⑴ 中小城市污水處理的工藝流程和大城市的污水處理工藝流程有何異同
中小城市的可以採用生物膜法,如接觸氧化、生物濾池等,便於管理,沒有污泥膨內脹問容題。
當然也不排除用活性污泥法,譬如A2O,CASS,懸掛鏈(百樂克)等
大城市的用氧化溝的多一些,更節約投資
其他的像格柵、沉砂、曝氣,基本一樣
⑵ 燃煤電廠脫硫廢水排放指標限值的計算方法研究
目前我國燃煤電廠脫硫廢水標准DL/T997—2006的排放指標與限制內容已不符合社會發展需要,為此,本文提出了燃煤電廠脫硫廢水排放指標限值相關計算方法。
論文調研了美國和國內的相關規范,對排放指標確定范圍的具體數值和演算法模型展開深入研究,結合我國行業發展狀況和國情給出了具體的修訂建議,通過計算模型得出脫硫廢水污染物控制參數的直接排放限值,氯化物日最大排放限值≤500mg/L,總溶解固體(TDS)日最大排放限值≤215mg/L,硒≤1.5mg/L,汞≤0.005mg/L等。
2015年國務院印發《水污染防治行動計劃》(以下簡稱「水十條」)明確了我國水環境治理的重點,為中國水污染防治指明了方向。
燃煤電廠濕式石灰石石膏法煙氣脫硫(FGD)產生的脫硫廢水以其污染物組分復雜、不少重金屬含量超標,直接排放將對環境及人體產生多重且長期的危害,因此電力行業2006年首次制定了《火電廠石灰石石膏濕法脫硫廢水水質控制指標》DL/T997,通過濃度控制對相應的污染物排放指標、處理技術提出了無害化要求。
脫硫廢水常規處理方法為化學沉澱、絮凝、中和、沉澱等技術路線,但隨著近年來零排放技術等的逐步出現與成熟,加之現有執行標準的控制指標種類少、不區分技術制定標准限值等問題,原有標准在技術先進性、環境要求方面的適應性越來越低。
為進一步完善國家環境污染物排放標准體系,規范和加強火電行業廢水排放管控,引導電力污染物環保產業可持續健康發展,對脫硫廢水標准進行修標已是大勢所趨尺宏。
本文通過對比我國與美國污染物排放標準的修訂及污染物排放指標濃度限值的計算模型,制定出適用於我國脫硫廢水污染物控制參數的直接排放限值計算方法。
1中美污染物排放標准修訂對比
1.1美國確定基於技術的污染物排放指標的流程
美國確陵鬧冊定水質污染物排放限值的方法基本分為以下3種:①特定化學物質法;②廢水綜合毒性法;③生物基準或生物學評估法。
經研究,美國工業點源水污染物排放限值的確定方法主要為水環境質量的綜合毒性法,該法採用水生生物暴露試驗的方法確定污染物綜合毒性,適用於難確定廢水水質復雜且難提出特定污染物的情況。
這區別於為滿足特定化學物質水質基準的特定化學物質法。根據美國國家污染物排放削減計劃(NPDES),其核心內容即排污許可證的頒發與實施,而該政策的實施內容則為點源水污染物排污許可限值。
美國對於點源污染物排放限值的確定方法依據之一為技術基礎(technology-based),即考慮目前能達到的技術處理能力;之二為水質基礎(water quality-based),即充分考慮以環境生物影響與人體健康為本的水質標准。
圖1給出了美國EPA基於處理技術確定廢水污染物排放指標限值的客觀研究流程。
圖1 美國環保署(EPA)水污染物排放標准限值確定流程
1.2國內常規污染物排放標準的修訂程序
我國的工業污染物排放控制標准通常以對應的污染物去除工藝、技術路線為主要修標依據,以人體健康(即環境效益)為基本要求,標准所控制的技術路線除技術可行外還要充分考慮經濟指標,即投資、運行費用等。
根據以上現有客觀修訂依據,本文作者通過綜合分析各類標準的修訂背景、必要性、計算研究方法等步驟,所確定的標准確定過程分解如圖2。
