Ⅰ 谁有有关污水排放及处理再利用的论文
目前,常用于我国城市污水处理的方式为集中污水处理系统和传统的三格式化粪池。其它的处理构筑物也都是大同小异的,主要的流程不外乎如此: 污水收集设施[包括污水管道、雨水管道、工厂排放水管道等]-->污水提升泵站-->格栅拦截-->沉砂池-->初沉池-->曝气池、厌氧池等核心处理工艺流程-->二次沉淀池-->排水管道或渠排入水体[①] 其中核心处理流程可分为一级处理和二级及以上的深度处理。深度处理流程主要有好氧处理流程、厌氧处理流程及两者相结合的处理方法。 目前,好氧处理方法有SBR工艺、UASB工艺、氧化沟、氧化塘等工艺,在曝气池里充入空气或氧气,让好氧细菌除去污水中的有机物杂质;厌氧处理流程主要有厌氧流化床、两相厌氧发酵、厌氧滤池等利用厌氧菌进行厌氧发酵的方法除去污水中的有机物的;另外常用的还有像A20及其变种的工艺流程都是好氧处理和厌氧处理相结合的处理流程,其处理效果往往比单一的处理方式好得多。 深度处理构筑物不外乎以下几种:曝气池、厌氧池、氧化塘、厌氧反应器及特殊的除磷脱氮设备,或者是它们的变种工艺,但是处理原理都是大同小异的。 随着人们对环境污染越来越严重这一状况的认识和对加强环境保护意识的加强,现在大多数城市都纷纷建设了污水处理厂,处理流程也由简单的一级处理升级为二级或更深度的处理。但是对于大中型城市来说,普启遍还是采用集中处理的方式。一个污水处理厂处理的污水面积都很大,这就需要用提升泵站将远处的污水提升到污水处理厂进行集中处理,这些污水提升泵站不仅要保障所有污水都要提升到污水处理厂,还要适应污水量变化的要求,一般其流量都是很大的,输送的路程也很远,再者污水管道一般都埋设较深,泵站需要有很高扬程,电耗十分可观。 电费是污水提升泵站的主根能耗,输送路程越远,电价越高,像武汉的龙王嘴污水处理厂就设有五个污水提升泵站,将附近很大面积的污水汇集起来,其流量还是不大,目前正在扩建的工程处理流量也才15万吨 城市污水处理出水的再生利用在我国,花费大量投资建设了城市污水处理厂,但经过处理后的再生水并没有得到充分利用,在城市污水处理决策中应充分考虑污水的再生利用。发展再生水在农业灌溉、绿地浇灌、城市杂用、生态恢复和工业冷却等方面的利用。 城市污水再生利用,应根据用户需求和用途,合理确定用水的水量和水质。污水再生利用,可选用混凝、过滤、消毒或自然净化等深度处理技术。因此,缺水城市和水环境污染严重的地区,在规划建设远距离调水之前应积极实施城市污水再生利用工程,同时做好非投资性或低投资性的节水减污工作。 城市污水再生利用规划建设要依照客观需要和实际可能的原则,按照远期规划确定最终规模,以现状水量及用水需求为主要依据确定实施规模。城市污水再生利用技术选择与工程实施要考虑国情、实际条件和用户需求,城市污水再生利用规模、处理程度、处理流程、输水方式、再生水质、使用用途的选择上,既要满足要求,又要经济合理。目前城市污水再生利用应着重于农业灌溉、市政杂用、景观水体、生活杂用、工业冷却、生态环境和补充地表水。 但是,城市污水再生过程和再生水的使用应确保公众和操作人员的健康安全,以及周边的环境安全,尤其要有效地控制病原菌的污染和传播。再生水使用应满足国家和地方有关污水再生利用的水质标准和规定,处理工艺的选择,尤其是工艺的可靠性和安全性的保障,应经过严格的专家论证、评估和主管部门的批准。 在污水处理流程中,各个污水处理构筑物的节能途径很多,下面就污水处理流程中各个构筑物的节能方法。 污水提升泵站节能途径。将现有的集中式污水处理改成分散式处理,并充分利用一级处理后的中水,可以减小城市污水处理厂的压力,更可以大大减少深度处理所需的费用。同时污水提升泵站的水量也会适当减少,甚至可以取消,全部采用分散处理模式。污水处理厂只负责处理工厂附近、污水量大的用户排放的污水。 格栅的节能途径。尽量将污水处理设备安装在地势较低的地方,可以减小提升泵的功率。污水经过格栅的时候可以凭借其较快的流速通过栅条,必要时再用提升泵将污水提升至沉淀池。 曝气设施的节能途径[③]。不管是好氧处理还是厌氧处理设施,其能耗都是非常大的。因为我们必须要用电力设备将空气充入到污水中,但是我们可以采用多层好氧过滤的方式减小这一能耗开支。好氧过滤的各个滤层的厚度的材料都是不相同的,实现的过滤效果也大相径庭。 好氧过滤具体的方法是:污水经过格栅拦截之后,即可以直接进入第一层好氧过滤层,第一层好氧过滤层的孔隙是很大的,一般用粗大的砂石铺垫,主要去除污水中大的悬浮物并通过水流在砂石中紊动的流动将空气中的氧气混入污水中。然后污水进入第二层好氧过滤层,这一层的砂石粒径相对较小,污水在这一层的停留时间相对较长,主要是好氧微生物对有机物的氧化过程,在这一好氧滤层里,很容易生成生物膜,类似于生物膜的处理。如果污水的有机物的含量不是很高的话,处理水已经基本达到了排放的标准了,也可以将处理后的水收集起来作中水使用。如果污水的有机物含量很高的话,可以让污水继续进行下一层的好氧过滤,滤层的孔隙也将更小,处理时间更长,效果也更好。在这一层中,由于污水的停留时间较长,对污水中的N和P也有较好的去除效果。 进行好氧过滤处理的排放水已经可以达到排放的要求,没有必要设置二次沉淀池进行泥水分离。这种处理流程适用于建设在河湖的旁边,有利用处理水的就近排放,而且可以不用清水管道或管渠即可。
Ⅱ 工厂污水处理论文
摘要:本文系统地介绍并分析了污水处理厂流程中各个处理构筑的能耗情况,并针对各个构筑物提出有效的节能途径。指出了常用的污水好氧处理能耗过高的突出问题,建议改用能耗低,但是造价稍高的好氧过滤等处理方法。污水再生利用也是解决污水处理能耗高的途径之一。 关键词:污水能耗与功效 好氧过滤 生态处理 自净 一、前言 目前我国城市污水处理率低、环境污染压力大,但现行的处理技术多数面临高额资金投入的难题,当前迫切需要低能耗、生态型的污水处理技术。并且,随着人民生活水平的提高和城市化的日益加快,我国城市污水排放量持续增长。我国水污染的治理重点已经开始从工业点源为主的控制治理,逐步转变为以城市生活污水污染为主的控制治理。如何经济有效地解决生活污水的污染问题已成为一个亟待解决的难题,引起了人民群众和政府部门的极大关注。 然而污水处理的费用也是一个很大的问题,要想将污水和废水处理好,对环境的污染降到最低,我们就必须以最经济的方式处理污水,这就涉及到一个污水能耗与功效的问题。下面就污水处理厂的整个污水处理的流程进行分析,找到当前常用的污水处理流程中工艺的不足之处,并提出更好的解决方法,使以后的污水处理更加容易,更加全面,将污水对环境的污染降到最低的限度。 二、污水处理厂的工艺流程 目前,常用于我国城市污水处理的方式为集中污水处理系统和传统的三格式化粪池。其它的处理构筑物也都是大同小异的,主要的流程不外乎如此: 污水收集设施[包括污水管道、雨水管道、工厂排放水管道等]-->污水提升泵站-->格栅拦截-->沉砂池-->初沉池-->曝气池、厌氧池等核心处理工艺流程-->二次沉淀池-->排水管道或渠排入水体[①] 其中核心处理流程可分为一级处理和二级及以上的深度处理。深度处理流程主要有好氧处理流程、厌氧处理流程及两者相结合的处理方法。 目前,好氧处理方法有SBR工艺、UASB工艺、氧化沟、氧化塘等工艺,在曝气池里充入空气或氧气,让好氧细菌除去污水中的有机物杂质;厌氧处理流程主要有厌氧流化床、两相厌氧发酵、厌氧滤池等利用厌氧菌进行厌氧发酵的方法除去污水中的有机物的;另外常用的还有像A20及其变种的工艺流程都是好氧处理和厌氧处理相结合的处理流程,其处理效果往往比单一的处理方式好得多。 深度处理构筑物不外乎以下几种:曝气池、厌氧池、氧化塘、厌氧反应器及特殊的除磷脱氮设备,或者是它们的变种工艺,但是处理原理都是大同小异的。 三、各个处理构筑物的能耗分析 3.1、污水处理系统[②] 目前,污水处理系统又有集中污水处理系统和分散式处理系统。前者是指各种城市生活污水,经预处理符合管道排放标准的工业废水和城市融雪、降水等混合废水经过城市下水管道收集,然后集中被输往城市污水处理厂,城市污水处理厂再根据进水的水质,综合规划,采用适宜的措施集中处理;在达到国家排放标准后,排入自然水系的一种污水处理方式。一般用于经济比较发达的大中型城市。该系统初始投资大,需要敷设相应的城市污水管网,运行管理成本很高,因而对于经济欠发达地区的中小城镇有极大的应用局限性。 分散式污水处理系统,是指在小区或一个工厂设置化粪池或小型的污水处理设施,对生活污水进行预处理,对能够利用的中水进行冲厕所、洗车、浇洒路面花坛等。虽然分散式处理流程可能导致处理费用提升,但是这种处理方式是有它的优越性的,特别是现在过于集中的污水处理费用越来越高,处理流量也越来越大的情况下,分散式处理方式更显示了它的优越性。 3.2、污水提升泵站的能耗分析 随着人们对环境污染越来越严重这一状况的认识和对加强环境保护意识的加强,现在大多数城市都纷纷建设了污水处理厂,处理流程也由简单的一级处理升级为二级或更深度的处理。但是对于大中型城市来说,普启遍还是采用集中处理的方式。一个污水处理厂处理的污水面积都很大,这就需要用提升泵站将远处的污水提升到污水处理厂进行集中处理,这些污水提升泵站不仅要保障所有污水都要提升到污水处理厂,还要适应污水量变化的要求,一般其流量都是很大的,输送的路程也很远,再者污水管道一般都埋设较深,泵站需要有很高扬程,电耗十分可观。 电费是污水提升泵站的主根能耗,输送路程越远,电价越高,像武汉的龙王嘴污水处理厂就设有五个污水提升泵站,将附近很大面积的污水汇集起来,其流量还是不大,目前正在扩建的工程处理流量也才15万吨。 3.3、格栅、沉砂池和初沉池的能耗分析 格栅是利用栅条拦截污水中粗大的杂质,污水经过格栅时,由于栅条的阻挡会引起水头损失,这就需要有水泵提升污水以增大污水的势能;再者,栅渣的机械粉碎处理也是耗能过程。这两者是格栅处理流程的主要能耗根源。 沉砂池和初沉池用以除去污水中粗大的砂粒以及细小的悬浮物,除了污水在池子中的水损外,刮砂刮泥设施以及其后续处理会有很大的能耗,但是这些能耗都不大。 3.4、曝气池的能耗分析 曝气池是好氧处理工艺的能耗大户,大部分的能耗都集中于此。能降低曝气池的能耗就相当于解决了好氧处理工艺流程的能耗问题。 常规的曝气池都是用机械的方式向污水中鼓入空气或是从池底充入空气,并且用搅拌等方式让空气和污水充分混合,从而使空气均匀地分布于污水中,提高好氧使理的效果。 污水在曝气池里的停留时间一般会在两个小时以上,其容积是相当大的,不管是采用叶轮旋转曝气还是通气帽在池底鼓入空气的方式曝气,电机的功率很大,且要昼夜运行,其能耗之大是可想而知的了。 3.5、厌氧池及厌氧处理设备的能耗分析 除了好氧处理技术之处,厌氧处理工艺也很容易为人们所接受,厌氧处理工艺的能耗相对较低,并且可以产生沼气,回收利用也很方便,只是厌氧处理过程中,污水停留时间很长,并且要保证好的处理效果,必须要有较好的隔绝空气的措施。尽管如此,厌氧处理的趋势还是很看好的。 3.6、二沉池及其它处理设施的能耗分析 二沉池是处理后的污水进行泥水分离的地方,现在普遍使用的二沉池都设有刮渣挡板,出水排泥等装置,二沉池的面积也比较大。分离出来的污泥还要用污泥泵输送到污泥泵房,污泥的压缩处理等也是耗能很大的。 现在常用的污泥机械压缩处理,浓缩后的污泥外运填进等方法,耗能巨大,并容易引起二次污染。像污泥中的高浓度污染物很容易随雨水再次进入水循环系统,造成二次污染,有关二次污染的处理也是很伤脑筋的事情。 四、污水处理各个环节的节能途径 4.1、再生回用以减少深度处理 城市污水处理出水的再生利用在我国,花费大量投资建设了城市污水处理厂,但经过处理后的再生水并没有得到充分利用,在城市污水处理决策中应充分考虑污水的再生利用。发展再生水在农业灌溉、绿地浇灌、城市杂用、生态恢复和工业冷却等方面的利用。 城市污水再生利用,应根据用户需求和用途,合理确定用水的水量和水质。污水再生利用,可选用混凝、过滤、消毒或自然净化等深度处理技术。因此,缺水城市和水环境污染严重的地区,在规划建设远距离调水之前应积极实施城市污水再生利用工程,同时做好非投资性或低投资性的节水减污工作。 城市污水再生利用规划建设要依照客观需要和实际可能的原则,按照远期规划确定最终规模,以现状水量及用水需求为主要依据确定实施规模。城市污水再生利用技术选择与工程实施要考虑国情、实际条件和用户需求,城市污水再生利用规模、处理程度、处理流程、输水方式、再生水质、使用用途的选择上,既要满足要求,又要经济合理。目前城市污水再生利用应着重于农业灌溉、市政杂用、景观水体、生活杂用、工业冷却、生态环境和补充地表水。 但是,城市污水再生过程和再生水的使用应确保公众和操作人员的健康安全,以及周边的环境安全,尤其要有效地控制病原菌的污染和传播。再生水使用应满足国家和地方有关污水再生利用的水质标准和规定,处理工艺的选择,尤其是工艺的可靠性和安全性的保障,应经过严格的专家论证、评估和主管部门的批准。 4.2、环境自净和生态处理以降低能耗 城市污水处理厂出水也可看作是水文循环的组成部分,将合乎质量要求的出水排放到河流水体中,使河流水体能维持或变成供下游使用的原水源,不仅经济可行,而且可减少风险并发挥河流自净能力。 正是因为自然环境自身有很强的处理污水的能力,我们可以用生态的方法处理污水,这样不仅可以获得很好的处理效果还能省去很多处理费用,是两全其美的办法。 目前的生态处理方法中很多处理方法都存在占地多,处理流量小的问题。所以生态处理方法要因地制宜,用在空地较多、生物生长好的地方,像人工湿地、土壤层微生物滤池、植物浮床等都是很好的生态处理方法,能耗低,很值得推广。 4.3、各个处理构筑物的节能途径 在污水处理流程中,各个污水处理构筑物的节能途径很多,下面就污水处理流程中各个构筑物的节能方法。 污水提升泵站节能途径。将现有的集中式污水处理改成分散式处理,并充分利用一级处理后的中水,可以减小城市污水处理厂的压力,更可以大大减少深度处理所需的费用。同时污水提升泵站的水量也会适当减少,甚至可以取消,全部采用分散处理模式。污水处理厂只负责处理工厂附近、污水量大的用户排放的污水。 格栅的节能途径。尽量将污水处理设备安装在地势较低的地方,可以减小提升泵的功率。