处理核污水的方法范文

时间:2023-11-15 17:55:48

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处理核污水的方法

篇1

[关键词]物理化学方法;水处理;发展趋势

中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)30-0393-01

前言:针对于污水的处理,当前物理化学方法已经被用于其中,其主要利用物理和化学方式之间的有效作用来去除水中很多的杂质,其主要的处理对象包含污水中很多无机溶解物和有机溶解物,还包含很多胶体物质。污水可以利用物理原理和化学原理实施简单的反应操作将污水进行净化,将杂质去除,物理化学方法的应用范围集中于杂志浓度相对较高的污水,可以作为污水再利用的有效方式。就目前国内外研究的针对污水处理的具体实践来看,城市污水的处理多数都采取生物法的形式,由于物理化学方法处理污水的成本相对较高,污水处理厂可能无法接受,成本太高,但是在处理工业废水、垃圾水和含油废水的处理首选应该是物理化学法。

一、物理化学方法在水处理中的应用

(一)中和法

很多污水中含有很多重金属离子,可以采取投入中和剂的形式在污水中形成氢氧化物之后沉淀,沉淀之后实施分离。中和法的污水处理方式有最合适的pH值和处理之后残品占到整个溶液中的重金属离子的浓度比。该种方式常使用的材料包含生石灰、消石灰、碳酸钙、碳酸钠等,消石灰是使用最多的一种。中和法在具体的实践中,需要分析杂质的共沉淀现象和络合现象[1]。

(二)离子交换法

离子交换法的形式主要利用离子交换树脂将溶解在废水中的很多离子转移到离子交换体当中,将其中的重金属进行去除或者回收。离子交换法的形式主要是基于固相离子交换剂和液相电解质溶液之间发生的,离子交换树脂通常的基本题都是苯乙烯、二乙烯基苯的聚合物,

由于离子交换树脂的价格比较高,再生的费用也很高,由此可见,通常的废水处理方式使用次数很少,但其处理量比较小,毒性太大,如果存在具有回收价值的重金属也是行得通的。

(三)吸附法

吸附法实际上是一种相对传统的水处理方式,其一直都是研究的核心问题,2013年的时候,肖蓝,王t龙,于水利等人将研究的重点放在沸石的对污水的处理价值,之前美国的UCC代表公司已经成功研制了沸石晶体,经过了水热合成工艺的创新之后,开始对沸石矿物质实施广泛应用。就目前来看,其已经被广泛的应用在重金属离子的消除上,除此之外,其中一种十分常用的吸附剂实际上属于一种活性炭,有人利用该种方式来有效的消除汞污染,当污水的含量中汞占了0.1~1.0ppm时,经活性炭吸附后可能减少到0.01~0.05ppm[2]。

(四)混凝

混凝实际上属于一种十分常见的水处理物理化学方式,利用向污水中投放一定的混凝剂,促使其中的胶粒物质出现凝聚和絮凝的状态,由此将水质进行净化分离。混凝实际上属于凝聚作用和絮凝作用的一个综合性称呼,凝聚实际上是电解质的投放,减少胶粒电动电势或使其消失,由此降低胶体颗粒的稳定性,脱稳胶粒相互凝Y形成,后者实际上是高分子物质的一种吸附性连接,促使胶体颗粒相互凝聚。

二、物理化学方法的未来发展趋势

(一)光催化氧化技术

光催化氧化技术的实施需要建立在催化剂的条件下,由此才能实现自身的光化学降解作用,其类型主要被分成均相降解和非均相降解两种。均相光催化降解的介质是Fe2+Fe3+H2O2其主要利用光助芬顿反应的发生来良好的降解污水中的污染物。非均相催化降解需要在污水中投放适当的光敏半导体材料,例如,常用的TiO2、ZnO等,之后由于光的辐射作用,导致光敏半导体材料基于太阳光的照射出现电子空穴,由此良好的将污水中的溶解氧、水分子等产生作用,由此产生氧化能力强大的自由基[3]。

(二)膜法水处理技术

膜其实际上是一种具有选择性的分离功能性材料,利用膜的选择性分离方式能够实现料液的良好区分,实现污染物的分离,之后纯化水,该过程就被看作是膜分离的过程。该种污水处理技术和传统型的过滤方式存在差异,其差异化表现在膜可以在固定的分子范围完成分离,且是物理过程的表现,不需要添加其他的物质。膜的孔径通常是微米级的,主要按照孔径的尺寸来划分类型,即常见的微滤膜、超滤膜、纳滤膜等;还会按照材料选择分成有机或者无机的,无机膜主要包含陶瓷膜和金属膜两种,由于以上两种材料的过滤精度相对很小,因此其应用受到限制[4]。有机膜实际上都是高分子材料制造的,例如,醋酸纤维素、芳香族聚酰胺等。

反渗透法实际上也被划入到膜分离技术中,其依靠半透膜的实际作用,将溶质阻挡在外面,如果污水的压力超过了渗透压的范围,废水可能流入到清水中,利用反渗透的形式,废水被浓缩,良好净化水质,作用显著。

(三)超声接入技术

声化学技术出现之后,功率超声一杯应用到污水的处理中,是污水处理的有效方式,由于该种降解方式相对比较温和,且降解的速度很快,因此得到了广泛的使用,还能单独的和其他类型的污水处理技术结合应用。超声接入技术针对于工业废水的有机物降解作用最显著,处理效果更加直接,能直接将污水中很多有害的物质转化成水和二氧化碳,无机离子比有机物的毒性显著降低,且不出现二次污染的状况。

综上所述,处理降解难度大且浓度高的有机废水时,物理化学方式实际上是效果最好的,其污水处理具有普遍性和高效率的特征,在未来的发展和创新中将会面对更多的机会。

参考文献

[1] 郑利兵,佟娟,魏源送,王军,岳增刚,王钢.磁分离技术在水处理中的研究与应用进展[J].环境科学学报,2016,(09):3103-3117.

[2] 肖蓝,王t龙,于水利,唐玉霖.石墨烯及其复合材料在水处理中的应用[J].化学进展,2013,(Z1):419-430.

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【关键词】污水处理;发展

一、我国城镇污水处理方法

1、活性污泥法。长期以来,城市生活污水多采用活性污泥法,它是世界各国应用最广的一种生物处理流程。具有处理能力高,出水水质好的优点。该方法主要由曝气池、沉淀池、污泥回流和剩余污泥排放系统组成。废水和回流的活性污泥一起进入曝气池形成混合液。曝气池是一个生物反应器,通过曝气设备充入空气,空气中的氧溶入混合液,产生好氧代谢反应,且使混合液得到足够的搅拌而呈悬浮状态,这样,废水中的有机物、氧气同微生物能充分接触反应。随后混合液进入沉淀池,混合液中的悬浮固体在沉淀池中沉下来和水分离,流出沉淀池的就是净化水。

由于污水处理是一项侧重于环境效益和社会效益的工程,因此在建设和实际运行过程中常受到资金的限制,使得治理技术与资金问题成为我国水污染治理的“瓶颈”。归纳起来,目前在城市生活污水处理研究和应用领域,普遍存在的问题有:①采用传统的活性污泥法,往往基建费、运行费高,能耗大,管理复杂,易出现污泥膨胀现象;设备不能满足高效低耗的要求;2随着污水排放标准的不断严格,对污水中氮、磷等营养物质的排放要求较高,传统的具有脱氮除磷功能的污水处理工艺多以活性污泥法为主,往往需要将多个厌氧和好氧反应池串联。形成多级反应池,通过增加内循环来达到脱氮除磷的目的,这势必增加基建投资的费用及能耗,并且使运行管理较为复杂;③目前城市污水的处理多以集中处理为主,庞大的污水收集系统的投资远远超过污水处理厂本身的投资,因此建设大型的污水处理厂,集中处理生活污水,从污水再生回用的角度来说不一定是唯一可取的方案。

因此,如何使城市污水处理工艺朝着低能耗、高效率、少剩余污泥量、最方便的操作管理,以及实现磷回收和处理水回用等可持续的方向发展,已成为目前水处理技术研究和应用领域共同关注的问题。这要求污水处理不应仅仅满足单一的水质改善,同时也需要一并考虑污水及所含污染物的资源化和能源化问题,且所采用的技术必须以低能耗和少资源损耗为前提。

2、生物膜法。在污水生物处理的发展和应用中,活性污泥和生物膜法一直占据主导地位。生物膜法主要用于从废水中去除溶解性有机污染物,主要特点是微生物附着在介质“滤料”表面,形成生物膜,污水同生物膜接触后。溶解的有机污染物被微生物吸附转化为H2O、CO2、NH3和微生物细胞物质,污水得到净化,所需氧化一般直接来自大气。生物膜法处理系统适用于处理中小规模的城市废水,采用的处理构筑物有高负荷生物滤池和生物转盘,生物滤池在我国南方更为适用。随着新型填料的开发和配套技术的不断完善,与活性污泥法平行发展起来的生物膜法处理工艺在近年来得以快速发展。由于生物膜法具有处理效率高、耐冲击负荷性能好、产泥量低、占地面积少、便于运行管理等优点,在处理中极具竞争力。