圖2 脫硫廢水污染物控制標準的修標流程
1.3我國污染物排放指標存在的問題
1.3.1相關指標在標准中體現不夠
我國對於脫硫廢水的控制標准有行業標准《火電廠石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質控制指標》(DL/T997—2006),其中指標有對重金屬的控制如總汞、總鉻、總鎘、總鉛、總鎳、懸浮物、化學耗氧量、硫化物、氟化物、硫酸鹽、pH進行了制約。
考慮到目前國內推薦應用的脫硫廢水處理技術路線,如沉澱、混凝、彎汪中和等化學處理後達標排放,即三聯箱技術。此路線對懸浮物與大部分金屬及重
金屬汞、砷去除率很高,但對氯化物、溴化物、硼、硫酸鹽、銨和其他溶解固體(TDS)去除率低[13];並且對某些有害元素如硒等去除效果差。
對於此種處理技術,現有的控制標准種類少,對可溶性鹽及硒等有害物質的排放在標准中體現不夠。
其次我國推薦的脫硫廢水處理技術路線還有化學沉澱、混凝、中和預處理+膜濃縮+煙道余熱蒸發乾燥/蒸發結晶,即脫硫廢水零排放技術。
此技術需要對汞、砷、硒和硝酸鹽/亞硝酸鹽的出水濃度進行限值,以及對總懸浮固體(TSS)進行限制。
我國脫硫廢水控制標准不再符合社會發展需要,需增加現有執行標準的控制指標,更應該關注溶解性總固體TDS、硝酸鹽/亞硝酸鹽,汞、六價鉻、銅、硒等有害物質控制指標。
1.3.2未充分考慮技術經濟可行性
深入研究美國環保署2015年最新修訂的關於點源燃煤電站的污染物排放標准40 CFR Part423,《Effluent Limitations Guidelines and Standards for the Steam Electric Power Generating Point Source Category》;Final Rule,關於FGD廢水的控制標准有兩套BAT(best available technology economically achievable,最佳經濟可行技術)限制,第一套BAT控制標準是對TSS(total suspended solid,總懸浮固體)制定的數值限制標准,該控制方法與EPA先前制定的關於TSS的BPT(best practicable control technology currently available,最佳現有實用控制技術)規范在數值上相同;第二套BAT控制標準是對汞、砷、硒、硝酸鹽/亞硝酸鹽氮制定的數值限制標准,而自願採用先進技術的現存燃煤電廠(ES,existing sources)與新建電廠(NS,new sources)的FGD廢水控制指標為汞、砷、硒、TDS(溶解性總固體)。
但我國還未建立系統的污染物削減技術評估體系,目前我國制訂的BAT僅11個,不足以支撐所有行業的水污染物排放標准制修訂工作。
1.3.3標准在技術先進性、環境要求方面的適應性需提高
在制定標准時應與現今脫硫廢水處理技術及環境要求無縫銜接。行業水污染物排放限值是通過綜合考慮工業排污水平、污染物處理技術、環境質量要求、國內外相關標准等多方面的因素來制訂。
如今零排放技術已在我國部分應用,《火電廠石灰石-石膏濕法脫硫廢水水質控制指標》已遠遠不適用於當今污染控制技術。
美國對於濕法脫硫廢水的排放控制標准,美國EPA根據不同的處理技術分別制定了不同的控制限值。