污水经过格栅的时候可以凭借其较快的流速通过栅条,必要时再用提升泵将污水提升至沉淀池。 曝气设施的节能途径[③]。不管是好氧处理还是厌氧处理设施,其能耗都是非常大的。因为我们必须要用电力设备将空气充入到污水中,但是我们可以采用多层好氧过滤的方式减小这一能耗开支。好氧过滤的各个滤层的厚度的材料都是不相同的,实现的过滤效果也大相径庭。 好氧过滤具体的方法是:污水经过格栅拦截之后,即可以直接进入第一层好氧过滤层,第一层好氧过滤层的孔隙是很大的,一般用粗大的砂石铺垫,主要去除污水中大的悬浮物并通过水流在砂石中紊动的流动将空气中的氧气混入污水中。然后污水进入第二层好氧过滤层,这一层的砂石粒径相对较小,污水在这一层的停留时间相对较长,主要是好氧微生物对有机物的氧化过程,在这一好氧滤层里,很容易生成生物膜,类似于生物膜的处理。如果污水的有机物的含量不是很高的话,处理水已经基本达到了排放的标准了,也可以将处理后的水收集起来作中水使用。如果污水的有机物含量很高的话,可以让污水继续进行下一层的好氧过滤,滤层的孔隙也将更小,处理时间更长,效果也更好。在这一层中,由于污水的停留时间较长,对污水中的N和P也有较好的去除效果。 进行好氧过滤处理的排放水已经可以达到排放的要求,没有必要设置二次沉淀池进行泥水分离。这种处理流程适用于建设在河湖的旁边,有利用处理水的就近排放,而且可以不用清水管道或管渠即可。 五、结论 上面提到的比较节能的污水处理方法主要是生态的处理方法,其中好氧生物滤池尽管很节能,但是也有它自身的限制因素所在: 1 占地较大。因为这种处理方式全靠生物进行氧化分解有机物的方式处理污水,污水停留时间很长,所以处理流量是十分有限的,但是正如前面提到的,在大部分污水都用分散式处理方式的情况下,处理流量都不会很大,所以这种处理方式是有它的优势所在的。 2 不能进行反冲洗,容易堵塞。由于污水通过滤层的时候,会生成很厚的生物膜,老化的生物膜脱落后很容易堵塞住滤层的孔隙,过滤效果会因此而大为降低。所以我们只能用孔隙较大的滤料层,并且尽量避免用垂直分层的布置方式。 3 初期造价高,但是处理费用低。初期造价主要集中在滤层铺砌和滤层上面草皮的种植上,但是一经运行,其运行费用是很低的。 该处理方案有以下几个方面的特点: 1 如果在滤层上面种植植被的话,可以将过滤和湿地相结合建设,处理效果会更好。 2 这种处理方案只适用于分散式处理方案中,处理流量很小,具体的设施可以同家庭的小花坛、花园合建,并不会影响建设的美观性。处理后的水可以直接渗透到附近的水池里,用于花坛的浇灌,路面浇洒等,甚至可以回用于冲洗厕所。 3好氧过滤可以结合化粪池共同使用,有化粪池进行初步处理,粗大的杂质已经去除,滤层的堵塞的几率会大大减小。 参考文献: [1]《排水工程》第四版,张自杰主编,顾夏声主审,中国建筑工业出版社出版。 [2]《污水处理能耗与能效》[美]W.F.OWEN,章北平、车武译,金儒霖校,能源出版社出版。 [①] :这里没有分析污泥处理流程和能耗。 [②] :这里的污水处理系统分类是针对污水收集和处理方式而言,分为集中处理和分散处理两种。 [③] :二级及以上的深度处理流程未完全列出,只以好氧处理流程中的曝气池为例,提出了曝气处理的新方法。
Ⅲ 消毒工艺论文:污水处理几种消毒工艺技术经济比较
1 污水消毒工艺的技术比较
消毒方法可分为物理消毒法和化学消毒法。物理消毒法主要利用加热、冷冻、辐照等方法对微生物的遗传物质核酸进行破坏而达到消毒目的,工程中常用的物理消毒方法主要有紫外线消毒法等。化学消毒法是利用消毒剂的强氧化性来破坏微生物的结构而达到消毒的目的,工程中常用的化学消毒方法有液氯消毒、-30-
二氧化氯消毒、臭氧消毒以及新型活性氧消毒( 如单过硫酸氢钾)等。
1.1 氯消毒
氯与水反应时,一般产生“歧化反应”,生成次氯酸(HOCl) 和盐酸(HCl)。其反应式为:
Cl2+H2O = HOCl+Cl-+H+
氯的灭菌作用主要是次氯酸,因为它是体积很小的中性分子,能扩散到带有负电荷的细菌表面,具有较强的渗透力,能穿透细胞壁进入细菌内部。氯对细菌的作用是破坏其酶系统,导致细菌死亡。而氯对病毒的作用,主要是对核酸破坏的致死性作用。
自从20 世纪初,氯化法就广泛地应用于水消毒工艺。目前,氯化法消毒仍是应用最广的化学消毒方法,其主要特点是:
1)处理水量较大时,单位水体的处理费用较低。
2)水体氯消毒后能长时间地保持一定数量的余氯,从而具有持续消毒能力。
3)氯消毒历史较长,经验较多,是一种比较成熟的消毒方法。江心洲污水处理厂原先选择这样的消毒工艺肯定也是考虑到氯消毒的这些特点。
但据研究发现氯消毒至今已知的消毒副产物已经有500 种以上,但是绝大多数的浓度只有微克/ 升(μg/ L)
级,且许多消毒副产物未作进一步的研究。在大量的消毒副产物中,目前集中研究的只有三卤甲烷、卤乙酸、卤乙腈、卤代酮、卤代醛、卤代酚等20 余种, 其中对于THMs
的致癌性已有共识,其它大部分具有一般毒性,部分具有致突性。THMs
等卤化有机物的产生主要是水体中的有机物与氯作用的结果,而城市生活污水中含有大量的有机物,经氯消毒后,会生成卤化有机物等消毒副产物,随污水进入地面水体,污染水源,并对鱼类等水生生物产生毒害作用。氯消毒的副产物已经引起了广泛的关注,我国新型颁布的水质指标中就明确增加对卤代产物的控制,新标准将在2012
年7 月1 号之前全部实施,因此,改变江心洲污水处理厂目前的氯消毒工艺势在必行。
1.2 二氧化氯消毒
二氧化氯也是一种强氧化剂,其氧化能力是氯的25 倍,消毒能力仅次于臭氧,高于氯。试验表明,二氧化氯在控制THMs
的形成和减少总有机卤方面,与氯相比具有优越性,二氧化氯与水中的腐殖酸和富里酸等腐殖质都不会生成THMs,即使在饮水消毒过程中,投加少量的二氧化氯,也能有效地抑制THMs
的生成。二氧化氯是广谱型消毒剂,对水中的病原微生物包括:病毒、芽孢、真菌、致病菌及肉毒杆菌均有很高的灭活效果,有剩余消毒能力,二氧化氯对孢子和病毒的灭活作用均比氯有效,并且在高pH
值与含氨的水中灭菌效果不受影响。另外,二氧化氯去除水中的色度、嗅、味的能力也较强。
制备二氧化氯的起始原料有氯酸钠和亚氯酸钠,
因亚氯酸钠不能贮存,必须现场制取及时使用,且亚氯酸钠价格昂贵,成本较高,所以现在一般用氯酸纳制备二氧化氯的比较多。为了全面了解二氧化氯工艺,
江心洲污水处理厂委托某环保公司专门设计了一整套的工程方案。工程方案中以二氧化氯发生器来制备二氧化氯,其反应式为:
2NaClO3 + 4HCl = 2ClO2 + 2NaCl + Cl2 + 2H2O
但在与该公司的技术沟通中,我们了解到不管是用亚氯酸钠还是氯酸钠制备二氧化氯,它们在消毒过程中都会产生消毒副产物,当反应不完全时,自由性氯同样会与有机物反应,有可能生成THMs,所以使用二氧化氯也要追加一定的安全管理成本。
1.3 臭氧消毒
臭氧是强氧化剂,臭氧化和氯化一样,既起消毒的作用,也起氧化作用,但是臭氧的消毒能力和氧化性都比氯强,能氧化水中的有机物,并能杀死病毒、芽孢及细菌。臭氧都是在现场用空气或纯氧通过臭氧发生器制取,产率分别为1%-3%
和2%-6%。
根据目前的研究可以发现:
1)臭氧消毒反应迅速,杀菌效率高,同时能有效地去除水中残留有机物、色、嗅、味等,受pH 值、温度的影响很小。
2)臭氧能够减少水中THMs 等卤代烷类消毒副产物的生成量。
3)臭氧消毒可以降低水中总有机卤化物的浓度。
由于臭氧消毒工艺目前在大型城市污水处理厂运用的较少,另外臭氧稳定性差容易分解为氧气,故不能瓶装贮存和运输,必须现场制备及时使用,设备投资大,电耗大,成本较高;运行管理比较复杂。所以江心洲污水处理厂在选择的替代消毒工艺中并没有考虑臭氧工艺。
1.4 紫外线消毒
紫外线根据生物效应的不同,按照波长划分为A、B、C、D 四个波段,水处理领域的消毒主要采用的是C
波段紫外线。水的紫外线消毒,是一种光化学效应。研究表明,紫外线主要是通过对微生物(细菌、病毒、芽孢等病原体)的辐射损伤和破坏核酸的功能使微生物致死从而达到消毒的目的。微生物的核酸分子吸收光谱的范围是240nm
~ 280 nm,对波长260nm 的紫外线有最大吸收,而低压紫外线消毒灯所产生的光波波长其中心辐射波长是253.7 nm,正好与之相符合。 -31-
紫外线消毒是一种物理方法,相比于化学方法,
它的优点也很多。它不向水中增加任何物质,没有副作用,不会产生消毒副产物,它的消毒速度快﹑效率高﹑占地面积小;设备操作简单,便于运行管理和实现自动化等。然而,紫外线的灭菌作用只在其辐照期间有效,所以被处理的水一旦离开消毒器就不具有残余的消毒能力,容易遭受二次污染,所以当细菌未被灭活而进入后续系统,就无法阻止其粘附在下游管道表面并繁衍后代;只有吸收紫外线的微生物才会被灭活,因此对于悬浮固体很多水质较差的水,例如污水,
由于悬浮固体可以庇护微生物使其免遭伤害,消毒效果很难保证。尤其江心洲污水处理厂日处理为64 万吨,
如果其处理效果不理想的话,这么大量的出水势必会对接纳水体长江造成巨大的污染。另外,由于紫外线消毒采取的是明渠,而我厂为接触池,需要进行部分的土建改造。
1.5 活性氧消毒剂( 以单过硫酸氢钾为例)
单过硫酸氢钾复合物溶于水后,经过循环链式反应,连续持久产生新生态氧「O」:
HSO5- → HSO4- +「O」
HSO4- + 2H2O → HSO5- + 2H+ + 2e
复合物在水中释放出一定浓度的超氧自由基「ROOO」,反应活性大,氧化能力极强,可以使细胞中的单糖、多糖、蛋白质、DNA、RNA 等发生氧化,
遭受损伤与破坏。活性氧自由基在极低浓度时就能完全杀灭水中的原生动物、藻类、孢子细菌等策生物, 剩余的基因及微生物尸体均可被分解成H2O、CO2、O2
及无机盐类,没有药剂残留。
单过硫酸氢钾复合物溶于水后具有如下的特点:
(1)氧化能力强,杀灭效率高,不但能杀灭水中的各种微生物,还能杀灭原虫和藻类。
(2)可直接氧化水中的腐植物及三卤甲烷前体物,因此反应不产生三卤甲烷(thm)、卤乙酸和其它有害物质。
(3)能破坏水中的酚类、硫化物类、氰化物类、亚硝酸类及其它有害化合物,特别是对酚类控制效果好,不产生有厌氧气味的氯酚,提高了水质和除臭作用,同时能和水中有色、味的有机物反应,脱去其色和味,改善水的味道。
(4)在水中通过链式反应,维持微量新生态[O] 氧和活性氧自由基[ROOO]
使其氧化能力稳定,作用持久,可以防止水中的再次污染。通过它的特点我们可以看出其消毒剂的消毒能力是强于液氯的,而同时又不产生消毒副产物,还有它的作用持久以及氧化能力的稳定又是紫外线工艺所不能及的。
考虑采用此工艺设计变更,可以很好的利用现有的已经建成的管道、水泵等设备,另外,溶药罐也可以从一级加药处理的投资设备中调剂使用,不需要增加更多的投资。
2 污水消毒工艺的经济比较
通过对比以上这些工艺的特点,单过硫酸氢钾为代表的活性氧消毒工艺显示出了超出其它工艺的优点。但是否适合投入到污水处理的消毒中还需要看他们的实际投资及运行成本,所以,下面我们又对其投资运行的经济性做了比较。
以江心洲污水处理厂64 万吨/ 日处理量为例, 设备投资按照10 年使用寿命周期计算。
说明:从上表我们可以分析得出,紫外线消毒的投资成本最高,活性氧的投资成本最低;液氯的运行成本最低,活性氧的运行成本最高。
3 结论
(1)传统的化学消毒工艺消毒液氯和二氧化氯, 都比较容易产生副产物,安全管理成本较高。(2) 臭氧消毒工艺由于在大型污水处理厂使用的并不多,
而且它的投入成本较大,运营管理成本也很高。(3)
物理的方法紫外线消毒由于它对水质要求比较高,设备投资和运行维护费用也较高,以及后续的消毒效果差也没有显示出优势来。(4)新型的活性氧消毒剂在水处理过程中体现出了高效、安全等优势,同时操作简单,工艺也不复杂,适合大、中、小型污水处理厂。(5)江心洲污水处理厂针对目前的设备设施现状,
如果要完善液氯的所有设施及安全用具,其投资不会低于100 万元;如果通过设计变更,采用活性氧消毒工艺,需要增加36
万元的投资;采用二氧化氯消毒工艺;需要增加投资200 万元元;采用紫外线消毒工艺, 需要增加投资800~1000
万元。经综合技术经济分析比较,以及今后消毒运行的实际情况,我们最终建议了江心洲污水处理厂采用活性氧消毒工艺的变更。
Ⅳ 科学小论文 水对生命体及经济发展的影响
水对生命体及经济发展的影响
一提到水这往往是对人类再也熟悉不过的一种物质,但是人类正因为对于它太过于熟悉,以致于造成水资源浪费,污染。水是人类宝贵的自然财富,但往往我们都不曾了解它的重要性,这也是一个直观的原因。从地球上生命的起源到人类社会的形成,从生产力低下的原始社会到科学技术发达的现代社会,人与水结下了不解之缘。水既是人类生存的基本条件,又是社会生产必不可少的物质资源。没有水,就没有人类社会的今天。所以说,水是人类的宝贵资源,是生命之泉。长期以来,人们普遍认为水是“取之不尽,用之不竭”的,不知道爱惜,而浪费挥霍。应当知道我国水资源人均量并非丰富,地区分布不均匀,年内变化莫测,年际差别很大,再加上污染,使水资源更加紧缺,自来水其实来之不易。
在日常生活及工业,农业中的需水量
由于水资源总量不足,部分地区水土资源分布不相适应,以及干流中下游和一些主要支流调蓄水量的能力不够等原因,黄河水资源供需矛盾已相当突出,部分地区存在不同程度的缺水现象。多年平均缺水量26亿m3。光从黄河中的用水列表中就看出来中国水资源的匮乏和水资源的利用之多无论是在工业还是农业都可一清楚的认识到,在日常生活中烧饭,洗碗用水时的间断(开门接客人,接电话,改变电视机频道时),未关水龙头;停水期间,忘记关水龙头;洗手、洗脸、刷牙时,让水一直流着;睡觉之前、出门之前,不检查水龙头;设备漏水,不及时修好。都需要很庞大的用水量。这些数据都是我们无法想象的。人体重量的50~60%由水组成,儿童体内的水分更高达80%。可以说,没有水就没有生命。但地球上的淡水资源只占地球水资源总量的3%,在这3%。淡水中,可供直接饮用的只有0.5%。地球是水之行星。地球表面约70% 为水覆盖。地球上全部生物体主要由水组成,如:
— 一棵树含有约60% 水(重量);
