Abstract: total phosphorus in water, nitrogen and COD (chemical oxygen demand) is reflected in the importance of water quality indicators, in general, because of self-purification capacity of water, natural water of nitrogen and phosphorus content and COD value is not high and the trend On the stability. But with the accelerated process of urbanization, urban industrial building high-speed development in recent years, urban sewage and industrial wastewater emissions were rising trend year by year, fertilizer, metallurgy, printing and dyeing, synthetic detergent industries such as wastewater, sewage life Water and water for agricultural use, with a large number of nitrogen and phosphorus compounds, the COD value is high. Through various channels such sewage into the water, all kinds of phosphate in water, organic and inorganic nitrogen content of nitrogen compounds will continue to improve, a direct impact on water quality. Material increase in nitrogen and phosphorus in water, algae and micro-organisms will lead to excessive breeding, large consumption of dissolved oxygen in water. When more than the load of water, will result in decreased water transparency, eutrophication, and other adverse effects, so that the water quality the other hand, China's annual COD only in the liquid waste generated in the form of environmental emissions of mercury and silver of sulfuric acid on a few tonnes, the environmental pollution caused by the secondary has been not to be ignored. Determination of potassium dichromate and used water samples COD not only time-consuming energy, water back, reagent consumption also great. It can be said that we have been adopted by the COD of the water quality is not consistent with the way the concept of environmental sum up, with the water quality of the increasing deterioration of the situation, water quality monitoring in the determination of nitrogen and phosphorus to the improvement of water quality monitoring and protection is of great significance, and improve the existing COD or on the determination of low energy consumption, Reagents used and less time-precise determination of the new, equally positive and important article from the multi-pronged approach to study high temperature and high pressure digestion, microwave confined digestion, digestion and a series of heated water bath TP digestion of the total nitrogen, as well as the standard return, microwave digestion and a series of COD determination of the digestion. Through