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關(guān)鍵詞:廢水處理工藝;廢水檢測方法;關(guān)系
人類對環(huán)境資源、能源的過度開采,致使我國的自然環(huán)境遭受到重要的破壞和污染,環(huán)境保護(hù)逐漸得到廣泛的重視,推動可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略得到社會各界的一致認(rèn)可。其中,針對廢水污染水資源、土資源的問題,需要我們加強對廢水的處理和檢測,不同的廢水需要選擇不同的處理工藝,對于成分較為復(fù)雜的生活廢水,要想充分檢測其中的污染成分,則應(yīng)該選取合理的處理工藝,有效降低廢水中的污染成分含量。
1廢水處理工藝的選擇
對廢水進(jìn)行處理,目的在于采用某種方法,或?qū)U水中的污染物從中分離出來,或?qū)U水中的污染成分分解、轉(zhuǎn)化,從而達(dá)到防止病菌傳染、避免異味、凈化污水的結(jié)果。根據(jù)廢水的不同種用途,采用不同廢水處理效果標(biāo)準(zhǔn)。在選擇廢水處理工藝時,需要考慮以下因素。第一,需要考慮到廢水處理規(guī)模、水質(zhì)特性,考慮當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況和要求,對照技術(shù)經(jīng)濟各項指標(biāo),同時,還要考慮廢水處理過程中殘渣利用和二次污染問題等;第二,應(yīng)切合實際地確定污水進(jìn)水水質(zhì),必須對污水的現(xiàn)狀水質(zhì)特性、污染物構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查或測定,作出合理的分析預(yù)測。廢物處理有物理、化學(xué)、生物等方法。其中,上述三種方法或單獨或配合使用,來去除廢水中的有害物質(zhì),廢水處理過程十分復(fù)雜,常用的廢水處理基本方法可以分為以下幾種:(1)物理法。主要利用物理作用處理、分離和回收廢水中的污染物。例如利用物質(zhì)密度的沉淀法和浮選法,沉淀法能夠除去水中相對密度大于1的懸浮顆粒,與此同時還能回收這些顆粒物,浮選法能夠除去乳狀油滴或相對密度近于1的懸浮物。(2)化學(xué)法。利用化學(xué)反應(yīng)或物理化學(xué)作用回收可溶性廢物或膠體物質(zhì),例如,利用酸堿中和反應(yīng)的中和法能夠中和酸性或堿性廢水,從而減輕廢水污染,利用物質(zhì)可溶性的萃取法,能夠處理可溶性廢物,回收酚類、重金屬等。(3)生物法。利用微生物的生化作用處理廢水中的有機物。例如,生物過濾法和活性污泥法用來處理生活污水或有機生產(chǎn)廢水,使有機物轉(zhuǎn)化降解成無機鹽而得到凈化。
2廢水常見檢測方法
不同的廢水有不同的檢測方法,其實質(zhì)還是立足于水質(zhì)特征以及廢水處理工藝的結(jié)果。本文主要以工業(yè)廢水為對象,介紹兩種工業(yè)廢水的常見檢測方法,以下兩種檢測,都是測定廢水中有機物含量,主要利用水中有機物容易被氧化的特點,從而將水中組成復(fù)雜的有機物逐漸分辨,定量。(1)BOD檢測,即生化耗氧量檢測。生化耗氧量是對衡量水中有機物等需氧污染物質(zhì)含量的指標(biāo),它的指標(biāo)越高,這說明水中的有機污染物質(zhì)越多,污染越嚴(yán)重。制糖、食品、造紙、纖維等工業(yè)廢水中有機污染物,可經(jīng)好氣菌的生物化學(xué)作用而分解,由于在分解過程中消耗氧氣,故亦稱需氧污染物質(zhì)。若這類污染物質(zhì)排人水體過多,將造成水中溶解氧缺乏,同時,有機物又通過水中厭氧菌的分解引起腐敗現(xiàn)象,產(chǎn)生甲烷、硫化氫、硫醇和氨等惡臭氣體,使水體變質(zhì)發(fā)臭。(2)COD檢測,即化學(xué)耗氧量檢測,它利用化學(xué)氧化劑通過化學(xué)反應(yīng),將水中可氧化的物質(zhì)進(jìn)行氧化分解,然后通過殘留氧化劑量來計算耗氧量,化學(xué)需氧量(COD)又往往作為衡量水中有機物質(zhì)含量多少的指標(biāo)。它的數(shù)值越大,這說明水質(zhì)污染程度越重。化學(xué)需氧量(COD)的測定,隨著測定水樣中還原性物質(zhì)以及測定方法的不同,其測定值也有不同。目前應(yīng)用最普遍的是酸性高錳酸鉀氧化法與重鉻酸鉀氧化法。兩者相互補充,存在不同。COD檢測更能精確地把握廢水中的有機物含量,測定時,花費的時間也較少,測定只需要幾個小時,不受水質(zhì)限制,但是和BOD檢測相比,卻很難反映微生物氧化的有機物,從衛(wèi)生學(xué)的角度直接闡釋污染程度,另外,廢水中還含有一些還原性無機物,它們在氧化時也需要消耗氧氣,所以COD還是會存在誤差。兩者之間存在聯(lián)系。BOD5的數(shù)值小于COD,兩者的差值大致等于難生物降解有機物量。相差越大,說明難生物降解的有機物含量越多,這種情況下,便不應(yīng)當(dāng)生物處理法。因此,可以將BOD5/COD的比值來判別該廢水是否適合采用生物處理法。一般BOD5/COD的比值,被稱為可生化指標(biāo),比值越小,越不適合采用生物處理;適合采用生物處理法的廢水,其BOD5/COD的比值一般認(rèn)為大于0.3。
3廢水處理工藝和廢水檢測方法的關(guān)系
廢水處理工藝和廢水檢測方法之間存在緊密的聯(lián)系,廢水處理工藝和廢水檢測方法有著共同的基礎(chǔ),廢水處理工藝和廢水檢測都關(guān)系到廢水處理的最終效果,兩者的關(guān)系具體表現(xiàn)在以下幾個方面;一方面,兩者都需要對廢水中的污染物質(zhì)的成分進(jìn)行判定,根據(jù)水質(zhì)特征來選擇合適的廢水處理工藝和廢水檢測方法,分析廢水中的污染物質(zhì)的物理特征、化學(xué)特性及生物特性等在廢水處理工藝和檢測上都十分重要,從上面的兩個部分可以知道,廢水處理的基本方法基本是按照廢水水質(zhì)特征來進(jìn)行劃分和進(jìn)行,而在進(jìn)行廢水檢測時,也需要弄清并消除其中物理、化學(xué)等干擾因素,在分析水質(zhì)的基礎(chǔ)上,再結(jié)合其他相關(guān)要素,進(jìn)行廢水的處理和檢測,從而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。另一方面,廢水檢測需要選擇合適的處理工藝,廢水的處理工藝關(guān)系到廢水檢測結(jié)果,與此同時,廢水的檢測結(jié)果也影響到選擇的廢水處理工藝,例如,BOD5/COD的比值可以用來判別廢水是否適用于生物處理法。合理正確的廢水處理工藝能夠有效地降低廢水中的污染成分,廢水的處理質(zhì)量得到保證,廢水檢測的結(jié)果也更容易達(dá)標(biāo),兩者之間的有效結(jié)合最終達(dá)到凈化水質(zhì),減輕環(huán)境污染的效果。
作者:李超 單位:譜尼測試集團江蘇有限公司
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:廢水處理;曝氣生物濾池;高效流砂過濾器;回用經(jīng)濟效益
引 言:隨著城市建設(shè)和工業(yè)的發(fā)展,用水量急劇增加,特別是飲料生產(chǎn)企業(yè),大量廢水的排放嚴(yán)重污染了環(huán)境和水源,造成水資源日益不足,水質(zhì)日益惡化,新水源的開發(fā)工程又相當(dāng)艱巨,取水費用連年增加,對企業(yè)構(gòu)成了很大的生產(chǎn)成本。因此,廢水經(jīng)處理后再利用就變得很有現(xiàn)實意義。
1 廢水處理工藝流程
廢水處理站出水曝氣生物濾池高位水箱流砂過濾器清水箱回用于冷卻塔補水、 廠區(qū)綠化及廁所沖洗水。本項目為深度處理工藝,廢水站處理出水經(jīng)泵提升入。
工藝流程說明:該公司廢水處理站常規(guī)生化處理后出水經(jīng)水泵提升入曝氣生物濾池,在此進(jìn)一步降解廢水中的有機物,同時通過濾料攔截懸浮物,確保出水 COD≤40mg/l,SS≤20mg/l。曝氣生物濾池出水自流入高位水箱,在此可加入絮凝劑 PAC(聚合氯化鋁),反應(yīng)后自流入流砂過濾器,在此去除大部分懸浮物,確保出水 COD≤30mg/l,SS≤10mg/l。流砂過濾器出水自流入不銹鋼水箱,在此加入次氯酸鈉消毒劑進(jìn)行消毒 (發(fā)生量為500g/h,控制末端余氯含量為 2mg/l),然后經(jīng)回用水泵打入中水回用管網(wǎng),供冷卻塔補水、 廠區(qū)綠化及廁所沖洗用。
