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中水回用方案的技术经济分析
技术方案以常州戚墅堰污水处理厂为例,设计处理规模为5万t/d,其中工业废水接管比例小于10%,处理工艺为A2O+微絮凝过滤+臭氧消毒工艺。2011年建设中水回用示范工程,尾水经砂滤工艺处理后供给钢铁企业,经1年的运行,再生水均能满足钢铁企业补充水的各项控制指标。工业废水比例较低的污水处理厂,排放的尾水经砂滤工艺处理后的再生水,水质可以与源水为运河水的工业水厂供水水质相当,各项指标均能满足G高和G中用户的用水水质要求。而随着污水处理厂接管废水中的工业废水比例提高,排放尾水中的盐分增加,当超过35%后,尾水中的总盐分和可溶解固体都高于1000mg/L,再生水采用此类污水处理厂的尾水作为水源,应增加脱盐工艺,目前常用的工艺路线为:砂滤(超滤)+纳滤+反渗透或砂虑+电吸附。根据不同集中污水处理厂出水水质和目标用户的水质要求,可给出对应的再生水深度处理的建议方案。经济成本分析集中污水处理厂供再生水的成本主要有两部分组成:尾水处理成本及其处理设施建设成本的折旧和输水成本和供水系统建设成本的折旧。根据源水和用户对水质要求的不同,可分为低质低费方案①和优质高费方案②、③。低质低费方案的处理工艺较工业水厂的净水工艺更为简单,处理费用更低,但增加了输水成本和供水系统的建设成本,根据戚墅堰污水处理厂4万t/d的再生水系统建设和运行结果测算,约2km点对点输水成本0.045元/t,远低于工业水厂取水资源费和取水工程费总计0.29元/t。因此,采用低质低费方案有良好的经济效益。优质高费方案的出水水质一般优于自来水,但一次性投资大,处理成本高,其中方案②建设成本1500元/(t•d),处理成本高于3元/t,以膜寿命为3年,其它设备折旧期为10年来计算,综合成本为3.89元/t。方案③建设成本2500元/(t•d),处理成本高于1.5元/t[6]。如考虑设备投入的财务费用,以自来水价格来比对,优质高费方案尚未达到盈亏平衡点。以工业污水接管比例不超过20%的生活污水处理厂为水源,采用方案①处理工艺处理,可提供1.3亿t/a的再生水,其水质与直接从运河取水的工业水厂水质相当,完全能满足对水质要求不高的用户需求,全部再生利用可以使全市水资源消耗量下降18个百分点。常州市工业企业耗水量排前20位的企业,累计占工业新鲜用水量的36%以上,年耗水量超过1.5亿t,且均为水质要求不高的钢铁、电力、化工、印染行业。因此城市污水处理厂中水回用规划应重点构建低成本再生水系统。
结论与建议
污水处理的质量对于水质和水价有很大的影响。首先,按质供水。按照水用途的差异可能要求不一样的水质,所以,不要求将水均处理到某一水平,这样能够在很大程度上降低成本。其次,城市污水大都属于工业废水。城市中的工业供水也占到60%以上,各个工业单位产生的废水都需要排入受纳水体内,所以,污水处理工作的发展前景是一片良好的。所以在处理城市污水时要按照不同的使用需求来将污水处理至与之相适应的程度。再次,待处理水的水质。各种工业废水的水质有着很大的差异,所以要根据实际情况采取最适宜的处理方式。一般情况下,处理后满足二级标准的水能够再次回收利用,可是,这虽然能够降低污水处理的成本,却不利于环境保护。现今的先进技术也早已能将废水净化成饮用水,可是人们心理上仍然存在着芥蒂,并且将污水处理至这种标准花费的成本也很高。最后,处理程度。废水的处理程度应结合废水的出路与水体的自净能力来考虑。城镇废水的出路一般是农田灌溉、排放水体和废水回用。用途的差异会使处理方式及需去除的污染物产生一定的差异。若是由于灌溉农田,就可以将生活污水直接沉淀,保证大部分悬浮物及虫卵除掉后就能使用。