如只採用化學沉澱法處理脫硫廢水的電廠需要針對汞、砷提出控制標准;採用化學沉澱後續串聯生物處理脫硫廢水的電廠需要提出汞、砷、硒、硝酸鹽/亞硝酸鹽態氮的控制標准;而採用蒸發處理脫硫廢水的電廠則提出控制汞、砷、硒和總溶解性固體的要求。
2相關計算模型
2.1發達國家確定污染物排放指標濃度限值的計算模型
參考美國國家污染物削減計劃(NPDES)中基於BAT技術的水污染物濃度限值計算方法建立計算模型過程。
(1)確定需要控制的污染物指標,根據造成的環境影響即主要矛盾,包括長期/慢性和短期/急性毒性確定。
(2)工業廢水濃度限值分為日最大濃度限值(短期)與30天平均值(長期),分直接排放到自然水體的濃度限值和排放到下游公共污水處理設備的濃度限值,不同濃度的演算法公式也不同。
以工廠排放的某污染物i為例,討論長期平均值(long time average,LTA),如式(1)。
(3)日變異系數和月變異系數VF的確定。
(4)根據計算模型標准濃度限值=LTA×VF,最終確定排污行業不同污染物濃度的濃度限值標准。
(5)可行性驗證。
2.2適用於我國工業廢水排放的標准限值計算模型
(1)某種污染物濃度限值確定行業長期平均值採用算術平均根的計算模型,以企業排放的COD為例,公式如式(2)。
3我國脫硫廢水排放標準的濃度限值計算方法
依據新修訂脫硫廢水排放標準的標准限值依託的技術依據擬採用零排放技術「化學預處理+RO膜濃縮減量+蒸發結晶」技術為主、「化學預處理+RO膜濃縮減量+余熱煙氣旁路蒸發」技術為輔。
已知正常工況下兩種技術的出水指標相當,形成的脫硫廢水零排放系統的主要污染物進出口控制參數如表1,以國內某燃煤電廠大型脫硫廢水零排放工程實例為參考原型。
表1 脫硫廢水零排放系統的主要污染物進出口控制參數
根據燃煤電廠石灰石石膏濕法脫硫廢水的水質特點、主要污染物種類可能造成環境危害以及現有水質標準的主要控制對象的分析,以及環保部推薦的最佳處理技術的結論,確定了脫硫廢水中需要控制的污染物種類,如表2。
表2 基於蒸發結晶/旁路蒸發技術(BAT)的脫硫廢水污染物控制參數確定
下面以10家採用脫硫廢水零排放技術的燃煤電廠出水水質數據為基礎,以具有代表性的污染物硫酸根離子SO42–為例代入數學模型計算,過程和結果如下。
(1)計算長期平均值LTA,如式(8)。
國家規定的化學需氧量的測定方法為重鉻酸鹽法,由GB11914—1989可知,該方法檢出限為0.2mg/L;未檢出比例為p=0。
表1中的其他類型污染物的BAT濃度限值的計算結果同硫酸根,因此最終計算結果如表2。
4結論與展望
(1)以最佳可利用技術(BAT)——脫硫廢水零排放技術蒸發結晶的工藝路線為標准濃度限值確定的技術依據,充分學習我國與美國環保部門制定廢水排放標准限值時藉助的數學模型演算法,確定了該技術方案支持下的脫硫廢水排放控制標準的污染物種類與控制濃度區間。
(2)在深入研究了我國和美國的標准限值確定方法的基礎上,融合了兩國計算模型的共同點,得出了根據脫硫廢水水質水量特點確定的需要污染物種類,包括新增的TDS日最大排放限值、硝酸鹽日最大排放限值、氯化物等無機鹽離子的控制水平、二類污染物銅、硒的控制水平以及一類污染物汞、六價鉻等重金屬控制指標等。
(3)脫硫廢水新的控制指標應更加適應當前及未來的環境發展需要。
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⑶ 請問什麼叫sbr技術和sbr反應器
1.1 SBR工藝簡介