3、氧化法。氧化法是目前广泛采用并极具发展潜力的城市生活污水预处理方法之一。根据氧化剂的种类及反应器的类型。氧化法可分为化学氧化法、催化氧化法、(催化)湿式氧化法,光催化氧化法、超临界氧化法等。化学氧化法虽然操作简单,但由于其处理效果并非十分理想,而且由于其运行成本较高,因此,在城市生活污水处理应用中使用并不很多。为了达到提高处理效果,同时降低运行成本的目的,人们开发了一些其他的氧化技术。光催化氧化法设备简单、运行条件温和、氧化能力强、杀菌作用强、处理彻底,因此,在水的深度处理及对难生物降解的有机废水的处理具有极好的应用前景,目前已成为国内外非常活跃的研究课题,有专家预测,氧化法将成为21世纪废水处理中重要的方法之一。

4、人工生物净化:人工生物净化,是人为地创造条件使微生物大量繁殖,人工驯化微生物,利用微生物质新陈代谢降解水中有机物的方法,是目前国内外对生活污水二级处理的主体工艺。

5、自然生物净化处理:主要利用土壤中的微生物和植物根系或水塘中的微生物作用使水中的污染物浓度降低。

6、人工生物净化与自然生物净化:在土地资源丰富,地价相对便宜的城镇,采用人工生物净化与自然生物净化处理相结合的方法,在经济不发达地区有其实际意义。

二、我国城镇污水处理发展趋势

1、“两手都要抓,两手都要硬”, 经济发展与污水处理事业协调发展

城市污水是城市综合体经济发展的产物,污水的增加和城市经济发展还是同步的,城市经济发展越快污水的处理工作也就越重。我们不能过分的注重经济的发展而忽视对水资源的保护。人们的生活离不开水,工农业的发展也离不开水,所以政府有关职能部门要拿出部分资金来支持水资源保护。如果顾此失彼就会给生态环境造成严重污染,最终影响经济的发展。在以后的城市建设中要坚持生产线和污水治理同步进行,坚持和鼓励绿色产品的开发和投入;对已经建成投产的生产线而没有污染治理措施的要提出限期治理的要求,要帮助它制定有可操作性的实施方案。

2、改变污水处理行业的运营机制,由事业型向企业经营型转变

改变污水处理行业机制的原因有两方面,第一方面的原因是许多城市的污水处理企业还是事业单位,缺乏现代化的管理手段,政企不分,在岗人员效率低下,责任心较差,严重影响行业的发展;另方面原因是污水处理行业耗资较大,当地政府可承担其运行费用比较困难,所以发展的趋势逼迫污水处理厂的运营机制由事业型转变为企业经营型,企业按照市场经济模式自己去收费。国家对该收费有了明确的规定,地方政府应按照本地区污水处理行业所需要的经费及当地工厂企业、居民承受的能力,给予加大收费力度的政策。

3、污泥最终处置要向无害化、资源化方向迈进

污水处理厂产生的污泥在最终处置上,可以根据污泥的分类和本地区的实际情况进行可以用化处置;比如纯生活污水处理厂产生的污泥经过无害化处理后,可用做农肥;工业废水与生活污水混合污水的污水处理厂产生的污泥也要经过无害化处理后可制作用于园林、绿化、鲜花的肥料;纯工业废水在进行无机化过程和有毒害气体的处理后,污泥可作为建筑材料的原料。

综上所述,城市污水污泥的排放,严重影响了建设环保、生态社会的进程,影响了建设文明城市要求,所以城市污水污泥的处理已经成为了迫切需要解决的问题。因此,要求我国各级政府应该及时和积极的出台各种政策来做好这方面的工作。

参考文献:

[1]城镇污水处理厂污染物排放标准(GB 18918-2002)

[2]城市污水回用设计规范(CECS 61:94)

篇3

1中国污水处理部门CH4排放研究综述

国内外已经有不少研究中国污水处理部门CH4排放的成果[68,1114].由于以2005年为核算年的研究成果较多,所以本研究总结和对比分析中国2005年污水处理部门CH4排放研究相关成果.信息通报[8]中报告的中国2005年污水处理部门的CH4排放相对权威,代表我国官方数据,其核算结果是162万t,核算范围是IPCC的2006年国家清单指南范围[10],相对较为全面.美国环保署[6]和EDGAR[11]的核算结果分别是613万t和637万t,相对比较接近,分别是信息通报数据的3.78倍和3.92倍.美国环保署采用的是参考方法,相当于计算的是污水COD可能产生CH4排放的最大值,而EDGAR采用的是IPCC1996年国家清单指南[12],其推荐的排放因子和污水处理率是按区域划分且没有中国数据,其中亚洲其他国家采用的CH4修正因子为90%,因而计算结果非常接近污水中COD产生CH4排放的理论最大值.所以,美国环保署和EDGAR的数据结果高于信息通报数据.国内周兴等[13]核算了中国污水处理部门的CH4排放,由于采用的是IPCC2006年国家清单指南和国内活动水平数据,所以与信息通报数据比较接近.周兴等的结果比信息通报数据低的一个可能原因是其计算并未包括污水排入自然水体产生的CH4排放.Wang等[14]的排放因子完全基于实测,这点与前面研究采用IPCC默认排放因子有很大区别,其估算了中国城镇污水处理厂的CH4排放,结果极低,仅是信息通报数据的0.38%.Wang等[14]假设的生活污水处理厂全都采用A/A/O工艺有一定的合理性,因为A/A/O工艺及其各类变形工艺的确是中国城镇生活污水处理厂最主流的工艺.由上述比较可以看出,不同机构和研究人员针对中国污水处理部门的CH4排放核算结果差异非常大(表1),而且随着数据本土化和计算精细程度的提高,计算结果有偏小的趋势.不同研究差异较大的重要原因是活动水平数据过于笼统,缺乏不同处理工艺的活动水平数据,并且也缺乏本地化的排放因子.因此,有必要采用符合中国污水处理实际情况的排放因子和中国污水处理厂的实际处理工艺数据,计算CH4排放水平.

2研究方法与范围本研究核算

中国所有具有独立法人资质的污水处理厂,包括城镇生活污水处理厂(以下简称生活污水处理厂)和工业废(污)水集中处理厂(以下简称工业污水处理厂)的CH4排放,但不包括工业企业自身污水处理设施和污水排入自然水体产生的CH4排放.中国有部分企业有自建污水处理厂,有独立的设施和厂址,但非独立法人,这类污水处理厂不在本研究范围内.IPCC[10]的2006年指南中将污水处理厂产生但自身并不处理的污泥导致的CH4排放,不计入污水处理厂的CH4排放;但污水处理厂自身产生并处理的污泥产生的CH4排放,要计入污水处理厂,例如污泥厌氧消化池等.本研究遵从这一原则.本研究基于统计和调研数据分析、文献研究和现场实测,结合排放因子矩阵[9],研究和分析中国污水处理厂的CH4排放.本研究的核算方法为采用每个污水处理厂COD去除量、具体去除工艺和实测CH4排放因子(表2)计算CH4排放,而非采用IPCC指南推荐的排放因子进行核算.

3研究数据

3.1排放因子排放因子来自课题组的前期研究[9](表2).生活污水处理厂以好氧处理工艺为主,其厌氧工艺主要在其污泥的厌氧消化环节;而在进口COD浓度较高的工业污水处理厂,大部分有机物会进入厌氧处理过程,因而针对厌氧处理工艺,生活污水处理厂的排放因子要比工业污水处理厂的排放因子低.3.2活动水平本研究的污水处理厂层面的基础数据主要来自环境统计基础数据和环境保护部环境规划院调研.污水处理厂CH4排放计算的活动水平数据主要受两个因素影响,一是COD的去除量,另一个是COD去除工艺.因而,清晰地把握和理解中国不同环节的COD去除情况,对于确定污水处理厂CH4排放的活动水平非常重要.根据全国环境统计年报[15]、环境统计基础数据和环境保护部环境规划院调研,中国2012年工业和生活污水中的COD产生和排放情况见图1.工业污水的COD产生量为2430.59万t,其中310.45万t排入自然环境,1892.22万t通过企业自身的处理设施去除掉,227.92万t进入污水处理厂;城镇生活COD的产生量为1732.52万t,其中782.75万t排入自然环境,949.77万t进入污水处理厂;全国污水处理厂接纳的总COD量为1177.69万t,去除掉1019.69万t(生活污水处理厂去除掉923.24万t,工业污水处理去除96.45万t),158.00万t排放自然环境.可以看出,如果不考虑农业COD的产生和排放,全国污水中COD产生量中有30.05%以各种途径和方式排入自然环境,有69.95%的COD得到有效去除.进入污水处理厂的COD仅占全国COD产生的28.29%,在污水处理厂中去除掉的COD仅占全国COD产生量的24.49%,占全国COD去除量的35.02%,而且企业自身去除的COD占总COD去除量的64.98%.可见,2012年全国4628个污水处理厂去除的COD量要远低于企业自身的COD去除量.