若要将处理后的污水排放至自然环境,所以设计人员要科学的应用水的自净化能力,但是一定要避免水体再次被破坏,这不利于水的正常循环。如果不使用水的自净能力而将污水处理到较高的程度也很不合理,这对于财力、技术等各个方面都有着很高的要求;可是我们也需要考虑到水净化的能力限制,超过该限制将会使其失去自净能力,加重水体的污染。所以,污水处理要受到经济能力的很大影响。现在污水处理的最现实目标应该是将其处理至能够间接回用的水平。做好这一工作,能够科学合理的应用自然水体的自净化能力,这样能够在很大程度上降低污水处理的成本。工业生产的废水要先经该企业进行一定的处理,消除其中的特殊危害物质,避免其危害管道,还能大大降低污水处理的费用,减少建设维修费用。
2厂址选择污水处理
单位要想取得经济效益的最大化,就必须引进最先进的技术、设备和处理工艺。要保证污水处理设备的高效率、强性能。在确定污水处理厂的具体地点时必须考虑到城市整体布局、管网铺设、自然保护等多种因素,并将多种设计方案比较后选择最适宜的。
3建设费用要对建设费用进行经济比较
这需要将各项基建投资和一段时间的经验管理费用为基础,这便构成了方案的总费用,应选择费用最低的经济性方案。首先,污水处理中的管道铺设费占60%以上。之前的铺设方式中所用的管道极易引起跑、冒、楼等恶劣情况,这对于企业的正常经营也是极为有利的。普通的镀锌管不超过5年便会被腐蚀,但使用PB材质管,不仅可以解决这一问题,还能使施工更加便捷,并可以事先进行预加工和预组装工作。其次,要根据待处理的污水水质及处理后的用途来确定药剂,如添加臭氧便能够降低对其它设施的性能要求。添加臭氧来进行污水处理工作取得的效果更好,并且操作也比价简便。安装其它设施所降低的成本正好可以用于购买臭氧设施及其附属设施。
4运行费用设计方案足够
科学的污水处理系统不一定就会有最佳的运行状态。若污水处理系统已经建成,就要尽量的降低经营成本,让水能够满足客户需求。对污水处理系统的成本有影响的因素包括:混凝剂成本、沉淀排泥成本及反冲洗费用。将污水处理系统进行调整后会使上述三部分的比重发生变化,使总成本发生改变。
(1)使用科学的处理方式能够使混凝剂自用成本大大降低,这能够在很大程度上提高企业的经济效益。在一定条件下,使混凝剂投加量、沉淀池排泥水量、滤池反冲洗水量3部分费用之和满足运行工况约束条件的最小值,是高效经济运行要解决的核心问题。在保证水质的前提下,降低处理系统的运行费用,充分发挥污水处理系统的整体功效。
(2)要综合考虑水质问题和经济效益两方面,保证沉淀水浊度符合要求。这一数值会随处理工艺的变化而发生改变。一般要综合各种因素来确定沉淀水的浊度值,以变浊度的支持运行方式取代传统的定浊度方式,实现污水处理系统的高效经济运行。
(3)将污水处理用的滤料进行再生处理则能大大降低成本。
(4)使用纤维式过滤器,减小RO薄膜的损耗,减少更换次数,降低成本。安装费用也常低于传统的过滤器。
(5)节约用水能够在很大程度上减小经营费用。所以要尽量选择先进的设施,并借助重力流来运输,降低设备购买费和电费。
论文摘要:针对目前城市现有污水处理厂在建设和运行管理的过程中所暴露出来的问题,从建设规模和工艺确定等角度进行对比分析,并对应注意的环节提出了看法。
由于工业废水处理设施一般规模小、技术性强,工艺组合灵活,结构通常为钢制,即使内部管线穿插较多,运行维护也不太困难。工业废水处理在技术上是与城市污水处理类同的,但是如果把工业废水处理设施的设计思路简单地套用在城市污水处理工程中会带来很多预想不到的问题。
1.合理确定建设规模
城市污水厂建设规摸的确定,是根据城市总体规划和排水规划,分期分批地建设污水管网和污水处理厂,要根据水环境保护的目标,分期实施,逐步到位。城市排水工程建设是一项系统工程,涉及城区管渠改造,污水的收集、输送(包括泵站),污水处理和排放利用,以及污泥处置等问题在。