the TP TN COD content of the results of different methods of comparison, and various microwave digestion time and return to standard time that the effect of digestion sample comparison of research, improvement of the original determination, or find a new technology Means to achieve rapid and effective sample decomposition, shorten the time for the purpose of digestion, and can greatly reduce the digestion of the samples in the loss and pollution, improve the determination of precision and accuracy, expanding the scope of application methods, while exploring a new approach And the classic method of comparability, and its practical application in the superiority of developed a variety of water suitable for TP TN COD of the rapid digestion of accurate, the new method is simple system, to improve the water and wastewater monitoring Analysis at the same time, to a certain social words: total phosphorus (TP); Total Nitrogen (TN); chemical oxygen demand (COD); microwave digestion; optimum conditions
滇池污染治理工作若干问题的思考 摘要:介绍了滇池污染治理工作的现状和国外治理富营养化湖泊的 先进经验,提出了治理滇池污染的对策:只要政府重视,提高全民环保意识,措施得力,方 法对头,加大环境治理的投入,滇池治理在短期内得到根本性改观是完全可以实现的。 关键词:富营养化;污染治理;水环境 滇池位于昆明市西南,属金沙江水系,总容水量×108m3,流域面积2 855 km2,接纳盘龙江、宝象河、马料河、落龙河、捞鱼河等20多条河流,年来水量约7×108m3,最大水深8 m,平均水深5m。 改革开放20年来,昆明市的国民经济、城市规模、人口数量、生活水平有了很大的提高和发展,经济的高速发展伴随着水环境质量状况不断恶化的情况也表现得十分突出。经济发展初期,人们集中力量发展生产,对经济快速发展给水环境造成的影响和破坏虽有所认识,但限于资金短缺,加之主客观因素的影响,不能集中较大的力量对污水进行及时有效的处理。1990年以前,昆明市甚至没有一座城市污水处理厂,工业废水有的没有经过任何处理 就直接排放水体,有的虽有处理设施,但运转不正常,形同虚设。 昆明市西南的滇池位于城市下游地带,整个城市地形呈南高北低态势,城市污水和雨水 排入滇池后通过海口流入普渡河,汇入金沙江。滇池在生态系统相对稳定时期,水质呈黄色、淡黄色,透明度约为1~。过去,昆明市受城市规模、工业生产、人口数量及生活水平的限制,排放的污染负荷没有超过滇池水体的自净能力,滇池得以维持生态平衡。随着生产和生活用水量的迅猛增加,城市排出的工业废水和生活污水的污染负荷大幅度增加,这种生态平衡关系已经被严重破坏,这是造成滇池水质严重污染和恶化的根本原因。 1 治理滇池污染的对策 近年来滇池水体中的氮、磷严重超标,水体富营养化严重,油绿色的湖面上水葫芦横生,汇入滇池支流的水质已经发黑变臭,滇池已达Ⅴ类水体。目前,排入水体的总污染量还没有得 到根本控制,排放量大于治理量,滇池及其水系的生态平衡没有根本好转。要使滇池水体在 短期内恢复至Ⅱ类水质标准,难度相当大。滇池已被国务院列入全国重点治理的湖泊,省、市政府高度重视滇池的治理工作,已经投入50多亿元巨额资金,采取包括打通 西园隧洞及疏挖草海底泥、投药杀藻等一系列措施根治滇池。经过多年的努力,昆明市已建 成四座城市污水处理厂,污水处理能力达到×104m3/d,城市污水处理率达6 0%以上,滇池流域内的工业废水在1999年5月1日实现了达标排放,滇池综合治理工作已经取得了明显成效。 但是,滇池治理工作是一项复杂的系统工程,要使滇池水质得到根本好转,水质得以变清,还需大量的工作,任务相当艰巨。必须动员全社会的力量,标本兼治,先治本后治标, 同时采取各种处理措施和办法,加大管理监督和执法力度,各项工作多管齐下,才能够 在比较短的时间内使滇池水质得到根本性的改观,恢复滇池的生态平衡。 ①首先要截断污染滇池的根源。从滇池及其流域的生态和环境考虑,所有工业废水和生活污水必须经过处理达标后再排放。工业废水污染物质成分非常复杂,难于用单一的处理工艺进行处理,必须分门别类,有针对性地进行专门工艺处理。各种工业废水不能混合后再处理,污水应在出厂前进行达标处理后再进入城市排水系统。 ②加紧进行城市排水系统的建设。昆明市的城市污水处理厂设计规模已达全市污水量的80%,这在全国是比较高的。但城市排水管渠的总长度数量有限,城市排水设施普及率还不高,许多污水经过化粪池的简单处理后就近排入河道。