4结果与分析

4.1CH4排放水平根据核算结果,2012年中国所有污水处理厂的CH4排放量为52642t,其中生活污水处理厂排放39921t,占75.84%,工业污水处理厂排放12721t,占24.16%.各省排放水平见表3和图2.整体上,生活污水处理厂的CH4排放占主体,主要原因是全国生活污水处理厂去除的COD量远高于工业污水处理厂的去除量.福建、江苏、浙江等省的CH4排放量最高,宁夏、青海、等省的排放量最低.全国仅福建和江苏两省的工业污水处理厂的CH4排放量超过了生活污水处理厂的排放量,较高的工业污水处理厂CH4排放推高了其污水处理厂总排放水平.各省CH4排放的差异不仅受其生活、工业污水处理量影响,更受不同处理工艺处理COD量的比例影响.4.2CH4排放特征国家信息通报核算中国2005年污水处理部门的CH4排放为162万t,其中生活污水处理CH4排放为40.03万t[7],是本研究生活污水处理厂CH4排放的7.60倍,但国家信息通报中的生活污水处理CH4排放包括了生活污水处理厂的CH4排放和污水排入自然水体后产生的CH4排放两部分.国家信息通报的技术报告[7]虽然没有给出具体生活污水处理厂的CH4排放量,但从提供的生活污水处理厂去除的BOD和排放因子可以简单估算生活污水处理厂的CH4排放约为15万t左右,依然是本研究结果的3.76倍,而且考虑到中国生活污水处理厂2012年的COD去除量要高于2005年,所以信息通报的结果很大程度上比本研究要高很多,但由于排放核算的年份不同,因而存在一定程度的不可比性.Wang等[14]的结果低于本研究结果,其估算结果仅为本研究的15.53%.本研究与信息通报核算在方法和数据来源上有较大差异,信息通报是在区域(生活)或行业(工业)层面上进行计算,采用了IPCC指南推荐排放因子;而本研究是在污水处理厂层面核算,采用的是实测排放因子.信息通报核算结果较高的主要原因是其排放因子较高,而从图3的分析看,中国99.93%的城市污水处理厂年进口平均COD浓度都低于1000mg/L,这种低进口COD浓度情况下,极少采用厌氧处理工艺.因而,绝大多数生活污水处理厂的COD是经过好氧工艺去除掉的,所以排放因子不太可能达到一个较高的水平.如前期研究[9]所述,几乎所有实测结果都显示,生活污水处理厂的CH4排放位于一个较低水平.Wang等[14]采用的排放因子与本研究接近,所以其计算结果很低,但Wang等[14]的结果忽略了生活污水处理厂中污泥厌氧消化环节的CH4排放.实际上,这一环节是生活污水处理厂主要的产CH4环节,这是导致Wang等[14]估算结果低的主要原因.此外,从图3看,中国工业污水处理厂的进口COD浓度也普遍偏低,85.94%的工业污水处理厂年进口COD平均浓度低于1000mg/L,仅有2家进口COD浓度超过10000mg/L,导致采用厌氧工艺处理的工业污水处理厂为数不多,从而导致工业污水处理厂的CH4排放也处于一个较低水平.根据现场调研和专家座谈分析,主要原因是,中国的排放标准中要求,工业废水进入城市污水厂前COD必须低于500mg/L,所以大部分高浓度工业有机废水中的COD已经在出厂前被去除掉了.不少工业污水处理厂也不同程度地接纳了城市生活污水.事实上,当前的大部分工业污水处理厂的COD浓度和处理工艺已经和生活污水处理厂没有太大区别.

5讨论

尽管本研究和其他相关研究都存在不同程度的不确定性,当前也无法准确评估不同研究结果不确定性的差异.但从当前研究的对比差异看,基于排放源自下而上的核算方法对于污水处理厂的CH4排放研究非常必要.因为污水处理工艺和不同工艺的COD去除量对于污水处理厂CH4排放的影响非常大,而基于区域和国家层面的汇总统计数据,往往无法体现工艺水平的差异,从而很难降低评估结果的不确定性.所以,下一步基于排放源深入研究中国污水处理厂的CH4排放及其特征,对于中国污水处理部门的温室气体控制非常重要.此外,从中国生活和工业COD的排放和去除情况看,污水处理厂去除掉的COD量仅是全国COD总去除量的一部分,而大多数(64.98%)COD是在工业企业内部被去除掉的,而这部分COD往往是高浓度的,其处理工艺以厌氧居多,因而排放因子会比较高.由于当前无法获得工业企业内部污水处理的工艺情况,所以本研究没有核算这部分污水处理的CH4排放,但毫无疑问的是,由于COD去除量大、排放因子高,这部分应该是污水处理部门主要的CH4排放源.还有相当多的COD(1251万t)被排入到自然环境,这部分COD约等于全国COD产生量的30.04%.根据调研和访谈,并非所有都进入了自然水体,有部分排入各类土地中.即使进入自然水体,是否存在厌氧环境,从而到达较高的排放因子尚有待深入研究.针对进入自然环境的COD,所有研究都是采用IPCC默认排放因子,而IPCC的排放因子主要是基于专家经验.由于这部分COD量并不小,因而其排放估算存在较大的不确定性.基于排放源自下而上核算污水处理厂CH4排放是今后研究的重要方向,对于非污水处理厂处理COD的CH4排放研究是中国污水处理部门排放深入研究的难点.

6结论

篇4

【关键词】药厂;污水处理;工艺选择

随着人们环保意识的觉醒,可持续发展的践行逐渐成为大势所趋,对此,作为污水排放的重要组成,药厂为保证自身行业的可持续发展,逐渐将污水处理工艺的选择视为行业发展关注的焦点。因此,本文着眼于药厂污水处理工艺的选择研究,认清其工艺的基本构成及选择标准,并在了解当前污水处理工艺种类的情况下拟定科学的污水处理工艺,以便为药厂选择污水处理工艺指明道路,保证药厂污水处理选择的科学与精准。

一、药厂污水处理工艺简介及选择标准

(一)药厂污水处理工艺的简介

药厂污水处理工艺是药厂污水处理的主要手段,其是保证药厂绿色可持续发展的关键,对药厂及所在地区的环境维护起到了至关重要的作用。目前,随着污水处理工艺的不断进步,药厂污水处理呈现出多元化趋势。其中,活性污泥法、氧化沟法、SBR法等方法在当前药厂污水处理中扮演着十分重要的角色,是充分考量药厂实际需求与内部特点选取的科学方法,行之有效的结合了理、化两种处理工艺,有助于药厂污水处理工艺的近期及远期调控。

(二)药厂污水处理工艺的选择标准

药厂污水处理工艺之所以逐渐被人们关注,其主要因人类对环境保护意识的觉醒,以及对生活环境要求的提升。因此,现代药厂在污水处理工艺选择的过程中,需根据社会及药厂本身的实际需求选择相应的处理工艺,并将该选择标准逐渐内化成污水处理工艺的选择原则。详细剖析污水处理工艺的选择原则不难发现,其核心支持主要来源于可持续发展概念的贯彻,作为促进社会发展,保证自然资源,实现长足发展的新型发展理念,可持续发展原则贯穿于社会主义建设的各个环节,其中在环保领域践行的主要指导思想便是促进生产以环保为前提,以可持续发展为基础,选择适合社会、环境、人居的发展工艺。所以,在此基础上,为确保污水处理的科学与高效,污水处理设施在建筑设计过程中应科学践行污水处理工艺的选择原则,注重科学技术、环保材料与新工艺的使用,以便保证污水处理设备行之有效的处理药厂污水。

二、药厂污水处理工艺的囊括种类

(一)活性污泥法

活性污泥法是早期药厂污水处理的方法,数目前沿用的最为传统的污水处理法。该方法凭借其工艺简单,处理有效而受到各大制药厂商的青睐,凭借暴气池的作用来降低污水中的化学浓度,科学有效的降解了溶于无水中的悬浮物及BDO等成分。活性污泥法的实际操作是传统的物理操作,将污水引入曝气池,并对首池与尾池仅性持续供氧,以物理方法实现污水中物质的降解。只是,在该技术应用到过程中,保证首池与尾池的供氧量相等十分必要,确保整个降解过程中供氧情况相当可最大限度实现污水讲解的均衡,有效降低污水处理成本。