2 工程中工藝技術(shù)的過程體現(xiàn)
2.1 固定化微生物-曝氣生物濾池
BAF 作為中水回用處理的第一步,也是最關(guān)鍵的一步,決定了中水回用系統(tǒng)最終的成效,本方案中采用的是固定化微生物-曝氣生物濾池工藝,此工藝方法是某公司作為多年的努力和研究經(jīng)驗而得來;運用先進(jìn)的生物工程手段,采用高效微生物、 生物酶制劑以及生物活性分子載體固定化技術(shù)等高科技、多學(xué)科組合,研究成功的一種以高效生物載體、 高效曝氣系統(tǒng)、 高效微生物和生物酶為核心的新型污水處理技術(shù)。該技術(shù)通過微生物固定化技術(shù),將微生物固定在特制載體上,從而大大提高了處理速度和處理效果。
固定化微生物 - 曝氣生物濾池(BAF)處理工藝是缺氧生物濾池和曝氣生物濾池相結(jié)合的生物處理工藝,缺氧生物濾池利用厭、 缺氧微生物的水解、 發(fā)酵、 酸化作用,降低 COD,提高污水的B/C 值,同時通過硝化反應(yīng)降低氨氮,再通過反硝化菌實現(xiàn)脫氮;曝氣生物濾池進(jìn)行好氧處理,通過好氧菌使有機物轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸己退钡D(zhuǎn)變?yōu)橄跛岣蛠喯跛岣⒘恐亟饘匐x子與微生物螯合而得以去除。由于選用了高分子網(wǎng)狀懸浮濾料,解決了反沖洗問題。生物處理所選用的高效微生物,是采用基因工程的手段對自然微生物的強化與改性,提高了微生物的活性及適應(yīng)性,可有效的降解污水中的難降解有機物。
2.2 高效流砂過濾器
流砂過濾器完全摒棄普通固定過濾裝置先過濾后反沖洗的操作方法,將過濾和洗砂過程在不同的部位同時單獨進(jìn)行,無需配置清水池和大功率反沖洗水泵,使過濾操作得以連續(xù)穩(wěn)定的運行。整個過濾過程中,濾料(砂子)向下循環(huán)流動,而原水則向上流動,使原水和石英砂充分接觸,截留懸浮物質(zhì)。
在過濾的同時,截留污染物的石英砂通過底部的氣提裝置提升到頂部的洗砂裝置中進(jìn)行清洗。由于水、 砂子在壓縮空氣的作用下劇烈摩擦,使砂子截留的雜物洗脫。洗凈后的砂在洗砂器中因重力自上而下補充到濾床中,洗砂水則通過單獨的管路排放,完成整個洗砂過程。由于過濾器實現(xiàn)了流化動態(tài)過濾,進(jìn)水區(qū)高濁度水與高含污石英砂進(jìn)行逆向接觸過濾,高含污石英砂被空氣提升送至洗砂槽,洗凈的潔凈石英砂補充到低濁度的出水區(qū),從而解決了石英砂淺層污染,出水濁度不達(dá)標(biāo)的技術(shù)問題。
流砂過濾器與以往的連續(xù)過濾器不同,操作員可以直接觀察洗砂過程,并根據(jù)運行情況進(jìn)行調(diào)節(jié),以達(dá)最佳過濾效果。維護(hù)管理簡單,操作方便。
3 工藝設(shè)備的控制要求
本回用系統(tǒng)對于自動化控制要求較高,是系統(tǒng)能否正常運行及處理效率高低的關(guān)鍵,故對于控制系統(tǒng)的設(shè)計要求也是非常苛刻的。
回用系統(tǒng)工藝控制的邏輯為:正常進(jìn)水時,進(jìn)水泵運行,曝氣鼓風(fēng)機運行;當(dāng)需要反沖洗時,進(jìn)水泵停止運行,曝氣鼓風(fēng)機停止運行,曝氣生物濾池排水電動閥門自動打開,5 分鐘后反沖洗水泵自動開啟,運行 10 分鐘,自動關(guān)閉,反沖洗風(fēng)機自動開啟 5 分鐘,之后反沖洗水泵和反沖洗風(fēng)機共同運行 5 分鐘,最后反沖洗水泵單獨運行 5 分鐘停止,反沖洗過程結(jié)束,電動閥自動關(guān)閉,然后進(jìn)入新一輪正常處理過程。
反沖洗的頻率是通過調(diào)試摸索出來的規(guī)律,一般 48 小時反沖洗一次,每次反沖洗時間為 30 分鐘。每次反沖洗后的約 1 小時時間內(nèi),曝氣生物濾池出水效果比正常運行時要差一些,反映在懸浮物指標(biāo)上,短時期內(nèi)對后段高效流砂過程器的運行造成一定沖擊負(fù)荷,因此一般建議設(shè)計時選擇高效流砂過濾器的型號要放大一檔,以確保系統(tǒng)出水達(dá)到回用要求。或者設(shè)計兩個以上曝氣生物濾池,交替運行。
次氯酸鈉加藥裝置的投加泵根據(jù)中水管網(wǎng)末端余氯儀的數(shù)值自動運行,即當(dāng)余氯含量>0.2mg/l 時,停止運行,當(dāng)余氯含量
4處理效果
設(shè)備安裝完成后通過一段時間的調(diào)試,系統(tǒng)逐漸穩(wěn)定,并達(dá)到設(shè)計處理規(guī)模,又經(jīng)過一個月的試運行,滿足用戶使用要求,順利通過業(yè)主組織的竣工驗收,正式投入運行。試運行期間統(tǒng)計的平均處理效果表見表 1。
6 結(jié)語
總之,以上所述的是一個完整的中水回用處理工藝,即廢水經(jīng)過深度處理后,可再回用于生產(chǎn)及生活的水處理技術(shù),此處理技術(shù)在環(huán)境保護(hù)以及節(jié)約水資源方面都有較大的貢獻(xiàn),既讓水資源可再次利用的同時,也減少了廢水對周邊環(huán)境的污染,保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。該工藝是廢水處理技術(shù)革新的一次成果,在未來可用行業(yè)上,此案例可作為經(jīng)驗分享,可幫助相關(guān)行業(yè)整體提高對廢水的回收利用效率。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】屠宰加工廠設(shè)計整體設(shè)計車間布局廢水問題處理方案
一、屠宰加工廠的整體設(shè)計
目前市場上,屠宰加工廠的數(shù)量和規(guī)模仍在不斷擴大,主要有肉雞屠宰廠、生豬屠宰廠、肉牛屠宰廠等。從整體設(shè)計上看,屠宰加工廠的設(shè)計工藝主要包括廠區(qū)的總體布局、建筑結(jié)構(gòu)的選擇、車間選址和內(nèi)部布局、給排水等。
1、廠區(qū)的選址及布局
對于屠宰廠的選址,需要考慮交通、水源、空氣、面積等綜合因素。必須選擇交通便利、運輸能力強的地區(qū);其水源要確保充足衛(wèi)生,如果臨近河流,要注意不能建在受污染河流的下游地區(qū);空氣對屠宰廠的衛(wèi)生健康狀況也有影響,其周圍2公里范圍內(nèi)要求沒有粉塵、放射性物質(zhì)和有毒有害氣體的污染,整體選擇必須達(dá)到食品加工環(huán)境的要求;計算面積時,要全面計算所有建筑物,例如加工車間、準(zhǔn)備間、冷庫、緩沖間等的面積;對于屠宰廠規(guī)模的確定,需要根據(jù)日屠宰量來確定單生產(chǎn)率。
廠區(qū)的布局,主要考慮生產(chǎn)區(qū)域的劃分、廠區(qū)道路和廠區(qū)綠化等因素。生產(chǎn)區(qū)域要根據(jù)加工對象和產(chǎn)品方案確定加工生產(chǎn)線的工藝流程,還要合理布局生產(chǎn)區(qū)、生活區(qū)、辦公區(qū)、附屬區(qū)等功能區(qū),保證結(jié)構(gòu)合理、健康安全。
2、建筑結(jié)構(gòu)的選擇
在屠宰加工廠中,其建筑結(jié)構(gòu)的主要形式有生產(chǎn)區(qū)域、生活區(qū)域、辦公區(qū)域和附屬區(qū)域等。以生產(chǎn)區(qū)域為例,屠宰加工車間多為一層,采用排架結(jié)構(gòu)形式;而冷庫則采用框架結(jié)構(gòu)形式;食堂采用磚混結(jié)構(gòu)形式。而根據(jù)屠宰工藝流程及生產(chǎn)過程中的衛(wèi)生要求,又可以將其加工車間分為潔凈區(qū)和非潔凈區(qū)。
3、車間的布局安排
在屠宰加工廠的設(shè)計中,車間的總體及外觀設(shè)計占有重要位置,在完成了車間的工藝布局、工作區(qū)域的劃分工作之后,要按各個工作區(qū)域的人員數(shù)目和作業(yè)性質(zhì)配套相應(yīng)的生活設(shè)施和輔助設(shè)施。車間的外觀及總體的優(yōu)化設(shè)計主要結(jié)合車間設(shè)計類型來考慮,對于屠宰加工廠,車間類型一般分為綜合型和單一型。對于規(guī)模較大、市場訂單較多的大型屠宰廠,其廠房一般跨度較大,應(yīng)合理科學(xué)地安排與布局,與之配套的生活設(shè)施和輔助設(shè)備應(yīng)采取多層綜合式結(jié)構(gòu)。