— 多数蘑菇含有约80至90% 水;
— 而多数动物含有约50至65% 水。
· 如没有水,没有生命能存在。
节约用水和防止水污染的建议
1. 江苏省苏州、无锡、常州三地区因过量开采地下水,造成地面沉降和地裂缝等地质灾害,72位人大代表为此集体提出议案,江苏省政府最近决定在苏、锡、常地区限期全面禁采地下水。
2. 考虑利用海水作为城市居民区生活杂用水和冲厕用水,兼作城市消防系统用水。
3. 各地农业区发展并推广应用了新的灌溉技术,大大降低了用水量并提高了利用率,节水效果明显。
4. 工厂都必须有污水处理器,污水不可以直接排到河流小溪等等地区。
5. 编制专项治理规划。狠抓规划的控制实施,提出“以发展为中心,以规划为龙头,以法制为手段,以治水为重点,以工程为纽带,以达标为己任”的治理工作方针,进一步明确了运河流域水污染控制的目标任务和基本思路。
6. 市区截污处理工程。将市区生活污水收集处理达标后,再排入河流。
7. 家庭只要注意改掉不良的习惯,就能节水70%左右。与浪费水有关的习惯很多,比如:用抽水马桶冲掉烟头和碎细废物;为了接一杯凉水,而白白放掉许多水;先洗土豆、胡萝卜后削皮,或冲洗之后再择蔬菜;用水时的间断(开门接客人,接电话,改变电视机频道时),未关水龙头;停水期间,忘记关水龙头;洗手、洗脸、刷牙时,让水一直流着;睡觉之前、出门之前,不检查水龙头;设备漏水,不及时修好。
8. 用鱼缸里换出的水浇花,用洗完衣服的水冲厕所。
9. 日本东京有一座很有特色的“水道纪念馆”,各界市民特别是学生分批来参观,接受供水历史和节水知识教育,效果很好。这里展示了东京周围环境,包括河道水源地、净水场的大模型,让人一目了然知道水的来之不易。净水工艺的展示让人切实感到吃水完全可以放心。陈列着最古老的净水池遗址,旧时代水道所用的泵式消防器、竹管、接头等器具实物,十分珍贵。馆内还重点介绍了东京更换7800公里旧管道以减少漏损的辉煌业绩,以及独出心裁的地震应急供水设施。在这里,还能看到从大杂院公用水井发展到今天先进供水的步步历程。我国也可以效仿。
10. 新建供水工程时,新增工业水用量要经上一级城市建设主管部门同意。超计划用水应加价收水费。生活用水按户计量收费。新建住宅安装分户计量水表。
11. ①加强宣传教育,增强全民的节水意识和环保意识.②把经济社会的发展与节水结合起来,大力发展水资源节约型产业,发展节水型农、工业,建设节水型城市和社会.③采取多种措施加大治治污力度,保证输水水质,依法治污,科技治污.④高度重视生态环境保护.水源区要采取措施保护好水质,防止调水对生态造成的不利影响,受水区要禁止超采地下水,逐步恢复和改善生态环境.⑤依法治水。
青少年应树立珍惜和保护水资源的观念,积极向周围的群众宣传保护水,节约水的重要性.从我做起,从现在做起,从节约每一滴水做起,认真落实环保行动,为南水北调工程和经济社会的可持续发展贡献力量,(提几条节约水的建议,如:随手关水龙头,用节水水龙头,利用洗脸水浇花、冲厕等)
水对生命体及经济发展的重要性
目前,水缺乏已成了严重制约我国社会经济发展的“瓶颈”之一。而据专家预测,到2030年前后,中国用水总量将达到每年7000亿至8000亿立方米,而中国实际可利用的水资源量约为8000亿至9500亿立方米,需水量已接近可利用水量的极限。由于水资源供给的稳定性和需求的不断增长,使水具有了越来越重要的战略地位。国外的一些专家指出,估计到21世纪水对人类的重要性将象20世纪石油对人类的重要性一样,成为一种决定国家富裕程度的珍贵商品。一些世界著名的科学家提醒人们:一个国家如何对待它的水资源将决定这个国家是继续发展还是衰落。那些将治理水系作为紧迫任务的国家将占有竞争优势。如果水资源消耗殆尽,人类的健康、经济发展以及生态系统将受到威胁。对水资源控制权的争夺,将可能在下个世纪引发许多种族和国家间的敌对。 如何解决水资源供应问题,保持水资源供给和需求之间的相对平衡,世界各缺水国家和地区长期以来都做了大量的探索,一些发达国家或者比较发达的国家已取得了很多成功的经验,概括起来,主要是三个方面:一是采取积极的措施,通过区域调水解决地区之间水资源分布不均问题;二是通过科学管理维护水资源的供需平衡;三是开发和采用各种节水技术。如果政府和人民能够配合的话,政府改善水供的效率,人民爱惜水的话,现有的水源已经足够大马人使用,根本不需要接二连三的建大型水坝。只有综合国家水供政策才能够一劳永逸的解决大马水供问题,同时也有助于消弭政府和民间因为水供所引发的种种争端和纠纷。
在地球上,哪里有水,哪里就有生命。一切生命活动都是起源于水的。人体内的水分,大约占到体重的65%。其中,脑髓含水75%,血液含水83%,肌肉含水76%,连坚硬的骨胳里也含水22%哩!没有水,食物中的养料不能被吸收,废物不能排出体外,药物不能到达起作用的部位。人体一旦缺水,后果是很严重的。缺水1%~2%,感到渴;缺水5%,口干舌燥,皮肤起皱,意识不清,甚至幻视;缺水15%,往往甚于饥饿。没有食物,人可以活较长时间(有人估计为两个月),如果连水也没有,顶多能活一周左右。地球是水之行星。地球表面约70% 为水覆盖。地球上全部生物体主要由水组成,如:
— 一棵树含有约60% 水(重量);
— 多数蘑菇含有约80至90% 水;
— 而多数动物含有约50至65% 水。
· 如没有水,没有生命能存在。
Ⅳ 关于水污染文章
一、污水处理现状
在我国环境保护百花园里,各种污水处理技术犹如雨后春笋层出不穷。但是有的由于技术原因,不适合我国越来越严的环保要求,致使大量的污水处理工程出现升级改造,给中央和地方政府、以及用户造成巨大的经济损失。还有的因运行费用过高,用户无法长期承受昂贵的运行费用,迫使污水处理处于停机或半停机状态。也有一些环保公司没有建设行政主管部门核发的设计和施工资质,承建的污水处理工程难以通过环保验收。另有极少用户重视力度不够,建成的污水处理工程使用率较低,没有起到保护环境的根本作用。建成投资少、运行费用低、安全、环保、节能增效的污水处理工程,不但有利于环境保护,而且也能改变用户对污水处理工作的重视。
二、污水的来源和分类
污水(英文:sewage,wastewater)受一定污染的来自生活和生产的排出水。
1、生活污水
生活污水是人类在日常生活中使用过的,并被生活废料所污染的水。其水质、水量随季节而变化,一般夏季用水相对较多,浓度低;冬季相应量少,浓度高。生活污水一般不含有毒物质,但是它有适合微生物繁殖的条件,含有大量的病原体,从卫生角度来看有一定的危害性。
2、工业废水
工业废水是在工矿生产活动中产生的废水。工业废水可分为生产污水与生产废水。生产污水是指在生产过程中形成、并被生产原料、半成品或成品等原料所污染,也包括热污染(指生产过程中产生的、水温超过60℃的水);生产废水是指在生产过程中形成,但未直接参与生产工艺、未被生产原料、半成品或成品等原料所污染或只是温度少有上升的水。生产污水需要进行净化处理;生产废水不需要净化处理或仅需做简单的处理,如冷却处理。生活污水与生产污水的混合污水称为城市污水。
3、初期雨水
被污染的雨水主要是指初期雨水。由于初期雨水冲刷了地表的各种污染物,污染程度很高,故宜作净化处理。
4、水体受污染的原因:
人类生产活动造成的水体污染中,工业引起的水体污染最严重。如工业废水,它含污染物多,成分复杂,不仅在水中不易净化,而且处理也比较困难。
工业废水,是工业污染引起水体污染的最重要的原因。它占工业排出的污染物的大部分。工业废水所含的污染物因工厂种类不同而千差万别,即使是同类工厂,生产过程不同,其所含污染物的质和量也不一样。工业除了排出的废水直接注入水体引起污染外,固体废物和废气也会污染水体。
农业污染首先是由于耕作或开荒使土地表面疏松,在土壤和地形还未稳定时降雨,大量泥沙流入水中,增加水中的悬浮物。
还有一个重要原因是近年来农药、化肥的使用量日益增多,而使用的农药和化肥只有少量附着或被吸收,其余绝大部分残留在土壤和漂浮在大气中,通过降雨,经过地表径流的冲刷进入地表水和渗入地表水形成污染。
城市污染源是因城市人口集中,城市生活污水、垃圾和废气引起水体污染造成的。城市污染源对水体的污染主要是生活污水,它是人们日常生活中产生的各种污水的混合液,其中包括厨房、洗涤房、浴室和厕所排出的污水。
世界上仅城市地区一年排出的工业和生活废水就多达500立方公里,而每一滴污水将污染数倍乃至数十倍的水体。
三、主要污染物
1、病原体污染物
生活污水、畜禽饲养场污水以及制革、洗毛、屠宰业和医院等排出的废水,常含有各种病原体,如病毒、病菌、寄生虫。水体受到病原体的污染会传播疾病,如血吸虫病、霍乱、伤寒、痢疾、病毒性肝炎等。历史上流行的瘟疫,有的就是水媒型传染病。如1848年和1854年英国两次霍乱流行,死亡万余人;1892年德国汉堡霍乱流行,死亡750余人,均是水污染引起的。
受病原体污染后的水体,微生物激增,其中许多是致病菌、病虫卵和病毒,它们往往与其他细菌和大肠杆菌共存,所以通常规定用细菌总数和大肠杆菌指数及菌值数为病原体污染的直接指标。病原体污染的特点是:(1)数量大;(2)分布广;(3)存活时间较长;(4)繁殖速度快;(5)易产生抗药性,很难绝灭;(6)传统的二级生化污水处理及加氯消毒后,某些病原微生物、病毒仍能大量存活。常见的混凝、沉淀、过滤、消毒处理能够去除水中99%以上病毒,如出水浊度大于0.5度时,仍会伴随病毒的穿透。病原体污染物可通过多种途径进入水体,一旦条件适合,就会引起人体疾病。
2、耗氧污染物
在生活污水、食品加工和造纸等工业废水中,含有碳水化合物、蛋白质、油脂、木质素等有机物质。这些物质以悬浮或溶解状态存在于污水中,可通过微生物的生物化学作用而分解。在其分解过程中需要消耗氧气,因而被称为耗氧污染物。这种污染物可造成水中溶解氧减少,影响鱼类和其他水生生物的生长。水中溶解氧耗尽后,有机物进行厌氧分解,产生硫化氢、氨和硫醇等难闻气味,使水质进一步恶化。水体中有机物成分非常复杂,耗氧有机物浓度常用单位体积水中耗氧物质生化分解过程中所消耗的氧量表示,即以生化需氧量(BOD)表示。一般用20℃时,五天生化需氧量(BOD5)表示。
3、植物营养物
植物营养物主要指氮、磷等能刺激藻类及水草生长、干扰水质净化,使BOD5升高的物质。水体中营养物质过量所造成的"富营养化"对于湖泊及流动缓慢的水体所造成的危害已成为水源保护的严重问题。
富营养化(eutrophication)是指在人类活动的影响下,生物所需的氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体,引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖,水体溶解氧量下降,水质恶化,鱼类及其他生物大量死亡的现象。在自然条件下,湖泊也会从贫营养状态过渡到富营养状态,沉积物不断增多,先变为沼泽,后变为陆地。这种自然过程非常缓慢,常需几千年甚至上万年。而人为排放含营养物质的工业废水和生活污水所引起的水体富营养化现象,可以在短期内出现。
植物营养物质的来源广、数量大,有生活污水(有机质、洗涤剂)、农业(化肥、农家肥)、工业废水、垃圾等。每人每天带进污水中的氮约50g。生活污水中的磷主要来源于洗涤废水,而施入农田的化肥有50%~80%流入江河、湖海和地下水体中。天然水体中磷和氮(特别是磷)的含量在一定程度上是浮游生物生长的控制因素。当大量氮、磷植物营养物质排入水体后,促使某些生物(如藻类)急剧繁殖生长,生长周期变短。藻类及其他浮游生物死亡后被需氧生物分解,不断消耗水中的溶解氧,或被厌氧微生物所分解,不断产生硫化氢等气体,使水质恶化,造成鱼类和其他水生生物的大量死亡。藻类及其他浮游生物残体在腐烂过程中,又把生物所需的氮、磷等营养物质释放到水中,供新的一代藻类等生物利用。因此,水体富营养化后,即使切断外界营养物质的来源,也很难自净和恢复到正常水平。水体富养化严重时,湖泊可被某些繁生植物及其残骸淤塞,成为沼泽甚至干地。局部海区可变成"死海",或出现"赤潮"现象。
常用氮、磷含量,生产率(O2)及叶绿素-α作为水体富营养化程度的指标。防治富营养化,必须控制进入水体的氮、磷含量。
4、有毒污染物
有毒污染物指的是进入生物体后累积到一定数量能使体液和组织发生生化和生理功能的变化,引起暂时或持久的病理状态,甚至危及生命的物质。如重金属和难分解的有机污染物等。污染物的毒性与摄入机体内的数量有密切关系。同一污染物的毒性也与它的存在形态有密切关系。价态或形态不同,其毒性可以有很大的差异。如Cr(Ⅵ)的毒性比Cr(Ⅲ)大;As(Ⅲ)的毒性比As(Ⅴ)大;甲基汞的毒性比无机汞大得多。另外污染物的毒性还与若干综合效应有密切关系。从传统毒理学来看,有毒污染物对生物的综合效应有三种:(1)相加作用,即两种以上毒物共存时,其总效果大致是各成分效果之和。(2)协同作用,即两种以上毒物共存时,一种成分能促进另一种成分毒性急剧增加。如铜、锌共存时,其毒性为它们单独存在时的8倍。(3)拮抗作用,两种以上的毒物共存时,其毒性可以抵消一部分或大部分。如锌可以抑制镉的毒性;又如在一定条件下硒对汞能产生拮抗作用。总之,除考虑有毒污染物的含量外,还须考虑它的存在形态和综合效应,这样才能全面深入地了解污染物对水质及人体健康的影响。
有毒污染物主要有以下几类:(1)重金属。如汞、镉、铬、铅、钒、钴、钡等,其中汞、镉、铅危害较大;砷、硒和铍的毒性也较大。重金属在自然界中一般不易消失,它们能通过食物链而被富集;这类物质除直接作用于人体引起疾病外,某些金属还可能促进慢性病的发展。(2)无机阴离子,主要是NO2-、F-、CN-离子。NO2-是致癌物质。剧毒物质氰化物主要来自工业废水排放。(3)有机农药、多氯联苯。目前世界上有机农药大约6000种,常用的大约有200多种。农药喷在农田中,经淋溶等作用进入水体,产生污染作用。有机农药可分为有机磷农药和有机氯农药。有机磷农药的毒性虽大,但一般容易降解,积累性不强,因而对生态系统的影响不明显;而绝大多数的有机氯农药,毒性大,几乎不降解,积累性甚高,对生态系统有显著影响。多氯联苯(PCB)是联苯分子中一部分氢或全部氢被氯取代后所形成的各种异构体混合物的总称。