2.城市污水处理厂的工艺选择
具体工程的选择要求包括:
①技术合理。技术先进而成熟,对水质变化适应性强,出水达标且稳定性高,污泥易于处理。
②经济节能。耗电小,造价低,占地少。
③易于管理。操作管理方便,设备可靠。
④重视环境。厂区平面布置与周围环境相协调,注意厂内噪声控制和臭气的治理,绿化、道路与分期建设结合好。
⑴好氧生物处理技术是世界各国城市污水处理厂普遍采用的污水处理工艺,分为活性污泥法和生物膜法两种。活性污泥法是水体自净的人工强化,是使微生物群体“聚居”在活性污泥上,活性污泥在反应器-曝气池内呈悬浮状,与污水广泛接触,使污水净化的技术;生物膜法是土壤自净的人工强化,是使微生物群体以膜状附着在物体的表面上,与污水接触,使污水净化的技术。活性污泥法、生物膜法及其变种变工艺,各有特点和应用条件,在选择的时候,应根据各地区的水质、水量、受纳水体、气候、环境、经济情况等条件确定。
⑵活性污泥法工艺在净化机制上,没有什么突破,历经几十年的发展与革新,现已拥有以传统活性污泥法为基础的多种运行方式,如A/O除磷工艺、A/O脱氮工艺、A2/O同步脱氮除磷工艺、氧化沟工艺、A/B法、各种SBR法、载体活性污泥法、一体化活性污泥法等等。近十几年来,活性污泥法最大进步就是将厌氧机制引入到生化反应池之中来,使厌氧和好氧状况在生化池中同时存在或反复周期性地实现,但其基本流程原理与标准法是一致的。
⑶厌氧-好氧活性污泥法工艺(A/O法),是具有生物选择机能并兼有脱氮除磷功能的标准活性污泥法变法。所谓厌氧就是生化反应段内溶解氧趋于零状态。在这种环境下迫使专性好氧微生物-丝状菌代谢机能锐减,抑制了其繁殖,起到了厌氧生物选择作用,从而可以防止污泥膨胀现象发生。A/O活性污泥法工艺在普遍活性污泥法前段加入厌氧段,通过污泥负荷的变化来实现除磷或脱氮的功能。在A/O法的基础上又发展了A2/O法,即在厌氧、好氧段之间加入缺氧段以实现同步除磷脱氮,由于其污泥负荷适应范围较小,因此在实际运行中往往按偏重于除磷或脱氮之一功能进行。A/O法、A2/O法工艺由于出水水质稳定、能耗不高、运行管理方便等特点,在国内外大中型污水厂中采用最多。
⑷载体活性污泥法,是在活性污泥法反应池内投加固体颗粒或软性、半软性填料,以增加单位反应空间的微生物量,提高反应器容积负荷。是一种活性污泥法与生物膜法的良好结合,一般适于污水厂挖潜改造,提高处理能力,其核心技术为专利填料,近几年林泡工艺作为其代表应用于大连春柳污水厂和铁岭污水厂。
⑸氧化沟法,于五十年代由荷兰人巴斯维尔所开发,主要有卡鲁塞尔(Carrousel)式、三沟式、一体化式、奥贝尔(Orbal)式等几种技术形式。氧化沟法是一条闭合的生化反应沟渠,以转碟或转刷为充氧和水流动力,流程简单,对运行管理要求较低,多用于延时曝气,产生污泥量少,污泥易于脱水。氧化沟法在我国南方地区及中西部地区得到广泛应用。
⑹A/B法(Absoption-Biodegradation),是两级生化反应系统。一级为生物吸附,污泥负荷高,反应时间短(30分钟);二级为一般生化反应池,污泥负荷同普通活性污泥法。A/B法的一、二级都有自己的二次沉淀池和污泥回流系统,多用于浓度高的生活污水,其国内典型应用为乌鲁木齐河东污水处理厂和青岛海泊河污水处理厂。
⑺序批式活性污泥法(SBR-SequencingBatchReactor)是1914年由英国学者Ardern和Locket发明的水处理工艺。70年代初,美国NatreDame大学的R.Irvine教授采用实验室规模对SBR工艺进行了系统深入的研究,并于1980年在美国环保局(EPA)的资助下,在印第安纳州的Culwer城改建并投产了世界上第一个SBR法污水处理厂。