SBR是序批式活性污泥法(Sequencing Batch Reactor Activated Sludge Process)的字母縮寫。其最初是由英國學者Ardern和Lockett於1914年提出的,但是鑒於當時曝氣器易堵塞,自動控制水平低,運行操作管理復雜等原因,很快就被連續式活性污泥法取代。直至20世紀70年代,隨著各種新型曝氣器、浮動式出水堰(潷水器)和自動控制監測的硬體設備和軟體技術的開發,特別是計算機和工業自控技術的不斷完善,對污水處理過程進行自動操作已成為可能,SBR工藝以它獨特的優點受到廣泛關注,並迅速得到發展和應用,現在世界上已有數百座SBR污水處理廠在成功運行。美國國家環境保護署(EPA)認為SBR工藝是一種低投資、低操作成本及維修費用、高效益的環境治理技術。
SBR屬於活性污泥法的一種,其反應機制及去除污染物的機理與傳統的活性污泥法基本相同,只是運行操作方式有很大區別。它是以時間順序來分割流程各單元,整個過程對於單個操作單元而言是間歇進行的。典型SBR集曝氣、沉澱於一池,不需設置二沉池及污泥迴流設備。在該系統中,反應池在一定時間間隔內充滿污水,以間歇處理方式運行,處理後混合液進行沉澱,藉助專用的排水設備排除上清液,沉澱的生物污泥則留於池內,用於再次與污水混合處理污水,這樣依次反復運行,構成了序批式處理工藝。典型的SBR系統分為進水、反應、沉澱、排水與閑置五個階段運行,見圖1-1。
圖1-1 SBR基本運行模式
SBR工藝具有以下幾個主要的優點:
1. 處理構築物很少,一個SBR反應器集曝氣、沉澱於一體,省去了初沉池、二沉池和迴流污泥泵房。因此,大大節約了處理構築物的佔地面積、構築物間的連接管道及流體輸送設備,一般可降低工程總投資的10%~20%。
2. 由於其間歇進水,時間長短、水量多少均可調節,因此對水量水質的變化具有較強的適應性,不需另設調節池。
3. 佔地少,比傳統活性污泥法少佔地30%-50%,是目前各種污水處理工藝中佔地最省的工藝之一。
4. 可脫氮除磷。通過調節曝氣時間和間歇時間,使污水在反應池中處於交替好氧、缺氧和厭氧狀態,為工藝脫氮除磷創造了條件。同時,這種環境條件的變化也可以有效抑制絲狀菌的生長,減少污泥膨脹的影響。
5. 污水處理廠剛建成運行時,流量一般比設計值低,SBR可以根據水量水質的需要,增減運行池體的數量,這樣可以避免不必要的能量消耗,這是其他工藝所不具備的。
SBR工藝的主要缺點有:
1. 反應池的進水、曝氣、排水過程變化頻繁,不能採用人工管理,因此對污水廠設備儀表的要求較高,並要求管理人員有一定的技術水平。
2. 水量較大時會暴露出容積利用率不高的問題。
1.2 SBR改良工藝介紹及對比
SBR運行方式靈活多變,適應性強,為滿足不同的水質及實際工程的要求,可對工藝過程進行改進,隨著基礎研究方面的不斷進展以及人們對活性污泥去除污染物質機理的逐漸了解,鑒於經典的SBR技術在實際工程應用的一定局限,為適應實際工程的需要,SBR技術逐漸衍生了各種新的形式。目前應用較多的改良工藝有:ICEAS,UNITANK,DAT-IAT,CAST(CASS)等。
1.2.1 ICEAS工藝原理
ICEAS全稱為間歇式循環延時曝氣活性污泥法(Intermittent Cycle Extended Aeration),其最大的特點就是在反應器的進水端增加了一個預反應區,運行方式為連續進水(沉澱期、排水期仍連續進水),間歇排水,無明顯的反應階段和閑置階段。污水從預反應區以很低的流速進入主反應區,對主反應區的泥水分離不會產生明顯影響。由於ICEAS設施簡單、管理方便,尤其是處理市政污水和工業廢水方面比經典的SBR系統費用更省,因此在國內外受到了廣泛重視。自20世紀80年代初在澳大利亞興起以來,目前已建成投產了300多座污水處理廠。
