统研究。其中研究包括青岛延安三路污水厂等14个污水不同程度或不同对象地开展污水回用工程,为“八五”期间污水回用项目的攻关提供了大量可行的依托工程。“八五”攻关项目“污水净化与资源化技术”,分别以大连、太原、天津、泰安、燕山石化为依托工程,开展工程性试验。通过系列的生产性和实用性工程研究,“八五”提供了城市污水回用于工业工艺、冷却、化工、石化、钢铁工业和市政景观等不同用途的技术规范和相关水质标准。“八五”提供的成果较“七五”提高到了实用水平,研究内容经过了生产怅一检验,涵盖了污水回用的大部分领域。“九五”攻关项目“城市污水处理技术集成化与决策支持系统建设”,具体攻关两部分内容:一是回用技术集成化研究,二是城市污水地下回灌深度处理技术研究。这些攻关研究,完成了大量生产性试验,取得了丰富数据,经国家专家级的鉴定验收,许多成果被评为国际先进或国际领先水平。
在“21世纪国际城市污水处理及资源化发展战略研讨会”上建设部在会上指出“中国将会全面启动污水资源化工程,并在此领域广泛加强与国外的技术合作和技术交流,欢迎各国金融机构和企业投资于中国的城市污水资源化项目”,表明中国在未来的几年城市对再生水利用的投资与需求将迅速升温。 为了缓解中国的水资源短缺和治理水环境的污染,中国近期建设的集中污水处理与回用规划如表1所示。
⑴ 污水处理后回用作工业用水
污水处理厂的二级处理出水,根据用途不同,可直接或者再经进一步处理达到更高的水质后应用于工业过程中,其中最具有普遍性和代表性的用途是工业冷却水,中国在污水处理厂二级出水或先进二级处理出水用作工业冷却方面进行了大量试验研究,并有运行成功的实例。北京高碑店污水处理厂的二级处理出水给华能热厂提供冷却水的水源,供应量为4万吨每天。同时该污水处理厂还为三河热电厂等工业企业供水。
再生水目前已经成为北京的第二大水源。统计数字显示,2006年北京使用再生水3.6亿立方米,今年预计达到4.8亿立方米。再生水已经广泛应用于工业制造、农业灌溉、城市绿化、河湖环境等领域。今年使用的4.8亿立方米的再生水中,有6000万立方米用于补充城市景观和城市绿化用水的使用。朝阳公园、大观园、陶然亭、万泉河、南护城河以及奥运中心区等都实现再生水浇灌。同时,北京城区还建成20个自动中水加水机,每年可提供2000万立方米可再生水用于绿化和市政管理。
⑵ 污水处理后回用作生活杂用水
处理后污水回用生活杂用水,北京最具代表性。1984年北京市进行污水示范工程建设,并于1987年出台了“北京市中水建设管理实施办法”,在该管理条例中,凡建筑面积在以上的旅馆、饭店和公寓以及建筑面积在以上的机关科研单位和新建的生活小区都要建立中水设施。以此为契要,北京市的中水设施的建设得到了较快的发展,到目前为止,北京已经建成投入使用了160多个中水设施,这些设施大多集中在宾馆、饭店和大专院校,它们以洗浴、盥洗等日常杂用水为水源,经过处理在到中水水质标准后,可以回用于冲厕、洗车、绿化等。目前这些中水设施处理能力已经达到4万,回用水量约。中水建设已初具规模。为实现北京2008年“绿色奥运”的承诺,使城市污水回用率达到50%,北京市将新建9座中水厂,以加大污水再生回用,推广城市中水的使用。
北京已经建成9座大型污水处理厂和相关的配套管网,在2008年奥运会之前,还将再有5座类似的污水处理厂投入运行。与此同时,郊区的污水治理也全面启动。新城建设的14座中小型污水处理厂,年处理污水近1.7亿立方米。
⑶ 污水处理后回用作农业灌溉
在中国北方城市,城市污水和工业废水已经成为某些郊区农田(包括菜田、稻田和麦田等)灌溉用水的主要水源之一。取得了一定的经济效益,可以改良土壤结构,增加水分和肥分,导致作物增产,平均每一立方米生活污水,可以增产小麦或稻谷约0.5kg。但是污灌也体现了一些缺点,部分农田,由于用有毒有害的工业废水灌溉而导致农田恶化和农业减产,地下水、土壤和农产品受污染。再生水用于农作物灌溉的面积逐年增加,大兴、通州等地区形成了30万亩再生水灌溉区。今年全市农业利用再生水达2.3亿立方米。2006年底,随着小红门污水处理厂的排水闸门开启,清澈的再生水涌入凉凤灌渠,大兴区青云店、长子营、采育等8个镇的20万亩农田灌溉用上了再生水。再生水代替清水进行农田灌溉,每年可减少开采地下水6000万立方米。 北京是严重缺水的城市,人均水资源占有量仅为100立方米,远远低于国际公认的缺水警戒线1000立方米。近年来,本市坚持“量水而行、以供定需、因水制宜、绿色节约”,推进实施最严格的水资源管理制度,每年都确定用水总量、用水效率、水功能区限制纳污三条红线,保障首都水资源的可持续利用。
目前,再生水已经成为本市第二大水源,广泛应用于工业用水、农业灌溉、城市绿化、小区冲厕等。近5年来,建成卢沟桥、吴家村、沙河等一批污水处理厂及再生水厂,大力推进再生水管网建设,污水资源化利用水平大幅提高。全市乡镇以上污水日处理能力由2008年的329万立方米提高到395万立方米,污水处理率由79%提高到83%;再生水利用量由6亿立方米提高到7.5亿立方米,再生水利用率达到61%。污水处理率及再生水利用率均处于全国领先水平。
今年,本市将进一步加大再生水用量,计划建成东坝、垡头、五里坨、通州河东、丰台河西、昌平未来科技城等再生水厂,新建再生水管线50公里,完成酒仙桥、黄村等污水处理厂升级改造,全市污水处理率提高到84%,再生水利用量达8亿立方米,比2012年增加0.5亿立方米。
目前,本市节水工作在全国居于领先水平。近5年来,全市完成了50万亩农田、果园、菜地节水灌溉工程,18.5万亩农田采用再生水灌溉,创建节水型单位、小区1830个,城区9座热电厂全部利用再生水替代新水源,工业年利用再生水达到1.4亿立方米。2012年,全市用水总量36.5亿立方米,其中有7.5亿立方米是再生水。万元GDP水耗下降到21立方米,全市污水处理率达到83%。