多氯联苯剧毒,脂溶性大,易被生物吸收,化学性质十分稳定,难以和酸、碱、氧化剂等作用,有高度耐热性,在1000~1400℃高温下才能完全分解,因而在水体和生物中很难降解。(4)致癌物质。致癌物质大体分三类:稠环芳香烃(PAHs),如3,4-苯并芘等;杂环化合物,如黄曲霉素等;芳香胺类,如甲、乙苯胺,联苯胺等。(5)一般有机物质。如酚类化合物就有2000多种,最简单的是苯酚,均为高毒性物质;腈类化合物也有毒性,其中丙烯腈的环境影响最为注目。
5、石油类污染物
石油污染是水体污染的重要类型之一,特别在河口、近海水域更为突出。排入海洋的石油估计每年高达数百万吨至上千万吨,约占世界石油总产量的千分之五。石油污染物主要来自工业排放,清洗石油运输船只的船舱、机件及发生意外事故、海上采油等均可造成石油污染。而油船事故属于爆炸性的集中污染源,危害是毁灭性的。
石油是烷烃、烯烃和芳香烃的混合物,进入水体后的危害是多方面的。如在水上形成油膜,能阻碍水体复氧作用,油类粘附在鱼鳃上,可使鱼窒息;粘附在藻类、浮游生物上,可使它们死亡。油类会抑制水鸟产卵和孵化,严重时使鸟类大量死亡。石油污染还能使水产品质量降低。
6、放射性污染物
放射性污染是放射性物质进入水体后造成的。放射性污染物主要来源于核动力工厂排出的冷却水,向海洋投弃的放射性废物,核爆炸降落到水体的散落物,核动力船舶事故泄漏的核燃料;开采、提炼和使用放射性物质时,如果处理不当,也会造成放射性污染。水体中的放射性污染物可以附着在生物体表面,也可以进入生物体蓄积起来,还可通过食物链对人产生内照射。
水中主要的天然放射性元素有40K、238U、286Ra、210Po、14C、氚等。目前,在世界任何海区几乎都能测出90Sr、137Cs。
7、酸、碱、盐无机污染物
各种酸、碱、盐等无机物进入水体(酸、碱中和生成盐,它们与水体中某些矿物相互作用产生某些盐类),使淡水资源的矿化度提高,影响各种用水水质。盐污染主要来自生活污水和工矿废水以及某些工业废渣。另外,由于酸雨规模日益扩大,造成土壤酸化、地下水矿化度增高。
水体中无机盐增加能提高水的渗透压,对淡水生物、植物生长产生不良影响。在盐碱化地区,地面水、地下水中的盐将对土壤质量产生更大影响。
8、热污染
热污染是一种能量污染,它是工矿企业向水体排放高温废水造成的。一些热电厂及各种工业过程中的冷却水,若不采取措施,直接排放到水体中,均可使水温升高,水中化学反应、生化反应的速度随之加快,使某些有毒物质(如氰化物、重金属离子等)的毒性提高,溶解氧减少,影响鱼类的生存和繁殖,加速某些细菌的繁殖,助长水草丛生,厌气发酵,恶臭。
鱼类生长都有一个最佳的水温区间。水温过高或过低都不适合鱼类生长,甚至会导致死亡。不同鱼类对水温的适应性也是不同的。如热带鱼适于15~32℃,温带鱼适于10~22℃,寒带鱼适于2~10℃的范围。又如鳟鱼虽在24℃的水中生活,但其繁殖温度则要低于14℃。一般水生生物能够生活的水温上限是33~35℃。
除了上述八类污染物以外,洗涤剂等表面活性剂对水环境的主要危害在于使水产生泡沫,阻止了空气与水接触而降低溶解氧,同时由于有机物的生化降解耗用水中溶解氧而导致水体缺氧。高浓度表面活性剂对微生物有明显毒性。
水体污染的例子很多,如京杭大运河(杭州段)两岸有许多工厂,每天均有大量废水排入运河,使水体中固体悬浮物、有机物、重金属(Zn,Cd,Pb,Cu等)及酚、氰化物等含量大大超过地面水标准,有的超过几十倍,使水体处于厌氧的还原状态,乌黑发臭,鱼虾绝迹,不能用于生活、农业等用水;水体自净能力差,若不治理,并控制污染源,水体污染还会进一步扩大。
水环境中的污染物,总体上可划分为无机污染物和有机污染物两大类。在水环境化学中较为重要的,研究得较多的污染物是重金属和有机物。我国水污染化学研究始于70年代,从重金属、耗氧有机物、DDT、六六六等农药污染开始,目前研究的重点已转向有机污染物,特别是难降解有机物,因其在环境中的存留期长,容易沿食物链(网)传递积累(富集),威胁生物生长和人体健康,因而日益受到人们重视。本章着重介绍重金属和有机污染物在水体中迁移转化的环境化学行为。
四、污染物进入水体后的运动过程
污染物进入水体后立即发生各种运动。下面以海洋为例作一简介,其他水体的情况,可以类推。
海洋中生活着各种各样的水生动物和植物。生物与水、生物与生物之间进行着复杂的物质和能量的交换,从数量上保持着一种动态的平衡关系。但在人类活动的影响下,这种平衡遭到了破坏。当人类向水中排放污染物时,一些有益的水生生物会中毒死亡,而一些耐污的水生生物会加剧繁殖,大量消耗溶解在水中的氧气,使有益的水生生物因缺氧被迫迁栖他处,或者死亡。特别是有些有毒元素,既难溶于水又易在生物体内累积,对人类造成极大的伤害。如汞在水中的含量是很低的,但在水生生物体内的含量却很高,在鱼体内的含量又高得出奇。假定水体中汞的浓度为1,水生生物中的底栖生物(指生活在水体底泥中的小生物)体内汞的浓度为700,而鱼体内汞的浓度高达860。由此可见,当水体被污染后,一方面导致生物与水、生物与生物之间的平衡受到破坏,另一方面一些有毒物质不断转移和富集,最后危及人类自身的健康和生命。
五、水体污染对人体健康的影响
1、水体污染的危害是多方面的,这里简单介绍一下水体污染对人体健康的影响
(1)、引起急性和慢性中毒。水体受有毒有害化学物质污染后,通过饮水或食物链便可能造成中毒。著名的水俣病、痛痛病是由水体污染引起的。
(2)、致癌作用。某些有致癌作用的化学物质如砷、铬、镍、铍、苯胺、苯并(a)芘和其他多环芳烃、卤代烃污染水体后,可被悬浮物、底泥吸附,也可在水生生物体内积累,长期饮用含有这类物质的水,或食用体内蓄积有这类物质的生物(如鱼类)就可能诱发癌症。
(3)、发生以水为媒介的传染病。人畜粪便等生物污染物污染水体,可能引起细菌性肠道传染病如伤寒、痢疾、肠炎、霍乱等;肠道内常见病毒如脊髓灰质类病毒、柯萨奇病毒、传染性肝炎病毒等,皆可通过水体污染引起相应的传染病。1989年上海的"甲肝事件",就是由水体污染引起的。在发展中国家,每年约有6000万人死于腹泻,其中大部分是儿童。
(4)、间接影响。水体污染后,常可引起水的感官性状恶化,如某些污染物在一定浓度下,对人的健康虽无直接危害,但可使水发生异臭、异色,呈现泡沫和油膜等,妨碍水体的正常利用。铜、锌、镍等物质在一定浓度下能抑制微生物的生长和繁殖,从而影响水中有机物的分解和生物氧化,使水体自净能力下降,影响水体的卫生状况。
(5)、水体污染既可严重危害生态系统,还可造成严重的经济损失。
2、主要污染物的影响
(1)、铅: 对肾脏、神经系统造成危害,对儿童具高毒性,致癌性已被证实
(2)、镉: 对肾脏有急性之伤害
(3)、砷: 对皮肤、神经系统等造成危害,致癌性已被证实
(4)、汞: 对人体的伤害极大,伤害主要器官为肾脏、中枢神经系统
(5)、硒: 高浓度会危害肌肉及神经系统
(6)、亚硝酸盐: 造成心血管方面疾病,婴儿的影响最为明显(蓝婴症),具致癌性
(7)、总三卤甲烷: 以氯仿对健康的影响最大,致癌性方面最常发生的是膀光癌
(8)、三氯乙烯(有机物): 吸入过多会降低中枢神经、心脏功能,长期暴露对肝脏有害
(9)四氯化碳(有机物): 对人体健康有广泛影响,具致癌性,对肝脏、肾脏功能影响极大
六、污水水质指标
污水水质指标一般分为物理、化学、生物三大类。
1、物理性指标
温度、色度、嗅和味、固体物质
固体物质的三种存在形态:悬浮的、胶体的、溶解的。固体物质用。总固体量(TS)作为指标,污水处理中常用悬浮固体(SS)表示固体物质的含量。
2、化学性指标
(1)、化学需氧量(CODcr):指用强化学氧化剂(我国法定用重铬酸钾)在酸性条件下,将有机物氧化成CO2与H2O所消耗的氧量(mg/L),用CODcr表示。化学需氧量越高,表示水中有机污染物越多,污染越严重。
(2)、生化需氧量(BOD5):水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量称为生化需氧量(mg/L)。
如果污水成分相对稳定,则一般来说,CODcr> BOD5。
一般BOD5/ CODcr大于0.3,认为适宜采用生化处理。
(3)、总需氧量(TOD):有机物主要元素是C、H、O、N、S等,当有机物被全部氧化时,将分别产生CO2、H2O、NO、SO2等,此时需氧量称为总需氧量(TOD)。
(4)、总有机碳(TOC):包括水样中所有有机污染物质的含碳量,也是评价水样中有机物质质的一个综合参数。
(5)、总氮(TN):污水中含氮化合物分为有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮,四种含氮化合物总量称为总氮(TN)。凯氏氮(TKN)是有机氮与氨氮之和。
(6)、总磷(TP):包括有机磷与无机磷两类。
(7)、pH值
(8)、重金属
3、生物性指标
(1)、大肠菌群数:每升水样中所含有的大肠菌群的数目,以个/L计。
(2)、细菌总数:是大肠菌群数、病原菌、病毒及其他细菌数的总和,以每毫升水样中的细菌菌落总数表示。
第三章 主要污水处理工艺对比
一、污水处理工艺
污水处理工艺就是对城市生活污水和工业废水的各种经济、合理、科学、行之有效的工艺方法。
1、根据《水污染控制工程》分类
(1)、不溶态污染物的分离技术:
①、重力沉降:沉砂池(平流、竖流、旋流、曝气)、沉淀池(平流、竖流、辐流、斜流);
②、混凝澄清;
③、浮力浮上法:隔油、气浮;
④、其他:阻力截留、离心力分离法、磁力分离法
(2)、污染物的生物化学转化技术:
①、活性污泥法:SBR、AO、AAO、氧化沟等
②、生物膜法:导流曝气生物滤池、生物滤池、生物转盘、生物接触氧化池等
③、厌氧生物处理法:厌氧消化、水解酸化池、UASB等
④、自然条件下的生物处理法:稳定塘、生态系统塘、土地处理法
(3)、污染物的化学转化技术:
①、中和法:酸碱中和
②、化学沉淀法:氢氧化物沉淀、铁氧体沉淀、其他化学沉淀
③、氧化还原法:药剂氧化法、药剂还原法、电化学法
④、化学物理消毒法:臭氧、紫外线、二氧化氯、氯气、次氯酸钠
(4)、溶解态污染物的物理化学分离技术:
①、吸附法
②、离子交换法
③、膜分离法:扩散渗析、电渗析、反渗透、超滤、纳滤、微滤
④、其他分离方法:吹脱和气提、萃取、蒸发、结晶、冷冻
(5)、常见污水处理方法
①、物理法:物理或机械的分离过程。过滤,沉淀,离心分离,上浮等
②、化学法:加入化学物质与污水中有害物质发生化学反应的转化过程。中和,氧化,还原,分解,混凝,化学沉淀等
③、物理化学法:物理化学的分离过程。气提,吹脱,吸附,萃取,离子交换,电解电渗析,反渗透等④、生物法:微生物在污水中对有机物进行氧化,分解的新陈代谢过程。导流曝气生物滤池、曝气生物滤池, 活性污、泥生物转盘,氧化塘,厌气消化等
(6)、常用处理废水的化学方法
①、混凝
向胶状浑浊液中投加电解质,凝聚水中胶状物质,使之和水分开
混凝剂有硫酸铝,明矾,聚合氯化铝,硫酸亚铁,三氯化铁等
含油废水,染色废水,煤气站废水,洗毛废水等
②、中和
酸碱中和,pH达中性
石灰,石灰石,白云石等中和酸性废水,CO2中和碱性废水
硫酸厂废水用石灰中和,印染废水等
③、氧化还原
投加氧化(或还原)剂,将废水中物质氧化(或还原)为无害物质
氧化剂有空气(O2),漂白粉,氯气,臭氧等
含酚,氰化物,硫铬,汞废水,印染,医院废水等
④、电解
在废水中插入电极板,通电后,废水中带电离子变为中性原子
电源,电极板等
含铬含氰(电镀)废水,毛纺废水
⑤、萃取
将不溶于水的溶剂投入废水中,使废水中的溶质溶于此溶剂中,然后利用溶剂与水的相对密度差,将溶剂分离出来
萃取剂:醋酸丁酯,苯,N—503等设备有脉冲筛板塔,离心萃取机等
含酚废水等
吸附(包含离子交换)
将废水通过固体吸附剂,使废水中溶解的有机或无机物吸附在吸附剂上,通过的废水得到处理
吸附剂有活性炭,煤渣,土壤等
吸附塔,再生装置
染色,颜料废水,还可吸附酚,汞,铬,氰以及除色,臭,味等用于深度处理。
二、污水处理工艺流程
1、传统的污水处理技术与现代污水处理技术的区别
(1)、传统的污水处理技术
传统的污水处理技术,按处理程度划分,可分为一级、二级和三级处理。
(2)、现代污水处理技术
现代污水处理技术导流曝气生物滤池是在传统的曝气生物滤池的基础上,充分借鉴下向流曝气生物滤池法、上向流曝气生物滤池法、SBR法、AB法、接触氧化法、生物膜法、人工快滤法、沉降分离法、无泵污泥回流法、给水快滤法等10者的设计手法和二级或三级污水处理工艺的特点而开发研制出来的污水处理新工艺、新技术。
2、污水处理技术特征
(1)、传统的污水处理技术特征
一级处理,主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质,物理处理法大部分只能完成一级处理的要求。经过一级处理的污水,BOD一般可去除30%左右,达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。
二级处理,主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(BOD,COD物质),去除率可达90%以上,使有机污染物达到排放标准。
三级处理,进一步处理难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法,混凝沉淀法,砂滤法,活性炭吸附法,离子交换法和电渗分析法等。整个过程为通过粗格栅的原污水经过污水提升泵提升后,经过格栅或者筛滤器,之后进入沉砂池,经过砂水分离的污水进入初次沉淀池,以上为一级处理(即物理处理),初沉池的出水进入生物处理设备,有活性污泥法和生物膜法,(其中活性污泥法的反应器有曝气池,氧化沟等,生物膜法包括生物滤池、生物转盘、生物接触氧化法和生物流化床),生物处理设备的出水进入二次沉淀池,二沉池的出水经过消毒排放或者进入三级处理,三级处理包括生物脱氮除磷法,混凝沉淀法,砂滤法,活性炭吸附法,离子交换法和电渗析法。二沉池的污泥一部分回流至初次沉淀池或者生物处理设备,一部分进入污泥浓缩池,之后进入污泥消化池,经过脱水和干燥设备后,污泥被最后利用。