ICEAS的運行方式如圖1-2所示:將SBR反應池沿長度方向分為兩個部分,前部為預反應區,後部為主反應區。預反應區可起調節水流的作用,主反應區是曝氣、沉澱的主體。ICEAS是連續進水工藝,不但在反應階段進水,在沉澱和潷水階段也進水。污水進入預反應區後,通過隔牆底部的連介面以平流流態進入主反應池,在主反應池中進行間歇曝氣和沉澱潷水,成為連續進水、間歇出水的SBR反應池,使配水大大簡化,運行也更加靈活。ICEAS工藝中各操作單元的作用為:
A、曝氣階段 由曝氣系統向反應池內間歇供氧,此時有機物經微生物作用被生物氧化,同時污水中的氨氮經微生物硝化反硝化作用,達到脫氮的效果。
B、沉澱階段 此時停止向反應池內供氧,活性污泥在靜止狀態下降,實現泥水分離。
C、潷水階段 在污泥沉澱到一定深度後,潷水器系統開始工作,排出反應池內上清液。在潷水過程中,由於污泥沉降於池底,濃度較大,可根據需要啟動污泥泵將剩餘污泥排至污泥池中,以保持反應器內一定的活性污泥濃度。潷水結束後,又進入下一個新的周期,開始曝氣,周而復始,完成對污水的處理。
⑷ 污水是怎樣處理的
1、物理法:主要利用物理作用分離污水中的非溶解性物質,在處理過程中不改變化學性質。常用的有重力分離、離心分離、反滲透、氣浮等。物理法處理構築物較簡單、經濟,用於村鎮水體容量大、自凈能力強、污水處理程度要求不高的情況。
2、生物法:利用微生物的新陳代謝功能,將污水中呈溶解或膠體狀態的有機物分解氧化為穩定的無機物質,使污水得到凈化。常用的有活性污泥法和生物膜法。生物法處理程度比物理法要高。
3、化學法:是利用化學反應作用來處理或回收污水的溶解物質或膠體物質的方法,多用於工業廢水。常用的有混凝法、中和法、氧化還原法、離子交換法等。化學處理法處理效果好、費用高,多用作生化處理後的出水,作進一步的處理,提高出水水質。
污染成因:
人類生產活動造成的水體污染中,工業引起的水體污染最嚴重。如工業廢水,它含污染物多,成分復雜,不僅在水中不易凈化,而且處理也比較困難。
工業廢水,是工業污染引起水體污染的最重要的原因。它占工業排出的污染物的大部分。工業廢水所含的污染物因工廠種類不同而千差萬別,即使是同類工廠,生產過程不同,其所含污染物的質和量也不一樣。工業除了排出的廢水直接注入水體引起污染外,固體廢物和廢氣也會污染水體。
農業污染首先是由於耕作或開荒使土地表面疏鬆,在土壤和地形還未穩定時降雨,大量泥沙流入水中,增加水中的懸浮物。
還有一個重要原因是農葯、化肥的使用量日益增多,而使用的農葯和化肥只有少量附著或被吸收,其餘絕大部分殘留在土壤和漂浮在大氣中,通過降雨,經過地表徑流的沖刷進入地表水和滲入地表水形成污染。
城市污染源是因城市人口集中,城市生活污水、垃圾和廢氣引起水體污染造成的。城市污染源對水體的污染主要是生活污水,它是人們日常生活中產生的各種污水的混合液,其中包括廚房、洗滌房、浴室和廁所排出的污水。
世界上僅城市地區一年排出的工業和生活廢水就多達500立方公里,而每一滴污水將污染數倍乃至數十倍的水體。
⑸ 污水處理廠100l水大概要用多少ClO2消毒劑
美國EPA規定,水中剩餘CLO2和clo2-重量不超過0.5mg/l。目前我國還沒有這方面的限定標准。作為消毒劑,一般CLO2投加量約在1.0~2.0mg/L,不會產生副作用,但作為氧化劑,clo2投加量變化較大。