4、給排水
對于屠宰加工廠的給排水系統(tǒng)也有明確的要求及標(biāo)準(zhǔn)。給水方面,其供水能力要與生產(chǎn)能力相適應(yīng),在生產(chǎn)的整體過程中要保證水量充足,加工用水的水源應(yīng)保證各項數(shù)值指標(biāo)達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn),如果工廠用自備水源進(jìn)行加工,也要對其進(jìn)行有效處理,另外,加工車間還要長期設(shè)置82℃熱水,以確保相關(guān)設(shè)備消毒工作的進(jìn)行。
排水方面,屠宰加工車間的排水方向應(yīng)從潔凈區(qū)流向非潔凈區(qū),同時還要設(shè)置排水溝,不可亂擺亂放,甚至影響到附近居民的正常生活。
二、屠宰加工廠廢水處理方案設(shè)計
下面我將從牲畜被屠宰的各個環(huán)節(jié)中進(jìn)行污水問題的探討。牲畜屠宰的步驟主要如下:
1、宰前飼養(yǎng)場排放的畜糞沖洗水
2、屠宰車間排放的含有血污和畜糞的地面沖洗水
3、燙毛時排放的含大量牛毛的高溫水
4、剖解車間排放的含腸胃內(nèi)容物的廢水。
在上述所有屠宰的過程中,水質(zhì)、水量在一天內(nèi)的變化比較大。屠宰過程集中在凌晨排水這一時段,白天相對而言會較少,同時廢水中的有機污染物含量高。廢水主要成分有牲畜糞便、血污、油脂、內(nèi)臟殘屑和無機鹽類等,這些廢物由于質(zhì)量偏大,在地面的生化性較強,對污水的處理造成一定的困難,廢水中含有大量的血污、毛皮、內(nèi)臟殘屑、食物殘渣以及糞便等懸浮物含量較高的污染物,水呈紅褐色并有明顯的腥臭味且含有較多的病原菌。因此,筆者考慮如果能在車間內(nèi)對這些廢物進(jìn)行沉降,那么,屠宰廠向外排出的廢水就會免受污染。對周邊的環(huán)境也不會構(gòu)成威脅。筆者根據(jù)從事多年輕工業(yè)的工作經(jīng)驗出發(fā),按照環(huán)保主管部門的要求,在滿足《肉類加工工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級標(biāo)準(zhǔn)GB13457-92的指標(biāo)。在保證工藝成熟可靠、操作簡單、易維護(hù)、工程投資省、運行費用低、管理運行維護(hù)方便、能活處理系統(tǒng)調(diào)整以適應(yīng)水質(zhì)水量變化的前提,以及為降低噪聲、消除異味、改善污水站及周圍環(huán)境的目的設(shè)計出了屠宰廠廢水處理之――沉渣池。
這個設(shè)計方案主要是對廢水所含的牲畜糞便等懸浮物進(jìn)行沉淀去除以降低污水的污染負(fù)荷。該池又可對廢水進(jìn)行隔油預(yù)處理。由于處理水量不大,沉淀的糞便也不多筆者采用人工清理方式。另外再設(shè)計中也包含水解調(diào)節(jié)池,它的作用主要在于調(diào)節(jié)水量和均化水質(zhì),也就是對廢水進(jìn)行的預(yù)處理。為保證后續(xù)工藝處理穩(wěn)定運行,必須對水量、水質(zhì)進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)從而為后續(xù)生化系統(tǒng)的更好運行提供保障。筆者采用SBR曝氣池在池中后半段設(shè)置填料并進(jìn)行預(yù)曝氣,將廢水中難生物降解的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生物降解的小分子物質(zhì)。填料是生物膜賴以棲息的,從生物學(xué)的角度來說填料也是生物膜的載體同時也有截留懸浮物的作用。因此,在這一技術(shù)中載體填料是氧化池的關(guān)鍵直接影響生物接觸氧化的效能。載體填料的要求是易于生物膜附著、比表面積大、空隙率大、水流阻力小、強度大、化學(xué)和生物穩(wěn)定性好、經(jīng)久耐用、截留懸浮物能力強、不溶出有害物質(zhì)、不引起二次污染、與水的比重相差不大、避免曝氣生物濾池負(fù)荷過重、能使填料間形成均一的流速、運輸和安裝施工方便。綜合以上所有要求,筆者在本設(shè)計中采用的新型纖維組合生物填料,它是由高醛度維綸纖維構(gòu)成,表面積達(dá)1900m2/m3,其纖維表面經(jīng)過處理帶有正電荷從而對微生物具有較強的吸附能力。在這一原理下,填料淹沒在廢水中,從而長滿生物膜,而正好廢水在與生物膜接觸過程中水中的有機物被微生物吸附、氧化分解和轉(zhuǎn)化為新的生物膜,那么從填料上脫落的生物膜隨水流到沉淀池后被去除廢水得到凈化。綜上所述,這一技術(shù)從根本上大大凈化了屠宰廠所排放的污水。
屠宰加工廠的整體設(shè)計質(zhì)量及主要問題的解決程度深刻關(guān)系到整個屠宰加工廠的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率,高質(zhì)量且科學(xué)合理的設(shè)計將使屠宰加工廠獲得更大的經(jīng)濟效益,同時也會為我國輕工業(yè)設(shè)計的發(fā)展做出長足貢獻(xiàn),同時促進(jìn)相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。
【參考文獻(xiàn)】
1、《屠宰廠設(shè)計方案》2010年6月28日
關(guān)鍵詞:污水排放;治理;再生水回用
中圖分類號:X703 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-0432(2010)-09-0161-2
0 前言
德州市位于山東省的西北部,南與濟南市隔黃河相望,西北部與河北省以衛(wèi)運河、漳衛(wèi)新河為界,西南與聊城市為鄰,東與濟南、濱州兩地市接壤。東西寬200km,南北長175km,總面積10356km2。德州市屬暖溫帶,半濕潤季風(fēng)氣候區(qū)域,多年平均降雨量527.2mm,降雨75%以上集中在汛期(6-9月)。
1 德州市污水排放現(xiàn)狀
1.1 德州市的污水排放量較高
污水排放量即通過排污口排出的污水量,通常以每日或每年排出的數(shù)量表示。2009年全市重點調(diào)查企業(yè)369個,工業(yè)排放總量12717萬t,達(dá)標(biāo)排放量12717萬t,達(dá)標(biāo)率100%,其中排入污水處理廠1884萬t。
1.2 德州城區(qū)污水收集系統(tǒng)不完善
據(jù)估計,目前只有約60%左右的城市污水進(jìn)入管網(wǎng),大量未經(jīng)處理的廢水直接進(jìn)入水體導(dǎo)致水體嚴(yán)重污染,盡管廢污水達(dá)標(biāo)排放率較高,但污水收集系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)展相對滯緩,跟不上德州城區(qū)污水整治的步調(diào)。
1.3 污水處理率低
據(jù)統(tǒng)計,德州市工業(yè)污染源經(jīng)過治理達(dá)標(biāo)排放率僅為35%。城區(qū)中部地區(qū)的污水通過管渠進(jìn)入宣惠河,西部漳衛(wèi)南運河以西及以東的部分污水排入漳衛(wèi)南運河,德城區(qū)漳衛(wèi)南運河兩岸排入南運河的污水通過河底管網(wǎng)匯集,經(jīng)泵站加壓,通過輸水渠道引入德州市漳衛(wèi)南運河治理與改排工程,日處理能力5萬t,低于全國平均水平,生活污水直排江河造成大多數(shù)流經(jīng)城市(鎮(zhèn))的河溝的水質(zhì)未能得到有效改善。
1.4 工農(nóng)業(yè)生活排污影響生態(tài)環(huán)境的惡化
工農(nóng)業(yè)生活大量排污嚴(yán)重降低了水資源的質(zhì)量,可利用水量銳減,據(jù)2000-2004年水質(zhì)資料綜合分析,在評價的十個河段中除有時部分河干外,各站均為超v類水。
1.5 運行資金和污水收集能力有限