(2)、现代的污水处理技术特征
①典型的集约化污水处理
导流曝气生物滤池充分借鉴了下向流曝气生物滤池法、上向流曝气生物滤池法、SBR法、AB法、接触氧化法、生物膜法、人工快滤法、沉降分离法、无泵污泥回流法、给水快滤法等10者的设计手法,集曝气、快速过滤、悬浮物截留、两曝两沉、无泵污泥回流、定期反冲于一体,使污水在U型双锥这一个单元体内,综合实现三级、三区、三相导流、无泵污泥外排及回流处理全过程,是一种典型的高负荷、淹没式、固定化生物床的三相导流,脱氮除磷反应器,处理后的污水优于排放标准,可实现中水回用。
Ⅵ 污水处理论文求助
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加载絮凝磁分离(简称BFMS)工艺原理和优势
BFMS技术是在传统的絮凝工艺中,加入磁粉,以增强絮凝的效果,形成高密度的絮体和加大絮体的比重,达到高效除污和快速沉降的目的。磁粉的离子极性和金属特性,作为絮体的核体,大大地强化了对水中悬浮污染物的絮凝结合能力,减少絮凝剂用量,在去除悬浮物,特别是在去除磷、细菌、病毒、油、重金属等方面的效果比传统工艺要好。由于磁粉的比重高达5.0×10³kg/m³,大约是砂子的两倍,混有磁粉的絮体比重增大,絮体快速沉降,速度可达20米/时以上,整个水处理从进水到出水可在10分钟左右完成。污泥中的磁粉,利用磁粉本身的特性使用磁鼓进行分离后回收并在系统中循环使用。高梯度磁过滤器捕集流过水中的残余微小颗粒,磁过滤器依照设定的要求被自动清洗,以达到高度净化出水的目的。根据在美国采用BFMS作深度水处理的报告,磁过滤器可达到去除26纳米病菌的结果。下面图示说明了BFMS工艺的处理过程。
BFMS Process 加载絮凝磁分离工艺
絮凝/ + 加载絮凝+ 沉淀分离+磁过滤
Coagulation+Baiiasted Flocculation+Solids Separation+Magnetic Separation
该工艺以前在工程中应用很少,原因是磁种的回收技术一直没有很好的解决,而现在这一技术难点已成功地被突破,磁种的回收率达到99%以上,该工艺技术在美国也进行了项目示范和商业项目运行。我们公司已在国内申请多项专利,形成了公司的自主知识产权。在过去三年中,我们公司用250吨/日的中试车已在城市污水处理、中水回用、地表水和地下水以及自来水处理、江水、湖水、河道水处理、高磷废水处理、造纸废水处理、采矿废水处理、炼油和油田废水处理方面成功的做了多项不同运行参数的试验,取得很好的结果;10000吨/日的中试车已于2007年5月在青岛李村河入海口的城市污水投入运行一个月,运行良好。在北京金源经开污水处理厂的出水进行除高磷深度处理运行月余,处理效果佳。作为奥运会应急城市污水处理工程,在北京清河污水厂安装了4×10000吨/日和2×5000吨/日共6组BFMS系统,综合处理效果好。该技术在胜利油田应用于处理采油废水的东营胜利油田一期工程(5000吨/日)已经投入使用,油田500吨/日地下水BFMS项目和30000吨/日采油水BFMS项目也在实施中。
与其他工艺相比,磁分离技术具有以下优点:
1) BFMS工艺能应用于城市污水的一级、二级、三级、中水和各种工业污水以及饮用水。
2) 处理效果好,其出水质与超滤膜出水相媲美,BFMS工艺能有效地从水中除去微粒污染物、微生物污染物和部分已溶解于水中的污染物,如:COD、BOD、悬浮物、总磷、色度、浊度等,特别是对磷有强大的去除效果。也能结合生物工艺非常有效和经济地脱氮。
3) 耐冲击负荷能力强,对水质的冲击有独特的耐冲击能力。当前段工序出现故障时,或其他有害金属离子进入污水处理系统,污水可直接进入磁分离系统,系统仍然能够保持较高的去除效果,大幅度去除水中污染物。
4) 占地极小,20000吨/日BFMS系统的占地约为400㎡左右,另加走道、加药及操作设施总占地约700㎡左右。
5) 投资低,比膜处理有明显的优势。
6) 运行成本低,设备使用寿命长,除了正常的维护外,不用更换部件而造成高昂的二次投资。
7) 运行管理方便,启动快捷,运行管理简单。
Ⅶ 生活中污水处理论文
浅谈生活污水处理技术
【摘要】在城市污水管网尚未铺就或不可能到达,或尚未建成城市污水处理厂的城市的住宅小区,生活污水处理一直都是很难解决的问题。过去常用的化粪池沉淀和厌氧发酵,虽然对悬浮物质和寄生虫卵有一定的去除作用,但BOD5去除率很低,且不具备脱氮除磷功能,已不能满足水污染防治和水环境保护的需要。近年来,适用于住宅小区的小型污水处理站和污水处理设备的技术开发发展迅速。本文拟就这方面的成果进行论述,并对存在的问题提出看法。
【关键词】生活污水处理;技术开发;问题探讨
【Abstract】Haven't spread at the city soil pipe net or impossible arrive, or haven't built up city wastewater treatment the residence small area of city of the factory, life the wastewater treatment have been the problem that can hardly solve.Past the in common use septic tank precipitate with be disgusted with oxygen to ferment, although clean a function towards suspending material and parasite egg to have certainly of, the BOD5 clean a rate very low, and don't have nitrogen of take off in addition to Lin function, already can't satisfy water pollution prevention and cure and water environmental protection of demand.In recent years be applicable to the small scaled wastewater treatment station of the residence small area and the technique of the wastewater treatment equipments development development quick.This text has drafted the result of this aspect to carry on discuss, and to existence of the problem put forward viewpoint.
【Key words】Life wastewater treatment;Technique development;Problem study
1. 技术开发 住宅小区生活污水处理技术的沿革,经历了从单一工艺到组合工艺的过程。从是否需氧的角度考察,则沿着“厌氧→好氧→厌氧+好氧→厌氧+缺氧” 的轨迹发展。从去除对象来看,早期技术仅能去除SS物质,而现在的工艺还具备脱氮除磷功能。下面介绍几种目前常用的处理技术和设备。
1.1生物接触氧化法。生物接触氧化法,是一种介于活性污泥法和生物膜法的污水生物处理技术,兼备两者的优点。其主要构筑物为生物接触氧化池,池内充填填料。已经充氧的污水以一定的流速流经被其浸没的填料,在填料上形成生物膜。污水与生物膜广泛接触,在生物膜上微生物的作用下,有机污染物得到去除,污水得到净化。由于池内具备适于微生物栖息增殖的良好环境条件,因此,生物膜上生物相丰富、食物链长、微生物浓度高、活性强,不产生污泥膨胀,污泥生成量少,且易于沉淀。生物接触氧化法具有多种净化功能,除有效地去除有机物外,如运行得当,还能够脱氧和除磷。 生物接触氧化法的关键部位是填料。传统的蜂窝状塑料管较易堵塞,现在常采用吊挂式软性填料和悬浮或半悬浮球形填料,能有效地防止堵塞,且面积较大,处理效果好。 生物接触氧化法是住宅小区生活污水处理较早的采用的技术之一,其主体工艺流程为: 原污水→初沉池→接触氧化池→二沉池→消毒池→排放 初沉池、二沉池均为竖流式沉淀池,上升流速分别为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气,气水比为 10:1~12:1,停留时间为2.5~3.3h。设计进水平均BOD5=200mg/L,出水BOD5=20mg/L。
1.2两段活性污泥法。两段活性污泥法,简称AB法。该法把污水管道、污水处理厂视为一个污水处理系统。其工艺特点是:不设初淀池,A段高负荷,B段低负荷,A、B两段污泥分别回流,充分利用污水管道中的微生物,为不同时期生长的优势微生物种群创造良好的环境条件,让其充分发挥作用,耐冲击负荷能力强,处理效果稳定。其主体工艺流程为: 原污水→格栅→顶曝气调节池→A段曝气池→A段沉淀池→B段曝气池→B段沉淀池→排放 该类设备,采用自吸式射流曝气机、无支架的污泥悬浮型生物填料、侧向流坡形斜板沉淀池等先进技术。BOD5去除率为90%,COD去除率为80%。
1.3序批式活性污泥法。序批式活性污泥法,简称SBR法。原则上,SBR法的主体工艺设备只有一个间隙反应器,在一个运行周期中,按运行次序,分为进水、反应、沉淀、排水和闲置五个阶段。SBR法的关键设备滗水器的研制,已取得长足的发展。目前常用的滗水器,有虹吸式、旋转式和套筒式三种。SBR法工艺简单、节省费用,理想的推流过程使生化反应推力大、效率高,运行方式灵活,脱氮除磷效果好,没有污泥膨胀,耐冲击负荷、处理能力强。其主体工艺流程为: 原污水→调节池→SBR反应池→消毒池→出水 采用该工艺流程的上海某污水处理站设计平均流量750m3/d,进水水质BOD5=200mg /LSS=250mg/L,TN=40mg/L,NH4+=20mg/L,出水水质达到黄浦江上游污水排放标准,即BOD5<30mg /L,SS<30mg/L, NH4+<10 mg/L, TN<20mg/L。
1.4厌氧生物滤池。厌氧生物滤池是一种内部装有填料作为微生物载体的厌氧生物膜法处理装置。厌氧微生物附着载体的表面生长,当污水自下而上升式通过载体所构成的固定床层时,在厌氧微生物作用下,污水中的有机物得以厌氧分解,并产生沼气。厌氧生物滤池有多种变型,填料的发展迅速,其工艺流程为: 进水→沉淀池→厌氧消化池→厌氧生物滤池→拔风管→氧化沟→进气出水井→排水 污水经沉淀池预处理后进入厌氧消化池进行水解和酸化,可提高污水的可生化性,为后续处理创造条件。在拔风系统作用下,生物滤池处于兼氧状态,阻止了污水中甲烷细菌的产生,使整个系统仍处于酸性阶段,而氧化沟内溶解氧一般可稳定在1.5~2.8mg/L,污水在此进一步好氧处理。该工艺的实质类似于A/O法,但兼性厌氧生物滤池使厌氧段得到强化。拔风系统是处理过程的关键。其主要优点是不耗能、造价低、管理简单、无噪声、无异味、挂膜快、剩余污泥量少、出水水质好、运行效果稳定。
2. 问题探讨 住宅小区生活污水就其处理技术而言,可以采用目前城市污水处理的成熟技术和工艺,但住宅小区生活污水处理,有其自身的特点,应予考虑。
2.1住宅小区污水流量小,可生化性好,宜优先采用生物膜法处理技术。生物膜法具有生物相丰富、微生物浓度高、食物链长、不会发生污泥膨胀、污泥沉降性能好等优点,适用于小量的污水处理。过去担心的堵塞问题,在采用新型填料后已基本解决。
2.2住宅小区用地紧张,应优先考虑占地省的污水处理工艺,并在设计中采取一定措施。现在,一般设计成地下式或半地下式,形成地下为污水处理站,地面为绿地或花坛的格局,可以美化环境。但这样设计时,应注意埋深、提升设备、通风要求和臭气处理等问题。
2.3由于受小区管理人员人数和专业素质的限制,应优先选用运行维护管理较方便的工艺,并努力提高运行管理自动化程度。
2.4住宅小区建设工程工期要求紧,污水处理设施由构筑物向设备的转化,似是一种必然趋势。采用装配式污水处理设备,安装简捷,工期短,便于维护。大亚湾核电站引进法国的一种小型污水处理站,主要设备全是散件,现场装配,其中,暖气池和沉淀池由10块小件组成,从土方开挖到开始调试,仅用20天就完工〔2〕。国内小型污水处理设备的生产厂家如雨后春笋,但良莠不齐。多数生产厂家设计、研究、测试化验力量较弱,很难保证出厂产品的质量,售后服务也比较差〔3〕。国家应加强这方面的监控管理。
2.5随着对出水水质要求的提高,单一工艺难以满足需要,组合式污水处理技术和设备得以发展。目前的组合方式,主要有多级好氧处理、厌氧+好氧处理、厌氧+缺氧处理等。从降低能耗、回收生物能方面来看,厌氧生物处理有着广阔的前景。污水中的有机物质本身都具有一定的潜在能量。厌氧处理时,一方面,勿需嚗气充氧,可降低能耗;另一方面,其生成物-沼气,可回收利用,供小区采暖和供热,形成小区生态平衡系统,这是比较理想的发展趋向。
3. 结语住宅小区生活污水处理站,为防止污染,保护水环境,起到了积极的作用。尽管城市污水处理的发展趋势,是集中处理取代分散处理,但笔者认为,小型生活污水处理站,在我国的一些中小型城市,还将存在相当长的时期,所以,其技术开发和设备研制应予以高度重视。
参考文献
〔1〕罗璟,郭静,张大群,厌氧序批式活性污泥法(ASBR)特性分析.给水排水,1997.4
〔2〕石亮民.介绍一种小型污水处理站.给水排水,1993.8
〔3〕曹瑞钰,顾国维,黄菊文等.组合式生活污水处理设备的发展与分析. 中国给水排水,1997.4
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小区污水处理系统
摘要:述 医院、港口、公园、商业中心、新建的郊外住宅区、高级住宅区、疗养区、学校、农场、渔场、狩猎场等均可称为小区,我们最常遇到的主要是由居住区、疗养院、商业中心、机关学校等一种功能或多种功能构成的相对独立的区域,其排水系统通常不在城市市政管网覆盖范围之内。根据当地的环保标准,必须设置独立的污水处理设施,这就是我们所指的小区污水处理。