⑻间歇式循环延时曝气活性污泥法(ICEAS-IntermittentCyclicExtendedSystem)是在1968年由澳大利亚新威尔士大学与美国ABJ公司合作开发的。1976年世界上第一座ICEAS工艺污水厂投产运行。ICEAS与传统SBR相比,最大特点是:在反应器进水端设一个预反应区,整个处理过程连续进水,间歇排水,无明显的反应阶段和闲置阶段,因此处理费用比传统SBR低。该工艺在我国典型的应用为昆明第三污水处理厂,在国内影响较大。
⑼生物膜法,是另一种广为采用的污水生化处理方法。这种处理法是使细菌和菌类一类的微生物和原生动物、后生动物一类的微型生物附着在载体或滤料上生长繁殖,并在其上形成膜性生物污泥-生物膜。污水与生物膜接触,污水中的有机污染物作为营养物质为生物膜上的微生物所摄取,污水得到净化,微生物自身也得到繁衍增殖。
3、根据以上工艺技术对比分析,结合奎屯市污水水质情况,认为较合适的处理工艺优选为:
第一方案:A/O工艺
近二十年来活性污泥法的最大进步就是将厌氧机制引入到生化反应池之中,厌氧、好氧的间歇周期运行给活性污泥法带来新的技术经济效果,即生物脱氮、生物除磷、生物选择等。
厌氧-好氧活性污泥法脱氮工艺(A/O法),是具有生物选择机能并兼有脱氮功能的标准活性污泥法变法。
第二方案:DAT-IAT工艺
好氧间歇曝气系统(DAT-IAT-DemandAerationTank-IntermittentTank)是一种SBR新工艺。它介于传统活性污泥法与典型的SBR之间,采用连续进水连续-间歇曝气的运行方式,适用于进水水质水量变化幅度较大的情况。主体构筑物是由需氧池DAT池和间歇曝气池IAT池组成,DAT池连续进水连续曝气,其出水从中间墙进入IAT池,IAT池连续进水间歇排水。同时,IAT池污泥DAT池。它属延时曝气工艺,实际上为A/O脱氮工艺与传统SBR的结合,该工业具有较低的污泥负荷,因此具有抗冲击能力强的特点,并有脱氮功能。该工业国内应用于天津技术开发区污水处理厂和抚顺三宝屯污水处理厂,是一种适合于较大水量的SBR工艺。
2014年全市实现城镇污水处理率83%,其中我市一类县市区的污水处理率为85%,均属中心城区,其污水处理厂管理不属各区,建议不划为各区监测考核指标。
二、监测指标任务分解
三、指标解释及计算方法
县以上城镇污水处理率:是指报告期内县以上城镇污水处理总量与污水排放总量的比率。计算公式:污水处理率=(污水处理总量/污水排放总量)×100%。
污水处理总量:等于污水处理厂和其他污水处理装置处理的污水量之和,其中其它污水处理装置是指在厂矿区设置的处理工业区工业废水并处理周边地区生活污水的小型集中处理设备,还包括在远离市政管网的居民小区、度假区等设置的小型污水处理装置。
污水排放总量:指生活污水、工业废水的排放总量,可按当地供水总量乘以污水排放系数确定。
四、主要工作重点
1、纳入全省城镇“两供两治”2014年城镇污水处理设施建设项目按照时间节点达到建设进度要求,完成项目建设任务。
2、开展县以上中心城镇排污口截污工作,制定实施方案,完成普查工作和50%以上的截污口改造。
3、开展县以上中心城镇窨井盖防盗、防坠工作,制定实施方案,完成普查工作和50%以上的改造任务。
4、完成平江县城镇污泥处理处置厂建设,规模20吨/日。其他县城可根据实际开展污泥无害化处置项目的立项工作。
5、市中心城区启动污水再生利用项目的立项工作。
6、加强县以上中心城镇污水处理厂运营监管,确保运营负荷、处理水量和排水水质达到设计标准,提高污水处理设施的运营效益。
五、核查办法
