污水治理技术范文
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篇1
关键词:微生物,环境保护,治理技术
1.微生物技术治理污染水体的可行性及依据
环境中的污染物有些是作为微生物生长的能源和基质,在微生物酶的作用下被矿化;有些则是在多种微生物的共同作用下进行转化,这个过程可能会产生中间产物。进入水体的溶解性有机物,在有氧情况下被好氧微生物氧化分解,形成CO2、H02、N03-、P043-和S042-等无机物,水体得以净化。不溶性固体有机物及死亡的生物体沉到水体底部,在底泥微生物作用下转化成小分子的溶解性有机物进入上层水体,也可被厌氧细菌转化成甲烷和其他无机物。
水质恶化的水体中污染物难以降解的主要原因是环境体系中不存在或存在少量可降解污染物的微生物。即使存在少量可降解污染物的微生物,也会由于竞争和捕食作用等微生物的生态关系使其难以大量繁殖并发挥降解污染物的能力。水体的温度、pH值、盐度和溶解氧等外部环境条件不适的情况下也不利于微生物降解能力的发挥。加之在自然条件下微生物对水体的自净速度是很慢的,必须采取人为的强化措施才能加快这一进程。污染水体的微生物净化技术,本质上是利用微生物的新陈代谢能力及基因的多样性,把污染物转化成无污染的终产物,重新进入生物地球化学循环中。同时,微生物的引入可以增加水中的生物多样性,使水体的各级营养结构趋于稳定并保持平衡。
2.微生物技术的种类
微生物技术主要是利用微生物的代谢反应过程和生物合成产物(包括酶)对污染环境进行监测、评价、整治以及修复的单一或综合性的现代化人工技术系统。它不仅包含了生物技术所有的特点,还融合了环境污染防治以及其他工程技术,目前己逐渐发展成为一种经济效益和环境效益俱佳的、能解决日益严重的(尤其是水污染)环境问题的有效手段之一。。按照微生物的来源,主要分为接种微生物技术和培养土著微生物技术。
2.1接种微生物技术
这种技术适用于当水体中污染物的降解菌很少甚至没有,在现场富集培养降解菌存在一定难度时的情况。它是通过向水环境中引入菌种来实现的。。向水环境中引入的菌种既可以从待治理水体的土著微生物中富集而得,也可以从其它环境中分离得到,甚至可以使用基因工程菌。因此,按其来源可分为土著微生物、外来微生物和基因工程菌。CBS(集中式生物系统),为美国CBS公司的科学家开发研制,并得到广泛应用。CBS系统是一个良性循环的微生物生态系统。含有多个属、几十种具备各种功能的微生物,主要包括光合菌、乳酸菌、放线菌,酵母菌等构成了功能强大的“菌团”。采用CBS治理重庆桃花溪河、成都府南河和重庆府川河都取得了很好的效果。例如,我们应用土著微生物培养液和BBL1菌液对富营养化人工景观湖水进行净化试验,分别考察了曝气、载体和底泥对净化效果的影响。试验结果表明,含有生物促生剂的土著微生物培养液和BBLI菌剂均能降低水中的CODMn、氨氮、总磷和浊度。在有载体的状态下,净化作用更为显著。底泥的存在强化了BBL1菌剂对氨氮的去除,去除率大于90%。又如,我们采用新型生物制剂Eclean治理北京动物园富营养化水体。试验结果表明,水体中的CODMn、TN、TP、浊度、叶绿素a和藻类浓度等各项指标均有明显下降,水质明显改善,藻类生长基本得到控制。应用优势菌剂处理城市湖泊水的试验表明,投加光合菌、硝化菌、复合菌的混合液对水中的浊度、叶绿素a有明显的去除效果,投菌后的第8d对浊度的去除率就达到了88%。水体中存在一些有益微生物菌群(EM菌),包括光合细菌、硝化细菌、芽抱杆菌、乳酸菌、枯草杆菌、放线菌和酵母菌等,对污染水体的治理是非常有效的。在使用EM菌处理南水塘藻型富营养化源水的效果。在容器中按V(EM):V(源水)为1:10000的比例投加EM菌液并辅以低速间歇式曝气处理8d-9d,藻类生物量得到明显控制,叶绿素a、TN、TP及CODMn去除率分别达9.049%,45.25%,55.48%及8.237%,出水水质接近国家地表VI类水质标准。光合细菌可以通过光合作用,维持物质循环,降解废弃有毒物,起到净化水质的作用。例如从猪的污水池中分离得到一株紫色非硫菌株,此菌株通过光合作用能够使污水池中不稳定的有机化合物减少80%一93%,能够显著改善垃圾池的气味。
近年来,随着环境微生物技术的发展,基因工程菌(GEM)在污染水体的治理方面越发显示出优势。构建高效的基因工程菌可以显著提高污染物的降解效率。同时,环境微生物尤其是细菌中的污染物降解基因、降解途径等许多污染物降解机制的阐明为构建具有高效降解性能的污染物降解基因工程菌提供了可能。
2.2培养土著微生物技术
这是一种污染水体的微生物强化治理技术,它通过向水体中投加营养物质、无毒表面活性剂、电子受体或共代谢基质来激活水环境中本身具有降解污染物能力的微生物(即土著微生物),充分发挥土著微生物对污染物的降解能力,从而达到水体修复的目的
2.2.1投加营养物(激活剂)
生物激活剂一般是由矿物质、有机酸、酶、维生素和营养物质混合而成的天然复合品。例如采用生物激活剂Bio oxidator TM(Bo)和Nutra complex TM(NC)对上海植物园兰室和牡丹园的湖水进行治理。这两种药剂主要含有生物刺激剂、酶、氨基酸、腐植酸和尿素等成分。结果表明,施用生物激活剂BO和NC对水体COD、BOD、TP和浊度等均有明显的去除效果,并可显著提升水体溶解氧。
2.2.2投加表面活性剂
由于表面活性剂可以改变有机污染物的某些性质,增加污染物与微生物细胞接触的几率,从而显著提高一些污染物的生物降解速度。近年对表面活性剂的研究有加强的趋势用吸附-浮选法去除工业废水中的Cr6+和Zn2+。。向废水投加针铁矿和氢氧化铁,吸附金属离子,然后用生物表面活性剂脂肽-105和地衣素-A作为浮选剂进行固液分离。加入表面活性剂可以减少吸附在非水相液体表面的细菌,使其在葱中生长。
2.2.3投加共代谢基质或电子受体
在污染水体的治理过程中,共代谢途径对于难降解有机物的生物降解也是非常重要的。在好氧条件下,利用葡萄糖诱导顺式1,2-二氯乙烯的生物降解,其降解效率、降解速率都明显高于厌氧条件,说明葡萄糖诱导的共代谢过程发挥了决定性的作用另外,也有研究表明,腐殖酸和醒类物质在有机物生物降解过程中,可起到电子受体的作用。在缺氧条件下,腐殖酸作为最终电子受体可作为三价铁的鳌合剂,从而提高铁离子的溶解度,强化水体底泥中苯的降解。
3.微生物技术的特点和优势
与物理和化学法相比,微生物技术具有一系列的特点和优势:(1)污染物的转化过程不需要高温、高压,在温和的条件下经过酶催化即可高效并相对彻底完成。处理费用低廉,仅为物理化学法的30%-50%。(2)微生物具有来源广、易培养、繁殖快、对环境适应性强和易实现变异等特性,适当地对其加以培养繁殖,特别是在一定条件下加以驯化,就能使之很好地适应各种有毒的工业废水、生活污水等环境。通过有针对性地对菌种进行筛选、培养和驯化,可以使大多数的有机物实现生物降解处理,应用面宽。(3)微生物处理不仅能去除有机物、病原体、有毒物质,还能去除臭味、提高透明度、降低色度等,处理效果良好。(4)对环境影响小,不产生二次污染,遗留问题少。(5)人类直接暴露在污染物下的机会减少。(6)就地处理,操作简便,可以避免铺设不雅观的机械设备。
4.微生物技术存在的问题
虽然微生物技术在污染水体的治理中取得了良好的应用效果,并具有广泛的应用前景,但在实际应用中还有许多问题有待解决。微生物技术一般在好氧条件下效果良好,在厌氧条件下效果往往不甚理想,如EM菌群在厌氧条件下对COD的去除不起促进作用;在重金属存在条件下,净水微生物制剂对水体中COD的去除率随着重金属浓度的升高而逐渐减少等等。微生物技术在污水治理上的不稳定性,一方面源于生活污水、工业废水成分更复杂,有机质种类及含量、微生物种群、溶氧条件、温度等千差万别,有毒有害物质如重金属离子、苯系化合物、氰化物、偶氮染料等较多,另一方面缺少理论研究和指导,尤其是应用生态学方面研究少。因此,研究人工投放的微生物在水体中的存活状态、作用状态、与土著微生物的相互作用关系等将有助于阐明微生物技术在污水治理上的应用前景,并为进一步的有效应用提供指导。
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篇2
关键词:现状;处理方式;技术选择;毕节地区
Abstract: with the development of our national economy, our country to the reform of the rural is also in constant development of. And of rural domestic sewage processing becomes more and more important, to the living environment has great influence, the following discussion with people of rural domestic sewage treatment.