(二)氧化沟法

氧化沟法作为传统活性污泥法的改良工艺,其放弃了传统曝气池设计的开放式,而是运用了封闭式沟渠进行曝气污水处理。如此改良的好处有利于污水与火星污泥之间充分的融合,不仅能有效的处理生产污水,同时也能加强二者间的反应,保证污水稀释及内融物沉淀。在氧气沟法应用的过程中,一般不需要初沉池,但其曝气的时间却比开放式活性污泥法要长,这是为零污水与火星污泥更好融合所需的必然时间。另外,考虑到活性污泥具有好氧性,氧化沟在设计中可采取转盘开关方式调解供氧量,以便池内活性污泥含氧适度,达到充分的处理作用。

(三)SBR法

SBR法,全称序批式活性污泥法,其是按照一定顺序进行间歇曝气来活用活性污泥进行污水处理的方法。其于污水处理中呈现的主要特点是具备间歇性及顺序性,一般在药厂污水处理中其普遍采用同一处理设备从进水、曝气到沉淀、排放为处理流程,此外加上待机共同构成SBR法的基本工作流程。利用SBR技术,污水处理实现了集约化、初沉及生物降解而二沉一体化操作,并不用担心污水回流,而其间歇性及顺序性的特点也有利于药厂污水处理工作需求,因此是目前较为科学的污水处理方法。

三、结论

了解三种污水处理方法后不难看出,无论是氧化沟法,还是SBR法其基本原理均来自于活性污泥法。然而,目前市面上较为科学的污水处理方法均采用SBR法。对此,深入研究三种方法后可以发现,活性污泥法作为最为传统的污水处理法其存在一定的处理弊端,即其在曝气过程中对污水稀释度要求极高,并在处理中可能产生大量气泡,不利于污水中悬浮物沉淀,通常都需要二次处理。相对的,氧化沟法虽然具备供氧循环特点,但是其调控起来成本需求较大,并在采用表曝法时对设备损害较大,另外耗能较多,因此不利于节能降耗的可持续理念践行。对此,SBR法继承了两种方法的优越之处,并科学规避了其潜在的问题,以一体化操作模式增大了污水处理效率,并可有效节能降耗,减少二次处理,是目前最为科学的污水处理工艺,值得药厂污水处理应用。

参考文献

[1]林和田.浅谈药厂污水深度处理工艺——混合、絮凝、沉淀工艺的选择[J].科技创新导报,2015,11:139.

[2]李胜利,吴喜娜.浅谈中小规模污水处理厂工艺流程选择的依据和方法[J].科技风,2015,24:175.

篇5

1.1 项目移交与运营期

项目移交与运营期在污水处理BOT项目会计核算中占据着重要的地位,项目移交是在特许经营期满之后而把手中的项目无偿移交给政府,并且BOT项目公司并不需要额外专门的会计处理,在进行项目移交的时候要严格按照制度规章去办事,避免造成会计核算中的后期困难。运营期涵盖的内容也比较多,首先就是发生运营成本,有贷记银行存款等一系列科目;其次就是运营期合并报表处理,需要格外注意的就是收入成本没有必要合并抵销;接着是无形资产摊销与运营费收入,在实际的操作过程中出现递延所得税负债、金融资产计量困难的时候要紧密结合污水处理BOT项目会计核算来对其进行更进一步的检查与审核,最终促进污水处理BOT项目的顺利运营与不断提高会计核算难点的综合业务能力。

1.2 建设期

建设期是污水处理BOT项目会计核算实例分析的关键所在,工程建造的支出与工程结算收入应该遵循企业会计准则,假如某个项目公司的投入运营相对比较的滞后,就应该“实事求是”的和相关财政部门结算污水处理费,实际收取的金额是随着不同的污水处理BOT项目变化波动的,还要明确所得税的计税基础与账目价值,最后结转成无形资产科目。与此同时,还要统筹兼顾好建设期间某公司年度合并报表的处理,维持好后续经营服务与基础设施建造服务二者之间的动态平衡,还要对建造收入进行准确的验收,它包括的内容较繁琐复杂,主要有合同毛利、营业成本与收入等,最后一个阶段就是项目完工,在收入全部确认的情况之下是不需要对合并报表进行合并抵销的。

2.污水处理BOT项目现行会计核算存在的难点

2.1 多种因素影响会计报表信息的公允性,金融资产计量属性不一

一方面,多种因素影响会计报表信息公允性主要有以下三点:首先是资产报废处理核算,报废净损益是否应该直接算入当前的损益中去就应该依据金融资产的实际情况来考察,其次是前后期计提利息差异,受益期限是严格管控在特许经营权年限之内的,通常一个完整的周期是二十五年,最后就是设备的更新改造支出,它也会制约影响报表前后期的可比性。另一方面,部分项目公司会充分利用关联企业进而来操纵建造成本,这会致使实际成本计量不够客观精确,项目公司在提供建造服务的时候要按照收取或者是应该收取对价的公允价值来计算金融资产,预计负债的计量存在利润操纵空间,做好污水处理BOT项目的会计核算工作。

2.2 金融资产的确定困难,递延所得税负债的确认缺乏税法依据

就前者来说,金融资产之所以会有确定困难就在于确认时点含糊不清、模棱两可,因为部分项目特许权协议对特许经营期满无偿移交的资产范围没有明确的界限,“确定金额”与“无条件”认定困难,希望相关的专业人员对污水处理BOT项目中的会计核算工作认真负责,避免造成金融资产的确定困难。就后者来说,递延所得税负债的确认缺乏税法依据指的就是资产的税务处理与会计处理步调不一致,最终导致因资产的账面价值与计税基础不一样而出现暂时性的差异,这就需要切实加强规范会计核算、公允的反映项目的财务状况,熟知并透彻理解污水处理BOT的各个项目。

3.污水处理BOT项目会计核算的风险对策

污水处理BOT项目会计核算的风险对策是针对于其现行会计核算中存在的难点而提出来的,因为对策的好坏直接关乎着项目投资的收益率与项目的成败与否,针对于污水处理BOT项目风险的最为常见的方法就是风险控制、风险回避与风险转移。风险评估可以在其发生之后对项目造成不同后果的程度而依次划分为外界风险、政府风险、经济风险、不可抗力风险等,此外,工业污水未达标排放进入生活污水中会产生出水水质恶劣的情况,这需要购买配套的运营保险,进而增加少量投入以利于把风险降低到最小化,也可以把污水处理服务费采用依据物价指数变化而灵活调整的方法,逐步改善优化升级污水BOT项目的方法。

4.针对污水处理BOT项目会计核算难点提出几点讨论内容

(1)递延所得税与预计负债的计量

污水处理BOT项目预计负债的账面价值为履行相关现业务所需支出的最佳估计数,应将金融资产视为无形资产处理,以历史成本为计税基础,预计负债的计量建议在签订特许经营权协议时,先对定期大修理和移交前更新改造的范围、定期大修理计划进行明确,并且在运营期每一资产负债表日,对预计负债的会计估计进行复核,根据复核的结果调整预计负债的账面数。

(2)办公设备的更新支出

建议在签订特许经营权协议时,明确不列入无偿移交的范围作为项目公司的自有资产,在核算时,办公设备的初始购置、报废和更新全部按照污水处理BOT项目公司固定资产政策进行核算管理,因为项目公司的办公设备与BOT项目的特许经营权无直接的联系。

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关键词:污水处理;软测量;技术

Abstract: in recent years the soft measurement technology research mainly is based on artificial neural network, it to nonlinear problem have good processing power, for the method has good generalization ability, with real life strictly linear system does not see more, so the neural network technology improvement will still is to promote the development of the soft measurement technology important factors. This paper mainly discussed the soft measurement technology in wastewater treatment of application.