目前,昆明市城市排水管渠多数为合流制,雨季污水和雨水混为一体,污水处理厂难以将混合污水全部进行处理,造成部分污水未经处理就直接排入水体,形成污染。为了保护水体,必须有计划地逐步将合流制改建为分流制,实现清污分流。因此,城市排水系统的 新建和现有排水系统的改进与扩建工作,以及污水厂的建设任务等都是极其繁重的。 ③加强现有污水处理设施的运行管理,提高污水处理效率和运行管理水平,始终保证污水厂满负荷运行,是当前做好滇池保护工作的重要措施之一。由于长期以来人们重生产、轻环保, 许多工业废水处理设施虽然已经建成投产,但多数运行不正常,废水处理设施没有得到充分利用。加强现有污水处理设施的运行管理,充分发挥现有污水处理厂的处理能力,建立考核、监督管理机制,将现在按污水厂设计规模拨付运行管理费用改为按实际处理污水量拨付经费,考核单位处理成本费用,以提高污水处理效率和处理能力。建立水质水量监测统计报告等一系列的工作制度都是保护滇池切实可行的措施办法。 ④在保证滇池水体总量平稳的前提下,应充分发挥滇池北岸截污工程和西园隧洞工程的作用,及时将排入滇池草海的污水短路排放,减少对滇池的污染。 ⑤滇池湖面的蓝藻和漂浮污染物质可采用机械方法进行表面抽吸、排出,有利于空气中的氧转移到水中,加快水体的自然净化过程,同时滇池湖面的外观也将有较大改善。 /'P ⑥为加快滇池恢复生态平衡的速度,可采用气浮工艺对滇池水进行循环处理,即将滇池水 提升到处理厂,投加混凝剂后,通过气浮工艺处理后,又排入滇池。处理厂设在滇池边,水泵 扬程短,常年运行费用较低。现阶段可利用昆明市自来水总公司三水厂现闲置的气浮设备 进行处理,只需对气浮池后的管道工艺和出水管道进行局部改造后就能运行,既现实又可行 。 g_$?:*"\`wfy*3=LO-t{b[5SToM= )5lk毕业论文范文XLZ#F]4 IZ '=N_7=yWq$C$H� ⑦在滇池北岸的局部区域设置生物防护带,利用微生物降解水中的有机物,达到净化水 的作用。在这方面,昆明市自来水总公司已做了一些有益的尝试,取得了一些经验,值得借 鉴。 ⑧认真做好滇池流域面源污染的综合治理工作。这项工作涉及面广、难度大、周期长。但 面源污染的治理工作关系到整个滇池流域环境生态的恢复,关系流域内水源地的取水卫生安全 。根据昆明市环境科研所的调查结果,滇池面源污染占入湖总污染的负荷比重较大,主要污染因子的入湖量:总氮为2 955T/A,总磷为417T/A,分别占滇池总污染负荷的33%和41%。 面源的发生过程包含三个子过程:产流、汇流过程,土壤侵蚀过程和营养盐流失过程。根据现 有的研究成果,按滇池流域的地质和水利条件,可将流域内的营养盐发生量分为三大区域 :①湖滨平坝区。这一区域一般是粮食、蔬菜、果品比较集中的农业区,其氮、磷的发生量占到全流域的6%和7%,大都弥漫性进入滇池水域。采取以控制蔬菜地和村落污水为主,用沉淀池工程和湿地工程技术,在田间排水;在有空地的村落可用新型稳定塘处理工艺,其中湿地技术去除污染物高达80%以上。②台地、岗地、丘陵区。该区域水土流失最为严重,也是面 源营养盐发生量的主要地区,氮、磷发生量分别占全流域发生量的49%和43%。解决的办法是实施小流域综合治理工程技术,如采用生物工程和土石工程相结合,除磷效果达40%至60%。 ③各入湖河上游分水岭山区。这一区域农田较少,森林覆盖较好,氮、磷发生量分别占全 流域总量的46%至52%,一般经上游水库的降解净水,剩余部分进入滇池的比例不大。水系上游山区重点在保护现有植被、大力营造水源涵养林,要特别重视滇池附近山地森林、植被的恢复工作。 论文滇池污染治理工作若干问题的思考来自免费论文网 2 国外治理富营养化湖泊经验介绍 澳大利亚新南威尔士州 1991—1993年,全州共发生162次水华(水体富营养化造成藻类大面积繁殖的现象),其中84次对水的用途造成不良影响,尤其是1991年底在达令河系发生世界上有记录以来最大规模 的蓝绿藻水体,绵延1000KM以上。 治理措施: ①减少进入水体营养物的数量,加强水污染防治和管理对策的研究。 A.控制城市和农村点源污染的工程和管理措施有:提高污水处理水平(排水系统清、污分流 ,改扩建以提高现有污水厂除氮、磷效率及扩大处理规模);鼓励使用无磷或低磷洗涤剂; 污水(经处理)灌溉;生活污水和河水的除磷处理;污水停留(氧化)池的改造等。 B.控制面源污染的对策:保护流域内植被;城区多种草植树,帮助滤去地表径流污染物;根据气候、土壤特点和作物需求,确定适宜的化肥使用时间、方法和数量;利用河边的绿化带作 为土地利用和水系间的缓冲和过滤带;改变和改善化粪池的位置、设计和作用。 C.营养物污染管理规划,确定水体营养物的环境负荷和减少营养物排放量方案。 D.建立流域污染控制示范工程。示范工程中有人工湿池、河岸绿化缓冲带和高效污水处理厂。 ②水华的控制和管理对策 A.对水量进行调节和分配。 B.其他物理措施:水库管理,采用机械搅动和曝气破坏水体分层,增加水体流动性;机械收获蓝绿藻(但效果不大)。 C.化学措施:采用杀藻剂、除藻剂仅作为应急措施,因不能有效地控制水质富营养化可能会造成新的公害。 D.生物措施:人们认为大麦杆腐烂分解过程产生的有机物质能杀灭或抑制蓝绿藻,但实验 结果表明效果不大;另外,日本科学家发现一种学名叫“水网藻”的网片状或网袋形绿藻,据说繁殖很快,大量吸收水中氮和磷,从而抑制了其他藻的生长,达到以藻治藻的目的。水网藻收获后可加工成优质饲料,深圳东深供水工程管理局与暨南大学水生生物研究所合作开展“水网藻去氮、磷实验”,并在深圳水库进行了中试,结果表明该方案对净化水质是可行的。 日本琵琶湖的水源保护和治理 琵琶湖是日本最大的湖泊,也是日本近畿地区的主要饮用水源。50、60年代日本经济高 速发展,污水排入琵琶湖,导致富营养化,严重威胁着当地人民的身体健康。当地政府经多年努力,终于使琵琶湖水质得到了改善,让当地群众喝上了放心水。