Keywords: the present situation; Treatment; Technology choice; bijie
中图分类号:[R123.3] 文献标识码:A文章编号:
一、现状以及特点
1、现状
改革开放的三十多年来,我国农业生产能力获得了较大幅度的提高。畜禽散养户的不断增多,大量畜禽粪便没有处理就直接排放,粪便污染逐年加重。有资料显示,养殖一头猪所产生的废水是一个人的7倍,而养殖一头牛则是22倍。这些有机物未经处理,渗入地下或进入地表水,使水环境中硝态氮、硬度和细菌总数超标,严重威胁着居民饮用水的安全。
农村水环境是指分布在广大农村的河流、湖沼、沟渠、池塘、水库等地表水体、土壤水和地下水体的总称。我国总计有乡镇45412个,村民委员会739980个,乡村户数23692.7万户,乡村人口达91960万人。农村人口分散,人口数量多,没有任何生活污水的收集和处理设施,这使农村生活污染源成为影响水环境的重要因素。据测算,全国农村每年产生生活污水80多亿吨,严重污染了农村地区居住环境,农村大部分地区河、湖等水体普遍受到污染,饮用水水质安全受到严重威胁,直接危害农民的身体健康,严重影响农村地区的环境卫生,极易导致一些流行性疾病的发生与传播。据估算,农村环境问题每年造成的经济损失已超过千亿元,我国农村环境与生态状况令人担忧。
2、特点
农村生活污水中有机物含量高,N、P含量增多。人们无意识的排放和雨水的冲刷,使大量的有机质和N、P等物质流入湖泊等水体,如果不加以处理利用,常常会引起富营养化,给人们的身体健康带来不利影响。
1)、水量特征
①一般农村的生活污水量都比较小;②变化系数大,居民生活规律相近,导致农村生活污水排放量早晚比白天大,夜间排水量小,甚至可能断流,水量变化明显,即无水排放呈不连续状态,具有变化幅度大的特点;③在上午、中午、下午都有一个高峰时段。
2)、排放体制特征。农村生活污水一般呈粗放型排放。很多农村尚无完善的污水排放系统,污水沿道路边沟或路面排放至就近的水体。少部分地区具有完善的污水排放系统。
3)、水质特点。
①农村村镇人口较少,分布广泛且分散,大部分没有污水排放管网;②农村生活污水浓度低,变化大;③大部分农村生活污水的性质相差不大,水中基本上不含有重金属和有毒有害物质,含一定量的氮、磷,水质波动大,可生化性强;④不同时段的水质不同;⑤厕所排放的污水水质较差,但可进入化粪池用作肥料。
二、农村生活污水处理主要方式
针对农村生活污水的特点,农村生活污水的处理主要考虑土地处理,现行的土地处理方法主要有以下几个:
1、慢速渗滤工艺
慢速渗滤工艺是将污水投配到种有作物的土壤表面,污水在流经土壤-植物系统垂直渗滤时得到净化的土地处理工艺。它坚持处理与利用结合的方向。在实现污水资源化 、无害化过程中,把环境效益和环境质量控制问题放到重要的地位。通过严格的系统工程措施,达到预期的环境效益 。适用干旱、半干旱地区。
2、快速渗滤工艺
快速渗滤工艺是指将污水有控制地投配到具有良好渗滤性能的土壤表面,污水受重力作用迅速下渗过程中得到净化的一种污水土地处理工艺。该工艺的特点之一是将渗滤池分为多个单元,使每个单元在淹水、落干状态下交替运行,以保证渗滤土壤层好氧条件和净化能力得以恢复,同时使截留在土壤表层中的可降解物质充分降解,不致于引起土壤空隙的堵塞而降低其透水性。
3、漫流工艺
地表漫流系统是将污水有控制地投配到生长有多年生牧草坡度和缓、土壤 渗透性能低的坡面上,污水在地表沿坡面缓慢流动过程中得以净化的一种土地处理工艺。
三、农村生活污水处理技术的选择
1、污水处理技术路线
农村污水处理技术的选择要量力而行,充分考虑到农村地区财力状况薄弱、农民实际承受能力较低这一普遍情况,着重应该考虑选用既成熟可靠,又适合农村特点和实际的污水处理适用技术。建议污水处理技术的选择优先达到两个目标:一是达标排放或回用;二是注重经济适用,运行成本低,管理维护简单。
目前国内外应用农村生活污水治理的处理技术比较多,名称也多种多样,但从工艺原理上通常可归为两类:第一类是自然处理系统。利用土壤过滤、植物吸收和微生物分解的原理,又称为生态处理系统;第二类是生物处理系统,又可分为好氧生物处理和厌氧生物处理。
2、人工湿地处理系统
污水湿地处理系统分自然和人工湿地处理系统,自然湿地就是自然的沼泽地,人工湿地污水处理技术是一种基于自然生态原理,使污水处理达到工程化、实用化的新技术。将污水有控制地投配到土壤经常处于饱和状态、生长有象芦苇、香蒲等沼泽生植物的土地上,利用植物根系的吸收和微生物的作用,并经过多层过滤,来达到降解污染、净化水质的目的,它是一种充分利用地下人工介质中栖息的植物、微生物、植物根系, 以及介质所具有的物理、化学特性,将污水净化的天然与人工处理相结合的复合工艺。
湿地处理系统工艺设备简单、运转维护管理方便、能耗低、工程基建低、运行费用低、对进水负荷的适应性强,能耐受冲击负荷,净化出水水质良好、稳定。缺点占地面积大,易受气候影响,表面径流的臭味比较大。
3. 生物处理系统
为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。污水处理可分为三级处理,即预处理,二级生化处理,深度处理。以下分别介绍污水处理三个阶段的各种工艺。
根据污水的特点,预处理工艺主要去除水中的油类物质和SS。针对不同类污染物常见的预处理工艺有:格栅,隔油池,混凝沉淀法,气浮等。
二级生化处理工艺主要去除废水中的有机物。针对各类污染物常见的二级处理工艺如下:
1)厌氧工艺
篇3
关键词:污水管网;复式顶管施工技术;综合治理工程
1工程概况
东莞市东引运河流域樟村断面综合治理工程覆盖范围包含石排镇、企石镇。其中,企石镇污水管网完善工程共计47.6km,有新建次支管网36.29km和雨污分流11.31km。管道埋深较大,现场交通、地质水文等方面均会对管网建设带来制约性作用。施工条件特殊,采用小型口径复式顶管施工的方法,以期在减少对既有建(构)筑物影响的前提下快速完成建设工作。顶管施工技术对于城市污水管网综合治理工作的开展具有推动作用,可在不开挖地面的前提下完成施工,管道连接平顺性较好,可缩短管线,从而减少材料成本,施工期间的噪声污染较小,具有显著的综合应用效果[1]。
2复式顶管施工的工艺流程
具体工艺流程如下:准备工作(现场调查、测量放样及技术交底等)→制作井位→安装顶管设备→导向钻孔→拉管→逐根管道施工→拆除顶管设备→管头处理→修筑检查井。
3复式顶管施工技术的主要内容
3.1施工准备
前期准备工作的有效落实有助于后续各项工作的顺利开展,主要需考虑以下两个方面。(1)现场调查。通过对施工现场及周边区域进行调查,明确既有建(构)筑物的建设状况,标记设计管线与其形成的交叉区域,注重细节优化,预测问题并制订预防措施,从源头上把控施工质量风险和安全风险。(2)做好技术交底工作。顶管施工具有复杂性,对施工技术水平提出了较高的要求,经过技术交底后使施工人员准确掌握建设标准、建设方法及注意事项等方面的内容,以提高施工的规范化水平。
3.2制作井位
制作井位需主要考虑以下两个方面:坑式设备工作井施工深度不超过2.5m;装管井的设置易受到现场环境的影响,以500mm管节为基础材料,将其依次安装至原井内。
3.3导向钻孔
(1)在入钻方向井位开中心位小洞,或根据现场情况安装定位轮,目的在于控制管道的流水标高。经检测后在地面测放绝对标高点,导向过程中加强对标高的复核,根据所得结果判断与设计值的误差,合理修正[2]。具体施工情况如图1所示。(2)以管线剖面图为基本参考,合理设计导向孔轨迹,确定钻孔的最佳曲线。根据经验,需尽可能远离既有管线,以免在钻进时对周边带来明显的扰动性影响;确定风险管线,将钻机置于该管线的一侧;遵循化繁为简的原则,避免钻孔曲线过于复杂的情况;在条件允许时尽可能加大弧型的曲率半径。入(出)土点与待穿越障碍物应保持足够的安全距离,通常该值应达到5m或更大。