Keywords: sewage treatment; The soft measurement; technology

中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:

0 引言

污水生化处理中存在着多变量耦合、强非线性、参数时变、大滞后等特点,这些复杂性和不确定性给污水的生化处理的监视和控制带来了极大的挑战。在此复杂工况下,通过机理模型、人工智能和统计回归多种方法相结合构建软测量模型,有效地对难以测量或不易在线测量的重要参数进行“测量”,进而更加有效地优化和诊断污水生化处理过程,是当前软测量在污水生化处理过程的发展趋势。尽管软测量技术已经有多年的发展,但在污水生化处理过程中的应用才刚刚起步,尚有许多问题亟待在未来研究中取得突破:(1)污水生化反应过程复杂,干扰无处不在,由此带来的数据离群对精确建模产生极大的挑战,因此,构建鲁棒型自适应软测量模型是一个亟待解决的问题;(2)污水处理软测量模型得不到有效的校正一直阻碍着软测量实际应用,特别是当传感器发生故障的情况下如何实现软测量自校正;(3)污水生化机理模型与机器学习等建模方法有机结合也是重要议题;(4)有效地利用软测量优化和诊断污水生化处理过程,特别是诊断污泥膨胀、泡沫等异常现象。

1 软测量技术的基本原理

软测量技术是依据某种最优化准则,利用由辅助变量构成的可测信息通过软件计算实现对主导变量的测量引。软仪表的核心是表征辅助变量和主导变量之间的数学关系的软测量模型。软测量技术原理基本框架图如图1所示。因此构造软仪表的本质就是如何建立软测鼍模型,即数学建模问题。软测量模型注重的是通过辅助变量来获得对主导变量的最佳估计,而不是强调过程各输入/输出变量彼此之间的关系。软测量模型本质上是要完成由辅助变量构成的可测信息集θ到主导变量估计Y的映射,用数学公式表示即为:Y=f(θ)。

图l 软测量技术原理基本框架图

2 软测量的概述

软测量本质上是一种建模的方法,即通过构造某种数学模型,描述输入量、被控变量、扰动变量与待测量之间的函数关系,即通过容易获取的辅助变量,来推断某些难以测量或不易在线精确测量的待测量,数学描述如式: y=f(xk ,xo)+ξ,其中,xk为易检测变量,xo为可控的操作变量,ξ为污水生化处理中的扰动。

2.1软测量辅助变量的选择

污水处理中软测量辅助变量的选择包括了数量、类型和检测点位置的选择。特别是辅助变量的选择要紧密结合污水中硝化菌、丝状菌等生物的生化反应原理。

2.2软测量数据的选择与处理

为了保证所采集信息的准确性和有效性,应注意数据的信息量(特别是污水处理中的海量信息),均匀分配采集点,尽量拓宽数据的涵盖范围,减少信息重叠,避免信息冗余。因此,对数据进行数据转换和误差处理的预处理是不可缺少的。其中数据转换包括标度、转换和全函数3部分。而误差处理包括了随机误差和过失误差处理两大类。

2.3软测量建模

模型辨识是软测量的核心。为了达到对污水处理这个非线性、大时滞对象的测量和控制效果,国内外专家提出了多种非线性软测量方法,有基于工艺机理模型的方法、基于回归模型的方法、基于状态估计的方法和基于知识的方法。其中以神经网络为建模工具的基于知识的方法研究最为活跃。为了确认模型是否能够满足预期的使用要求,软测量模型辨识出来以后需进行模型验证。

3 软测量技术在污水处理中的应用

软测量的核心问题是建立待估计主导变量与直接测量辅助变量间的关联模型。污水处理过程中,生物化学需氧量BOD、化学耗氧量COD、总氮TN以及总磷TP等是衡量出水水质的重要参数,也是难以直接测量的关键指标。目前所采用的软测量方法,多是通过建立易测变量(如曝气池溶解氧量DO、水温T、曝气池pH值及氧化还原电位ORP等)与上述难测变量间的关系,间接实现主导变量的测量。其中,机理分析与回归分析相结合的方法具有一定的代表性,但回归分析所需大量训练样本和模型的在线校正问题限制了该方法的实时应用。相比较而言,GA的全局并行搜索能力、ANN的广义非线性映射能力、SVM良好的统计规律和泛化能力引起了众多学者的关注,已经成为污水处理软测量技术的研究热点,其开发流程如图l所示。

图1 污水处理软测量开发流程

3.1 基于GA的污水处理软测量技术

GA是一类模拟生物进化机制(遗传与自然选择)的高效启发式随机搜索算法。种群进化、编码搜索和并行寻优的特点使其具备了全局优化的能力。在污水处理过程中,运用或改进遗传算子(选择、交叉、变异)后,多与模糊逻辑(FuzzyLogic)、人工神经网络相结合,优化控制器的运算效率和全局收敛能力;也可与K-means等算法结合,形成混合聚类算法,以提高收敛速度并改善分类效果,进而提升污水处理的性能指标。典型遗传算法的计算流程如图2所示。

图2 典型遗传算法的计算流程

以曝气溶解氧DO作为序列间歇式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor ActivatedSludge Process,SBR)的主控参数,运用遗传算法同时对隶属函数和模糊规则进行优化,以期提升模糊控制器的自适应能力。DO输出曲线的仿真结果显示,超调量与稳态误差显著减小,模糊规则对人工经验的依赖性有所降低。选取与出水水质关键参数BOD耦合、关联度最大的COD、DO、pH值、Ss(Suspended Substance,水中悬浮物)等易测参量作为神经网络的输入,运用遗传算法优化网络结构和最优权、阈值的分布范围,再用BP(Back Propagation,反向传播)算法训练网络,进而建立起基于GABP神经网络的软测量模型。仿真结果显示,该模型对BOD参数具有较高的预测精度。结合K―means算法的研究,提出了一种基于最近邻聚类算法和遗传算法的异常检测算法,对污水处理历史数据进行了聚类分析,成功找出了其中的异常数据;并根据聚类结果进行了故障规则的建立,对污水处理工艺故障诊断系统知识库的建立具有一定的实用参考价值。

3.2基于ANN的污水处理软测量技术

ANN是以简单非线性神经元作为处理单元,通过广泛连接构成的、具有大规模分布式并行处理能力的非线性动力学系统;自组织、自学习、分布式联想记忆以及非线性逼近的特点引起了控制界的普遍重视。基于ANN的软测量方法可在不具备对象先验知识的条件下,根据对象的I/0数据直接建模,且具有较强的在线校正能力。应用于污水处理领域,多是将COD、DO、TN、TP、SS及pH值等辅助变量作为网络输人,BOD作为网络输出,通过各类学习算法的训练来解决污水水质的软测量问题。近年来,通过改进学习算法、优化网络结构以及改进神经元结构来提升ANN的计算性能和泛化能力,业已成为解决复杂系统过程参数软测量问题的有效探索途径。一种典型的BOD软测量神经网络分层结构如图3所示。

输入层隐层 输出层

图3 典型的BOD软测量神经网络分层结构

建立了一种5层结构的模糊神经网络控制系统,利用ANN的学习能力来优化模糊逻辑规则和比例因子的调节,力图控制SBR处理过程中的D0浓度,以期达到最优。仿真结果显示出该系统具有响应迅速和运行平稳的特点。提出了一种改进的自适应遗传算法,用以优化ANN的权值和阈值。针对活性污泥法处理过程,建立了(9-15-1)3层结构的污泥容积指数(SVI)预测模型;克服了BP算法收敛较慢的缺陷,且有效提高了收敛精度。通过分析有毒污水对生化池相关参数的影响,提出了基于径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络的软测量方法。选取COD、DO、pH值、混合液悬浮固体浓度(Mixed Liquor Suspended Solids,MLSS)作为输入,生化池污水毒性(以致死率表示,单位为%)为输出,构建了一种面向工程应用的软测量模型,应用结果表明了该方法的有效性。

从优化网络结构、提升实时数据处理能力的角度出发,近年来出现了一种基于主元分析(Principal Component Analysis,PCA)的人工神经网络软测量方法,并在污水处理系统中得以应用。在对PCA.ANN算法进行研究和分析的过程中,列举了大量的典型范例来说明该方法在污水处理数据分析和模拟仿真方面的优越性。另有一种被称为过程神经网络的软测量方法。其神经元由加权、聚合和激励运算3部分构成,输入与连接权值均可以是一个时间变化过程,并在传统神经元空间聚合计算的基础上增加了一个时间聚合算子。在系统阐述过程神经元计算方法的同时,提出了能够加速网络收敛速度的改进算法,建立了出水BOD的软测量计算模型。分析结果表明,采用动量项调整和自适应学习率相结合的算法有效提升了ANN的训练速度。

3.3基于SVM的污水处理软测量技术

Vapnik提出的支持向量机(SVM)是一种基于结构风险最小化原则的新型机器学习方法。依据泛函的相关理论,只要一种核函数K(Xi,Yi)满足Mercer条件,就会对应某一变换空间的内积。因此,在最优分类面中采用适当的内积函数就可以实现某一非线性变换后的线性分类,而计算的复杂度并未增加。对应的分类函数即为支持向量机,其一般表达式为:

SVM的基本思想是将有限的训练样本从输入空间非线性地映射到一个高维特征空问,通过求解二次凸规划问题得到全局唯一最优解。该方法解决了一般学习方法难以解决的问题,诸如ANN易陷入局部最小的问题、过学习及算法结构、类型选择过分依赖经验等问题,从而提高了模型的泛化能力。应用于污水处理过程,多以进水水质参数pH值、COD、BOD、SS等为输入向量,出水水质参数COD、BOD、SVI等为输出向量,结合参数特性分析、惩罚参数与核函数的优化或知识约简等方法,以期确保预测精度和出水品质软测量的实时性。

设计了一套基于InTouch―v9.5的污水处理控制系统。利用支持向量回归机与参数特性混合建模,利用BOD与COD的相关性预估出水COD,进而实现对BOD参数的软测量。通过现场调试运行,系统表现出较强的鲁棒性和可扩展性。分别运用GA和粒子群算法优化惩罚参数与核函数,以期通过最优参数建立SVM软测量模型,并以静态和动态两种方式来预测未来时刻的BOD参数。通过仿真分析,一方面显示SVM软测量的估计值较好地跟踪了BOD的变化趋势;再者,粒子群算法优化后的SVM预测结果在精度和响应速度方面优于GA―SVM模型。提出一种粗糙集(Rough Set,RS)理论与SVM相结合的出水水质参数软测量方法。利用RS作为模型的前件对属性进行约简,再利用SVM优越的泛化能力进行回归建模、预测。在出水TP、COD、SVI的预测效果方面,通过与BP、RS―RBP等方法的比较,证明了RS―SVM系统具有更佳的预测精度和实时响应特征。

3.4虚拟仪器的应用

虚拟现实(Virtual Reality)技术和虚拟仪器(Virtual Instruments)的出现为智能算法在软测量过程中的实现提供了平台支撑。典型的产品是Math Works公司的MATLAB和NI(National In―strument)公司的LabVIEW(Laborotory Virtual In―strument Engineering Workbench)。其中,MATLAB是目前功能最为齐全的仿真软件之一,除傅里叶变换和PID经典算法外,还包括神经网络、模糊系统、混沌理论以及小波算法等技术,为软测量模型预测与评价处理提供了充分的资源条件;Lab―VIEW则是一种基于G语言(Graphics Language)的虚拟仪器软件开发工具,前面板相当于传统检测仪器的操控面板,而框图程序相当于传统仪表的内部硬件电路,可用于软测量模型与实时监测系统的开发。除此之外,针对污水处理过程而开发的仿真器还有美国Clemson大学开发的SSSP(Simulation of Single Sludge Processes)、丹麦DHI水动力研究所的EFOR、瑞士环境科学与技术联邦协会的AQUASIM等。

以MATLAB为开发环境,基于国际水协会(International Water Association,IWA)的Benchmark仿真模型,设计了一种名为WTPS(Wastewater Treatment Plant Simulator)的污水处理过程仿真器,采用最小二乘支持向量机回归(Least Squares Support Vectro Regression,LS-SVR)方法对出水水质参数(TN、COD、BOD)进行软测量预报,仿真分析论证了模型的预报精度;与此同时,还以WTPS为平台,对定值控制、溶解氧PI控制、氨氮与硝酸盐PI控制等方案进行了性能比较。通过MATLAB和LabVIEW的无缝链接,利用污水处理过程大时滞的特点,设计了一种基于ANN的出水水质插值和多步记忆结构的软测量模型。结果表明,该模型对A2/0工艺污水处理出水水质BOD,浓度具有良好的预测效果。

4 结论与展望

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显然,传统会计核算只计算投资者投入资本盈亏,其财务报告并不能提供这方面的信息。因此传统财富核算存在严重不实问题,有必要进行真实绿色财富核算监督。

我们绿色核算监督课题组,率先提出环境绿色度审计公式为:Q=S/Rx100%; (Q为环境绿色度指数,S为绿色财富综合评价值,R为财会利润值。)

具体审核做法,在绿色财富监督审计报告中,明确披露环境绿色度指数100%,为环境审计监测可持续发展预警线。

・用公式计算环境绿色度指数为99%以下,审计披露为赤字企业;

・环境绿色度指数为100%-120 %的,审计披露为浅绿色企业;

・环境绿色度指数为120-150%的,可审计披露为深绿色企业;

・环境绿色度指数为150%以上的,可审计披露为强绿色企业。

我们在注册会计师拓展司法鉴证专项审计业务试点中,率先进行了一个污水处理项目的绿色财富综合效益评估的“环境绿色度”审计;环境绿色度指数审计就是在现有环境效益审计时,突出对项目的绿色财富综合效益评价的鉴证审计。

项目

由清新碧水(北京)科技有限公司(以下简称清新碧水)所发明并推广的绿水球流动床/液体注气新工艺经过专家检验和鉴定,技术先进、能源节约,达到污水处理标准。在此基础上,我们接受委托聘请有关专家,以大连洗涤中心300吨/日洗涤废水处理项目为例,实施了必要审计程序,对该厂项目的综合效益进行专项审计。

项目建设单位对象为大连洗涤中心,主要对宾馆、饭店等衣服、床上用品等集中到洗涤中心进行洗涤,洗涤过程产生的污水主要污染物是CODcr和直链烷基苯磺酸钠(LAS),另外污水中带有病菌,需要消毒处理。

(一)运行情况

污水种类:洗涤废水

污水处理量:300 m3/日

最大小时处理量:15 m3/小时

运行时间:24小时

年运行时间:330天

年污水处理量:99000 m3

(二)投资情况

总投资: 111.73万元

其中:土建:33.37万元

设备及相关: 78.36万元

项目运行年限:

土建: 20年

其他: 15年

项目到期残值:4%

(三)运行成本及费用

变动成本:

电费: 0.3037元/ m3

药剂费: 0.2667元/ m3

小计: 0.5704元/ m3

固定成本:

设备检修费: 435元/月

人工费: 2400元/月

折旧费:

土建: 1335元/月

其他: 4179元/月

小计: 8349元/月

污水处理的总成本(按月运行27.5天,日处理300吨污水计算)

1.5824元/ m3

管理费(总成本的5%算):

0.0079 元/m3

污水处理的综合成本:

1.6615元/ m3

综合效益评价

(一)经济效益

经济效益包括直接效益和增量效益。

直接效益:

直接效益按市场价格法进行评价,国内目前中水的市场价格约为1元/m3,以此价格作为评价污染处理产品―中水的标准:300 m3/×330天×1元/m3=99000元/年

增量效益:

增量效益评价时按同类比较法,主要按国内目前平均的污染处理成本,计算本项目节约的成本,如表1。

项目污水的实际处理成本为1.66元/m3,国内同类规模以上污染处理项目的平均成本为2.50元/m3,每平方米节约0.84元,则:300m3/×330天×0.84元/m3=83160元/年

以上直接经济效益加间接经济效益合计为:173160元/年。

(二)环境效益

环境效益主要是由于项目运行对生态环境所带来的积极影响,这种影响按照一定的方法转化为货币量的数额。

减少污染物排放的效益

每年可减少向环境排放污染物:COD 54450kg;BOD 47850kg;LAS3861kg

效益评估方法,成本替代法,即以污染物的实际处理成本代替其直接向环境排放带来的环境损失。

根据第二部分的资料,可知这些污染物处理的实际成本为:99000×1.5824=156658元/年

减少碳排放效益

CO2是一种典型的温室气体,一方面要减少排放,另一方面可以通过植树造林加以固定。对于固定CO2一般可以采用碳税法、碳交易法。

瑞典碳税率,为150美元/吨;欧盟碳税率为10.3欧元/吨。

碳交易(CMD)法,目前美国芝加哥气候期货交易所(CCFE)专门进行CO2挂牌交易,2010年8月份的收盘价格为0.1美元/吨。

该项目为低能源项目,与传统污染处理方法相比,处理每吨污水可节电0.2度,全年节电19800度,相当减少15543Kg的CO2排放。

按瑞典碳税率法评估其减碳效益为:1578元/年

(三)社会效益

一是提升企业的社会形象,带来无形资产增值收益;二是能够协调企业与周边居民关系,有利于社区和谐发展;三是有利于协调企业与政府的关系;四是有利于协调企业经济效益与保护环境的矛盾。

(四)综合效益评价

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关键字:污水处理厂;运营成本;管理问题

对于我国这个水资源稀缺的国家而言,人均占有量已极少,如果不在污水处理方面下功夫,那么我国的水资源问题将很难得到解决。污水处理厂不仅为人们提供了工作岗位、环保效益和社会效益,同时也带来了经济效益,特别是十二五出台以后,中央对污水处理厂的经济效益十分关注,这也将是笔者接下来论述的重点内容。