2004年全市建成4座污水處理廠,污水日處理能力25萬t,受運行資金和污水收集能力的限制,現(xiàn)有污水處理廠污水處理能力尚跟不上用水規(guī)模的迅速擴張,管網(wǎng)、污泥處理等配套設(shè)施建設(shè)嚴(yán)重滯后,處理設(shè)施的負(fù)荷率低。2004年污水處理回用量為1915萬m3,僅達(dá)到處理能力的17.5%,現(xiàn)狀處理后的污水排入河道干旱缺水時少量用于農(nóng)灌,估計年利量0.19億m3。
2 治理污水達(dá)標(biāo)排放的實施方案
2.1 堅持“節(jié)流優(yōu)先,治污為本”的原則
實行用水與排放總量控制的管理制度,全面落實水功能區(qū)水域納污總量控制入河排污口管理等制度,嚴(yán)格控制工農(nóng)業(yè)污染物的排放,不斷提高污水處理和收集能力。
2.2 規(guī)范污水處理費和排污費的征收
充分利用經(jīng)濟經(jīng)濟手段,特別是價格杠桿,按照科學(xué)合理的原則,制定污水處理費和排污費,調(diào)整回用水價格,促進(jìn)污水處理和回用。嚴(yán)格按照德政辦[2006]24號《德州市城市污水處理費征收使用管理辦法》計征污水處理費。修訂完善水資源費征收使用管理辦法,提高水資源費標(biāo)準(zhǔn),針對不同用水對象實施差異化水價政策,實行階梯式水資源費,制定更嚴(yán)格的收費標(biāo)準(zhǔn)。
2.3 發(fā)展污水集中處理再生利用技術(shù)
根據(jù)城市污水來源規(guī)模,盡可能按照“就地處理,就地回用”的原則,城市排水管網(wǎng)的總體布置應(yīng)與污水處理設(shè)施、再生利用與最終排放設(shè)施的設(shè)置相結(jié)合,使總體費用降低,得到總體優(yōu)化的方案。合理采用相應(yīng)的再生水處理技術(shù)和輸配技術(shù)發(fā)展污水集中處理再生利用技術(shù),城市排水規(guī)劃宜考慮將所有污水集中到一個污水處理廠。
2.4 嚴(yán)格使用再生水的新建設(shè)項目的審批程序
為鼓勵使用再生用水,將使用再生水作為適合使用再生水的新建設(shè)項目的審批條件之一,納入建設(shè)管理的審批程序,為調(diào)動經(jīng)營者和農(nóng)戶的積極性,對農(nóng)業(yè)再生水回用要在水價格上給予政策性補貼。
2.5 深度處理工農(nóng)業(yè)污水
不允許新建對水環(huán)境造成污染的企業(yè),原有的企業(yè)污水必須達(dá)標(biāo)排放,一、二級處理工藝已不能滿足要求,必須采取三級處理或深度處理。它是將二級處理出水再進(jìn)一步進(jìn)行物理、化學(xué)和生物處理,以便有效去除污水中各種不同性質(zhì)的雜質(zhì)。農(nóng)業(yè)確定生產(chǎn)安全規(guī)范減少化肥和農(nóng)藥使用量嚴(yán)禁使用有公害農(nóng)藥,設(shè)立污水處理回用專項基金,用于深度處理設(shè)施和回用管網(wǎng)建設(shè)。
3 治理成效
3.1 加快城市污水處理再回用工程建設(shè)
將德州市污水處理廠處理的達(dá)標(biāo)廢水回用于工業(yè)及生態(tài)環(huán)境并為岔河補水,將漳衛(wèi)新河改排污水處理廠處理過的達(dá)標(biāo)廢水用于農(nóng)業(yè)和漳衛(wèi)新河補水,進(jìn)一步完善全市水系網(wǎng)絡(luò),使城市綠地灌溉能夠采用經(jīng)過處理的景觀用水。改造已成建污水處理廠的處理工藝,使其出水水質(zhì)滿足回用的要求,實現(xiàn)分質(zhì)供水,生態(tài)和環(huán)境用水主要由再生水提供。
3.2 加強污水處理廠建設(shè),提高污水處理回用率
2004德州市已建成污水處理廠4座,目前處理能力達(dá)25萬t,年處理生活生產(chǎn)污水量達(dá)4094萬t;2010年全市共建成污水處理廠12座,慶云縣建成2萬t/日,武城縣建成3萬t/日,樂陵市、夏津縣、寧津縣、臨邑縣分別建成4萬t/日污水處理廠,禹城市、齊河縣、陵縣分別建成5萬t/日污水處理廠,平原縣建成6萬t/日污水處理廠,德城區(qū)建成10萬t/日的污水處理廠2座。全市污水處理廠月處理能力達(dá)62萬,預(yù)計:污水處理回用率將達(dá)到58%,年再生水回用11388萬m3。
3.3 點源治理整頓與綜合治理相結(jié)合
對全市各單位污水排放進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃,綜合治理并做全面監(jiān)測,加強點源治理使其達(dá)標(biāo)排放,實行點源治理整頓與綜合治理相結(jié)合制度,在污水達(dá)標(biāo)排放的前提下,實行清污分流,實現(xiàn)城市污水資源化。
3.4 推廣節(jié)水技術(shù),提高廢水利用率
對我市電力、化工、冶金、食品、造紙等行業(yè)發(fā)展外排廢水回用和“零排放“技術(shù),更新改造水處理系統(tǒng)設(shè)備,推廣冷凝水、反沖洗等節(jié)水技術(shù),提高廢水處理回用率。華能德州電廠等單位,加大技改力度,先后投資幾億元,建成廠內(nèi)污水建成污水處理回用系統(tǒng),基本實現(xiàn)工業(yè)污水的零排放,效果十分明顯。
3.5 建設(shè)生活節(jié)水示范區(qū)
生活節(jié)水重點在城市,應(yīng)按城市生活節(jié)水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃發(fā)展,并由城市向市鎮(zhèn)推進(jìn)。通過強化管理,建設(shè)和推廣節(jié)水設(shè)施,逐步使用水定額得到控制,并使總用水增長率逐步降低。充分利用德州污水處理廠處理達(dá)標(biāo)的污水,應(yīng)用于環(huán)境衛(wèi)生小區(qū),綠化、生活雜用等。
1實驗部分
1.1試劑與儀器活性炭、重鉻酸鉀、濃硫酸、硫酸亞鐵銨、鄰菲啰啉、硫酸亞鐵均為分析純。JA1003型電子天平;HDM-500型數(shù)顯攪拌加熱套;HH-2型數(shù)顯恒溫水浴鍋;JJ-1型精密定時電動攪拌器。
1.2模擬含油廢水配制稱取0.15g機油,加入自來水配制成600mg/L左右的含油廢水250mL,靜置24h。除去上層浮油,然后稀釋配成120mg/L左右的含油廢水。
1.3實驗方法稱取一定質(zhì)量活性炭于50mL錐形瓶中,移入10mL含油廢水,分別控制活性炭質(zhì)量、加熱攪拌時間、溶液pH值,放入35℃恒溫水浴鍋中加熱,并用電動攪拌器攪拌一定時間,攪拌頻率140r/min。然后過濾,取濾液分析。
1.4CODcr的測定方法準(zhǔn)確吸取1.00mL重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液和1.00mL濾液溶液于50mL錐形瓶中,加水稀釋至11mL左右,緩慢加入3mL濃硫酸,混勻。冷卻后,加入2滴亞鐵靈指示劑,用硫酸鐵銨溶液滴定,溶液的顏色由黃色經(jīng)藍(lán)綠色至紅褐色即為終點。硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度計算公式:C=0.2500×10.00/V式中C———硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度,mol/L;V———硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量,mL。COD的計算公式:CODcr(O2,mg/L)=8000×(V0-V1)×C/V式中V0———空白實驗所消耗的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液用量,mL;V1———含油廢水濾液測定所消耗的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液用量,mL;V———實驗中含油廢水的體積,mL;C———硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度,mol/L;8000———1/4O2的摩爾質(zhì)量以mg/L為單位的換算值。
2結(jié)果與討論