3.4复测预判
复测导向标高,准确判断现场土层的承载力,根据实际特性作出是否需扩孔的决策。遇流沙流塑土层时考虑到其易失稳的特点,宜配置专用压力仓机头。(1)第一节管顶进过程中,每间隔50cm组织一次检测与纠偏,必要时缩短检测间距,确保管道入土姿态的精准性。待管道进入土层且施工状况稳定后可适当延长测量间隔,但不宜超过100cm。顶管期间管道各项指标的偏差控制标准如表1所示。(2)中心测量。采用激光束定位的方法,配套具有高精度特性的激光导向经纬仪。测量时调整经纬仪的姿态,使其瞄准设置在井内的激光发射器,根据测量要求调整激光发射器的位置,使其产生的激光可精准射在轴线处。(3)高程测量。采取水准仪和高程尺联合测量的方式,在井内确定水准点标高,检测管段前端和后端的高程,根据所得测量结果判断该节管段的走势。(4)激光测量。所用仪器为激光经纬仪,将其稳定布设在工作坑内,管内加装标示牌。随顶管作业的推进,当管道与设计位置重合时检查激光点的实际位置,若正好处于标示牌中心处则表明无偏差问题,否则需及时调整。(5)全段顶进完成后分别检测各管节接口,明确其在中心位置和高程两方面的具体情况,若存在错口现象则进一步测定错口的高差,加以调整。
3.5回扩掘进顶拉
以顶管现场的土层特性为准选择合适的注浆材料,钻进并回拖顶拉管道。此处所用的顶管均由PE材料制得,其在大吨位顶进条件下缺乏可行性,分布于管体与土体间的泥浆发挥出减阻减摩的作用,为保证管道等相关结构的稳定性,要求环空至少达到40mm,在此条件下顶管时可有效纠偏。此外,环空达到40mm后掘进期间的泥浆挤密性较好,可避免摩擦过大的情况。在传力杆锁紧时将导致塑料管形成较强的预应力,随之改变顶进管道的工作状态,使其成为相对刚性管材。
3.6钻导向孔及回扩
以设计钻进曲线为准合理组织钻孔作业,期间加强对钻进方向、钻深的监测,将实际情况及时告知钻手[3]。若因现场电磁干扰过强而导致方向控制误差较大时,则需采取有线控向的导向方式。钻头推进至出口工作坑时则完成钻进作业,但此时孔径依然存在偏差,相比于铺设所提要求尚有差距。对此,需组织多次扩径,首先利用φ159mm钻头回扩,再利用φ273mm钻头进一步回扩,按照此方式循环操作,直至实测孔径值达标为止,最后利用清孔器深度清理,避免孔内存在泥浆堆积现象[4-5]。回扩的具体流程如下:卸下钻头,在钻杆尾端设φ159mm的回扩头,在该装置的后方设置钻杆,启动钻机,正式扩径;回拉期间根据施工进度及时接长钻杆;扩头回拉至接驳坑后,将回扩头卸下并更换φ237mm的回扩头,按照此方式有序推进;拉管过程中应严格控制PE管的位置,经过拉管后再全面清理机具,修整异常之处,分类堆放,采取防护措施,以便后续使用。
3.7泥浆的配制
定向穿越效果易受到泥浆性能的影响,以现场地质情况和工艺要求为立足点制订切实可行的配制方案,其中明确交代材料的用量及投料顺序,由专员制得符合质量要求的泥浆。鉴于穿越地段地质条件错综复杂的情况,必须保证泥浆的工程性能[6-7]。对此,提出如下几项控制措施。(1)水泵输送至水罐内,经过沉淀和过滤处理后再组织配浆作业。(2)根据配比要求合理控制材料用量,掺入适量一级膨润土和泥浆添加剂。(3)外加剂的应用有助于改善泥浆的性能,较可行的有降失水剂、防塌剂等,所用材料应具有良好的性能,且需满足环保要求。(4)膨润土水化需经过较长的时间,在维持材料用量不变的前提下,采取快速水化装置和增加泥浆罐数量的双重措施,使膨润土可充分水化。(5)分别在钻机场地和管线场地修筑尺寸为30m×30m×2m的返浆收集池,作为回流泥浆的聚集场所,于该处进行沉淀;主管线穿越扩孔过程中也将产生泥浆,该部分在经过泥浆池沉淀处理后进一步利用光缆套管转移,进入钻机场地的泥浆池内,再执行沉淀处理,最后将处理所得的泥浆转入回收系统,充分发挥出该部分泥浆的作用[8]。
4结束语
城市化进程背景下,既有污水管网的运行负荷加大,污水管网综合治理工程的开展势在必行,但城市建筑物种类丰富、数量繁多,为兼顾工程本体质量和周边稳定性的双重要求,宜采取顶管施工技术。工程实践中,施工人员需根据现场情况合理应用顶管施工技术,充分发挥出其应用优势。
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篇4
关键词:电化学氧化技术 苯胺 硝基苯 污水
中图分类号:X703.1 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)12(a)-0097-01
一般来说,工业污水具有浓度多变,成分复杂,含有许多毒性大、难生物降解的持久性污染物,这些特点决定了应用传统水处理工艺中的物理方法和生物方法往往不是都能得到满意的处理效果。尤其是含有苯胺、硝基苯等工业有机污水,其危害程度更大,这些难降解的有机物危害主要是自身的毒性,当这些有毒的有机物进入到生物的机体时,很容易的在生物的体内累积起来,并且通过各种途径来危害人类。
硝基苯、苯胺等工业污水是硝基苯及苯胺生产过程中混酸、碱中和及纯化等生产工段排出的混合废水。硝基苯、苯胺化学性能稳定,难开环降解,针对其特性,研究者提出过多种处理方法,主要有物理法、化学还原法、高级氧化法以及生物法等,但都存在一定的缺点。电化学氧化技术是最可能被工业化应用的高级氧化工艺之一,由于其功能多、能量效率高、易于实现自动控制、很强的环境兼容性、设备占地面积小、经济合算、电子特殊的“清洁性”等优点,逐渐成为研究的热点[2]。近年来,由于电化学氧化法在苯胺、硝基苯等工业污水净化、垃圾渗透液、制革污水、印染污水、炼油污水等领域的应用研究进展,使人们对这一方法的期待更加迫切。
1 电极-Fenton技术
Fenton试剂作为一项高级的氧化技术,它是由H.J.Fenton于1894年发现的,并且应用在苹果酸的氧化上,其实质就是H2O2和二价铁离子(Fe2+)之间的链式反应催化生成了·OH,从而引发和传播自由基链反应,加快有机物和还原性物质的氧化。
Fenton试剂处理法的改进形式电极-Fenton法。这种法充分的利用和结合了Fenton氧化过程和电化学的过程两者的氧化能力。而这种方法可分为三种:第一种是阴极Fenton法,将氧气喷射在石墨、多孔碳、阴极碳上,失去两个电子而产生H2O2,并与Fe2+发生Fenton反应,该方式要求体系有较高的酸度。A.Mehmet等人以炭纤维为阴极,铂丝为阳极,利用溶液中的溶解氧和阳极电生的氧气在阴极还原生成双氧水,继而与投加的亚铁离子构成Fenton试剂,对苯胺工业有机污水溶液进行了降解研究。第二种是阳极电Fenton法,它利用牺牲阳极,通过电极反应生成亚铁离子与加入的双氧水构成Fenton试剂,对有机物进行降解,这种方法可以实时的控制双氧水和亚铁离子的配比。例如W.Qiquan等人,以铁作为牺牲阳极,以一定速度连续向体系中加入双氧水,对硝基苯等工业溶液进行了治理研究。第三种就是利用电极反应构成Fenton体系,它可以在产生Fenton试剂的同时利用过量铁离子进行混凝沉淀。郑曦等人采用多孔石墨为阴极,不锈钢为牺牲阳极,同时在阴极通入空气电生双氧水,对染料废水进行了治理研究。
2 铁内电解还原技术