他们的做法主要是通过研究、立法、宣教、规划、资金补助、改造制水设备等措施,恢复了琵琶湖的良性循环 污染源防治对策 工业废水 主要以1979年10月制订的《富营养化防治条例》为依据,其中“废水排放规则”一章中规定:企、事业单位向公共水域排放的废水中氮、磷的含量必须遵守,并填写责任书。若废水不 符合排放标准,可以下达禁令。这样做大幅度地削减了工厂排放的污染负荷。 生活污水 《条例》中规定:“任何人不得再使用含磷洗涤剂”,并“严禁赠送、擅自销售含磷洗涤剂”。在1990年7月制订的《滋贺县生活污水对策推行纲要》中对生活污水的治理提出三项保证措施: ①健全下水道等设施 推广粪便和生活污水合并处理的方法。这种处理方法与粪便单独处理、生活污水直接排放的 方法相比,其排放的BOD量可降低8倍。 ②着力减少生活污水中的污染物质 普通家庭在洗水池的流水口处镶进粗网滤器或使用三角过滤器皿,截留菜屑及剩菜、剩饭 ,回收后作为有效的肥料。 ③建设清洁美丽的人工小溪。 农业污水 主要依据水质污染防治及滋贺县制订的条例对畜牧业、水产业、农业施肥方式及田间管理制 定了具体的措施。 琵琶湖的综合开发 综合开发以“保护”、“养育”、“活用”为基础,水质保护是其中最主要的目标。 湖泊水质保护计划 日本政府于1984年制订了湖泊水质保护特别措施法,于1987年3月又制订并实施了《琵琶湖 的水质保护计划》,1992年3月对此计划再次修订。该计划把防污、治污同综合开发有机地 结合起来,突出水保护这个最高目标。 3 结语 应当强调指出,在发展经济的时候,必须注意环境保护,否则,生态环境遭到破坏后再来抓 环境保护,不仅人民遭受损失,而且要花费更多的财力、物力,这是一些西方工业发达国家 已经产生过的经验教训。同时也应看到,只要注意并采取强有力的措施,控制和解决环境 污染问题是不难实现的。例如,日本在1955—1970年只追求工业发展,忽视环境保护,终于造成了全国性的难以控制的“爆炸性公害”。日本政府从1970年开始决心解决环境污染问题 ,用了5~7年的时间,使环境污染基本得到治理和控制,环境状况有了显著改善,的水域已达到了保护人民健康的水质标准。从国内外环境治理的经验来看,只要政府重视,提高全民的环保意识,措施得力,方法对头,加大环境治理的投入,滇池治理在短期内得到根本性改 观是完全可以实现的。作者单位:昆明市自来水总公司。求采纳
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: 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 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。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,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。 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 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 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。 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。 污水处理单元 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。 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。 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。 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。 污泥处理单元 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。 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~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。 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 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。 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。 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~ kWh/m3 污水。而生物污水处理电耗约为~ 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~ kWh。 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。 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 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):[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/[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,
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