2.1活性炭質(zhì)量對含油廢水中COD的影響含油廢水10mL,控制攪拌時間1h,pH=8,控溫35℃,分別取活性炭質(zhì)量為0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6g,然后取濾液分析,計算CODcr結(jié)果見表1。由表1可知,隨著活性炭量劑的增加,含油廢水中COD迅速降低,當(dāng)活性炭質(zhì)量超過0.3g時,含油廢水中COD降低減緩,對結(jié)果的影響不大。考慮到活性炭的增加則成本增加,綜合來看,選取的活性炭質(zhì)量為0.3g是比較合適。
2.2攪拌時間對含油廢水中COD的影響含油廢水10mL,,控制活性炭質(zhì)量0.4g,pH=8,控溫35℃,分別攪拌20,40,60,80,100,120min,然后取濾液分析,計算CODcr,結(jié)果見表2。由表2可知,對含油廢水合適的攪拌時間是60~80min;攪拌時間太短,對活性炭吸附油樣造成的影響較大,仍有較多油在廢水內(nèi)沒有被吸附出來;攪拌時間太長,對結(jié)果影響不大,并且使應(yīng)用成本加大,不利于實際運用。綜合起來,合適的攪拌時間為60min。
2.3pH對含油廢水中COD的影響控制活性炭質(zhì)量0.4g,攪拌時間1h,控溫35℃,分別調(diào)節(jié)pH為2,4,6,8,10,12,然后取濾液分析,計算CODcr,結(jié)果見表3。由表3可知,隨著pH值的增加,油樣中的COD先減小再增加,當(dāng)pH值為8~10時,吸附后含油廢水中的COD最低。考慮pH的調(diào)節(jié)和成本,較合適的pH值是8。
2.4正交實驗
2.4.1正交實驗結(jié)果在單因素實驗基礎(chǔ)上,以活性炭質(zhì)量(A)、攪拌時間(B)、pH(C)為因素,設(shè)計L9(34)3因素3水平正交實驗以優(yōu)化工藝條件,因素與水平設(shè)計見表4,結(jié)果見表5。由表5可知,采用活性炭吸附含油廢水中的油類,最佳工藝條件是A1B2C1,即活性炭質(zhì)量0.3g,攪拌時間60min,pH為6。由表5可知,B的極差最大、A次之、C最小,所以各因素影響的大小順序是B>A>C。
2.4.2正交實驗的方差分析方差分析見表6。由表6可知,活性炭質(zhì)量、攪拌時間有顯著影響,pH對實驗影響都不顯著。因而A、B選最優(yōu)水平,C因素根據(jù)節(jié)約原則,選取水平2,較好的新方案為A1B2C2,即活性炭質(zhì)量0.3g,攪拌時間60min,pH值為8。
3結(jié)論
關(guān)鍵詞:超濾膜技術(shù);環(huán)境工程;水處理;應(yīng)用
隨著工業(yè)步伐的逐漸加快以及人們生活用水需求的不斷增加,水資源污染成為人類社會生存發(fā)展的重要問題。大量工業(yè)用水的不當(dāng)處理導(dǎo)致水資源污染的問題越來越嚴(yán)重,甚至已經(jīng)影響到了人們正常的生活用水,為了保護(hù)珍貴的水資源,我們必須增加水資源的利用率,采取有效的科學(xué)技術(shù)手段減少水資源污染。超濾膜技術(shù)就是一種針對環(huán)境工程水處理的先進(jìn)科學(xué)技術(shù)。超濾膜技術(shù)是一種利用壓力差為推動力,以半透膜進(jìn)行物理阻隔,對水資源進(jìn)行處理、凈化的先進(jìn)的隔膜分離技術(shù)。超濾的過程實際上就是對水體資源中的污染物進(jìn)行篩分過濾的過程,從而達(dá)到凈化水資源的目的。超濾膜技術(shù)在凈化飲用水、處理工業(yè)廢水、海水淡化及城市生活用水處理等方面有著廣泛的應(yīng)用。
1概述超濾膜技術(shù)
超濾膜技術(shù)是一種利用壓力差為推動力,以半透膜進(jìn)行物理阻隔,對水資源進(jìn)行處理、凈化的先進(jìn)的隔膜分離技術(shù)。超濾的過程實際上就是對水體資源中的污染物進(jìn)行篩分過濾的過程,從而達(dá)到凈化水資源的目的。超濾膜技術(shù)的主要原理是利用鋁膜兩側(cè)的微小壓力差為推動力,過濾膜上面細(xì)小的孔徑只允許水分子通過,將其它雜質(zhì)阻隔在薄膜的另一側(cè)。超濾膜是由許多細(xì)小的中空纖維構(gòu)成的。超濾膜一般分為內(nèi)壓式超濾膜和外壓式超濾膜,劃分原則是按照其進(jìn)水方式的不同方式而劃分的。其中內(nèi)壓式超濾膜是先將原液注入到中空纖維內(nèi)部,經(jīng)過壓力差的推動,水分子被滲透出去,雜質(zhì)被留在中空纖維內(nèi)部;外壓式則相反,不將原液注入到中空纖維內(nèi)部,最后水分子被滲透到中空纖維內(nèi)部,其它雜質(zhì)被阻隔到外面。不管是內(nèi)壓式還是外壓式,最后達(dá)到的效果都是一樣的。超濾膜的主要材料有聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯等,這些材料的特性決定了超濾膜優(yōu)良的物化性能和分離透過性能。超濾膜的產(chǎn)水量是評價超濾膜質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn),超濾膜的產(chǎn)水量又受到溫度、操作壓力、水資源污染程度以及水流速度等的影響。相關(guān)部門和人員在應(yīng)用超濾膜技術(shù)時,要充分考慮到各種因素對出水量、凈水效果的影響,盡量規(guī)范操作行為,發(fā)揮超濾膜技術(shù)的最大效用,實現(xiàn)水資源的有效利用。
2超濾膜技術(shù)在環(huán)境工程水處理工作中的應(yīng)用
2.1凈化飲用水
政府在開展環(huán)境工程水處理工作的過程中,隨著超濾膜技術(shù)的不斷完善,超濾膜技術(shù)現(xiàn)已被廣泛的應(yīng)用于環(huán)境工程水處理的各個方面,有效地解決了水資源污染的相關(guān)問題,解決了人們生活用水的問題。水資源污染問題嚴(yán)重影響到人們的生活用水,我國大部分城市和農(nóng)村居民的飲用水來源主要是自來水,實際上,自來水中含有大量的雜質(zhì)和污染物,有些雜質(zhì)顆粒較大的雜質(zhì)可以通過一般的過濾技術(shù)過濾掉,但是也有大量的微小雜質(zhì)很難過濾干凈。然而,超濾膜技術(shù)憑借其優(yōu)秀的分離透過性能,基本可以滿足凈化飲用水的要求。將自來水注入到超濾膜過濾器當(dāng)中,利用超濾膜管內(nèi)外的壓強差將自來水中的雜質(zhì)隔離在超濾膜管內(nèi)部,水分子滲透出去,供人們生活飲用。一般的凈水器長期使用下來,自來水中的雜質(zhì)沉淀得越來越多,凈水管道薄膜容易出現(xiàn)堵塞,達(dá)不到凈水的效果,而一些先進(jìn)的超濾膜凈水器具備沖洗排污的功能,定期的排出過濾下來的雜質(zhì),保證超濾膜凈水器的正常使用,還能延長超濾膜凈水器的使用年限。
2.2工業(yè)廢水處理
超濾膜技術(shù)除了被應(yīng)用在飲用水凈化方面,還在處理工業(yè)廢水方面起著重要的作用。工業(yè)廢水一直以來都是水資源污染的重要源頭,工業(yè)廢水處理也一直都難以得到實質(zhì)性的解決。工業(yè)廢水污染會嚴(yán)重影響到人們的生活質(zhì)量以及身體健康,工業(yè)廢水中含有大量的有毒有害物質(zhì)不經(jīng)過濾處理排放到河流湖泊中,會摻雜到人們的生活用水當(dāng)中去,長期的飲用含有有毒有害物質(zhì)的水會嚴(yán)重影響人們的身體健康。雖然人們可以采用超濾膜凈水器凈化飲用水,但是,從源頭上解決工業(yè)廢水污染更加的重要。工業(yè)廢水中的有毒有害物質(zhì)不像一般自來水中的雜質(zhì)那么容易過濾降解,有毒有害物質(zhì)的難降解程度同時也給超濾膜技術(shù)帶來了一定的挑戰(zhàn)。研究超濾膜技術(shù)的相關(guān)技術(shù)人員要不斷地完善技術(shù)缺陷,還需要使用各項技術(shù),提升其總體的耐污染性、耐酸堿性,提升該項技術(shù)的價值,在充分凈化水資源的基礎(chǔ)上,開展水回收活動,一方面避免水環(huán)境污染,另一方面實現(xiàn)良好的水資源節(jié)約目標(biāo)。處理工業(yè)廢水的過程中,需要結(jié)合不同工業(yè)行業(yè)的實際情況,采用科學(xué)、有效的方式開展處理,提升總體的過濾效果。從以下工業(yè)企業(yè)類型開展分析:第一,食品工業(yè)開展加工生產(chǎn)作業(yè)的過程中,廢水耗費量較大,其中存在著較多高分子有機質(zhì),集中在蛋白質(zhì)、乳糖和淀粉之類,想要切實有效保障和提升廢水處理效率,實現(xiàn)回收利用目標(biāo),通過超濾膜技術(shù)將能夠起到良好效果。第二,電鍍工程企業(yè)是電化學(xué)中的重要內(nèi)容,擁有較大的生產(chǎn)規(guī)模,會消耗大量水資源,在排放廢水方面會帶出有機碳、硝酸鹽以及鎳等多種物質(zhì),需要使用超濾膜開展過濾工作,減少有害物質(zhì)的直接排放情況,避免嚴(yán)重污染現(xiàn)象。