近年来,内电解还原法在治理苯胺、硝基苯等工业难降解有机污水方面的研究十分活跃。该方法基于金属腐蚀溶解的电化学原理,即利用两种具有不同电极电位的金属或金属和非金属相互接近,浸没在废水中形成原电池,并产生电场。借助电场作用,使废水中的胶体粒子和杂质通过电极沉积、凝聚和氧化还原的电化学反应,使废水得到净化。铁单质发生阳极腐蚀释放电子,苯胺、硝基苯等工业难降解有机污水在阴极得到电子转化为毒性低的有机物。
3 电解氧化技术
电解氧化技术是利用阳极的高电位,来降解溶液中的有毒化合物。但反应受到电极材料及副反应—— 析氧反应的限制这会降低反应效率,因此,需要抗氧气气体生成的新型电极材料。电解氧化技术可分为直接氧化和间接氧化两种。
在电解过程中产生大量的·OH,正是这些氧化能力极强的·OH使有机污染物得以氧化降解。利用电解氧化法处理废水,自20世纪40年代就被提出,但是主要用于处理回收废水中的贵金属,且由于电力缺乏,成本较高,该方法一直发展缓慢。随着电力工业的迅速发展,电解法开始引起人们的极大兴趣。近年来,随着有机电化学理论的研究的深入以及三维电极、离子群电极等的研究应用,使电解法在处理有机废水方面向前推进了一大步。目前含苯酚废水、含苯胺废水、染料废水、含有机氯化物废水等均可通过电解氧化法使COD去除率达96%以上。
4 电催化氧化技术
电催化氧化技术治理苯胺、硝基苯等工业污水是通过阳极反应直接降解有机物,以及通过阳极反应产生的羟基自由基、臭氧等氧化剂降解苯胺、硝基苯,这种降解途径使苯胺、硝基苯分解更彻底,不易产生有毒中间产。直接电催化氧化方法已被成功地应用于苯胺、硝基苯等纺织和印染废水的处理。Kirk等人研究表明,直接电氧化技术可使苯胺染料的转化率达97%,其中72.5%氧化为CO2,电解效率为15%~40%[3]。
研究表明,由于特殊的电子特殊的“清洁性”,电化学氧化技术中的电极-Fenton法和电解氧化法更是目前研究的热点。
参考文献
[1] Tak-Hyun Kim,Chulhwan Park, Jinwon Lee,et al.Pilot scale treatment of textile wastewater by combined process(fluidized biofilm process-chemical coagulation-electrochemical oxidation)Wat.Res.2002,36:3979-3988.
篇5
现代生物技术,就是一DNA技术为主导,是对一系列生物高新技术的统称,主要包含包含微生物、细胞、酶、基因、蛋白质及生物修复等工程与技术。其中,各项工程技术都有其相应的理论基础与应用领域,但又是相辅相成的,从而形成一个完整的体系。其特点主要体现为:1、此项技术一生物为对象,注重再生资源的可循环利用。2、一般在常温、常压下进行,过程简单,操作具有一定的持续性,能够有效节省资源,降低环境污染。3、位高纯度、优质及安全可靠的生物制品提供了新的研发途径。4、常规技术与传统方法无法解决的问题得到有效解决。5、能够根据人们对新物种、品种及其他经济价值生命类型的需求进行创造。
二、水污染中现代生物技术的具体应用
(一)固化微生物技术
对于水污染治理,在微生物技术应用下,通过固化微生物技术的广泛应用,其取得的效果是令人赞叹的。经过一定时期的发展,培养微生物,在工厂废水及难降解物的分解中得到了很大的应用,为人们有效处理这些废弃物开辟了新的渠道。经过长期研究实践,通过固化微生物技术,对微生物进行固定并长期进行废水处理,是的菌落使用效率得到提高,尤其是对难降解的有毒物质,其作用更是非常显著。有效处理生物菌落的应用后,在活性污泥上将其固定好,对废水處理效果更佳。
(二)生物栅修复
生物技术中的生物膜能够为原生动物、微生物及小型浮游生物等水污染治理提供所需的生长条件,而此项技术就是将生物膜与水生植物特点融为一起,增强水污染治理效果。在空气与水分接触的过程中,在汽态、固态及液态见,微生物存在模式不断相互转换,从而使得微生物存在形式更加丰富,生态系统更加复杂。如果被污染水流流经此生态系统时,治污根系就会阻挡污水中的部分悬浮物质,此时生物膜的异化、通化及吸附等功能就会得到充分发挥,有效清理掉流经水体中含有的有机质。
(三)生物反应器
生物反应器,是现代生物技术发展的重要方向,新型现代生物膜反应器,内部装有较大的载体,是其共同特点,这有利于在微生物附着生长中,形成相应的生物膜,相较之汽态反应条件,其供气与供给性好,为污染物与微生物的接触留有了充足的时间,是的微生物代谢能力不断增强。当前,已经研发出2000m3的反应器,虽然其处理能力不高,成本高,但管理很方便,运行成本低,在欧美地区污水处理中,应用范围比较广泛。
(四)微生物投放与处理
在微生物投放处理中,高效微生物群体是其中的一种微生物种类,其通过发酵工艺逐渐形成好气性与兼气性微生物混合而成的群落。在高效微生物群体中,其微生物存量比较大,比乳酸菌、放线菌、光合细菌及酵母菌等。另外,光合细菌是另一种常用的微生物投放群体,其可以存在于高效微生物群体中,有效分解出污染水体中含有的氮分解物质。同时,人工培养也可形成光合细菌,去一固态与游离态两种方式存在,通过微生物投放技术将其投放于被污染水体中,加快水体物质循环,从而实现清理谁污染物质的效果。
(五)生物强化
目前,在水污染处理中,对于微生物处理技术,备受人们青睐。但在实际应用中,单纯的在废水中加入孜然优势菌是明显不行的。因此一般在应用微生物强化技术时,通过筛选培养符合人们实际需求的微生物。选用高浓度活性污泥进行水污染处理时,培养微生物的同事,还能够加强污水处理,增强其处理效果。应用生物强化处理技术后,一定程度上提高了水污染治理效果,为有效治理环境污染奠定了良好的基础,从而为人们提供安全、可靠的生存环境。
三、概述生物修复技术
生物修复技术,具体而言就是借助生物,尤其是微生物将土壤、地下水或海洋污染物,通过现场讲解成为CO2和H2O,或讲解为无害物质工程技术。目前,在地下水、废水等污染清理中,此项技术所用到的强化措施比较多,在保持自然生态系统原貌的基础上,有效修复了受污染环境。大量研究证明,相较之传统物化法,生物修复技术的优点主要体现在:1、经济型,仅为物化法的30-50%。2、环境影响低,不会形成二次污染,且遗留问题少。3、有效降低了污染物浓度。4、修复周期短,可就地进行修复,操作简便。但在生物修复中,其有效性与安全性评价等问题是不容忽视的。为了有效提高其效率,在未来将通过分子微生物学进行分离、鉴别,从而制造出降解性强,且能够有效具体有害有毒化合物的微生物。为了增强生物修复技术的安全性评价水平,鉴定微生物分析相关的生物技术发展十分必要,在此基础上明确环境中微生物去留及其基因问题。
四、结语
综上所述,随着生物技术水平的提高,目前,在水污染治理中,生物技术应用范围不断扩大。同事,基因、细胞及酶等现代工程科技的广泛应用,有效增强了微生物技术应用效率,为水污染治理与环境保护奠定了良好基础。因此,微生物技术应用于水污染治理中,能够土洞水污染与环境治理工作的稳定发展,一定程度上推动着生态环境修复工作的顺利实施。
参考文献:
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[关键词]城镇 水污染特点 治理技术
[中图分类号] S273.5 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-3-227-1
0引言
随着城镇水污染现状的进一步恶化,原有的过时的低效的污水处理技术已经无法起到太大的作用 。本文不仅探讨了传统的城镇水污染处理技术,而且结合实际的论述了目前城镇水污染处理的新技术。而且针对城镇经济基础以及技术管理能力等。提出了很多有现实意义的解决措施,给城镇水污染治理者以提示作用。
