纳氏试剂比色法测水中氨氮常见问题探讨论文
摘要: 纳氏试剂比色法测定水中的氨氮,因方法简便、快速、灵敏度高而广泛应用于水中氨氮检测。文章初步探讨了纳氏试剂比色法测定氨氮的几个应注意的问题:预处理方法的选择;水样中干扰的消除;配制酒石酸钾钠溶液及纳氏试剂应注意的问题以及显色条件的控制等等。
关键词: 纳氏试剂比色法,预处理,纳氏试剂,显色条件
1预处理方法的选择
水样带色或浑浊以及含其他干扰物质,影响暗淡的测定,因此需要相应的预处理,对于较清洁的水样可采用絮凝沉淀法[1],对严重污染的水或工业废水,则用蒸馏法[1]预处理以消除干扰。其中因前者更简单快捷,成为首选的方法。
1.1絮凝沉淀法及改进
1.1.1仪器
100ml具塞量筒或比色管
1.1.2试剂:
(1)10%硫酸溶液
(2)25%氢氧化钠溶液
1.1.3步骤
取100ml水样于具塞量筒或比色管中,加入1ml10%硫酸锌溶液和2~4滴25%氢氧化钠溶液,调pH值10.5左右,混匀,静置使沉淀。取适量上清液备用。在此处有一方法的改进,就是没用滤纸过滤,而是取静置后的上清液。静置的时间视取样时不能取到絮状物为准。
1.1.4讨论:《在水和废水监测分析方法》第四版中,经絮凝沉淀后的水样使用无氨水充分洗涤过的中速滤纸过滤,弃去初滤液20ml后的滤液。有实验表明,不同滤纸或同种滤纸但不同张之间铵盐含量差别很大,有些含量较高的滤纸虽多次用水洗涤,但仍达不到实验要求。因此使用前需对每一批次滤纸进行抽检,淋洗时要少量多次。也有研究发现滤纸中约有0.25%的可溶物和滤纸平均失重0.58%,这些可溶物将影响到分析结果的准确性。直接取上清液避免了这一弊端。
2水样中各种干扰的消除:
在实际工作中,由于样品千差万别,干扰物复杂多样,有时会出现样品经絮凝沉淀预处理后显色溶液浑浊的现象,严重影响透光率,造成结果偏高,这时要用蒸馏预处理法。方法参见《水和废水监测分析方法》(第四版)
2.1色(浊)度干扰的消除。
取50mL水样于50mL比色管中,加1.00mL酒石酸钾钠溶液,加1.00mL15%氢氧化钾溶液,测量吸光度(校正吸光度),水样经纳氏试剂比色后测得吸光度减去校正吸光度。
2.2金属离子干扰的消除。
在碱性环境中,金属离子容易发生水解,一般加入酒石酸钾钠络合;含有汞盐可加少量硫代硫酸钠络合而掩蔽;含有Mn2+时,用50%酒石酸钾钠1.00mL+2%Na2EDTA1.00mL代替纯酒石酸钾钠能掩蔽Mn2+干扰[2];含有大量Cu、Fe等金属离子,采用蒸馏法进行预处理后,再测定。
2.3有机物干扰的消除。
水样中含有甘氨酸、肼和某些胺类等有机物时,调节水样pH值到9.5左右,对其进行蒸馏处理;含有酮类、醛类和其他胺类时,在pH值较低情况下,用煮沸方法除去。
2.4显色溶液浑浊的应对措施
用絮凝沉淀法预处理后取上清液,加入酒石酸钾钠溶液和纳氏试剂后,有时会出现浑浊现象,严重影响透光率,误差非常大。笔者在测污水处理厂的'出水水样是经常会遇到此情况,不加酒石酸钾钠显色溶液不浑浊,由此可见是酒石酸钾钠的问题,可用(3.1)方法提纯后的酒石酸钾钠溶液,再不行就用蒸馏法预处理后测定。
3试剂配制应注意的问题
药品的纯度及试剂的配置方法都影响到实验结果。
3.1酒石酸钾钠纯度直接关系到测定结果,导致实验空白值高和引起实际水样浑浊,影响测定需要对其溶液进行提纯,以去除其中的铵盐。实际工作中,有两种处理方法。
①采用纳氏试剂对酒石酸钾钠溶液(50%)进行提纯,纳氏试剂加入量为酒石酸钾钠溶液体积2%,空白吸光度最小且基本稳定;
②向酒石酸钾钠溶液中加少量碱液,煮沸蒸发至50mL左右,冷却并定容至100mL。试验表明:经以上两种方法提纯后空白值也能满足分析测定要求。
3.2纳氏试剂的配制
了解纳氏试剂测氨氮的显色原理有利于理解纳氏试剂的配制方法,原理如下:2K2[HgI4]+3NaOH+NH3→NH2HgIO+3NaI+4KI+2H2O
纳氏试剂的配制有两种方法,均能产生显色基团[HgI4]2—,第一种配制方法用氯化汞和碘化钾,关键在于把HgCl2的加入量,这决定着获得显色基团含量的多少,进而影响方法的灵敏度。但方法未给出HgCl2的确切用量,需要根据试剂配制过程中的现象加以判断,经验性强,因而较难把握。有人据经验总结出HgCl2与KI的用量比为0.44∶1时(即8.8gHgCl2溶于20gKI溶液),效果很好。在此不再赘述,第二种方法用碘化汞和碘化钾:称取16g氢氧化钠,溶于50ml水中,充分冷却至室温。另称取7g碘化钾和10g碘化汞溶于水,将此溶液在搅拌下徐徐注入氢氧化钠溶液中,用水稀释至100ml。在此尤其要注意碘化汞与碘化钾的比例,I—不能过量,否则反应会逆向进行,显色基团[HgI4]2—减少,纳氏试剂颜色变浅,用此纳氏试剂做出的氨氮工作曲线低点显色不灵敏,几乎没有差别,线性很差,实验失败。碘化汞微溶于水,溶液中存在I—的碱性溶液中反应生成[HgI4]2—红色沉淀才消失,过量时以红色碘化汞沉淀的形式存在,不会使显色反应逆向进行,因此在实际工作中应使碘化汞稍稍过量,配制好的的纳氏试剂静置后弃去沉淀,小心倒入聚乙烯瓶中,密塞,低温保存。
4显色反应条件的控制
4.1 反应温度、时间。实验表明:反应温度为25℃时,显色最完全,反应时间为10~30min,溶液颜色较稳定。实际工作中,显色温度控制在20℃~25℃,时间控制在10min左右,快速测定,以确保监测数据准确可靠。
4.2反应体系pH值。水样pH值的变化对显色有显著影响,水样呈中性或碱性,测定结果相对偏差符合分析要求,水样呈酸性无可比性。实验发现[3],当水样呈酸性时测定值为0.24mg/L ,呈碱性时测定值为1.03 mg/L ,呈中性时测定值为0.92 mg/L。实验表明[4]:当溶液pH<11时,不能使溶液中nh4+全部转化为nh3,使测定结果偏低;当ph>11时,99%以上NH4+ 转化为NH3。在测定水样时先调整pH至中性,加入纳氏试剂后体系pH值在11.8~12.4为宜。实际工作中,配制较强缓冲能力的氢氧化钾-酒石酸溶液(浓度比为2.54:1),能够更好地控制体系pH值。
结论:纳氏试剂比色法测水中氨氮,灵敏度高,操作简便,易于推广,对于不同的水样要选择不同的预处理方法,否则会给结果带来很大误差,对于相对清洁,干扰较少的水样可采用简单省时的絮凝沉淀法,采用此法时可用取上清液的方法,以避免滤纸过滤引进的氨氮污染。对于污染严重,干扰物较多的水样应用蒸馏法予以预处理。针对不同的干扰物应分别采取相应的消除措施。试剂的配制也很关键,对市售酒石酸钾钠予以提纯以消除高铵盐带来的误差,纳氏试剂的配制碘化汞应稍稍过量,出现少量的红色沉淀不影响实验结果,相反,碘化钾过量会导致显色不灵敏,实验失败。控制显色的时间、温度及反应体系的pH值也结果准确可靠的重要条件。
参考文献:
[1]国家环境保护总局,《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法.—4版. [M]北京:中国环境科学出版社 2002
[2]丁建森,李 凌. 饮用水中锰对氨氮检测影响的探讨[J] 上海预防医学杂志,1997 ,9 (10) :474 – 475
[3] 苏爱梅,王俊荣. 氨氮测定过程中有关问题的探讨[J] 干旱环境监测,2003,17(2):123-125
[4] 陈国强,卢明宇. 应用离子选择电极法测定生活污水中的氨氮[J].重庆环境科学,1998 ,20(3):58-90
水资源保护监测的不足和发展建议论文
大家最不陌生的就是作文了吧,尤其是议论文,议论文是对某个问题或某件事进行分析、评论,表达自己的观点和主张的文章体裁。这类型的作文应该怎么写呢?以下是我整理的水资源保护监测的不足和发展建议论文,仅供参考,欢迎大家阅读。
摘要:
随着工业化进程的不断加速,我国水资源问题越来越突出,有些地方直接影响了生活用水供应。可见,研究水资源保护监测尤为重要。鉴于此,文章深入探讨水资源保护监测中存在的问题,并提出可行的建设建议,强化水资源保护意识,更好地促进我国水资源保护工作可持续发展。
关键词:
水资源保护;监测;问题;建议;
引言:
我国社会主义现代化建设的不断发展使得水资源需求量也在不断增加,但是工业发展又引发了水资源浪费及污染等一系列问题。在此情形下,社会水资源供需矛盾突出,一定程度上制约了社会经济的发展。目前,我国水污染问题亟待解决,监测水质对保护水资源具有重要实践意义。
1、水资源保护中水质监测的重要性
1.1、有效保护水资源
水资源保护监测即针对水质进行监测,及时把控水资源质量。水资源监测可以反映入河污染物总量、河道纳污能力以及消减量等指标。水质监测结果通常用数据来表示,通过对一定范围水环境在一定时间段内进行连续监测,可以有效掌握该区域内水资源污染物质来源、分布状况和分布规律[1],同时也能科学预测水质污染情况,合理监测水环境,进一步明确水环境污染的控制对象,进而提出科学控制和保护策略。
1.2、以水资源监测保障用水安全
我国水质监测工作中主要采取定期、定点的监测方法,规定每年针对河流水质监测采样频率不能低于12次,于每月中旬开展采样。水质监测可针对某一特定水环境水质变化情况进行重复跟踪和监测,以此来保障水环境质量监测数据科学性。另外,水质监测也可针对突发性水污染事件进行及时跟踪,为人们生活、生产用水提供保障[2]。
1.3、提供决策参考
政府部门对水资源进行宏观的开发利用及资源配置,很大程度上都依赖于水质监测所提供的有效数据。在开展水资源配置和调度时要全面掌握水资源质量状况,同时要尽可能实现水资源的合理利用。例如,我国在2013年开展的黄济津水资源调度过程中引发了水质恶化事件,针对这一问题,政府部门推出了引黄政策,及时处理了污染水质,最大程度地节约了人力、物力、财力资源[3]。
2、水资源保护监测存在的问题
水资源保护监测中的首要目标是保护饮用水源。目前,我国大部分省份水功能区的监测主要集中在地表水层面,对地下饮用水的监测较少。未来水资源保护工作主要建立在水功能区的管理上。从实际监测角度看,水功能监测主要集中在重点水功能区,监测范围比较有限;针对入河排污口,多数省份仍然采取每年一次的监测频率,部分地区也会采取两年一次或一年两次的监测频率,这种监测方式下监测结果代表性不足,监测方式不够合理,不能准确计算水环境某一时期内污水及污染物排放量[4]。此外,全国水质监测点位的设置明显不足,不能直观、准确地反映地下水水质状况;水体生态监测也处在起步阶段,没有构建完善的评价体系;针对紧急污染事件的监测能力明显不足,不少地区的水环境保护监测中心仅配备了一台应急监测车。
2.1、监测能力不足
近年来,虽然全国各地不断加大水质监测建设方面的投资力度,促进了地区监测中心监测技术设备的更新,但从全局来看,不少地区的中心实验室仍然存在监测设备老化、技术水平落后等问题。大部分地区仅省中心能够完成认证参数监测,且主要以手工操作监测方式为主,监测效率较低。在我国全面推进水务工作的前提下,各省份的市级分中心监测频率、监测范围等已经不能满足水务工作快速发展的实际需求,各地监测站点设置不足对地区水资源发展造成了一定限制。
2.2、实验室设备配套不足
近年来,我国在水资源监控建设项目、省界水质监测分中心监测建设方面不断加大投资力度,极大改善了各分中心的设施及环境,有效提升了监测能力,但中心实验室的建设仍未达到预期效果。实验室的仪器设备水平仅能满足常规的.监测需求,且没有配套足够应急监测设备,对水源地监测、生态监测及突发应急监测能力不足,监测设备、仪器陈旧,自动化、智能化水平低,对水质监测质量、监测准确性有极大影响。
2.3、专业技术人员配置不足
当前,我国正在全面推进水质监测工作,监测项目的不断增加导致水质监测分析技术难度加大,对专业化人才资源的需求越来越迫切。由于专业监测人员配备数量不足,水质监测质量及管理效率受到极大影响。新形势下,水质监测管理工作任务越来越重,监测工作对技术的要求也越来越高,且随着我国各实验中心大型仪器设备的不断升级,对监测人员的专业技术水平提出了更高要求。受限于我国编制体制,专业技术人员紧缺现象仍然严重,人才储备也不能满足水质监测和管理的实际要求。
3、水资源保护监测建设建议
3.1、构建水资源保护监测站网
建设水资源保护监测站网要采取统一布局的方式,从流域优化出发强化各站点之间的联系,对严重影响生产生活的水域进行强化监测,并针对不同区域及不同流域水资源评价需求进行综合考虑,以省为单位构建完善、高效的水资源监测站网。
1)水功能区监测。为进一步强化水资源开发、利用和保护,我国在2012年推出了《全国重要江河湖泊水功能区(2011—2030年)》,全国各省份重要饮用水源地都被划入国家重要水功能区,同时各省份针对国家重点水功能区及省级重要水功能区都开展了常规监测,各地政府也在季度考核中纳入了水功能区监测考核达标指标,各地水功能区监测覆盖率也达到95%。
2)省界监测站网建设。按照国家水功能区监测要求,以流域机构为准开展构建省界监测站网,根据规划,到2030年要实现国界、省界监测全覆盖,水量水自动监测站点也在加速建设中。
3)入河口监测建设。根据《全国重要江河湖泊水工区(2011—2030年)》规划要求,针对DOD、氨氮、区域性特征污染物排放超过总排放量50%的入河排污口需要实施在线计量监控,超过80%的排污口需要严格实施人工检测[5]。各省需结合省界污染物排放实际状况实现水功能区的全面普查,并以普查结果为基础制定科学监测计划[6]。
3.2、提高水资源保护监测能力
首先,要强化各省中心实验室建设,加快仪器设备更新换代,提升监测设备的自动化、智能化建设,从长期、深层次角度构建水质监测目标,保证实验室建设的前瞻性。其次,要加大人才资源开发,跟随水质监测设备的技术发展,更新人才结构,为中心储备更多专业化人才,以此来满足水质监测发展的新要求。
4、结束语
总而言之,水资源保护监测主要目标是通过构建监测站网、改进实验室、加强自动监测站建设等方法强化地表水体、水生态、地下水的监测、评价和预警,从而为水资源监督和保护提供服务,进一步促进水资源开发利用发展,有效遏制水资源及生态环境破坏,为我国社会经济发展提供有效支撑。
参考文献
[1]陈强完善水环境监测质量体系合理保护利用水资源[J].吉林农业,2018(08):57.
[2]王旭光,章启兵安徽准北地区地下水资源开发利用问题和保护对策[J].治淮2018(03):16-18.
[3]林国俊杨寅群,李志军刘学文蔡金洲,陈晓娟雷明军.厄瓜多尔Napo流域水环境现状与保护对策[J]人民长江,2017,48(22):53-57.
[4]时晓飞,王非王丽萍,加强水质监测为水资源保护提供技术支撑[J]河北水利.2016(2):33.
[5]徐剑秋,卞俊杰加强水环境监测为长江大保护提供技术支撑[J]水利水电快报,2016,37(11):1-2.
[6]卓海华刘辉吴云丽,谭凌智,兰静流域水环境监测共建共管实验室建设回顾和思考[J].人民长江,2016,47(16):5-9.
请参考这篇文献《离子色谱法测定水中氨氮含量》【题名】离子色谱法测定水中氨氮含量【作者】杨文英 王艳春【机构】北京市通州区疾病预防控制中心,北京101100【刊名】《中国卫生检验杂志》 2005年第15卷第11期,1338-1339页【关键词】离子色谱法 氨氮 水【文摘】目的:用离子色谱法测定水中的氨氮含量。方法:采用DX-120型离子色谱仪,选用IonPac CS12A分离柱,淋洗液为20mmol/L甲烷磺酸,流速为0.60ml/min,电导检测器。结果:氨氮浓度在0.04—2.0mg/L范围内具有较好的线性关系,相关系数为0.9997,检出限为0.010mg/L。测定方法具有较好的精密度和准确度,相对标准偏差为0.82%,加标回收率在 95.2%-107.0%之间。在Na^+离子浓度不影响氨氮测定的条件下,与纳氏试剂分光光度法做对比实验,两种方法测定结果无显著性差异。结论:该方法操作简便、快速、无污染,可用于水中氨氮含量的分析。建议您可以到行业内专业的网站进行交流学习!分析测试百科网这块做得不错,气相、液相、质谱、光谱、药物分析、化学分析、食品分析。这方面的专家比较多,基本上问题都能得到解答,有问题可去那提问,网址百度搜下就有。
2017年水处理技术论文篇二 浅谈给水处理技术的发展 [摘要] 水与人们生活生产密切相关,而且水是保障人民生活发展工业生产不可缺少的物质基础。近年来,人口增长、水资源的分布不均、污染加剧等问题造成水资源不足日益严重。因此给水处理技术一直在改进。本文旨在介绍一些给水处理日益发展的基本技术。 [关键词] 给水处理 污染物 现代化 高级氧化 膜技术 1.现代化处理技术 1.1化学氧化 水质处理常用氯氧化,当有机污染尚未得到去除时,会产生较多的有害消毒副产物。目前采用KMnO4语气复合剂(一种专门商品)的应用逐渐展开,对氧化有机物、改善混凝取得较好效果。臭氧预氧化可以提高有机物的可生物降解性,又可除嗅、脱色,去除铁、锰,但往往结合后续深度处理臭氧—活性炭时才采用。 1.2加吸附剂粉末炭 粉末炭,具有吸附能力好、投加灵活、对污染物处理效能高等优点,但由于耗费较高(约105元/m^3左右),一般只有在消除冲击性污染时采用,投加量需10~20mg/L,现在一些水污染事件中就曾应用过此技术,此外还可以通过此技术对原水进行控制,并将该技术演化,如形成活性炭吸附带控制突发性污染事件等。 1.3调节pH 由于投加酸与碱,运行成本增加,又在原水中增加无机离子,在我国很少采用,国外在此方面研究较多,这里不做详述。但其对原水pH的控制以及对某些污染物去除还具有良好的功效的,这一点也被业内广泛认可。 1.4生物预处理 20世纪70年代以来,生物处理工艺越来越广泛应用于市政给水生物处理方法包括生物接触氧化法、生物转盘、生物流化床、生物滤池氧化法、生物活性炭滤池和膜生物反应器等多种形式。生物预处理借助微生物的生命活动对水中的氨氮等有机污染物和铁、锰等无机物进行去除,从而改善水的混凝沉淀性能,使后续工艺较好的发挥作用,提高出水的水质。 2.给水处理的新技术 2.1高级氧化技术 高级氧化技术是给水处理的新技术,并受到了许多的关注,在水处理中有广泛的应用,高级氧化技术包括臭氧氧化技术、超临界水氧化技术、光催化氧化技术、超声空化氧化技术等。 2.1.1臭氧氧化技术 臭氧由于其在水中有较高的氧化还原电位,常用来进行杀菌消毒、除臭、除味、脱色等,在饮用水处理中有着广泛的应用。近年来,由于氯氧化发用于给水、循环水处理和废水处理中有可能产生三氯甲烷等“三致”物质而受到限制,使臭氧在水处理中的作用受到了更多的关注。但臭氧应用于废水处理还存在着一些问题,如臭氧发生的成本高,而利用率偏低,臭氧处理的费用高;臭氧与有机物的反应选择性较强,在低剂量和短时间内臭氧不可能完全矿化污染物,且分解生成的中间产物会阻止臭氧的进一步氧化。因此,提高臭氧利用率和氧化能力就成为臭氧高级氧化法的研究热点。臭氧的高级氧化技术就是通过臭氧氧化与各种水处理技术的结合,形成氧化性更强、反应选择性较低的羟基自由基。 2.1.2超临界水氧化技术 超临界水反应与氧化组合为“超临界水氧化(SCWO:Supercritical Water Oxidation)”技术,应用较多。超临界水有优良的溶剂特性,增加了电导率和离子值。表示溶剂的极性的电导率,在常温常压下的值较高(78),在高温高压下的己烷和甲醇等无极性,与弱极性的有机溶剂的电导率等值(2~30左右)。因此,在高温高压下的水溶解有机物是可能的。 SCWO技术有以下特点: 1) 将有机物完全分解成水和二氧化碳,使之无害化。 2) 不产生以二恶英为代表的有害的副产物。 3) 反应速度快,单位时间内处理量大,装置小型化。 4) 与焚烧炉不同,不需要烟筒,不排放烟气。 在临界温度下易于控制加水分解反应,或易于控制原子团的反应,这是超临界水作为反应溶剂的优越性。不用酸和碱即可进行废水处理,是极好的环境处理技术。 2.1.3光催化氧化技术 所谓光催化氧化反应,就是在光的作用下进行的化学反应。光化学反应的活化能来源于光子的能量,在太阳能的利用中光电转化以及光化学转化一直是十分活跃的研究领域。光催化氧化技术利用光激发氧化将O2、H2O2等氧化剂与光辐射相结合。所用光主要为紫外光,包括uv-H2O2、uv-O2等工艺,可以用于处理污水中CHCl3、CCl4、多氯联苯等难降解物。另外,在有紫外光的Fenton体系中,紫外光与铁离子之间存在着协同效应,使H2O2分解产生羟基自由基的速率大大加快,促进有机物的氧化去除。 2.1.4超声空化氧化技术 超声空化是指水中的微小泡核在超声波作用下被激化,表现为泡核的振荡、生长、收缩及崩溃等一系列动力学过程。超声空话技术就是利用声解,将水中有机物转化为CO2、水、无机离子和有机酸等成分。超声空化技术具有少污染或无污染、设备简单等优点,同时,还伴有杀菌消毒功效,是一种很有潜力的水处理新技术。但现阶段超声空话技术主要用于实验室小水量的处理研究中,尚处于基础研究阶段。为了提高降解速度同时降低费用,国内外的水处理工作者又相继研究开发了关于超声波与其他技术相联合的新工艺,如臭氧/超声波联合工艺。在臭氧/超声联合处理含酚水的实验研究中,取得了较好的处理效果。 2.2膜处理技术 随着人类对膜的逐步认识,各种人工合成膜也应运而生,其种类繁多,作用也千差万别,但是它们具有一个共同的特点---选择透过性。膜从广义上可以定义为两相之间的一个具有选择透过性的薄层屏障。 膜式活性污泥法技术是分离技术与生物技术有机结合的新型的水处理技术。是利用膜分离设备截留生化反应池中的活性污泥和大分子有机物,省掉二沉池。活性污泥浓度因此大大提高,水力停留时间和污泥停留时间可以分别控制,而难降解的物质在反应池中不断反应、降解。因此膜处理工艺是通过膜分离技术大大强化了生物处理的功能。 3.结语 我国的给水处理目前普遍采用混凝、沉淀、过滤、消毒组成的常规水处理技术, 优点是水处理成本低, 平均处理效果较好。此外, 水源污染加剧, 常规水处理工艺对某些有机污染物的去除效果不佳。而新兴的水处理技术对水质的改善提供了支撑。臭氧-活性炭处理、膜技术等水处理技术在去除效率、无害性等方面均有常规处理无法比拟的优势, 并且在发达国家的使用经验也表明了这些技术的可靠性。随着科技的进步, 材料学的发展,这些新兴工艺的成本也在逐渐降低。因此我们可以预见, 未来的水处理, 将朝着更安全、更高效、更环保的方向发展。 参考文献 [1]陆煜康,唐锂.水处理节能和新能源的应用.北京:化学工业出版社,2010,5 [2]苑宝玲,王洪杰.水处理新技术原理与应用.北京:化学工业出版社,2006,1 [3] 陆煜康.水处理新技术与能源自给途径.机械工业出版社,2008,8 作者简介: 阚沙沙(1992-),女,汉族,吉林松原人,郑州大学,水利与环境学院,给水排水工程. 郭丹丹(1991-),女,汉族,河南许昌人,郑州大学,水利与环境学院,给水排水工程. 看了“2017年水处理技术论文”的人还看: 1. 关于水处理技术论文 2. 锅炉水处理技术论文 3. 工业水处理技术论文 4. 膜法水处理技术论文 5. 锅炉水处理技术论文(2)
因为氨氮这两个营养元素是目前造成国内河流湖泊富营养化的直接因素,所以用氨氮含量作为废水指标。富营养化是指生物所需的氨、氮、磷等营养物质大量进入湖泊、河口、海湾等缓流水体,引起藻类及其它浮游生物迅速繁殖,水体溶氧量下降,鱼类及其它生物大量死亡的现象。大量死亡的水生生物沉积到湖底,被微生物分解,消耗大量的溶解氧,使水体溶解氧含量进一步急剧降低,水质恶化,以致影响到鱼类的生存,大大加速了水体的富营养化过程。水体出现富营养化现象时,由于浮游生物大量繁殖,往往使水体呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等,这种现象在江河湖泊中叫水华(水花),在海中叫赤潮。在发生赤潮的水域里,一些浮游生物暴发性繁殖,使水变成红色,因此叫“赤潮”。这些藻类有恶臭、有毒,鱼不能食用。藻类遮蔽阳光,使水底生植物因光合作用受到阻碍而死去,腐败后放出氨、氮、磷等植物的营养物质,再供藻类利用。这样年深月久,造成恶性循环,藻类大量繁殖,水质恶化而又腥臭,水中缺氧,造成鱼类窒息死亡。因此通过检测水中氨氮含量可以大致判断水质的情况。。
纳氏试剂比色法测水中氨氮常见问题探讨论文
摘要: 纳氏试剂比色法测定水中的氨氮,因方法简便、快速、灵敏度高而广泛应用于水中氨氮检测。文章初步探讨了纳氏试剂比色法测定氨氮的几个应注意的问题:预处理方法的选择;水样中干扰的消除;配制酒石酸钾钠溶液及纳氏试剂应注意的问题以及显色条件的控制等等。
关键词: 纳氏试剂比色法,预处理,纳氏试剂,显色条件
1预处理方法的选择
水样带色或浑浊以及含其他干扰物质,影响暗淡的测定,因此需要相应的预处理,对于较清洁的水样可采用絮凝沉淀法[1],对严重污染的水或工业废水,则用蒸馏法[1]预处理以消除干扰。其中因前者更简单快捷,成为首选的方法。
1.1絮凝沉淀法及改进
1.1.1仪器
100ml具塞量筒或比色管
1.1.2试剂:
(1)10%硫酸溶液
(2)25%氢氧化钠溶液
1.1.3步骤
取100ml水样于具塞量筒或比色管中,加入1ml10%硫酸锌溶液和2~4滴25%氢氧化钠溶液,调pH值10.5左右,混匀,静置使沉淀。取适量上清液备用。在此处有一方法的改进,就是没用滤纸过滤,而是取静置后的上清液。静置的时间视取样时不能取到絮状物为准。
1.1.4讨论:《在水和废水监测分析方法》第四版中,经絮凝沉淀后的水样使用无氨水充分洗涤过的中速滤纸过滤,弃去初滤液20ml后的滤液。有实验表明,不同滤纸或同种滤纸但不同张之间铵盐含量差别很大,有些含量较高的滤纸虽多次用水洗涤,但仍达不到实验要求。因此使用前需对每一批次滤纸进行抽检,淋洗时要少量多次。也有研究发现滤纸中约有0.25%的可溶物和滤纸平均失重0.58%,这些可溶物将影响到分析结果的准确性。直接取上清液避免了这一弊端。
2水样中各种干扰的消除:
在实际工作中,由于样品千差万别,干扰物复杂多样,有时会出现样品经絮凝沉淀预处理后显色溶液浑浊的现象,严重影响透光率,造成结果偏高,这时要用蒸馏预处理法。方法参见《水和废水监测分析方法》(第四版)
2.1色(浊)度干扰的消除。
取50mL水样于50mL比色管中,加1.00mL酒石酸钾钠溶液,加1.00mL15%氢氧化钾溶液,测量吸光度(校正吸光度),水样经纳氏试剂比色后测得吸光度减去校正吸光度。
2.2金属离子干扰的消除。
在碱性环境中,金属离子容易发生水解,一般加入酒石酸钾钠络合;含有汞盐可加少量硫代硫酸钠络合而掩蔽;含有Mn2+时,用50%酒石酸钾钠1.00mL+2%Na2EDTA1.00mL代替纯酒石酸钾钠能掩蔽Mn2+干扰[2];含有大量Cu、Fe等金属离子,采用蒸馏法进行预处理后,再测定。
2.3有机物干扰的消除。
水样中含有甘氨酸、肼和某些胺类等有机物时,调节水样pH值到9.5左右,对其进行蒸馏处理;含有酮类、醛类和其他胺类时,在pH值较低情况下,用煮沸方法除去。
2.4显色溶液浑浊的应对措施
用絮凝沉淀法预处理后取上清液,加入酒石酸钾钠溶液和纳氏试剂后,有时会出现浑浊现象,严重影响透光率,误差非常大。笔者在测污水处理厂的'出水水样是经常会遇到此情况,不加酒石酸钾钠显色溶液不浑浊,由此可见是酒石酸钾钠的问题,可用(3.1)方法提纯后的酒石酸钾钠溶液,再不行就用蒸馏法预处理后测定。
3试剂配制应注意的问题
药品的纯度及试剂的配置方法都影响到实验结果。
3.1酒石酸钾钠纯度直接关系到测定结果,导致实验空白值高和引起实际水样浑浊,影响测定需要对其溶液进行提纯,以去除其中的铵盐。实际工作中,有两种处理方法。
①采用纳氏试剂对酒石酸钾钠溶液(50%)进行提纯,纳氏试剂加入量为酒石酸钾钠溶液体积2%,空白吸光度最小且基本稳定;
②向酒石酸钾钠溶液中加少量碱液,煮沸蒸发至50mL左右,冷却并定容至100mL。试验表明:经以上两种方法提纯后空白值也能满足分析测定要求。
3.2纳氏试剂的配制
了解纳氏试剂测氨氮的显色原理有利于理解纳氏试剂的配制方法,原理如下:2K2[HgI4]+3NaOH+NH3→NH2HgIO+3NaI+4KI+2H2O
纳氏试剂的配制有两种方法,均能产生显色基团[HgI4]2—,第一种配制方法用氯化汞和碘化钾,关键在于把HgCl2的加入量,这决定着获得显色基团含量的多少,进而影响方法的灵敏度。但方法未给出HgCl2的确切用量,需要根据试剂配制过程中的现象加以判断,经验性强,因而较难把握。有人据经验总结出HgCl2与KI的用量比为0.44∶1时(即8.8gHgCl2溶于20gKI溶液),效果很好。在此不再赘述,第二种方法用碘化汞和碘化钾:称取16g氢氧化钠,溶于50ml水中,充分冷却至室温。另称取7g碘化钾和10g碘化汞溶于水,将此溶液在搅拌下徐徐注入氢氧化钠溶液中,用水稀释至100ml。在此尤其要注意碘化汞与碘化钾的比例,I—不能过量,否则反应会逆向进行,显色基团[HgI4]2—减少,纳氏试剂颜色变浅,用此纳氏试剂做出的氨氮工作曲线低点显色不灵敏,几乎没有差别,线性很差,实验失败。碘化汞微溶于水,溶液中存在I—的碱性溶液中反应生成[HgI4]2—红色沉淀才消失,过量时以红色碘化汞沉淀的形式存在,不会使显色反应逆向进行,因此在实际工作中应使碘化汞稍稍过量,配制好的的纳氏试剂静置后弃去沉淀,小心倒入聚乙烯瓶中,密塞,低温保存。
4显色反应条件的控制
4.1 反应温度、时间。实验表明:反应温度为25℃时,显色最完全,反应时间为10~30min,溶液颜色较稳定。实际工作中,显色温度控制在20℃~25℃,时间控制在10min左右,快速测定,以确保监测数据准确可靠。
4.2反应体系pH值。水样pH值的变化对显色有显著影响,水样呈中性或碱性,测定结果相对偏差符合分析要求,水样呈酸性无可比性。实验发现[3],当水样呈酸性时测定值为0.24mg/L ,呈碱性时测定值为1.03 mg/L ,呈中性时测定值为0.92 mg/L。实验表明[4]:当溶液pH<11时,不能使溶液中nh4+全部转化为nh3,使测定结果偏低;当ph>11时,99%以上NH4+ 转化为NH3。在测定水样时先调整pH至中性,加入纳氏试剂后体系pH值在11.8~12.4为宜。实际工作中,配制较强缓冲能力的氢氧化钾-酒石酸溶液(浓度比为2.54:1),能够更好地控制体系pH值。
结论:纳氏试剂比色法测水中氨氮,灵敏度高,操作简便,易于推广,对于不同的水样要选择不同的预处理方法,否则会给结果带来很大误差,对于相对清洁,干扰较少的水样可采用简单省时的絮凝沉淀法,采用此法时可用取上清液的方法,以避免滤纸过滤引进的氨氮污染。对于污染严重,干扰物较多的水样应用蒸馏法予以预处理。针对不同的干扰物应分别采取相应的消除措施。试剂的配制也很关键,对市售酒石酸钾钠予以提纯以消除高铵盐带来的误差,纳氏试剂的配制碘化汞应稍稍过量,出现少量的红色沉淀不影响实验结果,相反,碘化钾过量会导致显色不灵敏,实验失败。控制显色的时间、温度及反应体系的pH值也结果准确可靠的重要条件。
参考文献:
[1]国家环境保护总局,《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法.—4版. [M]北京:中国环境科学出版社 2002
[2]丁建森,李 凌. 饮用水中锰对氨氮检测影响的探讨[J] 上海预防医学杂志,1997 ,9 (10) :474 – 475
[3] 苏爱梅,王俊荣. 氨氮测定过程中有关问题的探讨[J] 干旱环境监测,2003,17(2):123-125
[4] 陈国强,卢明宇. 应用离子选择电极法测定生活污水中的氨氮[J].重庆环境科学,1998 ,20(3):58-90
随着工业化进程的不断推进,水污染的覆盖面也随之不断扩大,这给环境造成了严重的破坏,下面是我精心推荐的水污染控制技术论文范文,希望你能有所感触!
水污染及其控制方法
【摘要】水是人类生产生活中必不可少的宝贵资源,因此水体一旦受到污染,不仅使水资源的数量、质量下降,直接或间接地危及人类的生存和发展,而且污染后的水体也很难再得到恢复和控制。本文主要对水体污染的类型特征及我国的水污染现状进行了综合评述,简要的阐明了水污染可能会带来的危害及水污染的常规处理方法,并就目前水污染防治过程中所面临的困难提出几点建议。
【关键词】水体污染;现状;危害;防治;控制方法
1、水体污染及其类型
1.1 水体污染[1]
水体污染是指排入水体的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和自净能力即水体的环境容量,破坏了水中固有的生态系统,破坏了水体的功能及其在人类活动和生产中的作用,降低了水体的使用价值和功能的现象。我国水污染具有影响地域广、持续时间长、水质季节性变化、污染类型复杂等普遍特征。
1.2 水污染现状
近年来,我国江河、湖泊和海域普遍遭受不同程度的污染,各种类型的水污染事件更是不断地发生。如2004年2月在四川沱江发生严重氨氮超标排放事件,工业废水不合格排放致使大量鱼类死亡,100多万人饮水受到影响,直接经济损失超过3亿元;2005年11月,中石油吉林石化公司双苯厂发生爆炸,苯类污染物泄露流入第二松花江,造成水质污染[2]。当然,我们也采取了很多措施来缓解我国水污染严峻的状况,如从1998年开始的“淮河水专项”,到今天为止已经坚持了16年之久。
1.3 水体污染的类型[1]
从污染成因上来看,水体污染可以分为自然污染和人为污染。从污染源来看,水体污染可分为点源污染和面源污染。从污染的性质来看,水体污染可分为物理性污染、化学性污染和生物性污染。
2、水体污染的危害
水体污染将直接降低生活饮用水的品质,影响人类健康,并对水生生物的生存环境造成不同程度的破坏,影响工农业生产的正常进行,进而导致水生态失衡、生态系统退化,产生一系列的社会生态问题,并且直接影响到社会的安全稳定和经济的正常运转。
3、水污染控制技术
3.1水污染控制原则
要实现对水污染的全局调控和有效综合防治,需从宏观控制、技术控制和管理控制三个方面着手,以可持续发展为指导思想,对产业结构和工业布局进行合理的优化与调整,对工业生产工艺和污水处理技术进行改进,对受纳水体和排污口进行科学有效的管理和监督控制。
3.2水污染处理技术[3-4]
随着水污染状况的不断恶化,及其对人类生产、生活带来的诸多不利影响,越来越多的人认识到了水污染控制与管理的重要性和迫切性。现代污水处理技术,按原理可分为物理处理法、化学处理法和生物化学处理法三类。
废水的物理处理通常是借助物理力或机械力使得废水中的某些污染物质得以分离的单元操作过程。废水的化学处理,就是利用化学反应的作用去除水中的杂质,其处理对象主要是废水中无机或有机(难于降解的)溶解物质或胶体物质。生物化学处理法,是利用微生物的代谢作用,使污水中呈溶解、胶体状态的有机污染物转化为稳定的无害物质。
4、水污染防治面临的困难[5-8]
4.1 水资源保护的意识淡薄, 可持续发展的观念不强
人们对水资源保护和水污染治理的重要性还缺乏足够认识,在发展当地经济的过程中, 只注重经济效益, 忽略水资源的合理利用与保护,个别地区和企业甚至损人利己,以污染临近或下游地区的水资源与环境为代价来发展本地经济。
4.2 管理体制不顺, 缺乏配套的政策措施
现行管理体制未能有效利用经济手段, 未能形成一系列激励水污染治理、水资源优化配置和节约用水的政策措施, 从而导致水污染严重和水资源的有效利用程度不高, 用水浪费惊人。
4.3 有法不依, 执法不严现象根深蒂固
目前, 与水资源保护和水污染治理有关的法律不少, 如《中华人民共和国水法》( 2002 年)中第三十四条规定,禁止在饮用水水源保护区内设置排污口。另外在《中华人民共和国水土保持法》( 1991 年) 、《中华人民共和国水污染防治法》( 1996 年修订)等立法中, 也有关于水污染防治的相应条款。但是由于在处理水污染事件过程中,相关法律法规未能得到及时落实和有效贯彻,使得“有法不依,执法不严”情况持续存在,水污染状况日趋严重。
4.4 科研滞后, 缺乏有效的技术支持
由于水资源时空分布的不均匀性、动态性和随机性, 使得水污染防治技术不能得到统一、系统的规划和研究。流域水资源优化配置、水资源和环境的承载能力与经济发展的关系、水污染防治的有效措施, 水资源保护与管理的决策支持系统等都缺乏深入研究。
5、对水污染防治的建议[9]
5.1 源头控污
5.1.1 加强环保宣传,提高环保意识
5.1.2加强企业的环境管理,合理安排企业布局
5.1.3 加强法律法规建设,改善相应的执行机制
5.2 选择适合本地区的水污染控制技术
我国地大物博,水资源时空分布不均,经济发展地区性强,针对这一情况,不同地区在污水处理时应根据当地的地形地势,道路交通条件及居民住宅布局等具体不同情况,选择适宜当地自然环境且成本低,管理维护简单,效率高的污水处理技术。
6、总结
水是生命之源、生产之要、生态之基,水作为人类生产、生活必不可少的宝贵资源,它的污染和短缺将给人类带来致命的威胁。特别是在经济飞速发展的今天,水污染的问题更不能被忽略,我们应该吸取以往城市发展中水污染对人们的经济生活带来的严重影响的教训,充分重视水环境问题,努力实现各个地区的经济和水环境保护的持续、健康、和谐的发展。
参考文献:
[1]毕润成.生态学[M].北京:科学出版社,2012: 83-86.
[2]程声通.水污染防治规划原理与方法[M].北京:化学工业出版社,2010.5: 5-8.
[3]赵庆良,任南琪.水污染控制工程[M].北京:化学工业出版社,2005.3: 79.
[4]张宝军.水污染控制技术[M].北京:中国环境科学出版社,2007.3: 19.
[5] 谭炳卿, 孔令金, 尚化庄. 河流保护与管理综述[J]. 水资源保护, 2002(3) : 53-57.
[6] 汪恕诚. 资源水利――人与自然和谐相处[M]. 北京: 中国水利水电出版社, 2003.
[7] 钱正英, 张光斗. 中国可持续发展水资源战略研究综合报告[M] . 北京: 中国水利水电出版社, 2001.
[8] XXIX IAHR Congress. Environmental hydraulics and eco-hydraulics[ C] . Proceedings of Theme B. Beijing, TsinghuaUniversity Press, 2001.
[9] 周正, 周颖辉. 我国农村水污染现状及防治方法[J].NORTHERN ENVIRONMENT,2011: 99.
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2017年水处理技术论文篇二 浅谈给水处理技术的发展 [摘要] 水与人们生活生产密切相关,而且水是保障人民生活发展工业生产不可缺少的物质基础。近年来,人口增长、水资源的分布不均、污染加剧等问题造成水资源不足日益严重。因此给水处理技术一直在改进。本文旨在介绍一些给水处理日益发展的基本技术。 [关键词] 给水处理 污染物 现代化 高级氧化 膜技术 1.现代化处理技术 1.1化学氧化 水质处理常用氯氧化,当有机污染尚未得到去除时,会产生较多的有害消毒副产物。目前采用KMnO4语气复合剂(一种专门商品)的应用逐渐展开,对氧化有机物、改善混凝取得较好效果。臭氧预氧化可以提高有机物的可生物降解性,又可除嗅、脱色,去除铁、锰,但往往结合后续深度处理臭氧—活性炭时才采用。 1.2加吸附剂粉末炭 粉末炭,具有吸附能力好、投加灵活、对污染物处理效能高等优点,但由于耗费较高(约105元/m^3左右),一般只有在消除冲击性污染时采用,投加量需10~20mg/L,现在一些水污染事件中就曾应用过此技术,此外还可以通过此技术对原水进行控制,并将该技术演化,如形成活性炭吸附带控制突发性污染事件等。 1.3调节pH 由于投加酸与碱,运行成本增加,又在原水中增加无机离子,在我国很少采用,国外在此方面研究较多,这里不做详述。但其对原水pH的控制以及对某些污染物去除还具有良好的功效的,这一点也被业内广泛认可。 1.4生物预处理 20世纪70年代以来,生物处理工艺越来越广泛应用于市政给水生物处理方法包括生物接触氧化法、生物转盘、生物流化床、生物滤池氧化法、生物活性炭滤池和膜生物反应器等多种形式。生物预处理借助微生物的生命活动对水中的氨氮等有机污染物和铁、锰等无机物进行去除,从而改善水的混凝沉淀性能,使后续工艺较好的发挥作用,提高出水的水质。 2.给水处理的新技术 2.1高级氧化技术 高级氧化技术是给水处理的新技术,并受到了许多的关注,在水处理中有广泛的应用,高级氧化技术包括臭氧氧化技术、超临界水氧化技术、光催化氧化技术、超声空化氧化技术等。 2.1.1臭氧氧化技术 臭氧由于其在水中有较高的氧化还原电位,常用来进行杀菌消毒、除臭、除味、脱色等,在饮用水处理中有着广泛的应用。近年来,由于氯氧化发用于给水、循环水处理和废水处理中有可能产生三氯甲烷等“三致”物质而受到限制,使臭氧在水处理中的作用受到了更多的关注。但臭氧应用于废水处理还存在着一些问题,如臭氧发生的成本高,而利用率偏低,臭氧处理的费用高;臭氧与有机物的反应选择性较强,在低剂量和短时间内臭氧不可能完全矿化污染物,且分解生成的中间产物会阻止臭氧的进一步氧化。因此,提高臭氧利用率和氧化能力就成为臭氧高级氧化法的研究热点。臭氧的高级氧化技术就是通过臭氧氧化与各种水处理技术的结合,形成氧化性更强、反应选择性较低的羟基自由基。 2.1.2超临界水氧化技术 超临界水反应与氧化组合为“超临界水氧化(SCWO:Supercritical Water Oxidation)”技术,应用较多。超临界水有优良的溶剂特性,增加了电导率和离子值。表示溶剂的极性的电导率,在常温常压下的值较高(78),在高温高压下的己烷和甲醇等无极性,与弱极性的有机溶剂的电导率等值(2~30左右)。因此,在高温高压下的水溶解有机物是可能的。 SCWO技术有以下特点: 1) 将有机物完全分解成水和二氧化碳,使之无害化。 2) 不产生以二恶英为代表的有害的副产物。 3) 反应速度快,单位时间内处理量大,装置小型化。 4) 与焚烧炉不同,不需要烟筒,不排放烟气。 在临界温度下易于控制加水分解反应,或易于控制原子团的反应,这是超临界水作为反应溶剂的优越性。不用酸和碱即可进行废水处理,是极好的环境处理技术。 2.1.3光催化氧化技术 所谓光催化氧化反应,就是在光的作用下进行的化学反应。光化学反应的活化能来源于光子的能量,在太阳能的利用中光电转化以及光化学转化一直是十分活跃的研究领域。光催化氧化技术利用光激发氧化将O2、H2O2等氧化剂与光辐射相结合。所用光主要为紫外光,包括uv-H2O2、uv-O2等工艺,可以用于处理污水中CHCl3、CCl4、多氯联苯等难降解物。另外,在有紫外光的Fenton体系中,紫外光与铁离子之间存在着协同效应,使H2O2分解产生羟基自由基的速率大大加快,促进有机物的氧化去除。 2.1.4超声空化氧化技术 超声空化是指水中的微小泡核在超声波作用下被激化,表现为泡核的振荡、生长、收缩及崩溃等一系列动力学过程。超声空话技术就是利用声解,将水中有机物转化为CO2、水、无机离子和有机酸等成分。超声空化技术具有少污染或无污染、设备简单等优点,同时,还伴有杀菌消毒功效,是一种很有潜力的水处理新技术。但现阶段超声空话技术主要用于实验室小水量的处理研究中,尚处于基础研究阶段。为了提高降解速度同时降低费用,国内外的水处理工作者又相继研究开发了关于超声波与其他技术相联合的新工艺,如臭氧/超声波联合工艺。在臭氧/超声联合处理含酚水的实验研究中,取得了较好的处理效果。 2.2膜处理技术 随着人类对膜的逐步认识,各种人工合成膜也应运而生,其种类繁多,作用也千差万别,但是它们具有一个共同的特点---选择透过性。膜从广义上可以定义为两相之间的一个具有选择透过性的薄层屏障。 膜式活性污泥法技术是分离技术与生物技术有机结合的新型的水处理技术。是利用膜分离设备截留生化反应池中的活性污泥和大分子有机物,省掉二沉池。活性污泥浓度因此大大提高,水力停留时间和污泥停留时间可以分别控制,而难降解的物质在反应池中不断反应、降解。因此膜处理工艺是通过膜分离技术大大强化了生物处理的功能。 3.结语 我国的给水处理目前普遍采用混凝、沉淀、过滤、消毒组成的常规水处理技术, 优点是水处理成本低, 平均处理效果较好。此外, 水源污染加剧, 常规水处理工艺对某些有机污染物的去除效果不佳。而新兴的水处理技术对水质的改善提供了支撑。臭氧-活性炭处理、膜技术等水处理技术在去除效率、无害性等方面均有常规处理无法比拟的优势, 并且在发达国家的使用经验也表明了这些技术的可靠性。随着科技的进步, 材料学的发展,这些新兴工艺的成本也在逐渐降低。因此我们可以预见, 未来的水处理, 将朝着更安全、更高效、更环保的方向发展。 参考文献 [1]陆煜康,唐锂.水处理节能和新能源的应用.北京:化学工业出版社,2010,5 [2]苑宝玲,王洪杰.水处理新技术原理与应用.北京:化学工业出版社,2006,1 [3] 陆煜康.水处理新技术与能源自给途径.机械工业出版社,2008,8 作者简介: 阚沙沙(1992-),女,汉族,吉林松原人,郑州大学,水利与环境学院,给水排水工程. 郭丹丹(1991-),女,汉族,河南许昌人,郑州大学,水利与环境学院,给水排水工程. 看了“2017年水处理技术论文”的人还看: 1. 关于水处理技术论文 2. 锅炉水处理技术论文 3. 工业水处理技术论文 4. 膜法水处理技术论文 5. 锅炉水处理技术论文(2)
集约化养猪场废水处理技术及应用养猪场废水是养殖业废弃物中最典型的一类污染物,主要包括猪尿、部分猪粪和猪舍冲洗水,属高浓度有机废水。由于养猪业属传统产业,用于废水处理的资金有限,所以养猪场废水处理各项指标要完全达标难度很大。迄今为止,国内外对养猪场废水处理已进行了大量研究和工程应用实践。文章分析总结了近3年来集约化养猪场废水处理的工艺研究和工程应用等方面的情况,现报道如下。1 猪场废水处理工艺目前,养猪场废水处理研究的工艺方法有物化处理、自然生态处理、好氧处理、厌氧处理等,实际工程应用中常常是这些处理技术的组合工艺。猪场废水悬浮物质浓度很高,悬浮物质是COD的主要来源之一,过高的悬浮物质将会影响后续生化处理的效果,所以在养猪场废水进入生化处理系统之前进行固液分离处理是必要的。固液分离机有振动筛、回转筛、水力筛和挤压式分离机等,其中挤压式分离机可以连续运行,效率较高。德国研制的FAN -SEPATOR的挤压式离心分离机,具有很好的分离效果,在我国的应用表明,悬浮物的去除效率较高,分离出来的泥渣含水率为80%左右。猪场废水氮磷含量很高, 采用磷酸镁铵(MgNH4 PO4 ·6H2O,俗称鸟粪石)化学沉淀法处理,使得废水中的氨氮转化为缓释肥中的营养元素,解决了氮的回收和氨的污染两大问题,同时达到较好的预处理效果,为后续的生化处理创造了条件。但该方法必须考虑废水中N、P、Mg的平衡问题,所以廉价的添加剂是化学沉淀法能否实际应用的关键。Lee S I等人利用海水或制盐工业中的废盐卤作为Mg2 + 添加剂,沉淀速度快,与添加MgCl2 作镁源对磷有等同的去除效果,是一种处理成本低廉的方法,但去除氨的效果不如添加MgCl2。自然生态法是运用生态学原理与工程学方法相结合的技术,应用较多的是稳定塘工艺和人工湿地系统。PoachM E[ 1 ]为了研究有机负荷和去除效果的关系,设计了6个并联的湿地- 池塘- 湿地处理系统,通过分别进水控制各处理单元的有机负荷,试验研究表明,最佳TSS、COD、TN、TP去除率分别为35% ~51%、30% ~50%、37% ~51%、13% ~26%,夏季处理效果明显优于冬季,处理效果受温度和降雨的影响较大。自然生态法处理建设费用较低,运行成本低廉,但受自然条件的影响较大,适宜于土地资源丰富的地区,具有良好的应用前景。好氧生化法主要有活性污泥法和生物接触氧化法。成文[2]采用接触氧化水解(酸化) -两段接触氧化-混凝工艺处理猪场废水,水解对CODcr有较高的去除率,稳定在60%~70%;接触氧化对COD的去除效果在50%左右。整个工艺对氨氮去除效果较好,出水氨氮在13~15 mg/L, CODcr在200~250 mg/L,经过聚合氯化铝混凝沉淀后,最终出水CODcr稳定在100 mg/L 以下,出水达到污水综合排放一级标准(GB8978 - 88) 。但该工艺程序复杂,占地面积大,对氨氮的去除效果还有待进一步研究。邓良伟[ 3 ]研究水解- SBR处理猪场废水,大大简化了处理工艺, 水解去除了大部分的COD, TP去除率达到55% ,但对氨氮去除效果不好;SBR对氨氮有较好的去除效果, TN的去除率为74.1% ,氨氮的去除率在97%以上,但最终出水的COD残留量较大。猪场废水的高氨氮常常导致生化处理过程中碳源不够、C /N过低,从而影响总氮的去除效果,如果采用外加碳源则会增加处理成本。Ju -Hyun Kim等人利用序批式反应器( SBR) 实时控制工艺,采取补充源水作外加碳源的方式处理猪场废水,通过ORP以及pH值实时控制缺氧段、好氧段,TOC和总氮的去除率分别在94%和96%以上,能够有效除去TOC和TN,但对TP的去除效果不佳。猪场废水氨氮浓度高,对直接进行生化处理可能会产生影响,因此在生化处理前进行化学脱氮以减轻后续生化处理的难度,是目前猪场废水处理的一个新途径,于金莲等人提出了加石灰乳混凝沉淀- 脱氨- 好氧生化的联合处理工艺,在生化处理前进行混凝沉淀和脱氨预处理,一方面去除了大部分悬浮物和部分难降解有机物;另一方面提高pH值,脱除大部分氨氮,使后续生化处理降低能耗、容易达标。自然生态法和好氧处理都有各自的不足,自然生态法处理需要大面积的处理场地;好氧处理能耗大,去除污染物不完全。对于高浓度有机废水的处理,厌氧技术是必然选择之一。目前较常用也比较有效的处理方法是厌氧或厌氧+好氧后续处理工艺,研制高效厌氧反应器是猪场废水处理的关键。邓良伟等人利用内循环厌氧反应器( IC)处理猪场废水,水力停留时间0. 8~2. 0 d,COD 负荷3~7 kg / (m3 ·d) ,经过半年的运行,结果表明, COD 平均去除率为80. 3% ,耐冲击负荷好,BOD5 平均去除率为95. 8% , SS去除率为78. 5%。厌氧反应器中,部分有机氮转化为氨态氮,使得出水氨氮浓度比进水高2. 82% ,反应器对总氮、总磷的去除还需进一步的试验研究。一般而言,单纯使用厌氧工艺,出水有机污染物还很高,必须采用后续处理才能达到排放标准。考虑到SBR 对氨氮有较好的去除,杨朝晖等人提出沉淀- UASB - SBR工艺处理猪场废水,经厌氧消化可除去大部分的有机质,在SBR工艺中的曝气过程分为2个阶段,中间添置闲置阶段,既防止产生过多泡沫,又增强反消化作用。经过稳定运行, UASB 反应器COD 有机负荷稳定在8~10 kg/ (m3 ·d) , COD去除率达到70%左右,BOD5去除率80%左右,经SBR 处理可去除氨氮95% ~98% ,最终出水CODcr为186 ~412 mg/L, BOD5 为78~146 mg/L,氨氮为20 ~60 mg/L,出水仍残留部分生化处理难以去除的难降解有机物,这是因为厌氧消化较完全,消化液COD较低,而氨氮很高,导致后续生化处理碳源不足,影响了后续的处理效果。杨朝晖等人又研究水解酸化+好氧处理猪场废水工艺,采用水解酸化反应器(ASBR)进行厌氧处理,保持厌氧消化处理控制在水解、酸化阶段,使出水C /N 较高,保证了后续SBR的生化效果。经过最终混凝处理,COD去除率为99. 6% , BOD5 去除率为99. 8%, TN为88. 3% ,氨氮为99. 8% ,出水达到污水综合排放二级标准(GB8978 - 96) 。但水解酸化反应器COD 的容积负荷较低仅为2. 3 kg/ (m3 ·d) ,还需进一步研究提高其负荷。猪场废水中还存在大量细菌,如不经处理可能将大肠杆菌带入地表水和地下水,危害人类健康, JamesA Entry等人提出用水溶性的阴离子聚丙烯酰胺( PAM ) 处理猪场废水, 基建投资低、应用快捷。PAM、PAM与CaO复配和PAM与Al2 ( SO4 ) 4 复配能够使总的大肠杆菌和排泄物大肠杆菌减少30% ~50%,降低源水中的总磷、正磷酸根以及氨氮。正确的应用PAM及其复配物可以减少进入地表水和地下水中的污染物数量,保护水质。2 猪场废水处理技术应用情况目前,应用到实际工程上的猪场废水处理工艺有自然生态法处理、好氧处理、厌氧+好氧处理等。潘涌璋等人利用高级综合稳定塘处理猪场废水,经过稳定运行, 出水达到畜禽养殖业污染物排放标准(GB18596 - 2001)的要求,氨氮在60 mg/L 左右,总氮没有考虑,总停留时间在20 d以上,占地面积大,适合于土地资源较丰富的亚热带山区。由于凤眼莲对水体中的污染物质和营养物质有较好的吸收,]考虑用凤眼莲处理猪场废水,工艺流程如下:该凤眼莲生化处理系统对COD 的______去除率为43%~69% ,对总氮的去除率为55% ~72% ,对氮元素的吸收量很大,同时对总磷、挥发酚等污染物都有较好的去除效果。该处理系统的停留时间为30 d,日设计流量为600 m3 ,但需要较大的处理场地,且受气候条件影响很大,这都限制了该工艺的应用。目前,厌氧+好氧处理工艺应用较为广泛。胡海良等人将环形生活污水高效净化沼气装置应用到猪场废水的处理上,废水经过高效净化沼气装置后进入接触氧化池,进行自然曝气去除CODcr和BOD5 , 该工艺对COD、BOD的去除率达到90%以上,但出水氨氮为100~200 mg/L,去除效果不好。邓良伟等人进行了厌氧- 加源水- 间隙曝气(Anarwia)的研究,此工艺是厌氧+ SBR工艺的改良,因为厌氧消化较完全,导致好氧处理中C /N较低,影响后续消化效果,如果添加外源碳源或外源有机物提高C /N,运行成本随之增高,故提出了部分猪场废水进入厌氧池进行厌氧处理,另一部分进入沉淀配水池与厌氧出水混合后再采用间歇曝气的序批式反应器( SBR)处理,经过一年的生产性试验,该改良工艺对COD、氨氮、TN的去除率分别为93. 1% ~97. 4%、98. 2% ~99. 5%、93. 1% ,但最终剩余难降解的有机质还需要进一步物化处理才能达到排放标准。3 其他相关处理技术猪场废水处理还有其他的相关处理技术,如从养猪场生产过程的环境管理上考虑,在源头改进工艺减少排污,减轻污染。采用干清粪工艺取代水冲式清粪就是一种较好的方法,干清粪工艺是将粪便单独清出,不与尿、污水混合排出,这种工艺固态粪便含水量低,粪中营养成分损失小,肥料价值高,便于堆肥和其他方式处理,还可以节约用水,减少废水和污染物排放量,易于净化处理,是目前理想的清粪工艺。以万头规模化养猪场为例,将现有的水冲粪工艺改为干清粪工艺,每年可减少污水排放5. 5万吨,既节约了用水,又减少了污染。王德刚等人提出“零污染”干式法养猪,即在栏舍内铺上敷料,将猪的粪尿吸附混合,生物处理后进行二次发酵,并经工艺处理合成生态有机肥,对周围环境达到“零污染”的排放效果,同时降低猪群疾病发生率,加快生长速度,提高饲养效益以达到较好的经济效益、环境效益。目前很多学者提出了不少猪场废水处理的新方法,但都只停留在试验室小试阶段,真正应用到生产中还需要进一步的研究试验。邓良伟等人利用秸秆作为载体进行堆肥,在堆肥发酵过程中,产生的生物热蒸发浓缩“猪场废水”,达到处理猪场废水和生产有机肥的目的。以秸秆为载体用猪粪水及其厌氧消化液进行堆肥处理,其吸水比可达1∶5. 94~1∶6. 65,堆肥含水率基本在70%以上,超过一般堆肥过程含水率( 50% ~60% ) ,且能保持较长的高温期,说明以秸秆为载体吸收猪粪水在高温条件下进行堆肥的工艺路线是可行的。在堆肥过程中,氮、磷、钾是一个累加的过程,所获得的堆肥是一种肥效较高的有机肥,但该工艺消耗猪场生产废水有限,仅限于小规模的污水处理,对于大规模的猪场废水处理还需研究探讨。4 结论与展望根据以上分析,解决猪场废弃物污染问题,首先应当加强猪场环境管理,从源头污水减量化考虑,采用“零污染”干式养猪,减少用水量,基本实现零污染物排放;或采用干清的方式代替水冲,既不会流失营养物质,又可以大大减少废水的排放。养猪业属于传统产业,猪场废水处理必须寻求经济可行、处理效果好的方法。开发经济有效的处理工艺是目前猪场废水处理的重点。高效厌氧反应器的研制、氮磷污染物的去除、沼气发电技术及无害化资源能源的回收是今后猪场废水处理的重要研究方向。参考文献:[ 1 ] POACH M E. SwineWastewater treatment bymarsh - pond - marshconstructed wetlands under varying nitrogen loads [ J ]. EcologicalEngineering, 2004 (23) : 165 - 175.[ 2 ] 成文. 养猪场废水处理工艺研究[ J ]. 环境污染与防治, 2000, 22(1) : 24 - 27.[ 3 ] 邓良伟. 水解- SBR工艺处理规模化猪场粪污研究[ J ]. 中国给水排水, 2001, 17 (3) : 8 - 11.[ 4 ] 余远松. 凤眼莲水生生态系统处理大型养猪场废水的应用研究[ J ]. 农业环境保护, 2000, 19 (5) : 301 - 303.畜禽粪便用于生产饲料的方法随着我国畜牧业的蓬勃发展,生产规模化、集约化趋势越来越明显,在给人类提供丰富的畜禽产品同时,由于规模化养殖场的畜禽粪便和污水多不处理直接用作肥料,某些地区甚至直接排入江河,造成严重的环境污染。其实,畜禽粪便并非完全是不可利用的废物,粪便中有一部分营养物质能被动物直接再吸收,还有一部分物质可通过处理再被动物吸收。现在被各国所接受和使用的主要处理方法有以下几种。1 干燥法一般只适用于营养物质含量较高的鸡粪。1. 1 自然干燥将新鲜粪便单独或掺入一定比例糠麸拌匀后,摊在水泥地面或塑料布上,随时翻动,自然风干、晒干,然后粉碎,掺到其他饲料中饲喂。此法成本较低,操作简单,但受天气影响大,晒干时造成的环境污染大。1. 2 加温干燥干燥快速,可达到灭菌、灭杂草籽和去臭的目的,但是经处理后的粪便养分损失较大,成本较高。1. 2. 1 低温干燥 将畜禽粪便运到装有机械搅拌和气体蒸发的干燥车间或干燥机、隧道窖中,在70 ~500 ℃的温度下烘干,使畜禽粪便含水量降到13%以下,再储藏和利用。1. 2. 2 高温快速干燥 将含水量为70% ~75%的畜禽粪便通过高温快速干燥机,在不停旋转的干燥机中,畜禽粪便通过间接加热( 500 ~700 ℃) , 12 s左右,含水量即可降至13%以下。1. 3 微波处理干燥
随着工业化进程的不断推进,水污染的覆盖面也随之不断扩大,这给环境造成了严重的破坏,下面是我精心推荐的水污染控制技术论文范文,希望你能有所感触!
水污染及其控制方法
【摘要】水是人类生产生活中必不可少的宝贵资源,因此水体一旦受到污染,不仅使水资源的数量、质量下降,直接或间接地危及人类的生存和发展,而且污染后的水体也很难再得到恢复和控制。本文主要对水体污染的类型特征及我国的水污染现状进行了综合评述,简要的阐明了水污染可能会带来的危害及水污染的常规处理方法,并就目前水污染防治过程中所面临的困难提出几点建议。
【关键词】水体污染;现状;危害;防治;控制方法
1、水体污染及其类型
1.1 水体污染[1]
水体污染是指排入水体的污染物在数量上超过了该物质在水体中的本底含量和自净能力即水体的环境容量,破坏了水中固有的生态系统,破坏了水体的功能及其在人类活动和生产中的作用,降低了水体的使用价值和功能的现象。我国水污染具有影响地域广、持续时间长、水质季节性变化、污染类型复杂等普遍特征。
1.2 水污染现状
近年来,我国江河、湖泊和海域普遍遭受不同程度的污染,各种类型的水污染事件更是不断地发生。如2004年2月在四川沱江发生严重氨氮超标排放事件,工业废水不合格排放致使大量鱼类死亡,100多万人饮水受到影响,直接经济损失超过3亿元;2005年11月,中石油吉林石化公司双苯厂发生爆炸,苯类污染物泄露流入第二松花江,造成水质污染[2]。当然,我们也采取了很多措施来缓解我国水污染严峻的状况,如从1998年开始的“淮河水专项”,到今天为止已经坚持了16年之久。
1.3 水体污染的类型[1]
从污染成因上来看,水体污染可以分为自然污染和人为污染。从污染源来看,水体污染可分为点源污染和面源污染。从污染的性质来看,水体污染可分为物理性污染、化学性污染和生物性污染。
2、水体污染的危害
水体污染将直接降低生活饮用水的品质,影响人类健康,并对水生生物的生存环境造成不同程度的破坏,影响工农业生产的正常进行,进而导致水生态失衡、生态系统退化,产生一系列的社会生态问题,并且直接影响到社会的安全稳定和经济的正常运转。
3、水污染控制技术
3.1水污染控制原则
要实现对水污染的全局调控和有效综合防治,需从宏观控制、技术控制和管理控制三个方面着手,以可持续发展为指导思想,对产业结构和工业布局进行合理的优化与调整,对工业生产工艺和污水处理技术进行改进,对受纳水体和排污口进行科学有效的管理和监督控制。
3.2水污染处理技术[3-4]
随着水污染状况的不断恶化,及其对人类生产、生活带来的诸多不利影响,越来越多的人认识到了水污染控制与管理的重要性和迫切性。现代污水处理技术,按原理可分为物理处理法、化学处理法和生物化学处理法三类。
废水的物理处理通常是借助物理力或机械力使得废水中的某些污染物质得以分离的单元操作过程。废水的化学处理,就是利用化学反应的作用去除水中的杂质,其处理对象主要是废水中无机或有机(难于降解的)溶解物质或胶体物质。生物化学处理法,是利用微生物的代谢作用,使污水中呈溶解、胶体状态的有机污染物转化为稳定的无害物质。
4、水污染防治面临的困难[5-8]
4.1 水资源保护的意识淡薄, 可持续发展的观念不强
人们对水资源保护和水污染治理的重要性还缺乏足够认识,在发展当地经济的过程中, 只注重经济效益, 忽略水资源的合理利用与保护,个别地区和企业甚至损人利己,以污染临近或下游地区的水资源与环境为代价来发展本地经济。
4.2 管理体制不顺, 缺乏配套的政策措施
现行管理体制未能有效利用经济手段, 未能形成一系列激励水污染治理、水资源优化配置和节约用水的政策措施, 从而导致水污染严重和水资源的有效利用程度不高, 用水浪费惊人。
4.3 有法不依, 执法不严现象根深蒂固
目前, 与水资源保护和水污染治理有关的法律不少, 如《中华人民共和国水法》( 2002 年)中第三十四条规定,禁止在饮用水水源保护区内设置排污口。另外在《中华人民共和国水土保持法》( 1991 年) 、《中华人民共和国水污染防治法》( 1996 年修订)等立法中, 也有关于水污染防治的相应条款。但是由于在处理水污染事件过程中,相关法律法规未能得到及时落实和有效贯彻,使得“有法不依,执法不严”情况持续存在,水污染状况日趋严重。
4.4 科研滞后, 缺乏有效的技术支持
由于水资源时空分布的不均匀性、动态性和随机性, 使得水污染防治技术不能得到统一、系统的规划和研究。流域水资源优化配置、水资源和环境的承载能力与经济发展的关系、水污染防治的有效措施, 水资源保护与管理的决策支持系统等都缺乏深入研究。
5、对水污染防治的建议[9]
5.1 源头控污
5.1.1 加强环保宣传,提高环保意识
5.1.2加强企业的环境管理,合理安排企业布局
5.1.3 加强法律法规建设,改善相应的执行机制
5.2 选择适合本地区的水污染控制技术
我国地大物博,水资源时空分布不均,经济发展地区性强,针对这一情况,不同地区在污水处理时应根据当地的地形地势,道路交通条件及居民住宅布局等具体不同情况,选择适宜当地自然环境且成本低,管理维护简单,效率高的污水处理技术。
6、总结
水是生命之源、生产之要、生态之基,水作为人类生产、生活必不可少的宝贵资源,它的污染和短缺将给人类带来致命的威胁。特别是在经济飞速发展的今天,水污染的问题更不能被忽略,我们应该吸取以往城市发展中水污染对人们的经济生活带来的严重影响的教训,充分重视水环境问题,努力实现各个地区的经济和水环境保护的持续、健康、和谐的发展。
参考文献:
[1]毕润成.生态学[M].北京:科学出版社,2012: 83-86.
[2]程声通.水污染防治规划原理与方法[M].北京:化学工业出版社,2010.5: 5-8.
[3]赵庆良,任南琪.水污染控制工程[M].北京:化学工业出版社,2005.3: 79.
[4]张宝军.水污染控制技术[M].北京:中国环境科学出版社,2007.3: 19.
[5] 谭炳卿, 孔令金, 尚化庄. 河流保护与管理综述[J]. 水资源保护, 2002(3) : 53-57.
[6] 汪恕诚. 资源水利――人与自然和谐相处[M]. 北京: 中国水利水电出版社, 2003.
[7] 钱正英, 张光斗. 中国可持续发展水资源战略研究综合报告[M] . 北京: 中国水利水电出版社, 2001.
[8] XXIX IAHR Congress. Environmental hydraulics and eco-hydraulics[ C] . Proceedings of Theme B. Beijing, TsinghuaUniversity Press, 2001.
[9] 周正, 周颖辉. 我国农村水污染现状及防治方法[J].NORTHERN ENVIRONMENT,2011: 99.
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毕业论文主要内容概述怎么写
毕业论文主要内容概述怎么写,大学生活又即将即将结束,我们在毕业前夕的时候,是需要进行论文答辩的,可是对于毕业论文都不会写了,别说毕业答辩,我和大家一起来看看毕业论文主要内容概述怎么写。
1、题目。应能概括整个论文最重要的内容,言简意赅,引人注目,一般不宜超过20个字。
2、论文摘要和关键词。
论文摘要应阐述学位论文的主要观点。说明本论文的目的、研究方法、成果和结论。尽可能保留原论文的基本信息,突出论文的创造性成果和新见解。而不应是各章节标题的简单罗列。摘要以500字左右为宜。
关键词 是能反映论文主旨最关键的词句,一般3-5个。
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好氧颗粒活性污泥的快速驯化与培养
生命科学与技术学院 生工090 班 XXX 学号
指导教师:(教授)
1、课题来源及项目名称
自主研发项目
2、课题立题意义与目的
近年来,随着工业化的推进,水污染和水体富营养化问题日益严重。而传统的活性污泥污水处理方法存在着工艺路线复杂、占地面积大、剩余污泥产量大等缺陷。好氧颗粒污泥结构紧凑,因而沉降性能优异,无需沉淀池以及混合液和污泥的回流,这简化了废水的处理工艺流程,大大节省了基建费用和运行费用。此外,其微生物相丰富,在降解有机碳的同时可以脱氮除磷,还能承受较高的COD负荷和有毒物质的的冲击负荷。这样,作为一种可持续发展的污水处理技术,好氧颗粒污泥废水生物处理方法具备了占地面积小、操作简单、出水水质优良等优点。好氧颗粒污泥技术作为一种新型的'废水生物处理形式,在城市污水和工业废水处理中具有非常广阔的应用前景。
3、本课题的主要研究内容
(1)好氧颗粒污泥的驯化与培养 (2)好氧颗粒污泥的储存及活性恢复 (3)好氧颗粒污泥的耐负荷波动性研究
4、本课题的研究过程
本课题是在前人探究得到的好氧颗粒污泥培养条件的基础上,设计与搭建特定的反应器来驯化培养颗粒,同时分析颗粒污泥浓度以及沉降性能的变化,考察颗粒对于COD、氨氮等废水污染指标的去除效果,试图在短期内驯化培养得到好氧颗粒污泥。
此外,还针对颗粒污泥的储存方法和活性恢复以及培养得到颗粒的耐负荷波动性进行了探索。分别考察储存一段时间之后以及在人为负荷波动下颗粒污泥的污泥特性以及去除污染物能力的情况。
5、实验结论
本论文以COD为1500mg/L的模拟废水为底物,在SBAR反应器中,以普通絮状活性污泥为接种污泥,循环周期为4h,在较强水力剪切力的作用下,通过不断缩短污泥沉降时间,成功培养得到了好氧颗粒污泥。该颗粒表面光滑、轮廓清晰、沉降性能良好,呈浅黄色。其粒径主要分布在0.5-2mm,颗粒强度为99.88%,湿密度为1.048g/cm3,沉降速度为62.1m/h,以上数据均远远优于传统活性污泥。对于模拟废水的COD和氨氮都表现出了优异的去除能力,去除率均可达到90%以上,出水可以达到国家一级排放标准。
分别在冰箱内保存和在室温下储存一个月后,颗粒的物理性质均有一定程度的下降,但保存后颗粒的性质还保持在较好的水平。这说明,冰箱内和室温下的保存条件对颗粒物理性质的影响不大,且仅就物理性质而言,冰箱内保存的效果比室温保存的效果好;而在恢复阶段,仅进行了第六个批次,除氨氮外,其他污染物的去除就都可以接近甚至达到稳定期的情况;对比两种储存方法,除了颗粒对COD和TP的处理效果二者比较更接近,其他数据都表明在冰箱内的储存效果优于室温下。但室温保存能耗较低。两种方法各有利弊。
集约化养猪场废水处理技术及应用养猪场废水是养殖业废弃物中最典型的一类污染物,主要包括猪尿、部分猪粪和猪舍冲洗水,属高浓度有机废水。由于养猪业属传统产业,用于废水处理的资金有限,所以养猪场废水处理各项指标要完全达标难度很大。迄今为止,国内外对养猪场废水处理已进行了大量研究和工程应用实践。文章分析总结了近3年来集约化养猪场废水处理的工艺研究和工程应用等方面的情况,现报道如下。1 猪场废水处理工艺目前,养猪场废水处理研究的工艺方法有物化处理、自然生态处理、好氧处理、厌氧处理等,实际工程应用中常常是这些处理技术的组合工艺。猪场废水悬浮物质浓度很高,悬浮物质是COD的主要来源之一,过高的悬浮物质将会影响后续生化处理的效果,所以在养猪场废水进入生化处理系统之前进行固液分离处理是必要的。固液分离机有振动筛、回转筛、水力筛和挤压式分离机等,其中挤压式分离机可以连续运行,效率较高。德国研制的FAN -SEPATOR的挤压式离心分离机,具有很好的分离效果,在我国的应用表明,悬浮物的去除效率较高,分离出来的泥渣含水率为80%左右。猪场废水氮磷含量很高, 采用磷酸镁铵(MgNH4 PO4 ·6H2O,俗称鸟粪石)化学沉淀法处理,使得废水中的氨氮转化为缓释肥中的营养元素,解决了氮的回收和氨的污染两大问题,同时达到较好的预处理效果,为后续的生化处理创造了条件。但该方法必须考虑废水中N、P、Mg的平衡问题,所以廉价的添加剂是化学沉淀法能否实际应用的关键。Lee S I等人利用海水或制盐工业中的废盐卤作为Mg2 + 添加剂,沉淀速度快,与添加MgCl2 作镁源对磷有等同的去除效果,是一种处理成本低廉的方法,但去除氨的效果不如添加MgCl2。自然生态法是运用生态学原理与工程学方法相结合的技术,应用较多的是稳定塘工艺和人工湿地系统。PoachM E[ 1 ]为了研究有机负荷和去除效果的关系,设计了6个并联的湿地- 池塘- 湿地处理系统,通过分别进水控制各处理单元的有机负荷,试验研究表明,最佳TSS、COD、TN、TP去除率分别为35% ~51%、30% ~50%、37% ~51%、13% ~26%,夏季处理效果明显优于冬季,处理效果受温度和降雨的影响较大。自然生态法处理建设费用较低,运行成本低廉,但受自然条件的影响较大,适宜于土地资源丰富的地区,具有良好的应用前景。好氧生化法主要有活性污泥法和生物接触氧化法。成文[2]采用接触氧化水解(酸化) -两段接触氧化-混凝工艺处理猪场废水,水解对CODcr有较高的去除率,稳定在60%~70%;接触氧化对COD的去除效果在50%左右。整个工艺对氨氮去除效果较好,出水氨氮在13~15 mg/L, CODcr在200~250 mg/L,经过聚合氯化铝混凝沉淀后,最终出水CODcr稳定在100 mg/L 以下,出水达到污水综合排放一级标准(GB8978 - 88) 。但该工艺程序复杂,占地面积大,对氨氮的去除效果还有待进一步研究。邓良伟[ 3 ]研究水解- SBR处理猪场废水,大大简化了处理工艺, 水解去除了大部分的COD, TP去除率达到55% ,但对氨氮去除效果不好;SBR对氨氮有较好的去除效果, TN的去除率为74.1% ,氨氮的去除率在97%以上,但最终出水的COD残留量较大。猪场废水的高氨氮常常导致生化处理过程中碳源不够、C /N过低,从而影响总氮的去除效果,如果采用外加碳源则会增加处理成本。Ju -Hyun Kim等人利用序批式反应器( SBR) 实时控制工艺,采取补充源水作外加碳源的方式处理猪场废水,通过ORP以及pH值实时控制缺氧段、好氧段,TOC和总氮的去除率分别在94%和96%以上,能够有效除去TOC和TN,但对TP的去除效果不佳。猪场废水氨氮浓度高,对直接进行生化处理可能会产生影响,因此在生化处理前进行化学脱氮以减轻后续生化处理的难度,是目前猪场废水处理的一个新途径,于金莲等人提出了加石灰乳混凝沉淀- 脱氨- 好氧生化的联合处理工艺,在生化处理前进行混凝沉淀和脱氨预处理,一方面去除了大部分悬浮物和部分难降解有机物;另一方面提高pH值,脱除大部分氨氮,使后续生化处理降低能耗、容易达标。自然生态法和好氧处理都有各自的不足,自然生态法处理需要大面积的处理场地;好氧处理能耗大,去除污染物不完全。对于高浓度有机废水的处理,厌氧技术是必然选择之一。目前较常用也比较有效的处理方法是厌氧或厌氧+好氧后续处理工艺,研制高效厌氧反应器是猪场废水处理的关键。邓良伟等人利用内循环厌氧反应器( IC)处理猪场废水,水力停留时间0. 8~2. 0 d,COD 负荷3~7 kg / (m3 ·d) ,经过半年的运行,结果表明, COD 平均去除率为80. 3% ,耐冲击负荷好,BOD5 平均去除率为95. 8% , SS去除率为78. 5%。厌氧反应器中,部分有机氮转化为氨态氮,使得出水氨氮浓度比进水高2. 82% ,反应器对总氮、总磷的去除还需进一步的试验研究。一般而言,单纯使用厌氧工艺,出水有机污染物还很高,必须采用后续处理才能达到排放标准。考虑到SBR 对氨氮有较好的去除,杨朝晖等人提出沉淀- UASB - SBR工艺处理猪场废水,经厌氧消化可除去大部分的有机质,在SBR工艺中的曝气过程分为2个阶段,中间添置闲置阶段,既防止产生过多泡沫,又增强反消化作用。经过稳定运行, UASB 反应器COD 有机负荷稳定在8~10 kg/ (m3 ·d) , COD去除率达到70%左右,BOD5去除率80%左右,经SBR 处理可去除氨氮95% ~98% ,最终出水CODcr为186 ~412 mg/L, BOD5 为78~146 mg/L,氨氮为20 ~60 mg/L,出水仍残留部分生化处理难以去除的难降解有机物,这是因为厌氧消化较完全,消化液COD较低,而氨氮很高,导致后续生化处理碳源不足,影响了后续的处理效果。杨朝晖等人又研究水解酸化+好氧处理猪场废水工艺,采用水解酸化反应器(ASBR)进行厌氧处理,保持厌氧消化处理控制在水解、酸化阶段,使出水C /N 较高,保证了后续SBR的生化效果。经过最终混凝处理,COD去除率为99. 6% , BOD5 去除率为99. 8%, TN为88. 3% ,氨氮为99. 8% ,出水达到污水综合排放二级标准(GB8978 - 96) 。但水解酸化反应器COD 的容积负荷较低仅为2. 3 kg/ (m3 ·d) ,还需进一步研究提高其负荷。猪场废水中还存在大量细菌,如不经处理可能将大肠杆菌带入地表水和地下水,危害人类健康, JamesA Entry等人提出用水溶性的阴离子聚丙烯酰胺( PAM ) 处理猪场废水, 基建投资低、应用快捷。PAM、PAM与CaO复配和PAM与Al2 ( SO4 ) 4 复配能够使总的大肠杆菌和排泄物大肠杆菌减少30% ~50%,降低源水中的总磷、正磷酸根以及氨氮。正确的应用PAM及其复配物可以减少进入地表水和地下水中的污染物数量,保护水质。2 猪场废水处理技术应用情况目前,应用到实际工程上的猪场废水处理工艺有自然生态法处理、好氧处理、厌氧+好氧处理等。潘涌璋等人利用高级综合稳定塘处理猪场废水,经过稳定运行, 出水达到畜禽养殖业污染物排放标准(GB18596 - 2001)的要求,氨氮在60 mg/L 左右,总氮没有考虑,总停留时间在20 d以上,占地面积大,适合于土地资源较丰富的亚热带山区。由于凤眼莲对水体中的污染物质和营养物质有较好的吸收,]考虑用凤眼莲处理猪场废水,工艺流程如下:该凤眼莲生化处理系统对COD 的______去除率为43%~69% ,对总氮的去除率为55% ~72% ,对氮元素的吸收量很大,同时对总磷、挥发酚等污染物都有较好的去除效果。该处理系统的停留时间为30 d,日设计流量为600 m3 ,但需要较大的处理场地,且受气候条件影响很大,这都限制了该工艺的应用。目前,厌氧+好氧处理工艺应用较为广泛。胡海良等人将环形生活污水高效净化沼气装置应用到猪场废水的处理上,废水经过高效净化沼气装置后进入接触氧化池,进行自然曝气去除CODcr和BOD5 , 该工艺对COD、BOD的去除率达到90%以上,但出水氨氮为100~200 mg/L,去除效果不好。邓良伟等人进行了厌氧- 加源水- 间隙曝气(Anarwia)的研究,此工艺是厌氧+ SBR工艺的改良,因为厌氧消化较完全,导致好氧处理中C /N较低,影响后续消化效果,如果添加外源碳源或外源有机物提高C /N,运行成本随之增高,故提出了部分猪场废水进入厌氧池进行厌氧处理,另一部分进入沉淀配水池与厌氧出水混合后再采用间歇曝气的序批式反应器( SBR)处理,经过一年的生产性试验,该改良工艺对COD、氨氮、TN的去除率分别为93. 1% ~97. 4%、98. 2% ~99. 5%、93. 1% ,但最终剩余难降解的有机质还需要进一步物化处理才能达到排放标准。3 其他相关处理技术猪场废水处理还有其他的相关处理技术,如从养猪场生产过程的环境管理上考虑,在源头改进工艺减少排污,减轻污染。采用干清粪工艺取代水冲式清粪就是一种较好的方法,干清粪工艺是将粪便单独清出,不与尿、污水混合排出,这种工艺固态粪便含水量低,粪中营养成分损失小,肥料价值高,便于堆肥和其他方式处理,还可以节约用水,减少废水和污染物排放量,易于净化处理,是目前理想的清粪工艺。以万头规模化养猪场为例,将现有的水冲粪工艺改为干清粪工艺,每年可减少污水排放5. 5万吨,既节约了用水,又减少了污染。王德刚等人提出“零污染”干式法养猪,即在栏舍内铺上敷料,将猪的粪尿吸附混合,生物处理后进行二次发酵,并经工艺处理合成生态有机肥,对周围环境达到“零污染”的排放效果,同时降低猪群疾病发生率,加快生长速度,提高饲养效益以达到较好的经济效益、环境效益。目前很多学者提出了不少猪场废水处理的新方法,但都只停留在试验室小试阶段,真正应用到生产中还需要进一步的研究试验。邓良伟等人利用秸秆作为载体进行堆肥,在堆肥发酵过程中,产生的生物热蒸发浓缩“猪场废水”,达到处理猪场废水和生产有机肥的目的。以秸秆为载体用猪粪水及其厌氧消化液进行堆肥处理,其吸水比可达1∶5. 94~1∶6. 65,堆肥含水率基本在70%以上,超过一般堆肥过程含水率( 50% ~60% ) ,且能保持较长的高温期,说明以秸秆为载体吸收猪粪水在高温条件下进行堆肥的工艺路线是可行的。在堆肥过程中,氮、磷、钾是一个累加的过程,所获得的堆肥是一种肥效较高的有机肥,但该工艺消耗猪场生产废水有限,仅限于小规模的污水处理,对于大规模的猪场废水处理还需研究探讨。4 结论与展望根据以上分析,解决猪场废弃物污染问题,首先应当加强猪场环境管理,从源头污水减量化考虑,采用“零污染”干式养猪,减少用水量,基本实现零污染物排放;或采用干清的方式代替水冲,既不会流失营养物质,又可以大大减少废水的排放。养猪业属于传统产业,猪场废水处理必须寻求经济可行、处理效果好的方法。开发经济有效的处理工艺是目前猪场废水处理的重点。高效厌氧反应器的研制、氮磷污染物的去除、沼气发电技术及无害化资源能源的回收是今后猪场废水处理的重要研究方向。参考文献:[ 1 ] POACH M E. SwineWastewater treatment bymarsh - pond - marshconstructed wetlands under varying nitrogen loads [ J ]. EcologicalEngineering, 2004 (23) : 165 - 175.[ 2 ] 成文. 养猪场废水处理工艺研究[ J ]. 环境污染与防治, 2000, 22(1) : 24 - 27.[ 3 ] 邓良伟. 水解- SBR工艺处理规模化猪场粪污研究[ J ]. 中国给水排水, 2001, 17 (3) : 8 - 11.[ 4 ] 余远松. 凤眼莲水生生态系统处理大型养猪场废水的应用研究[ J ]. 农业环境保护, 2000, 19 (5) : 301 - 303.畜禽粪便用于生产饲料的方法随着我国畜牧业的蓬勃发展,生产规模化、集约化趋势越来越明显,在给人类提供丰富的畜禽产品同时,由于规模化养殖场的畜禽粪便和污水多不处理直接用作肥料,某些地区甚至直接排入江河,造成严重的环境污染。其实,畜禽粪便并非完全是不可利用的废物,粪便中有一部分营养物质能被动物直接再吸收,还有一部分物质可通过处理再被动物吸收。现在被各国所接受和使用的主要处理方法有以下几种。1 干燥法一般只适用于营养物质含量较高的鸡粪。1. 1 自然干燥将新鲜粪便单独或掺入一定比例糠麸拌匀后,摊在水泥地面或塑料布上,随时翻动,自然风干、晒干,然后粉碎,掺到其他饲料中饲喂。此法成本较低,操作简单,但受天气影响大,晒干时造成的环境污染大。1. 2 加温干燥干燥快速,可达到灭菌、灭杂草籽和去臭的目的,但是经处理后的粪便养分损失较大,成本较高。1. 2. 1 低温干燥 将畜禽粪便运到装有机械搅拌和气体蒸发的干燥车间或干燥机、隧道窖中,在70 ~500 ℃的温度下烘干,使畜禽粪便含水量降到13%以下,再储藏和利用。1. 2. 2 高温快速干燥 将含水量为70% ~75%的畜禽粪便通过高温快速干燥机,在不停旋转的干燥机中,畜禽粪便通过间接加热( 500 ~700 ℃) , 12 s左右,含水量即可降至13%以下。1. 3 微波处理干燥
丹麦大型城市污水处理厂运行、维护和管理崔成武1,* Gert Petersen1,2(1. 丹麦技术大学环境与资源学院,Lyngby,丹麦,2800; 2. EnviDan,Kastrup,丹麦,2770) 摘要:本文简要介绍了丹麦城市污水处理的现状,包括城市污水处理厂数量、类型、处理负荷以及欧盟和丹麦环保部门的相关要求等。另外,针对大型城市污水处理厂,本文以Lynetten、Damhusen、Lundtofte 和Avedre 四大城市污水处理厂为例,介绍其运行维护和管理方面的经验。最后,本文还介绍了丹麦以及上述四大城市污水厂的污水和污泥处理费用。 关键词:丹麦,污水处理,污泥处理,气体处理,城市污水处理厂,运行管理,运行费用 中图分类号:X703.1 文献标识码:AThe operation, maintenance and management of big domestic wastewater treatment plants in DenmarkCui Chengwu1,* Gert Petersen1,2(1. Institute of Environment & Resources, Technical University of Denmark, Lyngby, Denmark, 2800 2. EnviDan, Kastrup, Denmark, 2770)Abstract: This paper briefly introduces the situation of domestic wastewater treatment in Denmark, which includes the numbers, types, capacities of domestic wastewater treatment plants and the effluent requirements from both EU and Danish EPA. The operational experiences and management of the big domestic wastewater treatment plants are explained mainly based on the data from Lynetten, Damhus?en, Lundtofte and Aved?re WWTP in Denmark. At last, this paper also introduces the average wastewater treatment fee in Denmark and the operational cost of both wastewater treatment and sludge treatment in those 4 WWTPs.Key words: Denmark, wastewater treatment, sludge treatment, gas treatment, domestic wastewater treatment plant, operation and management, operation fee1.简介 丹麦位于欧洲北部,经济发达,人均国民生产总值居于世界前列。同时,丹麦政府对环保建设非常重视,尤其是城市污水处理问题。在欧盟委员会关于91/271/EEC 法案(城市污水处理法案)执行情况的第三次和第四次总结报告中[1,2],丹麦与德国、奥地利等国共同被归属于欧盟城市污水处理较好的国家之列。自执行欧盟91/271/EEC 法案后,丹麦城市污水处理厂和工业废水处理厂出水质量均得到明显改善。自1989 年到2004 年,丹麦城市污水处理的发展可分为两个阶段,分别是1989~1996 年的快速成效阶段和1996~2004 年的平稳下降阶段。例如:在1989 年,丹麦城市污水处理厂出水中BOD5 总量为35000 吨,到1996 年,这一数据快速下降到5000 吨,而到2004 年,则平稳下降到2500 吨。 丹麦政府规定,当人口当量大于30PE1 时需建设相应的污水处理设备。根据2004 年统计结果[3],丹麦全国共有1193 个城市污水厂,其中237 个为私营污水厂。自1993 年到2004年的12 年间,丹麦城市污水处理厂的类型发生了巨大的变化。具有脱氮功能的生物污水处理厂的比例从1993 年的54%提高到2004 年90.4%。与此变化相符合的是城市污水厂出水氮磷含量明显降低。2004 年,城市污水处理厂TN 平均去除率为80%,TP 平均去除率高达96%。 在丹麦,尽管城市污水处理厂的数量较多,但规模普遍较小。在1193 个城市污水处理厂中,处理规模小于1000 m3/天的污水厂占到了77.5%,但却只处理全国6%的城市污水。绝大多数的城市污水是由大规模集中式城市污水处理厂处理的。如:处理规模大于10000 m3/ 天的污水厂只有62 个,但却处理了全丹麦70%的城市污水。 丹麦城市污水处理厂出水标准遵照欧盟91/271/EEC 法案以及丹麦环保部门和地方行政 区所制定的出水标准来执行。具体出水标准见表 1。2.丹麦大型城市污水厂的运行和维护 丹麦大型城市污水处理厂(人口当量大于100000 PE,即进水量大于20000 吨/天的城市污水厂)所具有的共同特点之一就是污水和污泥处理的工艺非常接近。就下文重点讨论的Lynetten、Damhus?en、Lundtofte 和Aved?re 污水厂来说,其污水处理的核心技术均采用基于氧化沟工艺的Biodenitro 或Biodenipho 技术。而对于污泥处理,一般都需要经过厌氧硝化、离心脱水和焚烧处理后,外排到垃圾填埋场。 另外一个共同的特点就是污水厂的管理方式非常类似。一般来说,丹麦大型城市污水处理厂有两个具有不同功能的管理机构,分别称为董事会和市政业务委员会。董事会成员由污水厂管辖范围内的几个行政区的工作人员组成。董事会成员代表其所在行政区,主要工作是协调行政区与污水厂之间的关系以及监督污水厂的日常运行情况。同时,还需对该行政区污水处理进行详细的规划和总结。而市政业务委员会则主要负责污水厂的日常运行维护和管理工作。同时,在市政业务委员会中也会有各个行政区的负责人员,其主要负责与董事会成员进行对接,确保行政区与污水处理厂之间关系的通畅。以Aved?re 污水厂机构为例,该污水厂的污水来源于10 个行政区。该污水厂管理结构见图 1。2.1 基本情况简介 Lynetten、Damhus?en、Lundtofte 和Aved?re 污水厂均位于丹麦西兰岛上,负责周边行政区的城市污水和工业废水处理[4,5]。2004 年,污水厂处理负荷和进水负荷情况见表 2。Lynetten 是丹麦最大的城市污水处理厂,设计处理能力为15 万吨/天,2004 年实际进水负荷近20 万吨/天。Damhus?en 为丹麦第三大城市污水处理厂,设计处理能力为7 万吨/天。Damhus?en 与Lynetten 共属Lynettenf?llesskabet 公司(Lynetten 联合公司)经营管理。Aved?re 为丹麦第五大污水处理厂,设计处理能力6.4 万吨/天,归属丹麦Spildevandscenter Aved?re (Aved?re 污水中心)经营管理。Lundtofte 相对较小,设计处理量为2.2 万吨/天。 上述四个污水厂进水水质特性和出水情况见表 3 和表 4。对进水水质分析后发现:4 个污水厂进水水质的COD/BOD5 值属文献中[6]的中低值域范围,这可能与工业废水汇入有关。经过总结后发现:丹麦城市污水的COD/TN 和 COD/TP 均处于文献中[6]规定的中高值域范围内。从中发现,四个城市污水厂的重点污染物出水指标均低于欧盟91/271/EEC 法案以及丹麦环保部门的相关要求。2.2 工艺流程 丹麦城市污水处理厂工艺一般可分为三部分:污水处理单元、污泥和废物处理单元以及废气处理单元。Lundtofte 污水厂是丹麦非常典型的城市污水厂,下面基于Lundtofte 污水厂的工艺流程对各部分进行讨论。Lundtofte 污水处理厂的具体工艺流程见图 2 所示。2.3 污水处理单元2.3.1 机械处理 对于城市污水厂来说,污水机械处理通常包括粗格栅、曝气沉砂池、细格栅、初沉池以及二沉池等工序。由于各种机械处理工艺的设计已经非常成熟,因此无需再进行详细讨论。但是,针对机械处理过程所产生的废物和废气处理问题是值得学习和借鉴的。 在进入曝气池前,一系列的机械处理过程会产生大量的废物。丹麦大型城市污水厂的做法是:固体废弃物并没有与剩余污泥混合进入厌氧消化池,而是经过脱水后直接进入污泥焚烧炉进行焚烧处理。这是因为此类固体中无机物含量相对较高,直接进入消化池会影响厌氧消化效果。另外,这类废物也没有应用于建筑方面的回用,主要原因是此类沙子中含有重金属以及持久性有机物,对人体健康具有潜在危害。 丹麦大型城市污水处理厂十分重视机械处理过程中由于曝气或搅动所产生废气的收集和处理问题。一般来说,曝气沉砂池全部采用铝质材料封顶。部分污水厂的初沉池上面也会封顶。处理过程中所产生的气体,如H2S 也会随特定的气体管路进入焚烧炉处理。2.3.2 生物处理 如前所述,丹麦大型城市污水厂污水生物处理工艺非常接近。上述四个污水厂均采用Biodenitro 或是Biodenipho 工艺。下面针对这两种工艺进行简单介绍。2.3.2.1 工艺简介 Biodenitro 和Biodenipho 工艺为丹麦Krüger 公司的专利技术。该种技术的特点是自动化控制程度高、占地面积小、有机物和氮磷的去除效果良好。与Biodenitro 工艺不同的是,Biodenipho 在前面添加了一个厌氧池(Bio-P tank),因此具有生物除磷功能。而Biodenitro 无法进行生物除磷,只能借助于化学除磷。 下面以Biodenitro 工艺为例,重点介绍该工艺的运行和控制。 Biodenitro 工艺的运行是基于氧化沟技术(丹麦城市污水厂多采用基于表曝的氧化沟技术)。通常是将两个氧化沟划分为一组,采用交替曝气的方式运行以达到硝化反硝化的目的。Biodenitro 工艺分为四个阶段,见图 3 所示。其中,值得注意的是设置b 阶段和d 阶段的主要目的有两个:一是去除第一阶段在缺氧池中残留的氨氮;二是由于硝化耗时相对较长,为了能够达到更好的出水标准。一般来说,尽管Biodenipho 工艺具有较强的生物除磷功能,但污水厂依然会辅助使用化学除磷的方法已达到更佳的出水TP 浓度。而采用Biodenitro 工艺的污水厂更是如此。投放的物质一般为FeCl3 或AlCl3,投放地点设置在曝气池前。在曝气池后安装了磷在线监控装置,当发现TP 浓度超标时会自动投加除磷。2.3.2.2 控制系统 上述4个大型城市污水处理厂均采用SCADA和STAR系统来控制污水厂的正常运行。SCADA 技术建立在3C+S (Computer、Communication、Control、Sensor)基础上。该系统主要用于控制泵站、流量以及污泥脱水工艺等等。而STAR系统(Krüger公司的专利技术)是建立在SCADA系统之上,是一种用于控制曝气池运行的应用软件系统。在氧化沟中会安装在线检测仪器,从而将主要的污染物参数,如:氨氮、硝酸盐氮、总磷以及溶解氧浓度的信息发送到中心PLC上。由微机程序控制曝气池各阶段的运行时间和曝气模式。因此,图3中所示的4个阶段的具体运行时间是由STAR系统通过曝气池中具体污染物浓度的数据来控制的,但是会有一个最长运行时间。Lundtofte污水厂各阶段的最长运行时间为90min。 另外,如果设备一旦发生问题,程序会自动向技术人员的手机发送短信息以告知其出现技术故障的具体位置。同时,微机程序还会自动向技术人员发送电子邮件告知其具体问题,技术人员可以据此判断是否应该立即处理该故障问题。2.4 污泥处理单元2.4.1 丹麦污泥处理情况简介 欧盟及丹麦政府非常重视城市污水处理厂所产生的污泥及其处理和排放的问题,并制定了相关的法案,如86/278/EEC 法案、91/271/EEC 法案等。对城市污水厂排放污泥中的重金属以及持久性有性有机物的含量做出了相关的规定。 经过统计后发现,1999—2005 年,丹麦城市污水厂污泥处理和排放都产生了一定的变化,见表 5 所示。可以看出,变化最为明显的是污泥焚烧比例大幅提高和填埋比例明显下降。其中,污泥焚烧比例从1999 年的6%提高到2005 年的25%。上述的四个丹麦大型城市污水厂的污泥都经过焚烧处理。另外,尽管污泥总产量有所提高,但人均污泥产量基本保持不变。2.4.2 污泥处理 初沉池和二沉池排出的剩余污泥首先进行脱水、絮凝,之后进行厌氧消化。丹麦城市污水厂多采用中温厌氧消化工艺,温度控制在32~37℃,SRT 控制在25~30 天。一般来说,经过厌氧消化后,污泥的固含率约为1.55~3%。 污泥经过厌氧消化后,进入离心机脱水,污泥固含率提高到20%~32%。经过离心脱水后的剩余污泥将会和沉砂池内的污泥混合,并进入焚烧炉。经过焚烧处理后的污泥收集后运送到垃圾填埋场。2.4.3 生物气 一般来说,丹麦城市污水厂厌氧消化池产生的生物气中甲烷含量在65%左右,而每产生1m3 生物气会削减1.15 kg 干污泥。生物气能够得到有效的收集并回用。回用主要的方式有两种:一是产热、产电,供本厂内部使用;另一部分则出售给附近的工厂或天然气公司等。2.5 废气处理单元 丹麦城市污水厂在污泥焚烧处理过程中,十分重视潜在的大气污染问题。自焚烧炉产生的废气都要经过深度处理后才能排放到大气中。下面以Lundtofe 污水厂为例,简单介绍污泥焚烧后气体深度处理设备和装置。 从焚烧炉中排出的废气首先经过降温后进入旋风分离器,在这一过程中有85%~90%的灰分会从气体中分离出来。随后,气体进入湮灭炉中进行深度处理。在湮灭炉中,首先用水喷浇,使气体进一步降温。在水体内有溶解的NaHCO3 和少量的活性炭。主要目的是使用NaHCO3 吸附SO2、HCl 和HF 气体,并转化为Na2SO4、NaCl 以及NaF。活性炭则用来吸附汞等重金属。最后,经过处理后的气体进入布袋分离器进行固气分离,所有固体连同污泥被运送到垃圾填埋厂,而经过处理后的气体则通过烟筒排放到大气中。3.能耗、化学品消耗及污水厂运行费用 由于丹麦大型城市污水厂采用的工艺、运行方式以及管理结构大同小异,因此污水厂能耗、运行费用等统计数据也存在一定的一致性。对这些数据进行统计核算对于今后我国拟采用或已经采用类似工艺的城市污水厂的设计、运行、管理和评估工作具有一定的价值和意义。 但是,鉴于国情不同,环境和污水管理方式也有所差异,因此,利用单一货币形式(如欧元)来描述污水处理厂的运行费用是不合理的。因此,在运行费用的具体核算上,分以下几方面进行讨论。化学药品以药品使用量作为衡量标准;能量采用kWh 作为衡量标准。3.1 污水处理厂能耗 丹麦大型城市污水厂电耗在35~45 kWh/(PE·年),和0.5~0.6 kWh/m3 污水。而生物污水处理电耗约为0.20~0.25 kWh/m3 污水,占总电耗的30%~50%;污泥处理电耗约占总电耗的30%~40%;而污水提升、机械处理和管理电耗约占总电耗的15%~35%。对于污泥处理来说,处理1kg 干污泥需耗能0.02~0.06 kWh。3.2 化学药品使用量 污水厂化学物质主要用于化学除磷和污泥脱水等。针对化学除磷,不同污水厂采用的物质不同。例如:Lynetten 污水厂采用FeCl3;而Lundtofte 污水厂采用AlCl3。化学物质投加量与污水水质、工艺以及出水指标有直接关系。Lynetten 和Lundtofte 污水处理厂化学除磷的情况见表 6。从表 6 的数据可以看出,在进水TP 浓度基本相当的情况下,采用具有生物除磷功能的Biodenipho 工艺更加节省化学除磷物质量,而且可以获得更好的出水TP 效果。3.3 污水处理厂运行费用 丹麦城市污水厂运行费用主要费为四部分:员工工资、税费、能耗和化学药品费以及运行维护费用。以Lynetten 和Damhus?en 为例,2005 年两个污水厂运行费用为1.86 亿DKK,具体比例分配见图 4。一般情况下,丹麦污水处理厂最大的费用支出为员工工资。同时,在运行维护中还有相当部分是用于场地租用等。另外,丹麦污水处理厂需向政府缴纳污水和污泥处理税费。污泥焚烧以及外运到垃圾填埋场也都需要缴税。在丹麦,只有污泥回用时不用向政府交税。一般来说,丹麦城市污水处理厂污泥处理费用占总运行费用(不含人工费用和税费)的40%~50%。 上述四个污水厂运行费用统计见下表 7。值得一提的是,丹麦平均污水处理费用为15 DKK/m3,这与核算后的城市污水处理厂污水处理费存在较大差异。主要原因是丹麦总污水处理费用不但包括污水处理厂的运行费用,还需计算污水管道的建设和维护费用。而市政污水管道的维护和管理归各行政区。4.结论 丹麦自20 世纪90 年代至今,城市污水处理发生了巨大的变化。这一变化得益于丹麦政府积极执行欧盟91/271/EEC 法案及制定更为严格的相关出水标准。丹麦大型城市污水厂无论是运行工艺还是管理方式比较相似。总结其发展经验和管理体制,对有效数据进行统计并吸收消化对处于发展中的中国城市污水处理是十分有益的。参考文献:[1] 3rd Report from the Commission to the Council, the European Parliament, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions - Implementation of Council Directive 91/271/EEC of 21 May 1991 concerning urban waste water treatment, as amended by Commission Directive 98/15/EC of 27 February 1998. Access via Internet (20/08/2007):http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=CELEX:52004DC0248:EN:NOT[2] 4th Report from the Commission to the Council, the European Parliament, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions - Implementation of Council Directive 91/271/EEC of 21 May 1991 concerning urban waste water treatment, as amended by Commission Directive 98/15/EC of 27 February 1998. Access via Internet (20/08/2007): uwwtd_report/final_circa-per/_EN_1.0_&a=d[3] Milj?styrelsen 2005; Punktkilder 2004. Det nationale program for overv?gning af vandmilj?et; Fagdatacenterrapport. (In Danish)[4] Cui Chengwu et al. The Maintenance and Management in Lundtofte Wastewater Treatment Plant, Denmark. China water & wastewater. (In Press)[5] Cui Chengwu et al. The Maintenance and Management in Lynetten Wastewater Treatment Plant, Denmark. Water & Wastewater. (In Press)[6] Henze M., Harremoes P., La Cour J., Arvin E. (2001) Wastewater treatment biological and chemical processes. Third edition, Springer, Berlin, Germany.http://