2.3海水淡化處理
環(huán)境工程水處理工作在實際開展環(huán)節(jié)中,發(fā)揮超濾膜技術(shù)的優(yōu)勢和作用,強化水資源處理的總體效果。超濾膜技術(shù)可以有效去除多種不良物質(zhì),使得經(jīng)過凈化后的水源都能充分滿足人們的使用需求。在開展海水淡化工作的過程中,將會產(chǎn)生膜污染情況,對于水處理工作提出了較高要求。要充分開展切實有效的處理工作,加大超濾膜技術(shù)的研究力度,提升科技力量的總體水平,及時更新超濾膜技術(shù),充分發(fā)揮其作用和優(yōu)勢,推進(jìn)海水淡化活動的持續(xù)穩(wěn)定應(yīng)用。超濾膜技術(shù)成本較為低廉,而凈水能力得到有效提升。在空纖維超濾膜的作用下,將能夠針對高污染海水中的60%的化學(xué)需氧量(ChemicalOxygenDemand,COD)加以去除,同時還能夠處理89%的硅膠,開展預(yù)處理工作,實現(xiàn)處理目標(biāo)。
2.4城市生活污水處理
人們居住在城市中,每天都會產(chǎn)生大量的生活污水廢水,建筑工程在建造房屋的過程中都會構(gòu)建專門排污管道和排污系統(tǒng)。每個城市都會在一定區(qū)域范圍內(nèi)設(shè)立專門的城市生活污水處理廠處理每天產(chǎn)生的生活污水。城市生活污水中所含有的各種有機物、無機鹽以及大量細(xì)菌和固體懸浮物,如果不好好處理,污水排放到河流湖泊中會造成嚴(yán)重的水資源污染。我們常見的河流湖泊中藻類大量繁殖,造成有色污染,就是由于大量生活廢水的不當(dāng)排放造成的水體富營養(yǎng)化。水體富營養(yǎng)化實質(zhì)上會破壞生態(tài)系統(tǒng)的平衡,嚴(yán)重的情況還會導(dǎo)致某些水生物種的滅絕,水資源污染所帶來的破壞力往往超出我們的想象。相反,如果好好處理城市生活污水,污水可以被二次利用,不僅不會破壞生態(tài)系統(tǒng)的平衡,還能夠緩解水資源緊張的問題。只要將城市生活污水通過科學(xué)的技術(shù)手段進(jìn)行處理,就能變廢為寶,將經(jīng)過處理的城市生活污水應(yīng)用于農(nóng)田灌溉、建筑用水,增加水資源的利用率。我國的城市生活污水處理的具體方法首先是通過建筑房屋內(nèi)部的污水排放管道將居民產(chǎn)生的生活污水排放到統(tǒng)一的污水處理中心,污水處理廠進(jìn)行統(tǒng)一的降解、過濾等操作,然后再將得到的水資源加以儲存利于二次使用。超濾膜技術(shù)被廣泛應(yīng)用在城市生活污水的降解、過濾等過程中,并且起到了關(guān)鍵性的作用。
關(guān)鍵詞:正滲透膜;研究;應(yīng)用
中圖分類號:X703 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2016)04(b)-0000-00
正滲透(FO)也被稱為滲透,是普遍存在于自然界的現(xiàn)象。FO技術(shù)的特點是運用兩種化學(xué)溶液的化學(xué)位或者滲透壓方面的差異,不需要另外施加壓力。運用FO技術(shù)中水在半透膜中的自發(fā)性、選擇性的傳遞性質(zhì),與循環(huán)性能極佳的驅(qū)動溶液相結(jié)合,在海水脫鹽領(lǐng)域運用極為廣泛。
一、正滲透膜材料
(一)用于減壓滲透的復(fù)合正滲透膜
在對復(fù)合正滲透膜的制備過程中,研究者們對五十多種支撐材料進(jìn)行了試驗,運用相轉(zhuǎn)變法,可達(dá)到1.3W/m2 的性能,如果運用強度較高的材料,通過MPD和TMC進(jìn)行界面聚合成膜。在制備復(fù)合膜的時候,如果運用有機溶劑,則其溶劑很可能去除有機酸,有機膜的完整性得到保存的同時其性能沒有降低。除此之外,對甲酸對膜性能的影響程度進(jìn)行了考察,甲酸能夠水解正滲透膜表面的聚酰胺,使其轉(zhuǎn)化為分子顆粒較小的聚合物,并與膜分離溶解于水中,在這個過程中,膜的水通量得到了很大提高同時水解過程中,會產(chǎn)生酸和氨基團,二者能夠重新排列組合成為一體,在膜通量提升的過程中,截留率保持在95%左右的水平。表1對正滲透膜材料及其主要性能進(jìn)行了列舉。從表中可以看出,PBI中空纖維FO是一種具有高通量的材料。
(二)驅(qū)動溶液
在正滲透技術(shù)中,另外一部分關(guān)鍵內(nèi)容便是對驅(qū)動溶液的選擇,驅(qū)動溶液能夠產(chǎn)生滲透壓,因此是一個具有滲透壓的體系。一種較為理想的驅(qū)動溶質(zhì)應(yīng)當(dāng)達(dá)到下列標(biāo)準(zhǔn):1)在水環(huán)境中為了產(chǎn)生理想的滲透壓,應(yīng)當(dāng)具備高溶解度和小分子量。2)具有無毒害性以至于可以在水中安全存在。3)與正滲透膜在化學(xué)反應(yīng)上能夠兼容,二者不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。4)在透水分離和溶液驅(qū)動方面具有方便性和經(jīng)濟性。通常情況下,運用最為普遍的驅(qū)動溶液是Nacl,Nacl在溶解性、可循環(huán)性、無結(jié)垢性等方面具有突出優(yōu)勢,但是Nacl具有分離困難的弊端。
二、在相關(guān)領(lǐng)域中的應(yīng)用
FO在綠色環(huán)保方面具有突出的優(yōu)勢,因其低能耗、低污染以及高回收等特點在污水處理等領(lǐng)域運用潛力非常大。正滲透技術(shù)在發(fā)電、工業(yè)廢水處理、食品、航天等領(lǐng)域具有很大的運用潛力,正滲透技術(shù)還憑借其在抗污染及其低能耗方面的突出優(yōu)勢,在傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)工藝中也廣受推崇,它與其他技術(shù)手段緊密結(jié)合,正在形成性的創(chuàng)新點。
(一)海水淡化
雖然在上個世紀(jì)六、七十年代在海水淡化領(lǐng)域就有人提出運用正滲透膜的理念,但是受制于關(guān)鍵技術(shù),例如膜和驅(qū)動溶液,所以這個想法與技術(shù)沒有得到廣泛運用。現(xiàn)階段,膜與驅(qū)動溶液的技術(shù)難題已經(jīng)得到解決,國外相關(guān)專與學(xué)者在海水脫鹽領(lǐng)域?qū)φ凉B透膜的運用進(jìn)行了綜合而系統(tǒng)地研究,并且研發(fā)了一種新型系統(tǒng)。國外學(xué)者將上述系統(tǒng)分成兩段,前者是正滲透膜部分,實現(xiàn)了海水中淡水向高化學(xué)勢向低化學(xué)勢的轉(zhuǎn)化。這種系統(tǒng)中的驅(qū)動液選取混合銨鹽,混合銨鹽具有理想的滲透壓,能夠較為便捷地實現(xiàn)與海水的分離。
后者是驅(qū)動溶液的回收部位,提取于海水中的水稀釋銨鹽溶液,然后在宜的溫度下(60℃左右),通過加熱,銨鹽被分解為銨和CO2,通過循環(huán)使用最后剩余的便是稀鹽水,通過柱狀蒸餾即可獲取純凈水。通過軟件模擬可以發(fā)現(xiàn),驅(qū)動溶液經(jīng)過稀釋之后濃度降低為1.5mol/L,相對于MSF,運用FO耗電量可以降低85%,相對于RO,耗電量可減低72%。在運用FO進(jìn)行海水淡化的整個過程中,耗電量僅為0.25kW.h/m3,比目前運用最廣泛的脫鹽技術(shù)的能耗降低1.6-3.02kW.h/m3。在現(xiàn)階段FO運用于海水脫鹽領(lǐng)域已經(jīng)處于中試階段。
(二)食品和醫(yī)藥方面
FO技術(shù)具有顯著的操作低溫低壓性,這項優(yōu)勢與上文中論述的低能耗、低污染特性相結(jié)合,使得FO技術(shù)在液體食品濃縮領(lǐng)域得到了廣泛運用,對液體食品從生產(chǎn)到儲存,的整個過程都非常有利。在該領(lǐng)域傳統(tǒng)的方式為熱處理法,濃縮模式包括真空蒸發(fā)和冷凍,然而前者對那些熱敏性物質(zhì)會產(chǎn)生及其不利的影響,存在破壞食品口感和營養(yǎng)成分的可能性,并且能耗非常高,這些缺陷限制了其運用范圍。反滲透法的膜很容易遭到污染,并且濃縮程度不太理性,因此使用范圍與價值也很有限。