一、污水处理厂开展运营成本管理的必要性

对于我国来说,污水处理的工作效率在2010年时就上升到了75%左右,这种工作效率从全球范围内来说,还是比较客观的,但是污水处理厂为我国带来的经济效益却与其工作效率不对等,在各个环节上存在还未发挥设计的作用。其中有些厂处于停业或者半停业状态,有些厂不能满足高负荷的运转要求,这种情况在乡镇地区特别常见。之所以造成污水处理厂不能正常运转的原因,包括了:设备陈旧不能满足高负荷要求、集污官网建设不配套和财政资金短缺、运营成本较高,其中运营成本的问题则是重中之重,大部分歇业的污水处理厂都是因为这个问题不能正常运行。

现在中央对于污水处理厂的经济效益要求是保本微利,想要达到这个目标,除了提高污水处理管理费的征收工作外,更需要将重点人力物力投入到污水处理厂的运营成本管理和建设工作上,这是污水处理厂可持续发展的前提。

二、现阶段我国污水处理厂存在的问题和运营成本管理现状

对于污水处理厂来说,我国对它的定义是公益事业,作为一个公益性质的行业,在我国十一五以前,许多厂都是隶属事业单位,其主要运营成本依靠政府的拨款资助,厂的建立和运营责任也同样由政府承担。所以当时污水处理厂只需要负责污水处理的任务即可,相比较而言,会更加注重污水处理效果,也就是社会效益和环保效益,对于经济效益的理念不强,当时几乎没有厂会进行成本核算工作,几乎不考虑成本运营的问题。

在十二五出台之后,近些年来,我国各地政府都相继开始着眼市场,除了保留一些固定的模式之外,主要使用了GL6"6L6等先进的市场机制,引入到污水处理厂的运营管理工作中。这些模式已经成为了新建和已建成污水处理厂的主要管理模式,主要由私人或者企业来进行投资建设,并负责日后的运营工作,在合同期满之后再交由政府代为管理,现在市场上的污水处理厂特许经营权一般是20―35年。之所以引入企业机制,很明显就是国家已经将运营管理问题移交给企业来处理,看中企业所带来的经济效益,站在理论的角度来看,企业也确实能够提高污水处理厂的运营管理水平。但是问题也随之而来,企业和政府都看重经济效益,如何能够达到双赢的目的,找到平衡点,当然现在也有许多地方政府会牺牲这一部分利益,促使企业创造出更多的财富价值。

三、降低污水处理成本的方法

污水处理厂的运营成本控制问题一直是我国政府重视的问题,也是一项长期而细微深入的工作,作为污水处理厂的管理,需要具备对污水处理工艺,成本管理方式方法熟知的技能。而且需要对全厂员工进行思想梳理,成本控制并不是以一人之力夺他山之石,需要依靠全厂上下所有员工的力量。在管理过程中还需要不断总结经验,这样才能促使污水处理厂长期稳定的发展,提高污水处理厂的运营管理水准,最终达到降低运营成本,提高经济效益的目的。

(一)寻求成本合算的创新方式

为了将污水处理厂的运营成本降到最低,又能保证污水处理的质量。需要在成本核算过程中,开展探索和创新工作,不仅仅满足于现有的方式方法,根据自己的实际情况和厂的设备设施情况,及时总结出问题,这样才便于找出解决对策。

根据会计成本的核算方式我们可知:人员薪酬、固定资产折旧和管理费用等的数值一般情况下都是固定数值,不会随着处理量的变化而变化,决定这些数值的主要因素是投资额和设计规模。针对药剂费、维修费、污泥清运费和动力电费而言,会随着处理量的变化而发生变化,根据情况的不同会产生不同的变化曲线,一般来说处理量的数值越大,费用就会越多。

(二)制定科学的成本目标

在政府管辖时,之所以出现运营成本资金数量巨大的现象,就是没有建立科学有效的管理机制,没有对员工进行绩效考核。所以在现代管理中,一定要建立健全目标成本管理的基础工作。主要包括了:原始记录、定额管理、计量管理和验收管理四个部分,使用科学的方法和制度,建立成本目标绩效考核机制,将每月的绩效考核成绩与员工的工资挂钩,刺激员工参与到成本管理控制的工作中来。一般来说考察的重要指标包括:运输燃料费、维修费、电费和药剂费,还需要考虑用水量、电耗的多少。

然后建立科学的奖励机制和惩罚机制,对于每月绩效考核优异的员工进行嘉奖,对于每月绩效考核不良的员工进行经济制裁,这项工作可以交由财务部门进行考试,按照考核制度逐项开展检查工作。

结束语

随着时代的发展,我国工业化水平越来越高,污水处理的问题也日益严重,对于污水处理厂来说,运营成本一直是一个严峻的问题,针对此问题,应当根据自身的特点和需求,制定科学合理的管制计划,可以从精神嘉奖到经济嘉奖,刺激员工参与到成本管理中来。笔者基于运营成本管理的内容特点,详细论述了污水处理厂运营成本管理问题,希望对相关工作者有所帮助。

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关键词:污水处理;技术创新;节能降耗;生物膜

工艺在我国工业发展和经济增速呈现迅猛发展态势的今天,对高能耗产业的治理已经成为国策,被视为国家发展和建设的头等大事予以重视。在众多高能耗产业中,污水处理牵扯到的是经济命脉及人民的健康和生存质量,因此是当今众多能耗治理事项中最为重要的一项。但是,现实情况并不容乐观,污水的排放量与日俱增,污水治理技术却相对滞后。很多污水处理技术依然保持着高能耗、重污染的状态。这对当前面对能源危机和生态污染严重的我国是非常不利的,必须狠下力气予以整治。

1新时期先进污水处理工艺及创新技术

在污水处理工艺的创新上,为了达到先进的工艺技术水平,采用的技术必须是建立在常用技术基础上的创新技术。从目前的技术使用情况来看,活性污泥法、生物菌群法、生物膜法等处理工艺拥有独特的优势,在污水处理应用技术上发挥了重大的作用。但是在现行技术的基础上还应继续加强创新工作,确保工艺的不断更新,保障水质水量得到不断的维护,同时也要对工艺和设备进行升级和改造,达到真正的节能降耗要求。在进行技术的深度处理之前,首先应对技术的可行性进行论证,确保技术效益的最大化。在当前的工艺处理中,污水中的有害化学物质必须要经过深度处理,才能真正达到去除有机物的效果。深度处理的核心技术就是生物法工艺。在小规模分散型污水处理中,广泛应用的生物膜污水处理工艺比使用活性污泥工艺更有优势,具体体现在以下2方面:①微生物生长方面,各种生物膜工艺中参与净化反应的微生物多种多样,微生物的食物链较长,代谢时间较长的微生物易于存活,在分段运行中,每段都能够形成优势菌种;②在处理工艺上,各种生物膜工艺对水质水量变化均有较强的适应性,污泥沉降性能良好,易于固液分离,能够处理低浓度的污水,易于维护、节能。水泵是污水处理中的主要设备,对于处理成本来说是十分关键的。这是由于水泵在污水处理设备中数量较多,节能降耗的任务较重。如果能够实现变频泵工艺的控制,就能保证工艺参数的设置满足相应的需求。这就需要不断改进工艺,灵活地运用设备的调节功能实现节能降耗的目标。污水处理的核心环节占到了总能耗的50%以上。在当今技术革新后,采用机械曝气的方式是较为常见的,调节池的调节作用也可以使得生物反应得到净化,空气悬浮颗粒鼓风机的使用能够有效调节风量,而且这些设备不需要经常维护,节约了成本。另外,在曝透设备的选择上,尽量使用氧利用率高的设备,例如橡胶膜片式的微孔设备,能够在满足降耗要求的同时避免爆裂问题发生,延长了设备的使用寿命。

2掌握生物填料挂膜及污性污泥培养、管理

生物填料挂膜的结构是将醛化纤维或涤纶丝、塑料圆片压扣改成双圈大塑料环,在环圈上均匀分布纤维束;内圈的挂膜能有效切割气泡,水气生物膜使得污水中的有机物得到高效处理。生物膜的载体是污水处理工艺的核心,填料在不同的水质条件下,通过粗细不同的组装形式,对废水中的厌氧、好氧生物进行处理。附着在载体上的生物膜,可以有效地净化有机废水,在工业、食品加工、生活污水的处理上,收到了很好的效果。给水量的大小对该技术的实施没有特别大的影响,而且这种技术耐冲击,相关设备占地面积小,运行管理方便、快捷。目前,最新的污水处理生物膜法当属多孔生物悬浮球填料技术。采用科学配方合成的生物填料属于新型的生物活性载体,经过特殊处理后,能够根据污水的性质融合多种微生物中的微量元素,有效性高,生物附着量大,简化了污泥回流,可对氨氮等进行高效脱除,提高出水的水质,工艺流程较短,被广泛应用在生活污水处理中,且特别适用于养殖产业,有效期可以达到数十年。污性污泥法是利用悬浮生长的微生物絮体上的好氧生物处理有机废水的方法对废水进行处理。在废水中连续通入空气后,形成具有好氧性生物繁殖特点的污泥状絮状物,利用上面栖息的微生物菌胶团进行污染物和有机物的吸附与氧化。在活性污泥污水处理方法的使用上,要注意控制活性污泥量和供氧量,调节曝气池中的活性污泥浓度,防止污泥随着水流进入沉淀池,破坏水质。