1城镇水污染现状
1.1水污染情况
城镇水污染的主要来源有两个:工业废水、生活废水。这些污水在没有处理净化或者净化未的情况下直接排入河流就造成了水体的污染,而且这种污染还会随着河流的流经区域产生连锁辐射效应。随着国家城镇化的进程,城镇的规模日益扩大。人口的数量不断增大,带来的城镇资源消耗和污染更严重,生活污水大量的产生,城镇居民的环境保护意识不够,对水资源的浪费以及生活废水的随意倾倒,不按照规定的污水处理规定,这些都是在处理城镇污水时需要考虑的问题。由于城镇特殊的经济情况,使得管理着对于经济指标的最求更加直接和不合理。还有就是监管力度的局限性,这些都导致了很多小规模的高污染的企业的出现,而且由于理念普遍存在“先污染,后治理”的阶段,使得这些小企业乱排污水情况的泛滥。
1.2水污染面临的问题
(1)经济结构依然不合理。当前,我国的经济结构仍然是以传统的高耗、高污染、低效率的生产方式为主体。尤其在城镇地区,普遍存在大量的生产方式粗犷,布局不合理的企业。这些企业是城镇经济实体的支柱,却也是污染的最主要来源。对水资源的污染也进一步加剧了城镇有限水资源的短缺。
(2)地方政府理念的局限性。一些地方政府盲目地最求GDP,对环境保护的理念缺乏。也正是因为这样,使得那些污染环境、破坏生态环境的项目和企业得以生存下来。还有就是由于对自己治理污染的责任认识不够,导致城镇管理者忽视了对于水污染治理设施的建设。这种意识上的认识不足也导致了对于水污染治理的政策法规长期的不到补充与调整,仍然处于很不健全的程度。还有就是监管体制机制的不健全。
(3)技术体系不完善。经过多年的努力,目前已经形成了很多有效的治理水污染的技术。但仍然存在成本高,运行困难的情况。而且目前还没有形成一套适合我国各地方水污染情况的完整的技术体系,这些也是城镇在处理水污染是面临的技术瓶颈问题。
2城镇污水处理工艺
2.1氧化沟工艺
氧化沟工艺来源于活性污泥法,它属于悬浮生物处理技术,而且它还类似于延时曝光工艺。由于其沟渠状的构造物外形,氧化沟也被称为连续环装反应器。氧化沟工艺的机理特点是:水力停留时间长,有机负载低。氧化沟工艺来作为一种投入的建设和管理成本较低而且处理效果有效的污水处理技术,得到了很广泛的应用,而且氧化沟独特的脱氮除磷能力也使得它的应用更为广泛。我国运用最广泛的有两种:卡鲁塞尔氧化沟、奥贝尔氧化沟。前者的发展已经非常成熟,污水处理能力更强,而且成本较之前更低。后者的奥贝尔氧化沟技术被验证有很强的降解有机物的能力。近些年来,一体式氧化沟的发展也尤为突出,该技术的效率高、成本低、运行简单、流程短等特点使它非常适合城镇的特点,可以预见在不远的将来,一体式氧化沟技术会有更大的应用前景。
2.2SBR工艺
SBR技术就是在反应池中自动完成对污水的混和、沉淀、排水、排泥等过程。SBR就是序列间接性活性污泥,工艺特征是间接曝气。SBR技术由于工艺简单,可以简化很多步骤与设备,因而投入的建设成本更低。而且该技术去除有机物的能力更强,负荷能力强。SBR设备本身也适合组合式构造,因而方便改造、升级、组合等,这些特点使得SBR技术有很大的发展空间。
3污水处理新工艺
新兴的城镇污水处理工艺一般都是结合目前很前卫的生物技术,成本更低,更适合城镇的条件。
3.1人工水草净化技术
众所周知,水草对于水污染的的治理有很大的作用。而人工水草实际上并不是水草,它是有着水草形状的人造聚合物,它有着很大的面积,在污染水体中形成一个小的生态部分,促使有益的微生物的发展,同时也能抑制有害微生物的种群发展。在这里形成一个完整的是食物链,目的在于将水体中富含的有机物转化为无害的物质。
3.2生物浮岛技术
生物浮岛技术的原理与人工水草相似。生物浮岛就是人工模拟建造适合有益于水草生长的环境,然后种植水草,利用水草的净化作用来净化水质。生物浮岛技术对于富营养化的水质有很好的处理效果,能有效降低污水中的COD值。同时也能营造水中景观,有利于水生植物的繁衍与发展。而且该技术应用方便,对于环境的副作用很小,使用范围广,有很强的可操作性。
3.3蚯蚓生态滤池
蚯蚓生态滤池是在滤床中建立生态系统,利用蚯蚓以及其他的生态系统中的分解者的分解作用,对污水中的污染物质进行分解,从而达到净化水质的作用。该技术对于污水中污染物质的清理能力不可替代,处理后的污水中各项污染指标能很有效地降低,而且几乎没有污泥剩余。
3.4人工湿地生态系统
人工湿地生态系统就是人工设计建造的生态系统。该湿地生态系统能够定向的建设在污水中,利用这个生态系统中个个环节的食物链与整个生态系统的抵抗力和恢复力等来解决水体的污染的问题。按照水在湿地床的流状态也可以将人工湿地系统分为很多种,目前在设计建造人工生态系统是更倾向于复合流人工湿地生态系统,这样能解决单一流湿地的局限性。
4结语
我国城镇污水处理技术必须结合自身的实际情况,并且要结合社会发展大潮流,才能践行可持续发展的理念与战略。
参考文献
[1]李璐倩.我国城镇水污染治理技术探讨[J].科技传播,2013,07,08.
篇7
关键词:水资源水污染治理技术
水是自然界最普遍存在的物质之一,水是生命之源,是人类赖以生存和发展的重要物质基础,没有水就没有生命。1977年联合国水会议向世界发出“水不久将成为一个严重的社会危机”的警告,至今水资源危机仍然是困扰世界许多国家的重大难题。
1.世界水资源概述
地球上储存的天然水资源是极其丰富的,总水量约为136亿立方公里,其中绝大部分是难以被直接利用的海水,仅有2.5%约为3. 5亿立方公里是淡水。淡水中又有3/ 4存在于冰川和冰帽中,大多数的大冰块又集中在南北两极,目前还极少利用。对人类生活和生产活动关系密切而又比较容易被开发利用的淡水储量约400万立方公里,仅占地球总水量的0.26%,而且这部分淡水在陆地上的分布也很不均匀。
水资源与人类发展间矛盾的激化,客观上是因淡水资源的严重匮乏造成的,主观上则是对水资源不合理的开采使用造成水源的污染和浪费所致。据统计,全世界每分钟近100吨污水流入江河,多数河流都受到不同程度的污染,其中约有40%的河流稳定流量受到较为严重的污染全球约20多亿人得不到清洁卫生的水,且每年水污染导致10亿人患病,300万儿童因腹泻死亡。另外因科技落后、水管生锈、违章建设、龙头滴漏以及人为行为而造成了饮用水的大量流失。森林的乱砍滥伐,导致植被严重破坏,造成大量水土流失。
水资源的危机已成为全世界关注的问题。联合国47届大会作出了从1993年开始,每年的3月22日定为“世界水日”,呼吁各国要加强水资源管理保护和合理利用水资源。
2.我国水资源的现状
2. 1我国水资源严重污染
七十年代以来,随着我国工农业生产的发展,我国的水体污染业日益严重。我国水污染的形势十分严峻,江河湖库普遍受到污染,许多地下水资源也受到了严重的污染,水污染问题的严重性已从对生态环境的不良影响,发展到直接影响饮用水源,影响人民身体健康的程度
国家环境保护总局在“世界环境日”当天1999年度《中国环境状况公报》指出:我国的主要河流有机污染普遍水源污染日益突出。七大水系中,长江干流水质良好达到二类或三类水质;黄河五类水质占了114人监测断面中的63.1%;珠江42个监测断面中,三类和四类水质各占一半,松花江处于中等污染水平,淮河干流以三类水质为主,支流为四类至劣五类为主;海河污染严重,52个监测断面中,五类及劣五类占了49.7%;辽河污染严重,52个监测断面中,五类水质占69.3 %。另据水利部门对全国10万公里河流的调查,被污染河流已占半数,其中有4万公里河流不符合渔业水质标准,2400公里河流鱼虾绝迹。
2. 2我国水资源浪费惊人
我国水资源在紧缺的同时却存在着用水浪费的现象,水资源的有效利用率只有16%,中国造纸业生产一吨纸需消耗400 -500吨水,而在欧共体国家只需5 -200吨水,中国的农业作为最大的水用户,消费更是惊人,流经其灌溉系统60%的水被浪费掉。我国已将每年5月9日至巧日定为节水宣传日。党的十五大提出“资源开发和节约并举,把节约放在首位”的可持续发展战略方针,要在全社会形成节约水资源光荣,浪费水资源可耻的公德,人人都要树立水资源是有限的有价值的新观念,养成爱惜水、爱护水和节约水的优良习惯。
3水污染治理新兴工艺
面对我国水污染现状,我国迫切需要低建设费用、低运行管理费用、低操作管理需求,同时二次污染物排放少的污水处理技术,即环境友好型的“三低一少”污水处理技术。这项技术在研究开发和工程运用方面已取得一些重要进展,特别是对人工湿地、蚯蚓生态滤池、生物浮岛和人工水草净化技术等新兴工艺或技术的研究应用越来越受到人们的关注。
3.1人工湿地生态系统
人工湿地是一种人为建造、干顶形成的综合的生态系统,系统将污水有控制地投配到经人工改造的湿地上,利用土壤、植物和微生物等对污水进行处理。它利用自然生态中的物理、化学和生物的三重协同作用来实现对污水的净化处理。人工湿地具有对有机物去除效果好(BOD5,COD去除率达80%以上)、氮磷去除能力强(TN和TP的去处率达60%和90%)、工程基建和运行费用低以及对负荷变化适应能力较强等特点。与传统的污水处理工艺比较而言,人工湿地处理技术在经济投资以及环境影响方面都具有很大的优势,因而在我国具有广阔的应用前景。
人工湿地按进水在湿地床的流动状态可分为:表面流湿地、潜流湿地、垂直流湿地。这几种类型的人工湿地在污水处理效果、运行控制等方面存在差异,且以前两种湿地类型的应用居多。目前人工湿地的构建趋向于几种湿地类型的组合或某一类型的交替应用,即复合流人工湿地系统,从而达到以单一结构处理效果史为优越的目的。崔玉波等利用两级逆向垂直潜流人工湿地处理污水,发现TP的去除率达到了97%以上;黄娟等采用份段式潜流湿地的研究发现,由于改善了湿地供氧情况,COD、氨氮和TN的最高去除率分别达到了92%, 70%和56,优于传统水平流湿地。近些年来,人工湿地在我国应用实例较多,如在将人工湿地系统与景观建设结合方面,有成都活水公园这样的典型实例。成都府南河活水公园是世界上第一座集污水净化、城市景观及环境教育于一体的人工湿地活水公园,它的出现极具小范意义,为今后人工湿地的推广、应用提供了新思路。
3.2蚯蚓生态滤池
蚯蚓生态滤池是利用在滤床中建立的人工生态系统,对污水中的污染物质通过蛆州和其他微生物的协同作用进行处理和转化以蚯蚓为代表的微型生物在该系统扮演着“清道夫”的角色,这些微型生物对污水污染物质进行吞噬、分解,从而达到对污水净化的目的【11】。该工艺可以高效、低能耗地去除污水中的污染物质(CODCr去除率83%-88%,BOD5去除高达91%-96,SS去除率可达85%-92%),几乎没有剩余污泥排放,是一种绿色环保的污水处理工艺。
3.3生物浮岛技术
如前所述,流经城镇的河段以及其它水体普遍受到污染,水体富营养程度严重,加剧了周边生态环境的恶化,也给城镇水污染治理工作带来困难。目前国内外已出现多种净化富营养化水体的处理技术,如生物浮岛技术、人工水草净化技术。
生物浮岛也称人工浮岛技术,这种技术模仿植物自然生长规律,在水面上设置浮体,将一些喜水植物种植于浮体上,利用植物的根部吸附和吸收作用,将水中的氮、磷等污染成分去除,从而达到净化水质的效果,同时又可营造水上景观生物浮岛技术对富营养化的河流、湖泊有明显净化作用,可削减富营养化水体中50%左右的COD值,对水体中的TN, TP去除效果好,并且可以为水生生物的自然恢复、生存和繁衍营造良好的水环境条件。营养物质是藻类生长的限制因子之一,但藻类生长良好,对氮磷营养物质去除效率也高。Govindan【13】在利用藻类处理混合污水时发现,除了氮磷被大量去除外,BOD(生物需氧量)和COD(化学需氧量)也减少了90% . Tam和Wong【14】将小球藻和栅藻分别培养在一级处理出水和二级处理出水中,结果表明,两种藻类在一级处理水中生长得较好,对氮、磷的去除率在培养一周后即达到70以上。
篇8
关键词:恶臭;处理;控制技术
Abstract: with the improvement of people's living standard as well as the changes in the concept of life, to the people of the requirements of the living environment more and more is also high, and the stench of sewage treatment plant send out more and can't stand. Environmental experts odorous gases were classified as toxic pollutants, its emissions by air pollution regulations of the constraints, in order to protect and improve the of all kinds of sewage treatment and environmental health and weeks circle quality, reduce to cause damage to the air of secondary pollution, control and processing sewage treatment plant to send out of odour, strengthening of the sewage treatment process control technology research has stench is imperative.
Keywords: stench; Processing; Control technology
中图分类号: [R123.3] 文献标识码:A文章编号:
引言
伴随着人们生活水平的提高以及公众环境意识的增强,污水处理厂的除臭问题日益受到全社会的关注。为防止和避免污水处理厂散发的恶臭味对周围居民生活的影响,一些发达国家都先后制定了一系列的法律法规来规范相关行为,我国也相继出台了一些法律法规。目前我国兴建的污水处理厂大多集中在大、中城市,有的很难避开居民区,因此其气味问题也必须得到解决。
近年来,我国污水处理设施的建设有了较快发展,预计到2015年,全国污水处理厂的数量将达到2000 座以上,污水处理率达到70%左右甚至更多。但到目前为止,我国污水处理厂及其相关设施的建设还处于一个较低的水平,而关于臭气的处理问题,只是遵循相关规定“污水厂与居民区距离超过300 米”,并没有什么实际、有效的解决措施。而随着城市的迅速发展,污水处理厂由原来的郊区正相对转移到了城市范围内,因此处理厂恶臭对大气的污染,对周围居民的嗅觉影响问题日益暴露出来,处理厂的恶臭问题已经逐渐成为一个严重的社会以及环境问题。因此,我国相继出台了《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)、《城市污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002) 等相关法律法规。可见,控制与处理污水处理厂的恶臭问题,加强对污水处理过程中恶臭控制技术的研究已经势在必行。
1、恶臭的概念以及来源和分类
中华人民共和国国家颁发的《恶臭污染排放标准》GB14554-93,将恶臭定义为为:一切刺激嗅觉器官而引起人们心情上不愉快以及损害生活环境的气体物质。由此可见,恶臭使人的嗅觉对气味产生不愉快的感觉。这种感觉是不能进行物理量化的,因此,一直以来,在恶臭的认知以及恶臭的治理上都存在着误区。恶臭是一种复合型气味,由具有气味的多种物质构成。迄今为止,凭人类嗅觉感知的恶臭物质共有4000 多种,其中对人体健康危害较大的有50 多种。目前,产生恶臭的污染源主要来源有:(一) 农牧业产生的恶臭,如畜牧场、屠宰场和水产加工厂等地方;(二)工业产生的恶臭,如石化厂、制革厂、农药厂等;(三)城市公共设施产生的恶臭,如垃圾场、污水处理厂、公共厕所等。而恶臭气体按其组成亦可分为5 类:(一)卤素及其衍生物,如氯气、卤代烃等;(二)烃类,如烷烃、炔烃、芳香烃等;(三)含氧有机物,如酚、醇、酮、有机酸等;(四)含氮化合物,如氨、酰胺、硝基化合物、吲哚类等;(五)含硫化合物,如硫化氢、硫醇类、硫醚类等。
2、除臭方法概述
对臭味的处理方法有很多种,包括了直接焚烧法、催化剂氧化法、酸碱洗净法、臭气氧化法、活性炭物理吸附法、生物脱臭法、土壤脱臭法和生物过滤法等。下面介绍几种除臭方法:
2.1土壤脱臭
土壤脱臭的机理主要可分为物理吸附以及生物分解两类,水溶性恶臭气体(如胺类、硫化氢等)可被土壤中的水分吸收去除,而非溶性臭气则可以被土壤表面物理吸附继而由土壤中微生物进行分解。土壤除臭法的特点:1.维护管理的费用低,除臭效果与活性炭法相当;2.占地多,处理占地为2.5- 3.2m ²/m ³气体;3.不适于多暴雨、多雪地区,对于高温、高湿和含水尘等气体必须要进行预先处理。
2.2生物滴滤塔法脱臭
生物滤塔脱臭法处理臭气是通过附着在固体过滤材料表面的微生物降解恶臭成分来实现脱臭的目的,该法的主要原理是使臭气化合物(主要是硫化氢和有机气体)向上流动穿过生物过滤器填充介质,当润湿的废气通过附有生物膜的填料时,气体中的恶臭物质溶于水中,被循环液和附着在填料表面的微生物吸附,就可以达到净化气体的目的。这种除臭方法的优点是,载体为无机物,填料内微生物数量多,而且由填料造成的压头损失较小,可以承受较高的污染负荷,具有较大的缓冲能力,即使在中断供给营养物质几天后,系统仍可保持较高的脱臭效率;当然这种除臭方法也有缺陷,缺点是,设备的占地面积大、操作参数难以控制。这种除臭方法适用于臭气量大、污染负荷变化较大、营养物补给比较方便的生物反应池、浓缩池、格栅间。现在,生物滴滤塔法脱臭法广泛应用于污水处理厂的格栅间、生物反应池、浓缩池等地。
篇9
关键词:生物强化技术;水污染治理;应用
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.03.003
对于生物强化技术来说,主要就是生物的增强技术,同时还包含有投菌法。具体的说就是运用具有特定降解功能的高效菌进在传统生物处理系统中进行融合应用,进而达到对其定某种有毒物质去除的效果。简单的说,培菌和投菌是生物强化技术的核心内容,其主要的工作是进行预处理,并不能做到治理的工作。
1 生物强化技术在水污染治理中的现状
在水污染中进行生物强化技术的应用,最主要的目的是为了实现对特定目标污染物的有效去除,进而实现对水下淤泥的改善,保证水中系统的加速启动,能够有效的对系统的抗负荷冲击能力及稳定性进行提高,当前情况下,生物强化技术主要应用的范围有:第一,对高浓度有机废水的治理工作;第二,对有毒害及难以降解的污染物的有效治理;第三,对已经脱氮除磷废水的治理;第四,对废水中具有油脂问题的解决、对大面积水域水质的修护等。
2 生物强化技术在水污染治理中的应用
2.1 能够有效提高目标污染物的去除效果
在废水的处理过程中,生物强化技术具有非常明显的优势,能够针对特定的污染物进行有效的处理,保证了处理效果的最佳性。通过对高效苯酚降解菌Pseudomonasputida ATCC 11172的筛选之后,再在污泥反应器中进行投加,可以保证菌在45之内对苯酚的降解率维持在一个水平,高达95%-100%,再对比没有进行苯酚降解菌投放的反应器,可以看到反应器中对苯酚的降解率由原来的100%逐渐的降低到了40%。
2.2 能够实现对污泥性能的有效改善
通过对生物强化技术的有效应用,可以对污泥中存在的膨胀问题进行有效的解决,进而实现对污泥沉降性能的改善,这样就能够实现对污泥总量的不断减少,通过生物强化技术的应用,可以将污泥的容积降低17%-30%。在进行苯酚降解的实验中,同时进行污泥生物强化实验,并通过实验所得到的结果与没有进行湿菌体加入的结果进行对比,可以明显得到相应的结果相差达到了17.8%,可以得出实验组运用生物强化技术能够有效的实现对污泥活性的增强,实现对污泥总量减少的功能。
2.3 能够实现系统启动速度的加速
运用EM菌剂对生物膜及活性污泥处理垃圾渗滤液进行培养,并与没有用EM菌剂的系统作为对比,可以得出一定的实验结果,即:在生物膜及活性污泥处理垃圾渗滤液中进行EM菌剂的加入,可以有效实现对系统启动时间的缩短,具体的缩短时间与没有加入EM菌剂系统相比可以达到14-16天左右,当生物膜脱落之后,有EM菌剂的系统能够快速的实现生物膜的重挂。在实际的应用过程中,将活化菌液、生物菌剂及生物污泥在污水中进行加入,能够实现在低温情况下对污水的有效处理,而所用到的处理时间只有12d,这就大大实现了生化系统启动时间的减短。
2.4 能够实现系统抗负荷冲击能力及稳定性的提高
在上述实验中,将苯酚降解菌株在活性污泥系统中进行加入,就能够实现活性污泥系统具有苯酚降解能力,同时苯酚降解能力能够一直维持在20d时间之内,但是,当系统经过长时间之后,其降解功能就会有所下降,降解的性能会下降到40%左右。同时,当苯酚进水时的浓度达到1000mg/L时,将此系统与对照组相比较,可以得出实验组系统的降解率明显增强。
3 结束语
综上所述,在进行污水处理过程中,生物强化技术的应用已经非常广泛,其应用前景也非常良好。但是,在实际的污水处理过程中,生物强化技术的许多应用还不能真正得到使用,还只是简单的存在于实验研究过程,想要有效实现生物强化技术在实际中的应用,还需要做到以下几点:对应用成本做到进一步的降低;进一步加强基因工程菌的遗传性、净化功能及安全性研究;尽可能实现相关技术的组合使用,特别是高效、低能耗、易普及的特种微生物与特殊工艺;进一步探讨影响生物强化技术在水治理系统中的主要控制参数和生态学机制,建立相关数学模型,为指导实践操作提供依据。
参考文献:
[1]李久安,周后珍,刘庆华.废水生物强化处理技术研究进展[J].应用与环境学报,2013,17(02):273 - 279.
篇10
关键词:污水处理站,选址,地理信息系统(GIS),农村
Abstract: The description of a using GIS to locate the suitable site for a proposed wastewater treatment plant research project is to show the reliability, and possibility of using GIS as a tool to select construction site. Based on regulations, the possible sites were selected using GIS spatial analysis methodology.
Keywords: Wastewater treatment plant, Site select, Geographic Information System (GIS), Countryside
中图分类号:TU992文献标识码:A
绪论
十指出建设生态文明和美丽中国的战略目标。使中国特色社会主义建设事业,形成由经济建设、政治建设、文化建设、社会建设和生态文明建设组成的“五位一体”的总体布局。近年来农民生活质量不断提高,与此相伴的是农村水污染越来越严重,治理、利用越来越困难,河道、水体水质越来越差。因此,加强污水处理设施建设成为很多农村地区需要解决的问题。
制定城市污水处理系统方案,污水处理厂站地址的选择是重要的环节。它与城市的总体规划、城市排水系统的走向、布置、处理后污水的出路都密切相关。近年来,计算机技术,特别是地理信息技术的发展为城镇污水处理工程现代化、科学化、综合化发展提供了强大的支持。写作本文的目的是通过此项研究为农村规划和工程选址工作提供一些思路,并表明了GIS在新农村规划中的应用前景十分广阔,地理信息产业的发展势必会极大地推动信息社会的经济建设和可持续发展。
一.项目概述
1.选址区域介绍
澜沧县地理位置位于北纬22º01'-23º16',东经99º29'-100º35'间。酒井乡勐根村位于县城东南部澜沧至西双版纳214国道旁,全境皆为山区,地势北高南低,东、西北面环山,形成盆地,属于地质灾害非易发区。作为南朗河一级支流的南根河从北向南从地块中穿过,勐根村处于其流域内,全村有8个自然村,村民639户,人口约2741人。
南根河干湿季流量变化明显,湿季水量大,水质浑浊,干季水量小,水质清澈。南朗河是一条出境河流,也是澜沧县的重要河流之一,与社会和经济发展有十分重要的关系。由于城市污水的排入,南朗河上游水质不同情况超出IV类水质标准,个别现象超过V类水质标准。
2.进行污水处理站选址的目的
根据对勐根村几个寨子的实地调查,各村民小组公共排水排污设施缺乏,雨天山水、雨水在寨子中四处漫流,生活污水、家畜排泄物有随意自由排放的现象,存在垃圾死角,影响寨内环境卫生。
而酒井乡是澜沧拉祜族自治县旅游总体规划中的一部分,其中的老达保是县内打造“六个拉祜”规划中的一个寨。不健全的排水设施一则无法满足今后发展的需要,二则会影响南根河的水质,给人们的生活带来负面的影响。勐根村距离县城较远,且中间有山丘阻隔,如果将此地区的污水排入县城的污水处理厂,从技术和经济角度考虑,都不是一个好的选择。
基于以上原因,在对该地区的规划研究中考虑建设联村污水处理站,并利用GIS进行选址分析。
二.GIS技术与工程选址
1.相关概念
地理信息系统(Geographic Information System或GIS)又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”,是一种特定的十分重要的空间信息系统。它处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系,包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等,用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程,解决复杂的规划、决策和管理问题。
选址,是在建设前对工程建设地址进行考查和决策的过程。选址勘察阶段分为定址勘察,规划勘察两部分。
2.选址中应用GIS的优势
第一,对于地形复杂,空间跨度较大的地域,进行定址勘察前的初步选址工作很复杂,效率低,综合性差。GIS基于已有地图数据的输入、分析、运算、显示的功能可以很方便的实现初步选址,实现真正从宏观上、空间上去统筹选址工作。在水工程选址中,特别是大型水利工程(如跨流域调水工程)选址,往往涉及范围广泛,内容复杂。先利用GIS进行初步选址,再在结果中进行定点勘探,可以节省人力、物力,提高选址的可靠性。
第二,GIS的空间数据处理功能,是常用的绘图和模型软件无法实现的。GIS能够在图形上直接实现一些数学计算和逻辑运算,并实现地形的模拟。设计人员和管理人员可以实时、交互地观察不同方案在当地环境中的效果,还可以从指定角度、方向进行方案比较,也可以实现数据的输入输出,自动生成表格、报告等。
并且,GIS可以在已有的地形资料上方便的完成专题地图的制作。在某一专项图纸缺乏的情况下可以用GIS进行生成。
三.选址依据
室外排水规范中提出,污水厂位置的选择,应符合城镇总体规划和排水工程专业规划的要求,并应根据下列因素综合确定:
(1)在城镇水体的下游,
(2)便于处理后出水回用和安全排放,
(3)便于污泥集中处理和处置,
(4)在城镇夏季主导风向下风侧,
(5)有良好的工程地质条件,
(6)少拆迁、少占地,根据环境评估要求,有一定的卫生防护距离,
(7)有扩建的可能,
(8)厂区地形不应受洪涝灾害的影响,防洪标准不应低于城镇防洪标准,有良好的排水条件,
(9)有方便的交通、运输和水电条件。
四.GIS选址过程
1.基础数据和数据处理
分析中应用的基本数据有:高程图(DEM模型)、基本农业用地图(矢量数据)和现状用地图(矢量数据)。由于地质灾害方面的资料缺乏,而且考虑到该区域为地质灾害非易发区,此次分析中没有包含地质灾害因素。这可以在有需要后再进行补充。下面是对数据处理过程的简单介绍。
1.1高程分级
数字高程模型显示,该地块地势相对平坦,地形东北高,西南低,地势由东北向西南倾斜。最高海拔1355.87米,最低海拔896.855米,高差458.189米。由于污水处理站应在海拔相对较低的位置,这样可以使大部分污水以重力流方式汇集到处理站,从而少建泵站,降低工程造价。此次分析将高程分为4级。
1.2坡度分级
使用空间分析工具集中的Slope工具处理DEM模型,可以得到地块的坡度图。从图中可以看出,大部分区域山体坡度大,较为平坦的区域主要集中在河流流域和现状农田及村庄处。由于山地区域可用的平地较少,而且平地又多为基本农田,故此次污水处理站选址可采用的坡度设在了15°及以下,并划分了4级。
1.3确定水体防护范围
首先,污水处理站需要避开洪涝灾害区,其次,在发展旅游业的情况下,河流是非常重要的景观带,要避免受到污水处理站气味的影响。污水处理厂站气味的浓淡程度随处理工艺不同,处理量不同而不同,其扩散范围与气候、风力等因素有关,比较难于决定。故采用污水处理厂站至少保证150米离河距离的经验数值来确定水体保护范围。
1.4确定村庄保护范围
由于污水处理厂站的气味影响居民及游客的生活和娱乐,而且在管理不善的情况下,厂站内会滋生蚊蝇,影响卫生。为了符合卫生防疫的要求,根据城市排水工程规划中的规定,污水处理站需距离城镇工业区、居住区约300米以上。故以此数值来确定村庄保护范围。
1.5国有林地覆盖区
《云南省地方公益林管理办法》第三条指出“地方公益林是指除国家重点公益林以外,生态区位重要或者生态状况脆弱,对国土生态安全、生物多样性保护和经济社会可持续发展具有重要作用的防护林地和特殊用途林地。”《云南省澜沧拉 祜族自治县林业发展条例》中指出“任何单位和个人未经 林业部门批准,不得在国有林区建盖房屋、开垦种植和养殖。”所以本次选址分析对国有林地区域进行了避让。
1.6基本农田覆盖区
根据《基本农田保护条例》第十五条规定:基本农田保护区经依法划定后,任何单位和个人不得改变或者占用。国家能源、交通、水利、军事设施等重点建设项目选址确实无法避开基本农田保护区,需要占用基本农田,涉及农用地转用或者征用土地的,必须经国务院批准。所以本次分析对基本农田区域进行了避让。
2.综合分析
2.1 GIS选址分析方法及过程概述
首先,水体保护范围内、村庄保护范围内、国有林地覆盖区和基本农田覆盖区被考虑为不可占用地。最终的分析采用“高程分级图”、“坡度分级图”和“保护区范围图”,工具采用加权叠加工具(Weighted Overlay)来进行。加权叠加工具是最常用的叠加分析工具,适用于选址类的问题。分析者给予每个参与评价的因素一个权重值,并赋予每个因素中的分级相同形式的“优先值”序列。当权重和优先值设定完后,Weighted Overlay工具就会按照拟定的算法进行栅格计算,最终得到“污水处理站适宜地选址结果图”。见图1。
2.2 GIS选址结果
从得到的污水处理站适宜地选址结果图中可以看到可用的“适宜用地”非常少,其中最适宜建设地面积为34888m2,可建设地面积为202469 m2,块状分散在几个区域,其中适宜用地主要集中在图1中的“1”区域和图1中的“2”区域内。两者都在南根河的下游。
其中,“1”区域位置较好,与主要村寨距离适中。距离较远的各别村寨的污水如果排向此处,管线的走向从高向低,建设难度较小。而“2”区域位置较偏,与主要村寨间有多处山体阻隔。
从通达性来说,“1”区域周围农村道路密集,比“2”区域的通达性要好得多。而且,“1”区域与“2”区域相比,电网覆盖情况好。
综合以上各项因素,规划建设的联村污水处理站用地选在 “1”区域。该地块高程范围大致在928.0-938.0m范围内,大部分地区坡度在0°-15°范围内,可用面积为13049平方米,此面积可以满足处理站工艺区与管理区建设的需要。对于坡度相对较大的位置,可以依山就势来安排污水处理站布局并选择适建于山地的处理工艺,或作为管理区建设用地。
图 1:用地选址结果图
五.结论及建议
1.结论
从这次选址过程和结果来看,使用GIS作为定址勘察前的初步选址工具是可行并且有效的。而且,在叠加分析中,可以根据侧重点不同而改变权重值,或者改变某一个或几个参评因素来得到不同的选址结果。
2.建议
在一些污水处理站选址工程中,与道路的距离也是一项参评因素。而此次选址没有将道路条件作为选址的因素,这是因为此地区现状道路多为乡间小路,如果进行污水处理站建设,道路的改扩建是必然的,故认为道路为非必要因素。
地块中坡度较小(0°-8°)的位置主要集中在水体、基本农田附近和村寨四周。此次由于保护距离的限制,使得选出的地区坡度较大。如前所述,污水处理厂站的气味与其规模和工艺有关,故村庄保护距离和水体保护距离应可以视情况进行调整,以更好地满足利于建设和环境保护的目的。
参考文献
[1]崔俊民,浅谈选址勘察,[J],文章编号:1009-6825(2003)03-0067-02,山西建筑第29卷第3期,2003年3月:67-68
[2]宋世凯等,GIS技术在新农村选址中的应用——以河北省邯郸市涉县为例,[J],文章编号:0517-6611(2011)07-04231-04,安徽农业科学,2011,39(7):4231-4234