FO技術(shù)所運用的膜具有納米或者微米級別的孔,合理運用這一特征,能夠通過膜孔的直徑進(jìn)行控制來對物質(zhì)的擴散速度進(jìn)行改變,制造出擴散控制的藥物運輸系統(tǒng)對藥物釋放實踐進(jìn)行延長,從而定點、定量地將藥物運輸至體內(nèi)。為了將這一事件更好地延長,美國ALzet公司于上世紀(jì)七十年代設(shè)計了滲透泵,這個滲透泵能夠憑借一個小孔將釋放速率降至最低,藥物持續(xù)釋放時間可以長達(dá)一年。
二、 正滲透技術(shù)展望
FO是一種新型的膜技術(shù),在工業(yè)廢水處理、發(fā)電、航天工業(yè)等領(lǐng)域正在逐漸深入與滲透。在現(xiàn)階段,F(xiàn)O技術(shù)還很難與傳統(tǒng)的水處理技術(shù),即反滲透技術(shù)相抗衡。但是FO技術(shù)過程與材料在環(huán)保性等方面具有無可比擬的優(yōu)越性,正在工業(yè)污水、航天工業(yè)等領(lǐng)域得到認(rèn)可與運用。與此同時FO技術(shù)已經(jīng)處于中試階段,相信在不就的將來,F(xiàn)O必將成為一項具有超強競爭力的綠色能源技術(shù)。
在現(xiàn)階段,F(xiàn)O技術(shù)絕大部分還處于理論實驗階段,距離在化工領(lǐng)域的運用以及在對主流的水處理技術(shù)取而代之的目標(biāo)仍然有很長一段路。FO技術(shù)由于其運用過程中存在著特別嚴(yán)重的內(nèi)濃差極化現(xiàn)象,在海水淡化和食品加工領(lǐng)域,F(xiàn)O技術(shù)通量不太理想,因此FO技術(shù)要想在市場中得到廣泛應(yīng)用,解決膜材料的設(shè)計和制備是前提條件。FO材料抗污染性佳,但是其化學(xué)和物理原理與機制尚不明確,這方面需要更加深入地探討與研究。目前FO技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域還相當(dāng)有限,如何結(jié)合實際生產(chǎn)需要對FO材料進(jìn)行設(shè)計,是正滲透膜技術(shù)得以廣泛運用的前提條件。
參考文獻(xiàn):
[1]逯鵬.抗污染性正滲透膜的研制及其在海水淡化中的應(yīng)用[D].濟南大學(xué),2014.
在近幾年的工作實踐中,我們圍繞發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、促進(jìn)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展這條主線,著力做好“四篇文章”。
(一)打造城市生態(tài)化。突出三個重點:
一是積極創(chuàng)建生態(tài)城市。首先,高起點編制完成《紹興生態(tài)市建設(shè)規(guī)劃》,出臺了《關(guān)于加快推進(jìn)生態(tài)市建設(shè)的若干意見》;各縣(市)結(jié)合地方實際,相繼編制了生態(tài)縣(市)建設(shè)規(guī)劃,使我市成為全省首個全面完成生態(tài)縣(市)建設(shè)規(guī)劃工作的設(shè)區(qū)市。其次,積極開展千里綠色林帶、生態(tài)公益林、城市綠化工程建設(shè),全市累計建設(shè)公路綠色通道579公里,建設(shè)生態(tài)公益林290萬畝,建成生態(tài)公益林48萬畝。中心城市積極推進(jìn)以內(nèi)環(huán)河、大環(huán)河為主的碧水工程、顯山工程建設(shè),上虞全面實施曹娥江十八里城防景觀帶建設(shè)、諸暨全面實施水泥企業(yè)粉塵專項整治、嵊州加快十大生態(tài)環(huán)境保護(hù)基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)。同時,廣泛開展綠色學(xué)校、綠色社區(qū)、綠色家庭創(chuàng)建活動,共建國家級綠色學(xué)校2所,省級綠色學(xué)校28所,省級綠色社區(qū)7個,省級綠色家庭20個,綠色飯店13家。
二是著力推進(jìn)園區(qū)改造。首先,著力做好集中發(fā)展熱電聯(lián)供和集約化治污文章。目前全市現(xiàn)有20家熱電聯(lián)產(chǎn)企業(yè),裝機容量達(dá)到52萬kW;規(guī)模以上的工業(yè)園區(qū)已建立比較完善的污水收集和集中供熱系統(tǒng),集中污水處理能力達(dá)到71.5萬噸/日。其次,通過調(diào)整招商引資策略,合理設(shè)置進(jìn)區(qū)門檻,重點引進(jìn)無污染、環(huán)保型、生態(tài)型的工業(yè)項目。再次,對現(xiàn)有的工業(yè)園區(qū),按照循環(huán)經(jīng)濟理念進(jìn)行改造,通過完善基礎(chǔ)設(shè)施配套,積極引進(jìn)與現(xiàn)有企業(yè)配套互補的企業(yè)和項目,通過循環(huán)利用等手段,使上游企業(yè)的廢料成為下游企業(yè)的原料,使產(chǎn)業(yè)園區(qū)的生態(tài)化進(jìn)程明顯加快。如袍江工業(yè)區(qū)2004年底順利通過ISO14000環(huán)境管理體系認(rèn)證,現(xiàn)正在積極創(chuàng)建國家級生態(tài)型工業(yè)示范園區(qū),園區(qū)已有30家企業(yè)通過了ISO14000認(rèn)證;嵊州市綠色產(chǎn)業(yè)示范區(qū)建設(shè)順利通過聯(lián)合國工業(yè)發(fā)展組織中國投資與技術(shù)促進(jìn)處綠色專家委員會的考核驗收,成為全省唯一建設(shè)綠色產(chǎn)業(yè)示范區(qū)的縣(市);紹興縣濱海工業(yè)區(qū)正在進(jìn)行區(qū)內(nèi)污染“零排放”的探索,積極打造綠色GDP,建立一個“零污染”工業(yè)區(qū),《濱海工業(yè)區(qū)創(chuàng)建省級生態(tài)工業(yè)示范園區(qū)建設(shè)規(guī)劃》通過省有關(guān)規(guī)定研討論證。
三是大力發(fā)展高效生態(tài)農(nóng)業(yè)。首先,加快建設(shè)無公害農(nóng)產(chǎn)品基地。全市正在建設(shè)農(nóng)業(yè)高新技術(shù)園區(qū)20個,省級無公害農(nóng)產(chǎn)品基地58萬畝;建設(shè)無公害林產(chǎn)品基地17萬畝,各類休閑觀光農(nóng)業(yè)點137個。其次,加快綠色農(nóng)產(chǎn)品品牌建設(shè)。全市累計通過綠色(有機)食品認(rèn)證數(shù)達(dá)51個,省級綠色農(nóng)產(chǎn)品126個。同時,加快推廣農(nóng)村清潔能源。2004年全市共推廣真空集熱式太陽能熱水器9280臺,合計1.5萬平方米;共建規(guī)模化養(yǎng)殖場大中型沼氣工程14處,全市清潔能源利用率達(dá)到49.8%。如紹興縣福景達(dá)農(nóng)業(yè)有限公司投資興建的大型沼氣工程,每天可處理100多噸豬糞便污水,供全村400多農(nóng)戶生活之用,形成了“豬―――沼―――果(菜)”三位一體的生態(tài)模式。
(二)推進(jìn)發(fā)展集約化。重點抓好三項工作:
一是推進(jìn)資源節(jié)約型社會建設(shè)。2004年8月,市里制定了《關(guān)于建設(shè)資源節(jié)約型社會的若干意見》,出臺了《落實科學(xué)發(fā)展觀推進(jìn)經(jīng)濟集約發(fā)展若干意見》,了《紹興市產(chǎn)業(yè)發(fā)展導(dǎo)向目錄》,市級有關(guān)部門研究制定了《紹興市要素資源配置規(guī)劃》、《紹興市節(jié)能和資源綜合利用專項規(guī)劃》、《紹興市水資源總體規(guī)劃》,同時又建立了織造、印染、化工等重點行業(yè)的能源消耗大戶的能源利用狀況報告制度,探索制定紹興市工業(yè)企業(yè)主要產(chǎn)品、設(shè)備用水定額標(biāo)準(zhǔn),研究制定紡織、印染、化工等行業(yè)的清潔生產(chǎn)評價指標(biāo)體系等各項工作。據(jù)統(tǒng)計,2004年全市萬元產(chǎn)值能耗同比下降9.78%,節(jié)能量達(dá)94萬噸標(biāo)煤;工業(yè)增加值用電量同比下降7%。
二是充分利用土地資源。針對用地控緊的情況,我們嚴(yán)格執(zhí)行國家土地政策,出臺了《關(guān)于加強土地管理促進(jìn)土地集約利用的若干意見》、《關(guān)于處置閑置土地的若干規(guī)定》等政策措施,努力做到規(guī)范用地,積極鼓勵集約用地、節(jié)約用地。優(yōu)化開發(fā)區(qū)規(guī)劃布局,建造多層廠房和標(biāo)準(zhǔn)廠房,提高容積率,降低企業(yè)非生產(chǎn)用地,增加用地空間。清理已供土地,向“閑置”要地,向“置換”要地,支持企業(yè)推行“零土地”技改招商,最大限度地盤活土地存量。紹興縣的土地利用“十法”得到總理的肯定,諸暨市積極推行“零土地技改”和“無地招商”,也都取得了明顯成效。
三是積極創(chuàng)建節(jié)水型城市。首先,切實抓好城市節(jié)水工作。通過加強節(jié)水宣傳,出臺加強建設(shè)項目節(jié)約用水的政策意見,建立和完善節(jié)水產(chǎn)品的市場準(zhǔn)入制度,形成合理水價機制,加強超計劃加價管理,促進(jìn)節(jié)約用水。由于措施得力,城市節(jié)水取得明顯成效。據(jù)統(tǒng)計,2004年市區(qū)萬元生產(chǎn)總值取水量38立方米,為2000年的57.2%;市區(qū)工業(yè)用水重復(fù)利用率77.6%。其次,推進(jìn)高耗水行業(yè)中水回用。紹興印染企業(yè)數(shù)量多,規(guī)模大,水資源消耗嚴(yán)重,做好印染行業(yè)水資源循環(huán)利用文章意義重大,對此紹興縣還專門出臺了相關(guān)扶持政策,大力推進(jìn)節(jié)水技改,鼓勵高耗水企業(yè)采用節(jié)水新技術(shù),推廣循環(huán)供水、中水回用技術(shù)、廢水資源化和“零”排放技術(shù)。近幾年,全市投資5700多萬元用于節(jié)水設(shè)施建設(shè)和節(jié)水技改,形成日節(jié)水能力9.6萬立方米。工業(yè)用水重復(fù)利用率達(dá)到65.1%,全市城市生活污水處理率達(dá)58%,居全省前列。
(三)引導(dǎo)資源循環(huán)化。著手建立三個體系。
一是廢棄資源社會大循環(huán)體系。積極開展資源綜合利用,通過社會回收系統(tǒng)全面回收并分解利用廢棄物,達(dá)到對末端廢棄物的資源化和再生化利用。目前全市有綜合利用企業(yè)410家,初步形成了以利用工業(yè)固體廢棄資源生產(chǎn)建材、垃圾焚燒發(fā)電、利用竹屑及篾黃生產(chǎn)膠合模板等產(chǎn)品和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的廢棄資源的綜合利用體系,既改善了環(huán)境、提供了資源,又減少了開采、節(jié)約了能源。
二是廢棄資源產(chǎn)業(yè)間循環(huán)體系。在印染、熱電、造紙等行業(yè)中,開展廢棄水資源的循環(huán)利用,形成了以水資源循環(huán)利用的產(chǎn)業(yè)鏈。如浙江藍(lán)星科技有限公司將印染廢水收集統(tǒng)一送熱電公司作煙塵脫硫、除塵之用,經(jīng)沖渣脫色后,送廢水處理中心,再經(jīng)物化、生化處理,達(dá)到一級排放標(biāo)準(zhǔn)后,作為再生水用于熱電公司的工業(yè)冷卻、消防和造紙公司新鮮補給水。據(jù)測算,廢水回用處理成本費為0.70元/噸,處理后的再生水直接回用,可節(jié)約排污費每噸1.60元;造紙廢水通過廢水處理系統(tǒng),經(jīng)生化處理后指標(biāo)達(dá)到造紙新鮮補充水要求,每天可直接回用8600噸,其處理利用率達(dá)86%,生產(chǎn)1噸紙排污水量僅為12噸左右,廢水循環(huán)利用給企業(yè)帶來較為可觀的經(jīng)濟效益。
三是廢棄資源企業(yè)內(nèi)循環(huán)體系。通過在一些先進(jìn)企業(yè)中開展節(jié)能降耗、廢棄物循環(huán)利用試點,引導(dǎo)企業(yè)自覺參與廢棄物的循環(huán)利用。例如浙江三力士橡膠廠投資1500多萬元,引進(jìn)德國DC公司的技術(shù)和主要設(shè)備,成功開發(fā)了汽油廢氣的回收再利用裝置,該裝置投入運行后,每天可回收汽油7.5噸,除去電費、蒸汽等費用,兩年就可收回投資,同時,車間周圍異味明顯減少,環(huán)境質(zhì)量明顯改善,成為企業(yè)產(chǎn)品循環(huán)利用的新亮點。
(四)推廣生產(chǎn)清潔化。突出三個重點:
一是積極開展清潔生產(chǎn)試點。從2003年開始,我們在全市工業(yè)企業(yè)中開展清潔生產(chǎn)試點工作,目前全市已有省級綠色企業(yè)16家,通過ISO14000認(rèn)證的企業(yè)數(shù)已超過150家;浙江新和成股份有限公司等15家企業(yè)通過省級2004年度階段性清潔生產(chǎn)審核驗收。已實施清潔生產(chǎn)方案368項,完成清潔生產(chǎn)總投資6800多萬元。
二是大力發(fā)展環(huán)保裝備產(chǎn)業(yè)。我市環(huán)保裝備制造業(yè)起步較早,目前已具備相當(dāng)規(guī)模,基本形成了以菲達(dá)集團為龍頭,具備一定規(guī)模企業(yè)20余家,配套企業(yè)40多家,共同發(fā)展集廢氣、廢水、廢固體物“三廢”可全面處理的環(huán)保裝備產(chǎn)業(yè),使我市環(huán)保產(chǎn)業(yè)得到迅速發(fā)展。浙江菲達(dá)機電成功開發(fā)荷電增濕循環(huán)干法煙氣脫硫技術(shù),研制開發(fā)的循環(huán)半干法煙氣脫硫及垃圾焚燒尾氣處理技術(shù)與裝備項目,獲得了國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎二等獎;諸暨菲達(dá)宏宇已開發(fā)形成復(fù)葉推流式節(jié)能曝氣機、立式環(huán)流攪拌機、一體式自吸高效氣浮裝置三大類百余種規(guī)格的環(huán)保系列產(chǎn)品,并廣泛應(yīng)用于各類工業(yè)廢水、城市生活污水處理和廢水回用等領(lǐng)域。
三是不斷提高治污能力。首先,加強對重點污染源的整治。根據(jù)省“811”環(huán)境污染整治行動,我市制訂了《紹興市環(huán)境污染整治行動方案》,全面開展對重點流域、重點區(qū)域、重點行業(yè)和企業(yè)環(huán)境的污染整治。根據(jù)環(huán)境現(xiàn)狀、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特征和區(qū)域主要污染情況,排出19個重點地區(qū)、7個重點行業(yè)和160家重點污染企業(yè)進(jìn)行重點監(jiān)控;對紹興縣印染廢水污染、諸暨水泥粉塵污染、上虞化工污染、新昌醫(yī)藥廢氣污染等問題,采取相應(yīng)措施,進(jìn)行清理整頓,有效地改善了環(huán)境狀況。其次,狠抓煙塵、噪聲、二氧化硫污染治理,抓好高速公路沿線的煙塵治理,全市煙控區(qū)達(dá)310平方公里。控制二氧化硫污染,認(rèn)真實施《紹興市酸雨控制區(qū)二氧化硫綜合防治規(guī)劃》,推廣清潔能源,市區(qū)氣化率達(dá)100%。開展噪聲控制區(qū)建設(shè),全市噪聲達(dá)標(biāo)區(qū)面積達(dá)135平方公里。再次,不斷完善污水、垃圾等環(huán)保基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。市縣合建污水三期40萬噸/日可行性計劃已上報,嵊新污水處理正在抓緊建設(shè)。城市建成區(qū)生活垃圾無害化處理率達(dá)100%,縣城建成區(qū)達(dá)90%以上,日處理污泥800噸、工業(yè)廢棄物400噸、生活垃圾400噸的紹興市資源綜合利用電廠已立項,上虞、諸暨的垃圾焚燒項目相繼啟動。