关键词:污水处理
一、概 述
医院、港口、公园、商业中心、新建的郊外住宅区、高级住宅区、疗养区、学校、农场、渔场、狩猎场等均可称为小区,我们最常遇到的主要是由居住区、疗养院、商业中心、机关学校等一种功能或多种功能构成的相对独立的区域,其排水系统通常不在城市市政管网覆盖范围之内。根据当地的环保标准,必须设置独立的污水处理设施,这就是我们所指的小区污水处理。
小区污水系统的处理能力,各国并无统一的限定。前苏联曾建议单个构筑物的处理能力不宜超过1400m3/d,美国则把小厂的处理能力限定在3785 m3/d的范围内。根据我国情况,建议把等于或小于4000 m3/d的处理厂定义为小区污水处理厂。
小区污水不同于城市污水(常包括部分工业废水),属于生活污水范畴。其水质水量特征可概括为:水质水量变化较大,污染物浓度偏低,即比城市污水低,污水可生化性良好,处理难度小。
小区污水的处理工艺依据小区污水排入水体的功能不同而异,常用处理方法有:化粪池、一级处理(初次沉淀池)、生物二级处理及二级处理后再经消毒回用等。由于小区污水处理水量较小,管理水平不高,所以,在工艺设计时尽可能选用无污泥或少污泥的处理工艺,以防止因污泥处理不善造成二次污染。目前,较为常用的处理工艺有:①污水→调节池→初次沉淀池→生物接触氧化池→二沉池→出水,生物接触氧化是应用最广泛的方法,主要优点是停留时间短、易挂膜,尤其适合设备化,埋地建设倍受环保公司及用户青睐,但由于维修管理及设备防腐等方面的问题,近年来应用受到限制。但如果建成地下钢筋混凝土形式,设置人员通道以便维修,此种地下建设方式在小区水处理中具有较大市场,但这种方式一般处理规模较小,每天排放污水量小于几百吨的小区较为理想。对上千吨的小区污水处理,推荐采用地面建设方式,生物处理部分可采用接触氧化,也可采用SBR或其改进型CASS工艺,曝气方式建议采用低噪音的风机或水下曝气机。②污水→调节池→混凝沉淀→过滤→出水,对处理程度要求不高,且水量较小时,可采用此工艺,具有占地面积小,异味小,管理简单等优点。另外,在好氧生物处理之前加上酸化水解,有利于降低能耗,提高系统的总去除率。生活小区通常有较大的绿地面积,如果把污水处理后回用于浇灌绿地、道路、冲洗汽车,应在上述处理出水后加上消毒或其它补充措施。
二、小区污水处理厂设计原则
1. 处理出水要求和处理程度
一般来说,不同小区对出水的要求差异较大。应根据我国《地面环境质量标准》(GB3838—88)和《污水综合排放标准》(GB8978—96)的有关规定和当地环保部门的要求确定处理程度,以确保出水水质。如果出水采用土地处理法处理,则按土地处理法的要求计算;
2. 污水处理设施的设计和建设必须结合小区的整体规划和建筑特点,即外观设计上要与小区建筑环境相协调,以求美观;
3. 在污水处理工艺上力求简单实用,以方便管理;
4. 在高程布置上应尽量采用立体布局,充分利用地下空间。平面布置上要紧凑,以节省用地;
5. 污水处理厂位置应尽可能位于小区下风向,与其它建筑物有一定的距离,以减少对环境的影响;
6. 设备化,定型化,模块化,施工安装方便,运行简易,设备性能稳定,
适合分期建设;
7.处理程度高,污泥产量少,并尽可能采用节能处理技术;
8.处理构筑物对水力负荷和有机物负荷的适应范围较大,使系统有较好的经受冲击负荷的能力。
9.小区内的人口是逐渐增加的。因此,小区污水处理厂应按可预期的发展规划作为流量设计的基础。根据我国情况,可考虑采用20年的设计周期。
三、小区污水处理流程
根据小区废水处理的原则,应选择处理效果稳定、产泥少、节能的处理方法。小区系统中的各类建筑物一般均建有化粪池,所以,化粪池应与污水处理方法相结合。
几种常用的处理工艺:
(1)污水→格栅→调节池→提升泵→接触氧化池→沉淀池→出水
(2)污水→格栅→调节池→提升泵→曝气池→沉淀池→出水
污泥回流
(3)污水→格栅→调节池→提升泵→SBR池或CASS→出水
加药
↓
(4)污水→格栅→调节池→提升泵→混凝沉淀→过滤→出水(物化方法)
回用工艺流程: 生物处理出水再经混凝过滤和消毒
在流程开始时一般要考虑设置均化池,这是因为小区在水质和水量上的变化都比城市污水处理厂大。均化池一般设在格栅以后。物化和生化处理是去除污染物的核心部分。
四、组合式污水处理厂或设备
组合式处理厂以装配好的或易于组装的标准定型设备部件出售。在国内埋地设备曾风靡一时,主要优点是施工快,不占地面绿地,很多设计单位和用户非常欢迎,设计人员选设备很简单,而要设计污水处理厂工作量较大,所以,非常喜欢用设备化产品。环保公司制造设备利润丰厚,而土建工程利润较低,因此,企业大做广告和公关。但是实际应用表明,确实存在不少问题,对设备的维修管理困难,对运行情况考核不便,单机处理水量有限,使用寿命等均有待时间验证,因此,对埋地设备一直争议很大,现在,埋地设备热已经降温。建于地下的可检修、便于操作(有人员操作空间)污水处理设计方式应于推荐。上千吨的污水处理厂建议采用地上式。在水量不大,场地十分紧张时仍可考虑用埋地设备。埋地设备的确工艺流程一般均采用两段接触氧化和沉淀工艺,水力停留时间一般为2小时,污水进入设备前,先进行水量调节和提升。
五、SBR及CASS处理工艺的原理及参数选择
(一)序批式活性污泥法(SBR)
SBR的核心是SBR反应池,该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一体。典型SBR工艺的一个完整运行周期由五个阶段组成,即进水阶段、反应阶段、沉淀阶段、排水阶段和闲置阶段。从第一次进水到第二次进水称为一个工作周期。
从目前的污水好氧生物处理的研究、应用及发展趋势来看,SBR称得上简易、快速、低耗的污水处理工艺。与连续式活性污泥法比较,SBR法具有以下特点:①SBR装置结构简单,运转灵活,操作管理方便。②投资省,运行费用低。Ketchum等人的统计结果表明:采用SBR法处理小城镇污水,要比用普通活性污泥法节省基建投资30%。③可抑制丝状菌生长繁殖,不易发生污泥膨胀,污泥指数SVI较低,有利于活性污泥的沉淀和浓缩。④SBR处于好氧/厌氧的交替运行过程中,能够在去除碳物质的同时实现脱氮除磷。⑤SBR处理工艺系统布置紧凑、节省占地。⑥运行稳定性好,能承受较大的水质水量冲击。⑦各项运行控制参数都能通过计算机加以控制,易于实现系统优化运行。
(三)周期循环曝气活性污泥法(CASS工艺)
CASS(Cyclic Activated Sludge System )工艺是近年来国际公认的处理生活污水及工业废水的先进工艺。该工艺是在序批式活性污泥法(SBR)的基础上,反应池沿长度方向设计为两部分,前部为生物选择区也称预反应区,后部为主反应区,在主反应区后部安装了可升降的自动撇水装置,曝气、沉淀、排水等过程在同一池子内周期循环运行,省去了常规活性污泥法的二沉池和污泥回流系统。
(四)CASS与SBR曝气方式的选择
由于小区大都是居民居住区,对环境的要求比较高,因此,污水厂建设时应充分考虑噪音扰民问题和污水厂操作人员的工作环境,采用水下曝气机代替传统的鼓风机曝气可有效解决噪音污染。另外,由于CASS工艺独特的运行方式,采用水下曝气机可省去复杂的管路及阀门,安装、维修方便,使用灵活,可根据进出水情况开不同的台数,在保证效果的条件下,达到经济运行的目的。
(五)CASS与SBR撇水机的选择
撇水机是CASS工艺的关键组成部分,其性能是否稳定可靠直接影响到CASS工艺的正常运行。目前,国内外对撇水机仍在进行研究和开发,按照目前所用的原理撇水机可分为三种类型,即浮球式、旋转式和虹吸式。撇水机研制的关键是解决滗水过程中,堰口、导水软管和升降控制装置与水流之间形成的动态平衡,使之可随排水量的不同调整浮动水堰浸没的深度,并随水位均匀地升降,将排水对底层污泥的干扰降低到最低限度,保证出水水质稳定。
我院自主研制开发的撇水机属丝杠旋转式,自动撇水装置主要组成部分是:滗水器、可扰动的软管、水位控制器、可伸缩推动杆和驱动电机等。其中滗水器又叫自动浮动式水堰,上部为堰口和防止浮渣进入出水的浮筒,下部出水管兼起支撑作用,部分浸没在水中,通过可伸缩推动杆使方形堰口达到连续均匀地排出反应池中的上清液。实际应用表明,所研制的撇水装置达到了国内外同类产品的先进水平。具有升降平稳、排水均匀、自动控制、价格低廉等优点,该项研究不仅满足了工程的需要,而且具有创新,属专项保密技术之一。
五、处理小区污水主要设计参数
SBR设计参数:污泥负荷0.1~0.15kgBOD5/kgMLSS.d, 污泥龄20~30天
工作周期12小时, 其中, 进水2.5小时(曝气或不曝气),反应6小时, 沉淀0.75~1小时, 排水2小时,闲置0.5~0.75小时。出水指标:COD〈50mg/L, BOD5〈20mg/L, SS〈10mg/L
CASS设计参数:污泥负荷0.1~0.2kgBOD5/kgMLSS.d, 污泥龄15~30天
水力停留时间12小时,工作周期4小时,其中曝气2.5小时, 沉淀0.75小时,排水0.5~0.75小时,出水指标与SBR相近。
六 、污泥处理
污水处理量上千吨时,一般采用浓缩后脱水处理,小规模时一般浓缩后定期用大粪车运至填埋或作农肥。
七、小区污水处理厂址选择和布置
小区系统的厂址选择和厂区布置在基本原则上与大厂是一致的。但是考虑到小区系统在服务对象和流程选择上的独特性,在厂址选择和布置时也应考虑到小区系统的特点。
1.厂址规划
(l)与服务地区的卫生防护区应有一定距离
(2)风向(不影响所服务地区和周围地区)
(3)交通运输和水电供应。
(4)便于兼顾小区其它生活保障设施的统一管理。
2.厂区道路和构筑物之间的间距
由于小区系统选用较小的设备和构筑物,厂区交通、维修及卫生要求所需的空间相应较小。厂区内应设计充足的车辆通道,路宽设计可以轻型载重汽车的回转半径为依据。主要构筑物之间的间距可考虑在3-5m之间。
参考资料
http://www.lunwentianxia.com/proct.free.9922287.1/
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简述污水处理工艺的优选与比较
论文关键词:城市污水处理 运行管理 工艺选择
论文摘要:针对目前城市现有污水处理厂在建设和运行管理的过程中所暴露出来的问题,从建设规模和工艺确定等角度进行对比分析,并对应注意的环节提出了看法。
由于工业废水处理设施一般规模小、技术性强,工艺组合灵活,结构通常为钢制,即使内部管线穿插较多,运行维护也不太困难。工业废水处理在技术上是与城市污水处理类同的,但是如果把工业废水处理设施的设计思路简单地套用在城市污水处理工程中会带来很多预想不到的问题。
1.合理确定建设规模
城市污水厂建设规摸的确定,是根据城市总体规划和排水规划,分期分批地建设污水管网和污水处理厂,要根据水环境保护的目标,分期实施,逐步到位。城市排水工程建设是一项系统工程,涉及城区管渠改造,污水的收集、输送(包括泵站),污水处理和排放利用,以及污泥处置等问题在。
2.城市污水处理厂的工艺选择
具体工程的选择要求包括:
①技术合理。技术先进而成熟,对水质变化适应性强,出水达标且稳定性高,污泥易于处理。
②经济节能。耗电小,造价低,占地少。
③易于管理。操作管理方便,设备可靠。
④重视环境。厂区平面布置与周围环境相协调,注意厂内噪声控制和臭气的治理,绿化、道路与分期建设结合好。
⑴好氧生物处理技术是世界各国城市污水处理厂普遍采用的污水处理工艺,分为活性污泥法和生物膜法两种。活性污泥法是水体自净的人工强化,是使微生物群体“聚居”在活性污泥上,活性污泥在反应器-曝气池内呈悬浮状,与污水广泛接触,使污水净化的技术;生物膜法是土壤自净的人工强化,是使微生物群体以膜状附着在物体的表面上,与污水接触,使污水净化的技术。活性污泥法、生物膜法及其变种变工艺,各有特点和应用条件,在选择的时候,应根据各地区的水质、水量、受纳水体、气候、环境、经济情况等条件确定。
⑵活性污泥法工艺在净化机制上,没有什么突破,历经几十年的发展与革新,现已拥有以传统活性污泥法为基础的多种运行方式,如A/O除磷工艺、A/O脱氮工艺、A2/O同步脱氮除磷工艺、氧化沟工艺、A/B法、各种SBR法、载体活性污泥法、一体化活性污泥法等等。近十几年来,活性污泥法最大进步就是将厌氧机制引入到生化反应池之中来,使厌氧和好氧状况在生化池中同时存在或反复周期性地实现,但其基本流程原理与标准法是一致的。
⑶厌氧-好氧活性污泥法工艺(A/O法),是具有生物选择机能并兼有脱氮除磷功能的标准活性污泥法变法。所谓厌氧就是生化反应段内溶解氧趋于零状态。在这种环境下迫使专性好氧微生物-丝状菌代谢机能锐减,抑制了其繁殖,起到了厌氧生物选择作用,从而可以防止污泥膨胀现象发生。A/O活性污泥法工艺在普遍活性污泥法前段加入厌氧段,通过污泥负荷的变化来实现除磷或脱氮的功能。在A/O法的基础上又发展了A2/O法,即在厌氧、好氧段之间加入缺氧段以实现同步除磷脱氮,由于其污泥负荷适应范围较小,因此在实际运行中往往按偏重于除磷或脱氮之一功能进行。A/O法、A2/O法工艺由于出水水质稳定、能耗不高、运行管理方便等特点,在国内外大中型污水厂中采用最多。
⑷载体活性污泥法,是在活性污泥法反应池内投加固体颗粒或软性、半软性填料,以增加单位反应空间的微生物量,提高反应器容积负荷。是一种活性污泥法与生物膜法的良好结合,一般适于污水厂挖潜改造,提高处理能力,其核心技术为专利填料,近几年林泡工艺作为其代表应用于大连春柳污水厂和铁岭污水厂。
⑸氧化沟法,于五十年代由荷兰人巴斯维尔所开发,主要有卡鲁塞尔(Carrousel)式、三沟式、一体化式、奥贝尔(Orbal)式等几种技术形式。氧化沟法是一条闭合的生化反应沟渠,以转碟或转刷为充氧和水流动力,流程简单,对运行管理要求较低,多用于延时曝气,产生污泥量少,污泥易于脱水。氧化沟法在我国南方地区及中西部地区得到广泛应用。
⑹A/B法(Absoption-Biodegradation),是两级生化反应系统。一级为生物吸附,污泥负荷高,反应时间短(30分钟);二级为一般生化反应池,污泥负荷同普通活性污泥法。A/B法的一、二级都有自己的二次沉淀池和污泥回流系统,多用于浓度高的生活污水,其国内典型应用为乌鲁木齐河东污水处理厂和青岛海泊河污水处理厂。
⑺序批式活性污泥法(SBR-Sequencing Batch Reactor)是1914年由英国学者Ardern和Locket发明的水处理工艺。70年代初,美国Natre Dame大学的R.Irvine教授采用实验室规模对SBR工艺进行了系统深入的研究,并于1980年在美国环保局(EPA)的资助下,在印第安纳州的Culwer城改建并投产了世界上第一个SBR法污水处理厂。
⑻间歇式循环延时曝气活性污泥法(ICEAS-Intermittent Cyclic Extended System)是在1968年由澳大利亚新威尔士大学与美国ABJ公司合作开发的。1976年世界上第一座ICEAS工艺污水厂投产运行。ICEAS与传统SBR相比,最大特点是:在反应器进水端设一个预反应区,整个处理过程连续进水,间歇排水,无明显的反应阶段和闲置阶段,因此处理费用比传统SBR低。该工艺在我国典型的应用为昆明第三污水处理厂,在国内影响较大。
⑼生物膜法,是另一种广为采用的污水生化处理方法。这种处理法是使细菌和菌类一类的微生物和原生动物、后生动物一类的微型生物附着在载体或滤料上生长繁殖,并在其上形成膜性生物污泥-生物膜。污水与生物膜接触,污水中的有机污染物作为营养物质为生物膜上的微生物所摄取,污水得到净化,微生物自身也得到繁衍增殖。
3、根据以上工艺技术对比分析,结合奎屯市污水水质情况,认为较合适的处理工艺优选为:
第一方案:A/O工艺
近二十年来活性污泥法的最大进步就是将厌氧机制引入到生化反应池之中,厌氧、好氧的间歇周期运行给活性污泥法带来新的技术经济效果,即生物脱氮、生物除磷、生物选择等。
厌氧-好氧活性污泥法脱氮工艺(A/O法),是具有生物选择机能并兼有脱氮功能的标准活性污泥法变法。
第二方案:DAT-IAT工艺
好氧间歇曝气系统(DAT-IAT-Demand AerationTank-Intermittent Tank)是一种SBR新工艺。它介于传统活性污泥法与典型的SBR之间,采用连续进水连续-间歇曝气的运行方式,适用于进水水质水量变化幅度较大的情况。主体构筑物是由需氧池DAT池和间歇曝气池IAT池组成,DAT池连续进水连续曝气,其出水从中间墙进入IAT池,IAT池连续进水间歇排水。同时,IAT池污泥DAT池。它属延时曝气工艺,实际上为A/O脱氮工艺与传统SBR的结合,该工业具有较低的污泥负荷,因此具有抗冲击能力强的特点,并有脱氮功能。该工业国内应用于天津技术开发区污水处理厂和抚顺三宝屯污水处理厂,是一种适合于较大水量的SBR工艺。
4、科学的进行工艺方案比较:
因地制宜地进行工艺方案(主要是生物处理方案)比较是必要的。对工艺方案的比较力求客观全面,在同等进水、出水条件下,其设计参数应包括对各种污染物的去除率、曝气时间、污泥负荷和容积负荷、曝气量和氧的利用率(及动力效率)、污泥产量(及污泥指数)等作全面分析,数据丰富就可以集思广益,扬长避短,根据技术上 合理,经济上合算,管理方便,运行可靠且有利于近、远期结合的原则,进行工艺方案的优化抉择。
参考资料
http://www.lunwentianxia.com/proct.free.10010041.1/
Ⅸ 微生物在生活废水中的应用论文4000字
水生物处理实际是水体自净的强化 ,在去除了污水中的污染物后 ,必须将微生物从水中分离出来 ,这种分离主要是通过微生物本身的絮凝和原生动物、轮虫等的吞食作用完成的。本文主要介绍微生物在生活污水处理中的应用,及几种主要的污水生物处理技术。
生活污水可生化性相对较高,所以采用生化法处理效果比较好。大多数城市污水处理厂的原水主要是生活污水,其中掺杂的工业污水只占相当小的一部分,所以生化法一直是城市污水处理厂的首选工艺。
生活污水是一大污染源。生活污水中含有大量的无机物和有机物。无机物如氯化物、硫酸盐、磷酸盐和钠、钾、钙、铁等碳酸盐,有机物有纤维素、淀粉、脂肪、蛋白质和尿素等。排放入环境中促使浮游植物生长和大量繁殖,形成赤潮和水华。
利用微生物处理污水实际就是通过微生物的新陈代谢活动,将污水中的有机物分解,从而达到净化污水的目的。微生物能从污水中摄取糖,蛋白质,脂肪,淀粉及其它有机化合物作为微生物的营养物质,经过一系列的酶促反应,这些有机物在微生物体内得到分解利用,有些合成微生物自身的结构和功能物质,有些则为微生物提供所需的能量。微生物新陈代谢类型有需氧型和厌氧型两种,因此,污水生物处理方法分为好氧生物处理和厌氧生物处理.
好氧生物处理是在水中有溶解氧存在的条件下,借好氧和兼性厌氧微生物(其中主要是好氧菌)的作用来进行的。在处理过程中,绝大多数的有机物都能被相应的微生物氧化分解。用好氧法处理污水,基本上没有臭气,处理所需的时间比较短,如果条件适宜,—般可去除BOD九成以上 。
厌氧生物处理是在无氧的条件下,借厌氧和兼性厌氧微生物(其中主要是厌氧菌)的作用来分解污水中有机物的,也称厌氧消化或厌氧发酵。厌氧生物处理主要应用于有机污泥和高浓度有机污水的处理。由于是密闭发酵,所以在处理过程中不影响周围环境;同时隔绝空气又加以高温发酵,可以钉死寄生虫卵和致病菌;并且可以产生生物能源甲烷。因此厌氧消化法近年来渐渐受到重视,但由于所需时间长,对设备要求严格,因而影响其迅速推广。
在污水处理中,通常是以有机物在氧化过程中所消耗的氧量这一综合性指标来表示有机污染物的浓度,如生化需氧量和化学需氧量。生化需氧量是指在特定的温度和时间微生物分解污水中有机物所消耗的氧量,称为生化需氧量。生化需氧量约占生化需氧总量的一大半,故采用生化需氧量来表示污水中可降解有机物的浓度是比较合适的。但污水中有机物并不是都能较快降解的,在工业废水中,可以结合化学需氧量等指标表示有机污染物的浓度。
只有生化需氧量高的废水才适宜采用生物处理,化学需氧量很高但生化需氧量不高的废水不宜采用生物处理。对于有毒的废水,只要毒物能降解,就可用生物法处理,关键是控制毒物浓度和驯化微生物。
污水生物处理方法包含活性污泥法、生物膜法、生物接触氧化法、厌氧生物化学法、固定化微生物法,生物处理法通常配合化学混凝处理效果更好,化学混凝药剂处理法资料至http://www.cl39.com/望采纳.
Ⅹ 关于环境污染的小论文
一、全球10大环境问题
1、气候变暖
2、臭氧层破坏
3、生物多样性减少
4、酸雨蔓延
5、森林锐减
6、土地荒漠化
7、大气污染
8、水体污染
9、海洋污染
10、固体废物污染
二、我国环境状况
1、大气污染属煤烟型污染,以尘和酸雨危害最大,污染程度在加剧。
2、酸雨主要分布在长江以南、青藏高原以东地区及四川盆地。华中地区酸雨污染最重。
3、江河湖库水域普遍受到不同程度的污染,除部分内陆河流和大型水库外,污染成加重趋势,工业发达城镇附近的水域污染尤为突出。
4、七大水系(珠江、长江、黄河、淮河、海滦河、辽河、松花江)中,黄河流域、松花江、辽河流域水污染严重。
5、大淡水湖泊总磷、总氮污染面广,富营养化严重。
6、四大海区以渤海和东海污染较重,南海较轻。
7、渔业水域生态环境恶化的状况没有根本改变,并呈加重趋势。
8、城市环境污染呈加重趋势。
9、城市地面水污染普遍严重,呈恶化趋势。绝大多数河流均受到不同程度污染。
10、全国2/3的河流和1000多万公顷农田被污染。
三、历年环境日主题
1974年:只有一个 地球
1975年:人类居住
1976年:水,生命的重要资源
1977年:关注臭氧层破坏、水土流失、土壤退化和滥伐
1978年:没有破坏的发展
1979年:为了儿童和未来——没有破坏的发展.
1980年:新的10年,新的挑战——没有破坏的发展
1981年:保护地下水和人类和人类食物链;防止有毒化学品污染
1982年:纪念斯德哥尔摩人类环境会议10年,提高环境意识
1983年:管理和处理有害废弃物,防止酸雨
1996年:我们的地球、家园、居住地
1997年:为了地球上的生命
环境污染概述
由于人们对工业高度发达的负面影响预料不够,预防不利,导致了全球性的三大危机:资源短缺、环境污染、生态破坏.人类不断的向环境排放污染物质。但由于大气、水、土壤等的扩散、稀释、氧化还原、生物降解等的作用。污染物质的浓度和毒性会自然降低,这种现象叫做环境自净。如果排放的物质超过了环境的自净能力,环境质量就会发生不良变化,危害人类健康和生存,这就发生了环境污染。
环境污染有各种分类:
按环境要素分:大气污染、水体污染、土壤污染。
按人类活动分:工业环境污染、城市环境污染、农业环境污染。
按造成环境污染的性质、来源分:化学污染、生物污染、物理污染(噪声污染、放射性、电磁波)固体废物污染、能源污染。
环境污染会给生态系统造成直接的破坏和影响,如沙漠化、森林破坏、也会给生态系统和人类社会造成间接的危害,有时这种间接的环境效应的危害比当时造成的直接危害更大,也更难消除。例如,温室效应、酸雨、和臭氧层破坏就是由大气污染衍生出的环境效应。这 种由环境污染衍生的环境效应具有滞后性,往往在污染发生的当时不易被察觉或预料到,然而一旦发生就表示环境污染已经发展到相当严重的地步。当然,环境污染的最直接、最容易被人所感受的后果是使人类环境的质量下降,影响人类的生活质量、身体健康和生产活动。例如城市的空气污染造成空气污浊,人们的发病率上升等等;水污染使水环境质量恶化,饮用水源的质量普遍下降,威胁人的身体健康,引起胎儿早产或畸形等等。严重的污染事件不仅带来健康问题,也造成社会问题。随着污染的加剧和人们环境意识的提高,由于污染引起 的人群纠纷和冲突逐年增加。
目前在全球范围内都不同程度地出现了环境污染问题,具有全球影响的方面有大气环境污染、海洋污染、城市环境问题等。随着经济和贸易的全球化,环境污染也日益呈现国际化趋势,近年来出现的危险废物越境转移问题就是这方面的突出表现。
“环境污染”是指“被人们利用的物质或者能量直接或间接地进入环境,导致对自然的有害影响,以至于危及人类健康、危害生命资源和生态系统,以及损害或者妨害舒适和环境的合法用途”。 我国《环境保护法》第24条所列举的“环境污染和其他公害”包括“在生产建设或者其他活动中产生的废气、废水、废渣、粉尘、恶臭气体、放射性物质以及噪声、振动、电磁波辐射等对环境的污染和危害。”“预防为主,防治结合”是我国环境法制尤其是针对环境污染的重要原则。但是,由于环境污染“与经济发展具有相伴相随的孪生关系”,在某种程度上,“具有相当程度的价值正当性或社会有用性”, 因此,将环境污染完全消灭于无形是不现实的,除非实行“零增长”“零排放”。 鉴于此,“预防为主不是代替治理措施”,“对于已经发生的环境污染与破坏,要采取积极的治理措施”。
一、环境污染治理的提供者——政府
人类经济发展史的实践无可辩驳地证明市场是更有效率的资源配置方式。萨缪尔森(P. A. Samuelson)对此作过通俗的解释:一个完全竞争的、一般均衡的市场体系会显示配置效率。在这一体系中,所有产品的价格都等于其边际成本,所有的要素价格都等于其边际产品价值,不存在外部性。在这些条件下,如果每个生产者最大化其利润,每个消费者最大化其效用,经济在总体上是有效率的,你无法使任何人的状况在不使他人状况变差的条件下变好。这意味着,在社会资源和技术既定时,即使是最有能力的计划者,使用最高级的计算机,制定最天才的重新配置计划,他也无法找出比竞争市场更好的解决方案。没有哪一种重新配置能使任何人的状况改善。不论经济中有一个、两个市场,还是有二百万个市场,这个结果都是正确的。 然而,这些结果通常都是以假设完全竞争的市场为基础的,事实上,市场不是完美无缺的,它会失灵。市场失灵,“是指那些为取得有效的市场解决办法所需的条件不存在,或者以这样或那样的方式相冲突”。 狭义的市场失灵,是指市场运行的结果,未能满足帕累托最优条件,造成效率损失的状况;广义的市场失灵除狭义的内容外,还包括市场在解决收入分配等社会问题时的无能为力。
市场失灵的一个原因,是由于存在纯公共产品,萨缪尔森(P. A. Samuelson)把纯公共产品的概念定义为:“每个人对这种产品的消费,都不会导致其他人对该产品消费的减少。” 纯公共产品具有非排他性:因为技术或者成本的原因,无法排斥其他人对该产品的占有;还具有消费的非竞争性:再增加一个人也不会导致任何他人对该产品的消费。考虑到产品的非排他性,追求利润最大化的生产者不具有供应公共产品的动机。因为他一旦生产了这种产品,他就无法排除他人对该产品的消费。那么,是否可以考虑消费纯公共产品的人们形成一个私人合作制,达成协议共同承担该公共产品所需的成本。这种协定对于小群体也许是可行的,可是随着群体规模的扩大,个人成为免费搭车者的可能性也提高了,因而私人自愿协定无法再起作用。因此,对一个大群体而言,“纯公共产品是通过公共部门预算来提供的”。 环境污染治理即为公共产品的一个例子,所以,“供方只能是代表公共利益的政府”。
现实生活中纯粹的公共产品或纯粹的私人产品都很少见,更多的是兼有二者性质的混合产品,外部性问题正是由此产生。 所谓外部性,指的是某一生产者(或消费者)的行动直接影响到另一生产者(或消费者)的成本或效用。 按照传统福利经济学的观点,外部性是一种经济力量对于另一种经济力量的“非市场性”的附带影响,是经济力量相互作用的结果。 它包括正、负两方面影响,正面的影响亦称正外部性或外部经济性,负面的影响亦称负外部性或外部不经济性。前者的一个典型例子是某项新技术发明被他人公开的无偿使用,后者的典型例子是环境污染问题。
要使资源有效配置,就要矫正外部性。基本的方法就是要将外部性内部化,即把外部性产生的社会成本或收益转化为外部性制造者自己的私人成本或私人收益。具体地又可分为市场的方法和非市场的方法。按照科斯定理:只要产权界定清晰,在交易费用可忽略不计的情况下,资源会自动实现有效配置。这时,将产权界定给谁并不影响资源配置的有效性,只要界定明确,资源配置的结果都一样。 然而,现实的世界实际上总存在交易费用,有时交易费用还非常大,当牵涉的人很多时就是这样。因此,就必须由非市场的政府行为干预来消除外部性。