3掌握工艺运行中的异常现象及控制措施

活性污泥法的运行管理比较复杂,影响系统工作效率的因素很多,往往因运行管理不善出现一系列异常现象,使水质变差,污泥流失,系统工作破坏。常出现的典型的异常现象为污泥膨胀、污泥上浮、泡沫问题。出现这些异常现象时,首先要判明原因,然后采取调整参数,控制曝气量、营养比和进水量,调整污泥负荷进行短期内间歇曝气等措施。活性污泥法在污水处理方面具有其他处理方法不可替代的优势,成效显著、成本低廉、无公害、天然环保。与生物膜法并行为生物治污的新型技术,污水处理菌的种类包括硝化细菌、反硝化细菌等。由于有些特殊水质中活性菌种难以培养,可借助当地科研力量,利用专业的工业微生物研究所培养菌种后再接种培养,接着进行污水处理,例如PVA(聚乙烯醇)好氧消化即有专门的好氧菌。在有毒或难降解的工业废水中培菌时,可以先以生活污水培菌,然后再采用将工业废水逐步引入、逐步驯化的方式进行。在干泥中接种培菌时,取水质相同且已正常运行的污水系统脱水后的干污泥作菌种源进行接种培养,一般按曝气池总容积1%的干泥量加适量水捣碎,然后再加适量工业废水和浓粪便水。

4结束语

污水处理工艺技术能够保证节能降耗的顺利实施,并且对我国环境保护的可持续发展发挥着重要作用。今后还需不断革新污水处理工艺技术,合理选择处理设备,并落实运行和维护工作,确保各项技术和设备同时良性运行,提高污水处理的综合效益。

作者:谢德来 单位:蕉岭县蕉城污水处理厂

参考文献

[1]曹胜玉,蔡芝斌,王飞,等.污水处理技术创新论坛[J].通用机械,2015(6):20-26.

[2]赵颖.污水处理中技术创新和节能降耗[J].化工管理,2015(25):172.

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关键词:核电厂 污水处理 膜处理技术 运用

中图分类号:TU99 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)02(c)-0109-02

电是人们生产和生活中不可替代的资源,随着我国资源的减少,发电过程中的水资源循环利用就成为一种主流方式。水质对于发电设备的效率具有直接影响。污水处理工艺不合理,操作不合理都会造成污水中杂质不能全部去除,导致设备故障,增加维修成本,并且使得出水水质含盐量、有机物含量较多,不符合核电厂发电厂需求。近年来,全膜技术的出现更好地解决了这一问题,因此文章对这一技术的特点和原理以及实施过程进行分析。

1 膜处理技术原理和特点

膜处理技术是一种新的水污染处理技术,以一种具有选择性性能的薄膜来实现淡水与盐分、杂质的分离,膜处理技术简单、成本较低,因此应用广泛。目前,主要应用固膜和液膜2种。其主要原理在于利用了杂质、有机物等与水分的体积、大小不同的原理,将其进行隔离处理,在具体的处理过程中,还可以结合加压的方式。另外,利用了一些杂质不同的化学性质,实现快速溶解,从而将其隔离,效果理想。膜处理技术的优势明显,比如,利用该技术不再需要庞大体积的分离设备,因此占地面积减少,成本也随之减少。在安装上,更加方便,不同性质的膜还可以分离不同种类的杂质或者有机物,使水质进一步满足用水需求。其次,膜处理技术拓宽了处理范围,不仅可以分离固态杂质,还能够对相对分子量从几百到几千的物质进行分离。不需要加热等条件就可以实现。分离过程更加高效、易操作,并且符合现代社会环保节能的要求。

2 核电厂污水处理膜技术的种类

膜处理在我国核电厂中有广泛的应用,并且随着技术的更新,膜处理技术已经具有超滤、微滤和反渗透等多种方式,另外近年来还出现了渗透汽化等方式。对工业废水和自然用水具有较好的杂质分离作用。我国各大核电厂在污水处理过程中主要采用的是超滤膜分离处理技术、反渗透技术和全膜分离技术。具体的技术特点和原理如下。

2.1 反渗透技术

反渗透技术是目前核电厂主要的污水处理技术,与全膜技术相比,其污水处理成本更低,但程序相对复杂,通常采用一次渗透处理和二次渗透处理方式完成。反渗透膜多为高分子化学材料,利用了溶液渗透压不同的原理,可以将污水中的离子进行分离,在实施过程中,要合理控制渗透压,使杂质能够及时快速地分离。膜元件是整个反渗透技术的核心,加压后的水分通过一些元件进入隔网层,使杂质排除管道外,获得发电所用水。使用这种方法可以满足基本的发电用水需求,但如污水需要再次处理,成本将大大提高。

2.2 膜分离技术

全膜技术已经成功的在我国核电厂除盐中应用,事实证明了该技术的积极性。目前我们将其应用于核电厂锅炉补给水的处理中,全膜分离技术可以减少压差,在低温下运行,减少离子的渗出,并且能够抑制废水的酸化或碱化,防止设备出现腐蚀现象。未来,电厂污水自动化处理是一种发展趋势,不仅能够减少人力、物力,还能够提高污水处理质量和效率。

3 电厂污水处理中膜处理技术的运用

我们以某核电厂为例,该厂共拥有6台发电机组,总水量为6万m3/h,污水排放量为1万m3/h。要确保污水的合理利用,需对其进行必要的处理。膜处理环节主要表现如下。

3.1 预处理超滤反渗透技术

首先,我们采用超滤反渗透技术对污水进行预处理,该次处理水量为2×70 m3/h。由于阴阳床钠离子渗透问题对除盐效果具有一定的影响,因此在设计过程中要控制钠离子渗漏,降低电导率,并且要控制二氧化硅的含量。该系统主要采用的是自动控制技术,PLC是EDI系统的核心与主要技术,CRT是其监督系统。预处理超滤反渗透技术是将原水输送到清水泵,并由清水泵进入多介质过滤器,通过多介质过滤和超滤装置来实现杂质的初步分离,最后利用反渗透装置来实现有机物的分离。在这一过程中还需要除盐水泵、阳床、阴床和中间水箱的支持,具体的过程不做阐述。总之,多介质过滤器是其中心,通过这一元件与其他设备的配合来实现杂质和有机物的去除,使原水能够达到使用需求。通过该装置能够将进入超滤装置的水浊度控制在2 mg/L以下。

3.2 锅炉补给水中的全膜技术

现阶段,全膜技术是最先进的一种污水处理技术。核电厂发电设备复杂,过程中需要大量的用水,并且用水多为自然水,这部分水的硬度较大,水中杂质较多,实现全面分离,降低污染并实现其循环利用是电厂的主要任务。在核电厂发电过程中采用全膜技术一定要注意电导率的控制,电导率过大容易使水中钠离子含量增多,有机质或离子过多不符合发电用水需求。全膜技术依然要通过一级渗透和二级渗透过程,最终保证水质的稳定,电化学除盐法是核电厂的主要盐水处理办法,结合膜处理技术,可以满足电厂锅炉补给水的应用需求。全膜技术中在预处理系统上使用的是多介质过滤器和活性炭过滤器,通过这2个设备,可以将原水中的悬浮物、固体杂质等分离出去,将胶体和盐分截留在滤层中,降低污水的水浊度。

3.3 循环冷却排污水中的纳滤膜技术

笔者所在厂将污水处理工作的重点放在循环水的冷却与回收上,以反渗透技术为主,原水的脱盐是其主要问题。纳滤膜技术主要应用于小型电厂的污水处理中,通过滤水池、清水池和反渗透装置来完成整个循环水冷却和回收功能,达到节约资源的目的。

4 结语

随着水处理在我国核电厂的作用越来越大,水处理技术的更新就成为一种必然。在我国核电厂中,主要采用超滤、微滤和反渗透等污水处理方式。不同的技术在成本上、技术可行性上和处理效果上均有不同,目前普遍认为全膜技术虽然增加了一部分成本,但在污水处理效果上较好,通过渗透膜实现用水与杂质、有机质的分离。总之,污水处理中膜处理技术的运用十分重要,能够改善水质,实现核电厂的持续发展。

参考文献

[1] 杨少博.化工污水处理中膜技术的应用探讨[J].化工管理,2014(8):271.