对各县(市)区住房城乡建设系统采取月调度、半年检查、不定期督查、年终考核的方法。即各责任单位于每月5日前将上月任务完成情况报市污水处理管理处,并按时填报全国城镇污水处理设施运营信息平台;每半年对县(市)区完成工作任务情况进行检查,并不定期地进行专项督查督办;年终组织进行验收,并将验收结果报市为民办实事考核办、市统计局综合评估认定。
六、工作要求
1、高度重视,加强领导。全市住房城乡建设系统各相关部门要高度重视,按照省、市的统一部署,把为民办实事作为党的群众路线教育活动的践行点,进一步增强办实事的使命感和责任感,建立健全领导责任制,主要领导亲自抓,分管领导具体抓,并组建专门工作班子认真落实,把实事办好、好事办实。
关键词:城市;污水处理;问题;对策
1 引言
近年来,随着我国城市经济的发展和人们生活水平的提高,城市居民的生存环境污染问题随之不断加重,其中最严重的就是水污染。一些企业为了使自己的经济利益最大化,并没有对生产中产生的污水进行系统处理,就将其排放到河流中,严重的污染了水资源。因此,如何处理好城市污水问题,保护好城市的生态环境,促进城市的可持续发展具有重要的研究意义。
2 城市污水处理中存在问题分析
城市污水主要包括生活污水和工业污水,由城市排水管网汇集并输送到污水处理厂进行处理。通过对污水的净化和水体的保护,是水资源不再受到破坏并能实现良性的再生循环。目前,在城市污水在处理过程中,主要存在以下几个方面的难点:
2.1 城市污水管线工程建设困难
城市废水处理中,需要对不同的废水种类要进行分类处理,在管道上就要采取网格式、分区式,对于不同的废水采取不一样的处理方式,一般生活废水可处理再使用,处理掉城市生活废水内的富营养和人畜污染后这类水源是可以再次循环使用的,但是对于一些工业废水,内部化学污染物或者重金属污染物处理工艺复杂,需要专业的化学反应处理厂进行处理,因此这类工业污水处理难度会增加,管道建设工作也更复杂。
对于这类分层比较细致的网格化管道的铺设对于已经建设好的城市来讲这种改造是十分困难的,不论是在施工上还是在治理资金投入上都是一种巨大的困难,由于城市规划建设不易,网格式管道多要建造于地下,因此就需要挖开已经铺设完成投入使用的公路,因此对城市的市容市貌破坏是巨大的,此外建设这类管道最大的问题还是资金的投入,大量资金用于治理水体污染管道的铺设没有资金注入就无法开展管道铺设工作。
2.2 水体污染物的处理问题
在很多城市中水污染治理的工作分工并不明确,因为规模较小的城市只是单一的建设小型污水处理厂,因此就会直接导致很多废水不经过一系列处理直接注入到污水处理厂,因此这类高浓度污染的废水处理不到位,其中多种物质未经过特殊方法处理直接以处理完成的水注入到河道中,造成处理不彻底的二次污染,并且对于污水内部的污染物没有合理的处理方法,易导致接近城市的污水处理厂垃圾处理不合理现象
此外对于这类污染物问题还有其它的一些问题,例如设备、技术等问题。在设备上污水处理设备有严格的分类,一定要遵照操作说明有专业的人员操作处理对应的水体污染问题,一旦处理对象混淆会造成处理效果差、设备损伤、处理不到位等现象,造成处理成本过高问题。还有废水处理运输上也需要相应合理的方案,管线的设置也要合理否则容易造成运输成本高、运输效率低的问题。
2.3 污水处理厂对周围环境的影响
污水处理厂处理污水必须要达到国家规定排放标准,虽然污水达到了国家规定排放标准,但是,污水处理过程中,虽然经过了各种不同工艺处理,产生的污泥却不能够有效处置,这样,污泥还会带来二次环境污染;还有,处理污水过程中产生的臭气也是一个很难解决的环境污染问题,处理污水过程中产生的臭气,不但影响了污水处理厂的环境,导致操作运行人员身体健康问题,同时,还会影响周围居民生活环境,给周边环境带来污染,因此,我们一定要采取措施,安装除臭装置,解决处理厂的环境污染问题,污水处理就是为了保护环境,我们保护环境的企业自身更要做好环境保护工作。