交易成本、排他成本和免费搭车策略使公共产品的私人式自愿供应面临许多问题,因此,“政府一种可能角色就是干预市场的配置职能,从而纠正市场失灵或采用政策弥补其效果。” 提供公共产品(包括环境污染治理及其制度安排)成为政府的基本职能。
政府对市场的干预发挥到极至,形成与市场经济体制截然相反的计划经济体制。在这种体制下,行政计划机制在对资源的配置中起基础性作用,政府经济职能不是对经济的运行起辅助作用,而已经成为国民经济的全方位的主导者和主宰者,小到企业生产什么、生产多少、卖给何人,大到国民经济重大比例关系和参数的确定、协调,都由政府一手操办。 “在这里,全体公民都成了国家(武装工人)的雇员。全体公民都成了一个全民的、国家的‘辛迪加’的职员和工人。”整个社会将成为一个管理处,成为一个劳动平等、报酬平等的工厂。”
以上的分析似乎一直在向我们昭示:市场是不完善的,政府干预可以校正市场。但我们忽视了一个重要问题:政府干预本身是有成本的,同样存在“政府失灵”现象。政府作为雇员机构都具有官僚主义的弱点,运作成本高,容易导致浪费与文牍主义, 同时,间接地增加“纳税人”的成本;民主政府的政策还往往有一种“中位取向”,作为受选民委托者,它往往体现大多数选民的利益,而不能很好地满足社会中那些最弱势群体、以及其他特殊群体的需要。例如妇女、儿童、残疾人、赤贫者的保护等等。 尤其值得重视的是,政客和官僚们的“寻租”行为,“人们试图寻求影响国家的方法以便使福利转移到他们手上”。
二、环境污染治理的市场化——BOT模式
市场和政府存在着各自的优越性,同时,也都可能出现“市场失灵”和“政府失灵”。因此,我们的任务无疑便是找到两者的平衡点,使其各自充分发挥作用。根据OECD市场经济国家和经济转型国家的环境管理经验,政府在环境保护中的主要作用是规制和监督,同时提供必要的环境公共物品。 但是,这并不必然意味着由政府来生产,政府“可以把生产该产品的合同承包给私人生产厂家”, 吸纳商业资本、社会公众和企事业单位等社会资金来参与,形成社会多元化投资局面。在国际上,从80年代开始,欧美开始倡导和鼓励私人部门积极参与环境基础设施的建设和运营,力图在私人部门和公共部门之间建立伙伴关系,这一作法后逐渐被东亚许多国家所重视和应用。美国城市环境基础设施建设与运营的较大部分由私人部门承担;马来西亚将全国划分为几个区域,把垃圾和污水处理业务全部委托给几大公司;日本过去曾把政府环境预算的80%以上投入到环境基础设施建设中,现在也感到力不从心,弊端甚多,因而开始变革。 而我国,环保投入机制基本是延续计划经济体制的产物,投资主体仍然主要是国家和政府。
BOT模式似乎是我们苦苦寻觅的“平衡点”的天然物,“蓦然回首,她在灯火阑珊处”。BOT(Build-Operate-Transfer,建设-营运-移交)投资方式是由政府通过特许协议的方式将基础设施的建设、营运权让渡给项目发起人并对部分项目风险提供商业支持和政府承诺;项目发起人则设立项目公司,并由项目公司通过一系列协议(合同)联接众多的项目参与者对项目进行建设、营运,通过经营所得收回投资,偿还贷款,获取收益;特许期满后,项目公司将项目无偿移交给政府。BOT投资方式具有融资能力强,自有资本需要量小,投资收益有保障等众多优点,因而,“自土耳其1983年设立世界上第一个BOT项目到1993年,世界范围内有近150个基础设施项目采用BOT投资方式,总投资额超过600亿美元”。
BOT投资方式是一个复杂的系统工程,涉及众多当事方,规范当事方权利义务关系的合同亦为数不少, 其法律特性在我国环境污染治理项目中具有很强的适应性和可行性。
1、BOT是政府与私人资本以公共基础设施的建设和经营为标的的合作关系。 BOT所涉及的领域一般为关系国计民生的公共设施。公益事业等基础设施项目,由于国家财力有限及垄断专营带来的效率低下、管理混乱等原因,这些本应有国家投资、垄断专营的领域,不得不引入私人资本。因此,从本质上讲,BOT是将本国和本地区的那些本应由公营机构承建和运营的公用设施项目,通过政府授权方式特许给某个私营机构来建设和经营,“是业主国政府的一项具体的独立的建设公共基础设施的政府职能由私人代为实现”。 我国BOT项目大都分布在火力发电厂、高速公路、隧道、铁路等基础行业,而又以地铁、港口、火力发电厂和交通运输投资额巨大的项目居多,其他类型的项目少。然而,1998~2000年间,中央政府增发国债3600亿元,国债投放的重点就是公路项目。各地电力市场也在“强电政策”的推动下很快趋于饱和。 与之相反,据国家环保部门最新统计,目前我国城镇日排放污水总量近1.4亿吨,但达到国家二级排放标准的污水处理总量只有约0.1亿吨, 全国城市垃圾的年产量达1.5亿吨,且每年以8%至10%的速度递增,全国历年垃圾存量已超过60亿吨, 仅凭政府财力显然难以完成治污使命。环保产业已成为朝阳产业。但我国环保产品与巨大的市场需求相比仍存在很大差距。BOT投资方式在环保产业,尤其是环境污染治理项目中将大有可为。
2、BOT以政府特许为核心和基础,政府以合同中的行政特权方式保留和行使公共职权。BOT模式是涉及到公共利益的系统法律关系群,这种关系群是由公法和私法合作调整的。在这庞大的法律关系群中,核心是政府特许,其表现载体即为特许权协议,其他所有合同均以特许协议为基础,为实施其内容服务。特许权协议在法律性质上为公法契约(行政合同), 协议目的具有公益性,双方当事人权利义务具有不对等性,政府在特许权协议中既是一方当事人,同时又以代表社会公共利益的管理机关身份出现,其地位具有双重性,具体表现为:第一,实行行政许可制度,以盈利为目的的私人资本进入公共基础设施的建设和经营,必须首先得到政府特别授予的专营权;第二,政府有权监督私人履行特许协议的行为,有权为维护公共利益,变更、终止合同;第三,经营期结束,政府无偿取得基础设施的所有权。 环境污染治理是政府的职责,虽然政府可以通过BOT模式将其“承包”给私人,但显然政府不能据此放任自流,不能放弃其监管职责。我国环境污染防治方面的法律文件都相应的规定有各级人民政府的主要职责。
3、BOT是一种特殊的私人直接投资方式。BOT投资方式具有私人直接投资的本质特征,这是毫无疑义的。私方当事人以盈利为目的,以私人名义参与公共工程,自行筹资,自享收益,自担风险。而且,目前我国所称的BOT往往仅指国际BOT(外资BOT),没有包括国内私人以BOT方式参与公共基础设施建设的可能性。 我国第一座以BOT方式建设的城市污水处理厂2001年在北京经济技术开发区竣工,投资方为美国金州集团北京金源环保公司,美国金州集团与北京市政府磋商,拟投资建设北京北小河污水处理长二期工程。此外,法国苏伊士集团也准备投资建设北京卢沟桥和小红门两座污水处理厂。 鼓励内资参与BOT投资将是我国环境污染治理的发展方向。目前我国民间资金充裕,据有关资料统计,我国实际民间金融资本存量不少于10万亿元,仅浙江省就有3500亿元民间资金闲置; 同时还有一批资金和技术较为雄厚的民营企业,而且对投资环保产业有巨大的热情,因此,具备发展内资BOT的客观基础。实践中也确有其事。国内民营企业中宜环能环保技术公司与河北省安新县达成了意向性协议,采用BOT方式建设垃圾处理厂,项目总投资1000万元。另一家民营环保企业桑德集团,更是雄心勃勃,推出“中华碧水计划”:与全国12个省市签约,宣布以BOT模式承建这些地方的污水处理厂。
BOT方式的设计,成功地把基础设施分成投资建设、经营回报和无偿移交三个阶段,并将前两个阶段成功地与政府直接职能分离,推向市场,辟为可以投入产出的领域。利用私人经营机制和市场经营机制获得高效率和高质量,避免了国家作为主体直接进入经营领域所带来的高成本、低效率弊端。同时政府作为标的物的最终所有权人自始至终所享有的监督权和其他一系列特权,保证了BOT方式不改变基础设施的公益性和公共性。环境污染治理作为公共产品,所要求的“政府提供”和“私人生产”在这里完全得到了满足,政府和市场找到了各自合适的定位。
三、BOT模式与我国环境法律制度的冲突和协调
BOT模式在环境污染治理项目中是新生事物,因此,其与我国现行环境法制的冲突将是不可避免的,两者之间的协调、融合也就显得格外重要。
1、BOT模式与排污收费制度
公共产品具有非排他性和消费的非竞争性,但是,非竞争性产品未必是非排他的,有时,可以采用很简单的排他手段,如收费就可以使排他成为可能。 BOT模式中的投资方之所以愿意投资于环境污染治理项目,就是因为能通过收取污染处理费的制度将环境污染治理这一公共产品具有排他性,以实现其盈利的目的。为了保证这一稳定的并且也是唯一的利润渠道,排污收费制度就显得颇为重要。
排污收费制度(征收排污费制度),是指国家环境保护行政主管部门对向环境排放污染物或者超过国家或地方标准排放污染物的排污者, 按照所排放的污染物的种类、数量和浓度,征收一定的费用的一套管理制度。它是“污染者负担原则(PPP)”的具体体现。 排污费的使用,按《征收排污费暂行办法》 的规定,作为环境保护的专项资金,由环保部门会同财政部门统筹安排,用于下列3个方面:①补助重点排污单位治理污染源。②用于区域性综合污染治理。③用于补助环境保护部门检测仪器设备的购置、环境保护的宣传教育、技术培训等。在环境污染治理项目的BOT模式下,排污费的使用就需要重新分配。项目公司直接向排污者收取污染处理费,或者由政府从排污费中列支,这两种都是可行的方案。
与“污染者负担原则(PPP)”相对应的为“使用者负担原则(UPP)”。1999年,国家计委、建设部、国家环保总局发布了《关于加大污水处理费的力度,建立城市污水排放和集中处理良性运行机制的通知》,通知指出:“污水处理费是水价的重要组成部分。根据用户用水数量,各城市要在用水价格上加收污水处理费,以补偿城市排污和污水处理成本,建立污水集中处理良性运行机制。”在美国,自来水费中有55%是污水处理的费用;在丹麦,污水处理费为自来水费的1.6倍。 我国过去在计划经济体制下,环境污染治理一直被当作公益事业,使用者无需交费,在BOT模式下,环境污染治理已不再是纯粹的公共产品,因此,向使用者收费也自然显得理所应当。浙江省杭州市物价局自2002年9月1日起,对杭州市自来水价格进行结构性调整,但所有水价均包括每吨0.4元的污水处理费。
2、BOT模式与“三同时”制度
“三同时”制度是指一切新建、改建和扩建的基本建设项目(包括小型建设项目)、技术改造项目、自然开发项目,以及可能对环境造成损害的其他工程项目,其中防治污染和其他公害的设施和其他环境保护设施,必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用的一项法律制度。“三同时”制度是我国首创的,是一项控制新污染源的法律制度,也是“预防为主”原则的具体体现。
1986年3月的《建设项目环境保护管理办法》规定:凡从事对环境有影响的建设项目,都必须执行“三同时”制度。1998年新颁布的《建设项目环境保护管理条例》重申了这一规定。并且,从1989年起,我国“三同时”制度的执行率连续保持在98%以上的水平。 由此可见,“三同时”制度已经深深扎根于我国环境法制。然而,“三同时”制度出台于1970年代初, 经济、社会体制已出现重大转型的今天,对“三同时”制度的价值可能需要重新估量。环境污染治理开始出现市场化、集约化道路的新形势下, 还是严格要求“凡从事对环境有影响的建设项目,都必须执行‘三同时’制度”是否还有必要?我们认为,“三同时”制度应该淡化。在进行环境影响评价的时候,应对该建设项目适合污染集中治理还是单独治理作出评价,适合集中治理的,就不必强制要求其执行“三同时”制度,当然,其若选择执行“三同时”制度,法律亦不禁止。
3、BOT模式与限期治理制度
限期治理制度,是指对长期超标排放污染物、造成环境严重污染的排污单位和在特殊保护区域内超标排放的已有设施,由人民政府决定,环境保护行政主管部门监督其在一定期限内治理并达到规定要求的一整套措施。限期治理制度也是具有中国特色的环境管理制度,是减轻或消除现有污染源的污染和污染严重的区域污染,实现“预防为主,防治结合”原则的体现。限期治理制度同样诞生于1970年代初, 实现的是“谁污染谁治理”原则,而目前,更为科学的“污染者负担”原则 已取而代之,其在“限期治理污染”领域的表现即为“代履行”。代履行,是一种行政法上的间接强制执行措施,“是指行政主体雇人代替不履行行政法义务的相对方履行义务而强制义务人缴纳劳务费用的行政强制方式。” 限期治理污染代履行,即为由他人代为履行限期治理任务,向履行方支付治理费用。 此处“他人(履行方)”的最合适人选莫过于以BOT模式投资的环境污染治理项目,一方面,此类BOT项目所成立的污染治理公司更具专业化和集约化,可以减少限期治理任务的成本,从而减少整个社会的成本;另一方面,限期治理污染代履行也为BOT模式中的投资者提供了一条利润渠道,因此可谓“双赢”。
4、BOT模式与环境法律责任
法律作为一种社会规范,其重要特征之一是具有国家强制性,表现为对违法行为追究法律责任。环境法律责任是综合性的法律责任,包括私法责任(民事责任)和公法责任(行政责任和刑事责任)。无论私法责任还是公法责任,其责任主体均为环境违法者,这是无疑义的,然而,在环境污染治理的BOT模式中,排污者和污染治理者,谁是环境违法主体,谁该承担环境法律责任,却变成一个困难的问题,目前学者亦是众说纷纭。 我们认为,在这一问题上,应区分私法责任与公法责任。私法责任,主要是因环境侵权而生,而在环境侵权领域,采无过错责任主义归责原则已成为世界各国法律上的通制。 因此,因污染造成的环境侵权,排污者和污染治理者应对受害者承担连带责任,也就是说,受害者可以向两者中的任何一方提起诉讼,要求承担民事责任。当然,若属于另一方过错引起,或者合同另有约定,先行承担责任方可以行使追偿权。而在公法责任中,行为人主观过错为必要条件, 因此,只能令排污者或者污染治理者中的过错方承担责任。这种责任区分方式在实践中也是可行的,污染事故受害者在实践中往往处于弱势地位,无力追究真正的责任人,而公法责任的追究者——行政主体或者司法机关——是完全有能力做到也应该做到这一点的。