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水是生命的源泉,人類生存環(huán)境的不斷惡化和自然資源的減少。一方面,水資源嚴重短缺。另一方面,大量的污水被排放,流入河流,湖泊和海洋,污染水體,接下來小編簡單介紹一篇優(yōu)秀污水處理論文。
人類社會的可持續(xù)發(fā)展面臨著嚴峻地挑戰(zhàn),這迫使人類必須重視自然環(huán)境的保護與利用, 必須進行廢水的再生處理,使水質(zhì)達到自然界自凈能力的承受水平,恢復其作為自然資源的屬性,既可解決水源的嚴重污染,又可開發(fā)新水源,是一項事半功倍的事業(yè),開發(fā)經(jīng)濟效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少的污水處理技術(shù)是必行之路。
一、我國水污染的狀況
1、 我國污水排放量的統(tǒng)計與預測
根據(jù)我國統(tǒng)計年鑒統(tǒng)計及預測,我國93~99年排放污水情況如下表。
單位:億立方米
年份污水排放總量年增長率(%)工業(yè)廢水排放總量年增長率(%)生活污水排放總量年增長率(%)
93355.1-0.9219.5-6.1136.19.0
94365.32.7215.5-1.8149.810.0
95372.92.1221.93.0151.00.8
96376.61217.52159.15.4
97380.31213.52167.25.1
98384.11208.92175.24.8
99388.01204.72183.34.6
年平均污水排放增長率為1%,其中工業(yè)廢水占60%,并且呈下降趨勢,年平均下降2%,生活污水約占40%上升趨勢,年平均增長7.9%。
根據(jù)清華大學紫光投資公司統(tǒng)計資料預計2001~2005年的污水排水增長率0.8%,2006~2010年污水排放年增長率為0.1%,這樣到2010年我國的年污水排放量為763億噸。
2、我國水污染狀況及造成的損失
根據(jù)統(tǒng)計,我國的江河湖泊和水庫中,已經(jīng)受污染的約占82.3%,全國有監(jiān)測系統(tǒng)的1200條河流中,已有850條受到污染。在現(xiàn)有的淡水資源34550億噸,其中地表水26000億噸,按每立方米水資源價0.2元,僅地表水污染造成的損失4278億元,而要治理這些水按一噸1000元,共需投資21398000億元,可見由于水污染造成的損失是何等巨大,而要治理費用就更大了。
二、傳統(tǒng)污水處理情況
1、建造價格和運行成本較高
傳統(tǒng)的污水處理是以一定的工程結(jié)構(gòu)物與機械設備,應用物理、化學及微生物學原理,將污水中的懸浮性固體,溶解性有機物、無機鹽、危害性細菌及病毒加以去除。根據(jù)污染物去除程度的不同,污水處理廠至少可以分為初級處理、二級處理、高級處理等三級。級別愈高的處理廠去除效果愈好,但建造與運營費用也愈高,往往需要大片的土地、昂貴的機械設備與土建設施、配套的區(qū)域污水管網(wǎng)或截流設施(將污水引導到處理廠)及處理后污水的排放設施。污水處理廠的操作與運營需要、大量的能源、加上設備維修更新及未來功能改善等費用,對任何平均國民收入較低、人口密度較高、城市用地有限的國家都是極其沉重的負擔。
2、處理能力低、設備運行狀況差
截止1998年底,我國擁有污水處理廠187座,年處理能力43億噸。我國平均668萬人擁有一座污水處理廠,而美國每萬人就擁有一座污水處理廠,瑞典每五千人就有一座污水處理廠可見我國的污水處理建設遠遠落后于發(fā)達國家。數(shù)學建模論文網(wǎng)其處理能力與實際需要相差甚遠,僅有的187座污水處理廠絕大部分是一、二級污水處理。且污水設備存在著效率低、能耗高、維修率高、自動化程度低等缺點。目前我國現(xiàn)存污水處理的設備運行狀況是1/3運行正常、1/3不正常、1/3處于停止狀態(tài)。這使污水處理廠的運轉(zhuǎn)率只能達到50%。
三、可持續(xù)發(fā)展污水處理
(一)準則:1、少用或不使用不可再生資源,如:礦物、能源、土地、建筑材料 。
2、在處理中回收資源和產(chǎn)生能源;如:水、N、P、沼氣、熱能 等。
3、沒有跨介質(zhì)、跨領(lǐng)域、跨地區(qū)污染;如:污泥、電的間接污染。
傳統(tǒng)污水處理工藝可持續(xù)發(fā)展的工藝
反硝化脫氮與磷的聚集,需要消耗大量COD反硝化脫氮和除磷,減少COD的消耗,減少污泥的產(chǎn)生
好氧處理:COD氧化去除和氨氮的硝化耗能巨大;厭氧處理:盡可能低的能源消耗、產(chǎn)生能源(CH4);
生物除磷:磷資源難以回收;結(jié)合化學除磷:磷的去除和回收;
污泥產(chǎn)量:剩余污泥量大污泥產(chǎn)量:剩余污泥量
耗能釋放二氧化碳,產(chǎn)生大量溫室氣體減少CO2的釋放和水資源的回收利用
(二)可持續(xù)發(fā)展處理的三種技術(shù)觀點:
第一是集中與分散的問題。聶梅生教授提出的一些觀點,認為應用新技術(shù)絕對是要分散的,集中與分散相組合是科學的趨勢。國外提出了一些分散處理包括可持續(xù)發(fā)展的具體的模式,比如說固化和厭氧處理相結(jié)合,結(jié)合氧化的工藝,最后在小的范圍里面處理的工藝。
第二是源頭控制,通過下水管輸送污染物是一個歷史錯誤,現(xiàn)代城市污水處理系統(tǒng)嚴重缺乏可持續(xù)性和抗干擾能力,是一個脆弱的系統(tǒng)。往往對水資源是破壞,而不是回收利用。
1、從源頭進行分離三種模式,
(1)完全分離的生態(tài)衛(wèi)生系統(tǒng)模式:芬蘭、瑞典等減少污水有機物、氮、磷,灰水濕地處理生態(tài)循環(huán)
在中國的鄂爾多斯曾有一個生態(tài)廁所的會議。其中有一個小區(qū)的樓房,都是按照生態(tài)廁所設計的。糞便分離以后,剩下的灰水里面BOD和COD的產(chǎn)量都非常低。
北京市的昌平區(qū)的一個村子也是跟瑞典合作,,也采用生態(tài)廁所的概念。
(2)尿液分離的模式:荷蘭模式減少污水的氮、磷元素,降低處理能耗和難度,并回收資源;它主要是集中在尿液這部分,把氮去除50%。這就是尿液的分離,這個分離也是在便器上進行改變,把這個尿液收集到地下室,然后通過這個管道把尿液抽走。如果說這個模式也是對構(gòu)筑進行比較大的改造的話,日本推行了第三種模式
第三是糞便單獨厭氧處理模式:日本、德國等處理黑水,減少處理廠負擔,回收沼氣能源,循環(huán)經(jīng)濟把糞便單獨處理。也就是黑水單獨處理收集,收集以后,糞尿運輸?shù)揭粋糞尿處理廠,產(chǎn)生能源。美國的一位專家認為厭氧技術(shù)是可持續(xù)發(fā)展的核心技術(shù),開發(fā)厭氧城市污水處理是廢水處理歷史上最偉大的進步,所以提到的高度也是非常高的。
在發(fā)展中的國家,我們的近鄰印度,還有南美的巴西,哥倫比亞,污水處理廠大規(guī)模采用了厭氧污水處理,甚至是幾十萬噸的污水處理廠,發(fā)展得非常迅速。
采用分離技術(shù)后成份
項目尿液糞合計
N85%11.596.5%
P46%35%81%
K62%25%97%
有機物2%52%54%
故采用分離技術(shù)不但可以去除氮 >95%;去除磷>80%;去除COD(BOD)>50%;去除病原體>99%;還可節(jié)水 30-40%;降低處理負荷;節(jié)省國家、社會和個人投資和花費及水資源和營養(yǎng)物的循環(huán)利用
四、污水處理與節(jié)能降耗
污水處理的節(jié)能降耗涉及到了工藝的選擇,源頭的控制以及運行管理,水量、水質(zhì)和運行方面及節(jié)能的高效的設備的選用等多方面內(nèi)容。下面僅談一下小型廢水處處理站。
有很多座小型廢水處理站,正常運行的實際有機負荷只有設計能力的20%~30%,全年水力滿負荷運行的時間只有1/4,并且都沒有安裝變頻調(diào)節(jié)裝置,“大馬拉小車”現(xiàn)象普遍存在,而且廢水處理站都與生產(chǎn)同步,而正常生產(chǎn)企業(yè)每周有兩天休息,因此每次開車時都有4~6 h甚至更長時間不能正常運行(生物細菌的活性恢復過程),造成能源的浪費。故需以下節(jié)能對策
、龠M行廢水處理工藝設計之前應充分收集有關(guān)生產(chǎn)廢水的第一手資料,保證設計能力與實際運行負荷相適應,并考慮計算機控制系統(tǒng)在廢水處理中的應用。
、诤喜⑿⌒蛷U水處理站,使廢水集中處理,有利于減少重復投資,避免社會資源的浪費。③污水提升泵調(diào)頻技術(shù)
根據(jù)流量或水位計進行調(diào)整,在線儀表和程序控制,實現(xiàn)較簡單:某廠總計采用36臺變頻泵,節(jié)電40%,全廠電耗節(jié)約6.3%,全年節(jié)省500萬元。
④促進處理后水的回用,從而實現(xiàn)經(jīng)濟效益和環(huán)境效益雙豐收。
閱讀期刊:污染防治技術(shù)
《污染防治技術(shù)》Pollution Control Technology(雙月刊)1982年創(chuàng)刊,是江蘇省環(huán)?萍贾攸c刊物,創(chuàng)刊十六年來,以其濃厚的科技內(nèi)涵和專業(yè)特色,受到廣大環(huán)?萍既耸康臍g迎和好評。以馬列主義、毛澤東思想、鄧小平理論和“三個代表”重要思想為指導,全面貫徹黨的教育方針和“雙百方針”,理論聯(lián)系實際,開展教育科學研究和學科基礎理論研究,交流科技成果,促進學院教學、科研工作的發(fā)展,為教育改革和社會主義現(xiàn)代化建設做出貢獻。
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