3 城市污水处理的有效方案探索
3.1 改善解决管线设置资金问题
资金不足的问题是许多城市环境工程中比较突出的一个问题,也是污水处理行业需要面对的主要问题。针对这一问题,我们必须采取有效办法,改变原有的融资模式,采用先进的运营管理模式,将污水处理事业面向市场,改变政府资金占主导地位的融资渠道,积极扩展融资渠道。我们可以采用托管运营模式,同时,也可以采用BOT模式以及TOT模式等,采用多元化的方式进行运营另外,积极学习外国先进运营管理经验,改变思想,创新思路,开创污水处理新局面。
3.2 对污水处理工艺的评价
对于污水处理工艺进行评价,要综合的考虑多方面的因素,其中主要包括对污水水质的检测、污水处理技术的使用范围和规模等多方面的因素,同时还有更重要的一点我们要加以考虑,那就是该城市的经济发展水平,如果该城市的经济发展水平较高,那么对其污水处理技术工艺水平的要求就相对的要高一些,而与之相反,如果该城市的经济发展水平相对较低,其城市污水处理工艺的水平就会相对降低。总之,在对城市污水处理工艺进行综合评价时不能够单单考虑到一方面的因素,要进行全方位的综合分析。
3.3 了解污水水质的特征
污水处理厂接纳的污水主要为城镇居民生活污水和城区工业企业经过预处理的工业废水。或虽未经处理但水质较好的的工业废水无论何种工业废水,其水质均应达到《污水综合排放标准) GB20425-2006中的规定允许值后,方可进人城镇污水处理厂进行处理。严禁有毒有害污染物的工业废水进人污水处理厂。在评价污水处理工艺时必须对进入污水处理厂的污水水质特性,污染物构成进行详细调查或测定,作出合理的分析预测。如各类工业废水的比例、排放规律、污染物构成及主要污染物浓度等,对污水的可生化性指标。能否采用生物脱氮技术的指标和能否采用生物除磷工艺的指标进行评价。
3.4 引进新型污染治理技术
污水处理工艺直接影响着污水处理率,从环境保护角度来说,污水处理厂工艺选择应采用产生污染物比较少的、资源利用率比较高的城市水污染控制目标能够达到的、有利于综合利用的清洁生产工艺污水处理厂工艺选择清洁生产的量化指标包含污泥产生率、处理单位水量占地面积、自用水率以及处理单位水量能耗等,其中,处理单位水量能耗包括燃煤、蒸汽、电或燃气燃油等。目前,活性泥污染法是城市污水处理主要工艺,这种方法可以有效的降低有机负荷,运行费以及能量消耗也不高,因此,几年内污水处理应用活性泥污染法不会有较大变。但是,我们还要积极探索,寻求资金耗费少资源消耗低的处理工艺,我们要从中国的国情出发,从城市发展状况出发积极探索先进的污水处理工艺。
3.5 充分利用污水回用技术
目前人类面临着严重的资源危机,而水作为我们日常生产和生活中必不可少的资源之一,也同样在日益锐减,这与人们对水资源的过度利用有着直接的关系。建立健全城市污水回用技术,能够在一定的程度上缓解这种危机。但是在使用污水回用技术时要综合考虑多种因素,在实行之前要充分的对目前城市污水污染和回用现状进行考察,做好分析报告,再根据具体的实际情况采用回用技术。城市污水处理厂污水回用的途径是多方面的,大致可分为农业水(包括林、牧、渔业)、城市杂用水、工业用水、环境用水和补充水源水。当作为农业用水、环境用水和补充水源水时,应对可能产生的地面水、地下水、土壤及生态环境的影响作进一步的分析。
4 结语
总之,随着城市生活水平的提高,对自然的伤害也就越来越大,因此我们要找到与环境和谐的发展方式。对于我们赖以生存的淡水资源问题更是不能马虎,这类淡水资源污染的治理要找到合适的方法再进行污染治理工作,现在我们的污水处理技术还不够完善因此在摸索中进步,在实践中寻找合适的方法,这样才能处理好城市污水问题,保证城市的可持续发展。
参考文献: