時(shí)間：2023-06-06 09:39:19
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇廢水處理設(shè)備，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
【關(guān)鍵詞】醫(yī)院污水處理設(shè)備 設(shè)備完好率 設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率
【Abstract】wastewater treatment facilities have certain peculiarities and characteristics, the author with many years of management experience in wastewater treatment equipment, for a variety of professional equipment operation, maintenance, updates to such things as a unique exposition of a certain practical value.
【Key words】hospital Sewage Treatment Equipment;Equipment intact;Equipment operation
引 言
據(jù)全國廢水處理設(shè)施運(yùn)行情況調(diào)查表明,在所調(diào)查的22個(gè)省市的5556套廢水處理設(shè)施因報(bào)廢、閑置、停運(yùn)等原因而完全沒有運(yùn)行的占32%,運(yùn)行的占68%,因設(shè)備管理問題造成24.3%的設(shè)備運(yùn)行率達(dá)不到80%,即使運(yùn)行率大于80%的設(shè)施,在去除污染物上,去除作用低于80%的就有61.6%。去除污染物效率在50%的設(shè)備占49.1%。本文就醫(yī)院污水處理設(shè)備管理方法進(jìn)行深入調(diào)查研究。
一.污水處理設(shè)備的特點(diǎn)及分類
1.1 特點(diǎn):隨著廢水處理事業(yè)的發(fā)展,廢水處理工程的機(jī)械化自動化程度不斷提高,使用的設(shè)備越來越多,也越來越復(fù)雜。
1.2 廢水處理設(shè)備的分類與名稱:(見表1)
二.設(shè)備完好率與運(yùn)轉(zhuǎn)率
2.1設(shè)備完好率
設(shè)備完好率=完好設(shè)備臺數(shù)/設(shè)備總臺數(shù)×100%
2.2 設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率
設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率=設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)臺數(shù)/設(shè)備總臺數(shù)×100%
2.3 設(shè)備完好標(biāo)準(zhǔn)
什么設(shè)備算完好呢,各地各單位要求不同,有人認(rèn)為水泵、風(fēng)機(jī)“開的動”“打出水”就算好,有人認(rèn)為必須達(dá)到一定的技術(shù)性能才算完好,筆者認(rèn)為達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)即可,見表2
三.明確廢水處理設(shè)備管理機(jī)構(gòu),分工負(fù)責(zé)齊抓共管。
提高廢水處理設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率,完好率的首先問題是廢水處理設(shè)備歸誰管,怎樣管的問題。廢水處理設(shè)備是生產(chǎn)設(shè)備的一部分,此設(shè)備管理應(yīng)同其它設(shè)備管理一樣,納入企業(yè)管理的組成部分,明確管理部門,建立以設(shè)備選型到報(bào)廢更新的工作程序,制定管理制度和崗位責(zé)任制,分清職責(zé),分工協(xié)作,齊抓共管。
3.1 管理部門與職責(zé)
廢水處理設(shè)備既與設(shè)備管理有關(guān),具此,廢水處理設(shè)備應(yīng)由設(shè)備、環(huán)保、使用三個(gè)部門共同負(fù)責(zé)(見表3)
3.2 廢水處理設(shè)備管理的要點(diǎn)
因?yàn)樵O(shè)備有它的運(yùn)行、操作、保養(yǎng)、維修規(guī)律,正確操作與維修保養(yǎng)才能使設(shè)備處于良好的技術(shù)狀態(tài),同時(shí),機(jī)械設(shè)備在長期運(yùn)行過程中,因磨擦、高溫、濕氣和各種化學(xué)效應(yīng)的作用,不可避免地造成零部件損壞,配合失調(diào)、技術(shù)狀態(tài)逐漸惡化,作業(yè)效果逐漸下降,具此,必須準(zhǔn)確、及時(shí)、快速、高質(zhì)量地拆修以使設(shè)備恢復(fù)性能,處于良好地工作狀態(tài),以多年的管理實(shí)踐認(rèn)為,廢水處理設(shè)備管理有5個(gè)要點(diǎn)。
3.2.1 使用好設(shè)備
各種設(shè)備都要有操作規(guī)程、操作規(guī)程主要根據(jù)設(shè)備制造廠的說明書和現(xiàn)場情況相結(jié)合而定,工人必須嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行操作,設(shè)備使用過程中要做工況記錄。
3.2.2 保養(yǎng)好設(shè)備
各種廢水處理設(shè)備都要制定保養(yǎng)條例,保養(yǎng)條例可與操作規(guī)程制定在一起,條例包括:
例行保養(yǎng)、指運(yùn)行中的巡視檢查保養(yǎng)。
定期保養(yǎng)、定期停機(jī)檢查保養(yǎng)。
停放保養(yǎng),指備用機(jī)組或閑置設(shè)備的保養(yǎng)。
換季保養(yǎng),指設(shè)備入夏、入冬、雨期等季節(jié)性需要的保養(yǎng)工作,包括采取防曬、防寒、防潮、降溫等措施。
3.2.3 檢修好設(shè)備
對主要設(shè)備應(yīng)制定設(shè)備檢修標(biāo)準(zhǔn)。通過檢修、恢復(fù)技術(shù)性能,要制定定期保養(yǎng)檢修周期,實(shí)行定期檢修,千萬不要等到損壞十分嚴(yán)重時(shí)再想到修理。應(yīng)制定檢修工料定額,以降低檢修成本,并每次檢修都應(yīng)詳細(xì)記錄備查。下列表作為各種主要設(shè)備的修理周期供參考使用(見表4)。
3.2.4 管好設(shè)備
“管”是指從設(shè)備購置安裝驗(yàn)收保養(yǎng)檢修報(bào)廢更新全過程的管理工作、其中包括設(shè)備的資金管理(大修費(fèi)、折舊費(fèi))等,同時(shí)對每個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)有制度規(guī)定。
3.2.5 設(shè)備資料管理與使用
操作保養(yǎng)記錄:內(nèi)容包括運(yùn)行日期、操作人員姓名、班次、每班例行保養(yǎng)工作內(nèi)容,設(shè)備當(dāng)天和累計(jì)運(yùn)行時(shí)間、、加油和巡視檢查記錄、機(jī)組實(shí)際運(yùn)行技術(shù)參數(shù)、定期保養(yǎng)停放保養(yǎng)、換季保養(yǎng)的內(nèi)容、故障處理等。
設(shè)備大、中、小試記錄,其內(nèi)容包括:機(jī)組編號、型號、額定技術(shù)參數(shù)與生產(chǎn)廠出廠日期、出廠日期、出廠編號、修理前的累計(jì)運(yùn)行時(shí)數(shù)、修理內(nèi)容、修理日期和檢修人員、設(shè)備個(gè)體檢查情況,零配件換修記錄,設(shè)備裝配、間隙調(diào)整情況及圖例,試車情況及運(yùn)行參數(shù),驗(yàn)收意見使用單位,修理單位,主管部門簽字,上述內(nèi)容簡要填入設(shè)備管理卡片中。
四.科學(xué)選型
提高廢水處理設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率,完好率的先決條件是科學(xué)選擇適合自身的廢水處理設(shè)備,選擇廢水處理設(shè)備時(shí)必須根據(jù)廢水處理工藝特點(diǎn),按照一定程序綜合考慮,全面論證并嚴(yán)格把關(guān),為日后設(shè)備良好運(yùn)轉(zhuǎn)和具有較高的效率打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
同時(shí)因廢水處理設(shè)備非標(biāo)多,品種繁多、規(guī)格不統(tǒng)一,其結(jié)構(gòu)性能和處理效果差異很大,因此選購設(shè)備注意先進(jìn)性。
4.1 科學(xué)選型程序(見圖1)。
4.2 調(diào)研論證
選擇廢水處理設(shè)備必須深入到制造廠家及用戶調(diào)查研究的基礎(chǔ)上、進(jìn)行方案論證,擇優(yōu)購置,而且調(diào)研時(shí)必須由設(shè)備、環(huán)保、使用等部門共同參加,這樣可以從不同的角度對設(shè)備做周全考慮,減少因選型不當(dāng)造成的種種弊病及不利因素。
五.合理使用、改造、更新為水處理設(shè)備
5.1 合理使用設(shè)備的運(yùn)行負(fù)荷
因廢水處理設(shè)備的性能、結(jié)構(gòu)、使用范圍工作條件、能力以及其它技術(shù)條件不同,應(yīng)根據(jù)廢水處理的這些特點(diǎn)安排運(yùn)行負(fù)荷,否則就使設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行,加速損壞,因此必須根據(jù)不同設(shè)備的性能、結(jié)構(gòu)和技術(shù)特點(diǎn),科學(xué)地安排設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷,堅(jiān)持設(shè)備完好運(yùn)行和不超載運(yùn)行,以提高設(shè)備完好率,運(yùn)轉(zhuǎn)率。
5.2 實(shí)行定人、定機(jī)、定職操作
實(shí)行定人、定機(jī)、定職操作制,可以克服無人操作現(xiàn)象,各級領(lǐng)導(dǎo)必須對廢水處理操作工經(jīng)常進(jìn)行思想教育,宣傳設(shè)備在廢水處理中的重要地位和作用,使操作工養(yǎng)成愛設(shè)備的風(fēng)氣和習(xí)慣,使設(shè)備常保持整齊清潔,安全的良好狀態(tài),使每人熟練掌握設(shè)備性能、結(jié)構(gòu)和維護(hù)保養(yǎng)技術(shù)、真正做到用好、管好、保養(yǎng)好廢水處理設(shè)備。另處,對廢水處理質(zhì)量有關(guān)鍵作用影響的設(shè)備、應(yīng)指定具有高度責(zé)任心的熟練人員操作。
5.3 合理改造,適時(shí)更新、廢水處理設(shè)備
5.3.1 廢水處理設(shè)備的磨損是設(shè)備改造更新的重要依據(jù),在設(shè)備改造更新時(shí),要充分考慮到設(shè)備的三個(gè)壽命:
5.3.1.1設(shè)備的物質(zhì)壽命,指由物質(zhì)磨損決定的設(shè)備的使用壽命。
5.3.1.2設(shè)備的經(jīng)濟(jì)壽命,是指在物質(zhì)壽命后期,由于設(shè)備的老化,往往要依靠高額的使用,用來維持設(shè)備的運(yùn)行,由設(shè)備的使用費(fèi)用決定的使用壽命。
5.3.1.3設(shè)備的技術(shù)壽命,是批設(shè)備從開始使用,直到因技術(shù)落后而被淘汰所經(jīng)歷的時(shí)間。
5.3.2 克服無止境修理的弊端,適時(shí)更新廢水處理設(shè)備
目前不同程度的存在對設(shè)備無止境修理的現(xiàn)象,只要設(shè)備可以動,就認(rèn)為修理比更新便宜,這不僅影響了廢水處理的運(yùn)轉(zhuǎn)率,而且設(shè)備也達(dá)不到應(yīng)有的處理效果、降低了設(shè)備的完好率。
5.3.3 對設(shè)備長期無止境修理,將嚴(yán)重阻礙設(shè)備技術(shù)水平的提高。
關(guān)鍵字： 羽絨水洗廢水工藝
中圖分類號：TE08文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A
羽絨水洗廢水是指雞鴨鵝等家禽羽毛在水洗去黏附污物過程中產(chǎn)生的廢水。這類廢水具有良好的生化性能，一般可通過生化處理工藝將污染物質(zhì)（如BOD5 、CODCr、SS、氨氮等）處理到達(dá)標(biāo)排行。目前，有研究表明焦炭可以去除廢水中CODcr70%、BOD568%、SS73%[1]，AO工藝去除COD高達(dá)93%[2]生物接觸氧化去除CODcr為84.9%[3]AAO工藝可以將水洗廢水處理至國家一級排放[4]。綜上所述，現(xiàn)有研究都表明：多種工藝都能有效處理羽絨水洗廢水，并取得很好的處理效果。但是，迄今為止，很少見到關(guān)于能夠較為深入總結(jié)羽絨廢水處理工藝共性特點(diǎn)的研究。鑒于此，本文以某村25家羽絨水洗廠家為研究對象，對原毛、精毛以及混洗廠家的不同處理工藝進(jìn)行研究，同時(shí)從不同處理水量方面進(jìn)行探究。以期為今后處理此類廢水提供設(shè)計(jì)、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。
1 研究對象
本文以某鎮(zhèn)25家羽絨水洗廠家廢水處理設(shè)備作為研究對象。此25家羽絨水洗生產(chǎn)廠家污水處理設(shè)備運(yùn)行基本正常，管理普遍較完備。具有其中6家為原毛水洗廠家、 11家為精毛水洗廠家，7家為精毛、原毛混洗廠家。故這些廠家對于不同進(jìn)水水質(zhì)具有一定的代表性。同時(shí)25家羽絨水洗廠家生產(chǎn)規(guī)模不一。水洗水量為480~3000t/d；水洗毛量為2~5.9t/d。故處理水量也各不相同。綜上所屬，以此25家羽絨水洗廠家為研究對象，不僅可在不同進(jìn)水水質(zhì)方面著手研究，還可以對不同生產(chǎn)規(guī)模方面進(jìn)行探究。
2.研究方法
此25家羽絨生產(chǎn)廠家污水處理設(shè)備普遍為AAO工藝為基礎(chǔ)，但后接二級生化處理工藝各異。鑒于此，研究以不同進(jìn)水水質(zhì)為突破口，將25家廠家根據(jù)原毛、精毛以及混洗類型分為三大類。然后對每類廠家的處理工藝進(jìn)行分析。
3.結(jié)果與分析
3.1 不同進(jìn)水水質(zhì)物化處理工藝對比
25家羽絨水洗廠處理工藝流程如圖1所示。
表1 物化預(yù)處理工藝對比
注：表中A~G分別為六家工藝設(shè)計(jì)單位
由表1可知，原毛、精毛以及精、原混洗的廠家，物化預(yù)處理工藝普遍采用撈毛機(jī)――>水力篩――>調(diào)節(jié)池――>加藥氣浮機(jī)工藝。但是不同設(shè)計(jì)單位對處理工藝的選擇在細(xì)節(jié)上有所區(qū)別。例如水洗精毛廠家較多采用調(diào)節(jié)池―>撈毛機(jī)―>氣浮機(jī)；水洗原毛污水采用的工藝對于水力篩及撈毛機(jī)的選擇十分靈活。對于混洗污水處理工藝與前兩者工藝類同。但是有設(shè)計(jì)方采用沉砂池替代撈毛機(jī)的功能。
3.2不同進(jìn)水水質(zhì)生化處理工藝對比
25家污水處理站生化處理工藝詳見表2。
表2 生化處理工藝對比
表2表明：羽絨廢一級水生化處理工藝主要分為（1）缺氧池―>好氧池以及（2）水解酸化―>缺氧池―>好氧池。值得注意的是，水解酸化池的作用不應(yīng)理解為厭氧處理工藝中以兼性厭氧菌為主，存在專性厭氧微生物，并為厭氧發(fā)酵而預(yù)備的處理單元，而應(yīng)理解為是為好氧菌為主，僅僅部分兼性菌參加反應(yīng)將較大有機(jī)物降解為小分子有機(jī)物，并未之后好氧段做準(zhǔn)備的處理單元。
同時(shí)表2還表明：對于只洗精毛的污水一般不設(shè)置二級生化處理單元，而對原毛、原毛精毛混洗廢水都將曝氣生物流化床、接觸氧化作為二級處理，以提高處理效果。
3.3不同進(jìn)水水質(zhì)深度處理工藝對比
圖3為25家羽絨廢水處理工藝在預(yù)處理、生化處理工藝后，為滿足排放標(biāo)準(zhǔn)而進(jìn)行三級深度處理的工藝選擇。目前，絕大多數(shù)廠家為了達(dá)標(biāo)排行，所使用的方法都借鑒凈水處理工藝中的沙濾池工藝。其中，使用較為廣泛的是普通沙濾池、高速沙濾池及連續(xù)砂濾。其中25家廠家污水處理設(shè)備中，普通砂濾11家，占總量44%；無閥濾池13家，中總量52%；高速過濾1家，僅占4%。
4.小結(jié)
（1）羽絨水洗廢水處理工藝前端物化預(yù)處理工藝普遍為調(diào)節(jié)池―>撈毛機(jī)―>氣浮機(jī)。
（2）生化處理工藝普遍為缺氧池―>好氧池作為主線。對于只洗精毛的污水一般不設(shè)置二級生化處理單元，而對原毛、原毛精毛混洗廢水都將曝氣生物流化床、接觸氧化作為二級處理，以提高處理效果。
（3）25家羽絨水洗廠家都采用砂濾池作為深度處理工藝。其中無閥濾池占總量52%，普通砂濾占總量44%。高速過濾器僅1家使用。
參考文獻(xiàn)：
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此外，川東北為典型的山區(qū)地貌，各氣田、油氣井（尤其邊遠(yuǎn)井）間交通距離很遠(yuǎn)，采出水系統(tǒng)極為分散，不同氣井采出水量及水質(zhì)差異很大，對水處理工藝的選擇和流程布局帶來不小的難度。
1 川東北采氣廢水現(xiàn)狀及水質(zhì)特點(diǎn)
1.1 采氣廢水現(xiàn)狀及趨勢
目前，區(qū)內(nèi)在產(chǎn)氣井36口，產(chǎn)氣量約3×108m3/a，其中產(chǎn)水氣井17口，單井產(chǎn)水量0.2-184m3/d，采出水總量360m3/d。YB海相高含硫氣田投產(chǎn)（預(yù)計(jì)2015年）后，各類氣井近80口，天然氣產(chǎn)能約40×108m3/a，采氣廢水總量近1000m3/d（目前，HB與MLB氣田產(chǎn)水總量約為330m3/d；YB高含硫氣田預(yù)計(jì)產(chǎn)水總量400m3/d）。
HB氣田開采年限不足10年，氣井生產(chǎn)平均水氣比高達(dá)17.8m3/104m3，即每采出1×104m3氣將帶出17.8m3廢水。不難看出，川東北帶水采氣和排水采氣井將逐漸增多，且隨開采程度不斷深入，產(chǎn)水氣井將逐漸增多，單井產(chǎn)水量及采氣廢水總量會越來越大，因此采氣廢水的處理是氣田正常開發(fā)面臨的重大問題之一。
1.2 采氣廢水的水質(zhì)特點(diǎn)
采氣廢水指采氣過程中隨天然氣一同帶出地面的各種廢水，主要為地層水與凝析水，但川東北大多氣井投產(chǎn)前經(jīng)過酸化、壓裂等儲層改造措施，殘留在地層中的作業(yè)液，使氣井采出水成分更加復(fù)雜、水質(zhì)進(jìn)一步惡化。
例如YB9井6836-6857m1個(gè)水樣分析結(jié)果為：臭雞蛋氣味的黑色不透明液，水型為CaCl2型，氯根37597.92mg/l，總礦化度58133.12 mg/l。綜合分析認(rèn)為，川東北氣井采氣廢水具有礦化度高，Cl-含量達(dá)幾千至幾萬毫克每升；水質(zhì)呈酸性，某些氣井中-高含硫及油；固體懸浮物（SS）含量超標(biāo)，在溫度、壓力等條件發(fā)生變化時(shí)有結(jié)垢產(chǎn)生沉淀的可能。
2 川東北采氣廢水的處理現(xiàn)狀
采氣廢水處理方法的選擇要根據(jù)水質(zhì)特點(diǎn)、產(chǎn)水規(guī)模及國家或地方對水排放量、各類污染物的濃度要求、受納水體的環(huán)境質(zhì)量規(guī)定而定。采氣廢水的處理方法雖然很多，但對于川東北氣井因?yàn)樗|(zhì)特點(diǎn)、現(xiàn)場條件（氣井分散在廣大的山區(qū)）、處理目標(biāo)及成本控制等客觀原因的制約，采氣廢水處理經(jīng)濟(jì)有效的方法也是非常有限的，大致有以下2種。
2.1 就近處理達(dá)標(biāo)后外排
若產(chǎn)水氣井比較集中、采氣廢水成分又相對簡單，則就近建立污水處理站，廢水從井場管輸至污水處理站，處理達(dá)標(biāo)后直接排入地面水系或農(nóng)灌水系。此方法雖然投入成本低，但常因排放廢水達(dá)不到環(huán)保要求，對氣井附近居民的生產(chǎn)、生活帶來隱患，甚至因外排水質(zhì)不達(dá)標(biāo)（國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》一級標(biāo)準(zhǔn)），被地方環(huán)保部門勒令停產(chǎn)并處以重罰。
2.2 集中處理后回注地層
采氣廢水由罐車?yán)h(yuǎn)或者管輸至污水處理站集中處理，符合回注地層水質(zhì)要求后，再管輸至回注井并灌注地層，這是一種非常經(jīng)濟(jì)、高效解決污水問題的辦法，特別適用于產(chǎn)氣量大、產(chǎn)水量多的氣井。此外，川東北目前有較多地層滲透性好、井下層位空間大、井口殘余壓力小的生產(chǎn)晚期或已枯竭井，這對采氣廢水回注提供了極大的便利，極大的降低了采氣廢水治理的投入成本。
對于某些比較偏遠(yuǎn)的邊遠(yuǎn)井，在井站單獨(dú)建立污水處理流程或增建污水外輸管道都是不經(jīng)濟(jì)的，常用的做法是罐車?yán)\(yùn)采氣廢水至污水處理站。此法雖然投入資金較少，但對于川東北農(nóng)村山區(qū)常因路面垮塌、油地關(guān)系等原因造成的交通不暢，導(dǎo)致采氣廢水無法外排而致使氣井被迫關(guān)井，所以并非長久之計(jì)。
3 川東北采氣廢水回注處理工藝
對比分析認(rèn)為回注是采氣廢水處理最經(jīng)濟(jì)、有效的方法，環(huán)境影響小、投資與處理成本低。針對川東北氣井采氣廢水水質(zhì)特點(diǎn)，若不經(jīng)任何處理直接回注必然造成注水系統(tǒng)腐蝕或堵塞、地層儲層物性變差甚至出現(xiàn)堵塞。因此，回注的主要工作在于水的預(yù)處理方面，重點(diǎn)解決機(jī)械雜質(zhì)對地層的堵塞，控制懸浮顆粒的總量和粒徑，保證一定的回注水水質(zhì)，才能達(dá)到預(yù)期的注得進(jìn)去、注入量大。
3.1 采氣廢水回注處理工藝
采氣廢水回注處理工藝必須考慮：回注水與地層水配伍性、降低投資及運(yùn)行的成本、設(shè)備性能可靠并易于維護(hù)、減少處理過程帶來二次污染及各集成單元的遷移性等因素。川東北目前在用的工藝技術(shù)流程為：采氣廢水→拉運(yùn)或管輸至處理站→加藥→沉降池→粗過濾→精細(xì)過濾→加入殺菌劑→凈水儲存罐→增壓泵加壓→注入井（圖1）。
3.2 邊遠(yuǎn)井采氣廢水處理工藝探討
針對某些邊遠(yuǎn)氣井，建設(shè)輸水管道投資大、罐車?yán)\(yùn)的運(yùn)行成本高，本著“優(yōu)化簡化流程、降低處理成本”的思路，該文探討了一種多功能一體化采出水處理設(shè)備。主要由含油污水處理裝置和多功能一體化氣井采氣廢水處理器組成，前者主要是降低污水濁度以防止堵塞后續(xù)裝置的濾層，同時(shí)可以去除浮油、泥砂等雜質(zhì)，并對水進(jìn)行預(yù)氧化處理；后者是利用水溶氣后進(jìn)入過濾罐渦流器中進(jìn)行向心氣浮除油、混凝，除油后的污水進(jìn)填料迷宮中進(jìn)行微渦旋除污降濁，降濁后的水進(jìn)行精細(xì)過濾，過濾后的水再次進(jìn)行電極的加強(qiáng)處理（圖2）。
3.2.1 主要工作原理
（1）溶氣增氧用于脫硫與除鐵。采氣廢水經(jīng)過溶氣增氧后，溶解氧將水中的硫化物氧化成危害較輕的硫代硫酸根、硫酸根、水和氫氧根，有機(jī)硫化物被氧化成難溶二硫化物從水中分離出去，反應(yīng)式如下：
同時(shí)，溶解氧可將水中的二價(jià)鐵離子氧化成氫氧化三鐵沉淀，從而將鐵去除，其反應(yīng)式為：
（2）向心氣浮除油原理。溶氣廢水進(jìn)入罐渦流器特殊軌跡的流道，產(chǎn)生渦流旋轉(zhuǎn)，通過渦流旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力將油氣向內(nèi)圓運(yùn)移、聚集后，氣體浮力將油上浮至罐頂經(jīng)收油口進(jìn)行回收，從而去除廢水中的浮油及分散油。
（3）渦旋除污降濁原理。
特殊的吸附聚集填料迷宮產(chǎn)生微渦旋，可將90%以上直徑小于2μm的顆粒聚結(jié)成大顆粒和大油珠，油珠上浮去除，顆粒過濾去除。
（4）過濾凈化原理。粗、細(xì)兩級纖維 球一體過濾，可以去除90%以上的顆粒和乳化油，過濾介質(zhì)可根據(jù)用戶出水要求進(jìn)行選配，確保達(dá)到出水水質(zhì)要求。
（5）防垢、除垢原理。過濾后的水流經(jīng)高壓電極時(shí)進(jìn)行高壓電場極化處理，水中溶解粒子表面電荷增強(qiáng)，使其變成帶超級電荷粒子，帶相同電荷的粒子相互排斥，避免其相互聚集、析出沉淀，從而起到防垢作用。同時(shí)，帶電粒子在裝置內(nèi)變成超級電荷后，隨水流經(jīng)過固有的垢時(shí)，水中超級帶電粒子將其電荷轉(zhuǎn)移至垢層表面粒子，使其也帶有相同的電荷而相互排斥，最終從固有垢層脫離，重新回到溶液中，隨著水流流走，由此去除設(shè)備和管網(wǎng)上的被。
（6）殺菌原理。在進(jìn)水管上進(jìn)行溶氣增氧用以抑殺硫酸鹽還原菌（SRB），另外高壓電極可以產(chǎn)生·O2-、H2O2及·OH等活性氧物質(zhì)，通過與菌類生物表膜或DNA作用，達(dá)到有效地殺滅細(xì)菌目的。
（7）緩蝕原理。多功能一體化水處理器中，進(jìn)行溶氣增氧殺滅SRB，以避免發(fā)生點(diǎn)蝕現(xiàn)象而發(fā)生均勻腐蝕。同時(shí)，由于電極棒不斷向水體釋放電子，提高水的堿度而降低腐蝕。主要原理：①水中產(chǎn)生·O2-、H2O2及·OH等活性氧物質(zhì)，對無垢系統(tǒng)中的金屬表面產(chǎn)生鈍化保護(hù)層；②O2-、H2O2及·OH等活性氧物質(zhì)可以殺除水中的細(xì)菌，降低細(xì)菌腐蝕；③電極向水體釋放電子起到了陰極保護(hù)作用； ④除硫過程中生成OH-提高pH值，可降低水的腐蝕性；⑤在電極的作用下發(fā)生O2+2H2O+4e→4OH-，減少氧對設(shè)備管網(wǎng)的腐蝕。
（8）濾料渦流沖洗再生原理。獨(dú)立濾料循環(huán)反沖洗再生系統(tǒng)，反沖洗濾料在罐內(nèi)外循環(huán)的同時(shí)濾料也在罐內(nèi)進(jìn)行渦流旋轉(zhuǎn)，過濾罐結(jié)構(gòu)上不留反沖洗死角，反沖洗徹底、抗污染能力強(qiáng)，杜絕濾料板結(jié)現(xiàn)象。反沖洗強(qiáng)度低（≤3.6L/s·m2）、用水量少，可有效控制濾后水回流，提高系統(tǒng)效率，節(jié)能降耗顯著。下出上進(jìn)濾料循環(huán)方式，有效縮短濾料反沖洗再生時(shí)間（一般不超過15分鐘）。
3.2.2 處理工藝流程
針對川東北邊遠(yuǎn)氣井采氣廢水回注處理，管輸至污水處理站則管道建設(shè)投資巨大；罐車?yán)\(yùn)的運(yùn)行成本高，受道路不暢、油地關(guān)系等因素制約，且直接拉運(yùn)原水尤其含硫原水有較高風(fēng)險(xiǎn)。基于前述問題，按照優(yōu)化處理流程、提高處理效果的思路，應(yīng)用多功能一體化水處理設(shè)備，工藝流程優(yōu)化為“三相分離器→除油沉降罐2具（1用1備）→多功能一體化水處理器→罐車?yán)\(yùn)至回注井”，減少了混凝沉降罐的處理環(huán)節(jié)（圖3）。
某油田因原水礦化度較高（100g/l）及污水處理系統(tǒng)后續(xù)工藝不完善，處理后水質(zhì)指標(biāo)長期徘徊在含油60-80mg/l、懸浮物40-60mg/l、總鐵16-20mg/l。應(yīng)用多功能一體化處理設(shè)備優(yōu)化處理工藝流程后，含油、懸浮物均在10mg/l以內(nèi)，總鐵含量下降到4-7mg/l。說明，采用該設(shè)備對邊遠(yuǎn)井采氣廢水回注工藝流程進(jìn)行優(yōu)化，有較好經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用前景。
4 結(jié)語
（1）目前川東北采出水總量360m3/d，且隨采出程度的增加，產(chǎn)水氣井將逐漸增多，采氣廢水量會越來越大。水質(zhì)特點(diǎn)：含大量的鹽類、SS含量超標(biāo)、部分井采氣廢水中-高含硫及少量油，在溫度壓力等條件變化時(shí)可能結(jié)垢產(chǎn)生沉淀，產(chǎn)水周期長、采出水量較大。
（2）川東北地區(qū)采氣廢水常見處理方式有：就近處理達(dá)標(biāo)后外排與集中處理后回注地層，對比分析認(rèn)為回注是采氣廢水處理最經(jīng)濟(jì)、有效的方法。由于地處典型山區(qū)地貌，各氣井（尤其邊遠(yuǎn)井）間距離遠(yuǎn)，采出水系統(tǒng)分散且產(chǎn)水量及水質(zhì)差異大，對水處理工藝的選擇和流程布局帶來不小的難度。
（3）回注的主要工作在水的預(yù)處理方面，在用的處理工藝技術(shù)流程為“采氣廢水→拉運(yùn)或管輸至處理站→加藥→沉降池→二級過濾→加入殺菌劑→凈水儲存罐→增壓泵加壓→注入井”。針對某些邊遠(yuǎn)氣井，建設(shè)輸水管道投資大、罐車?yán)\(yùn)的運(yùn)行成本高且受制因素較多，本著“優(yōu)化簡化流程、降低處理成本”的思路，探索了一種多功能一體化采出水處理設(shè)備，將工藝流程優(yōu)化為“三相分離器→除油沉降罐2具（1用1備）→多功能一體化水處理器→罐車?yán)\(yùn)至回注井”。
（4）多功能一體化采氣廢水處理設(shè)備體積小（占地面積少），自動化程度較高，現(xiàn)場操作簡單；處理流程簡單，且不需投加藥劑，可有效減少采出水處理環(huán)節(jié)，降低工程投資和運(yùn)行成本；由于具有除油、過濾、防垢、緩蝕、殺菌及自動反沖洗等功能。該設(shè)備已在國內(nèi)某油田成功應(yīng)用，處理效果良好，在邊遠(yuǎn)井采氣廢水處理中有較好的應(yīng)用前景。
參考文獻(xiàn)：
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【關(guān)鍵詞】環(huán)境污染 工業(yè)廢水 處理原則及方法
工業(yè)廢水是水環(huán)境污染的主要來源，環(huán)境保護(hù)是我國的一項(xiàng)基本國情。20世紀(jì)50年代，我國的工農(nóng)業(yè)開始發(fā)展，水污染程度低，國家提倡采用廢水混合灌溉的方式來處理廢水；60、70年代，隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，水污染程度升高，污染成分增多，國家開始設(shè)置環(huán)保組織機(jī)構(gòu)，建立廢水處理廠；20世紀(jì)末期，由于國家大量人力和財(cái)力的投入，我國的廢水處理技術(shù)得到了顯著提高，一些技術(shù)達(dá)到了國際領(lǐng)先水平，并引進(jìn)了國外廢水處理的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備；近些年來，隨著國家政策全力支持，全國大力新建廢水廠和改造工藝落后的廢水廠，大大提高了廢水處理數(shù)量和質(zhì)量以及廢水處理后的二次利用比例。建立大型廢水處理廠和廢水處理的全過程需要巨大的費(fèi)用，要想把工業(yè)廢水處理好，盡可能降低對環(huán)境的污染，我們就必須有一套科學(xué)完整的廢水處理工藝和先進(jìn)的廢水處理設(shè)備。
1 工業(yè)廢水特點(diǎn)和分類
與城市生活廢水相比，工業(yè)廢水的主要特點(diǎn)包括：
（1）種類多，防治途徑復(fù)雜多樣，廢水處理后可以單獨(dú)排放，或與城市廢水一起處理，或是經(jīng)過預(yù)處理后進(jìn)入污水處理廠；
（2）污染物成分多，處理難度大，費(fèi)用高，需要多種處理技術(shù)；
（3）有的污染物含量高，如果直接排放，會對環(huán)境造成很大影響；
（4）排放數(shù)量大，約占整個(gè)廢水的70%左右；
（5）處理工藝復(fù)雜，往往需要多種化學(xué)、物理、生物代謝等工藝；
（6）具有明顯的酸堿度；
（7）有的廢水溫度高，容易造成環(huán)境的熱污染；
（8）常常含有易燃易爆有毒物質(zhì)。
為了劃分工業(yè)廢水的類別，了解各種工業(yè)廢水的性質(zhì)和危害性，并制定出相應(yīng)的廢水處理方法，工業(yè)廢水主要按下面方法分類：
（1）按廢水中所含主要污染物的化學(xué)性質(zhì)分為無機(jī)廢水和有機(jī)廢水。例如電解廢水、電鍍水、硝酸廢水及合成氨廢水是無機(jī)廢水；食品、皮革及造紙加工過程產(chǎn)生的廢水，是有機(jī)廢水。
（2）按企業(yè)的產(chǎn)品和加工對象分類，如皮革制衣廢水、催化重整廢水、煉焦煤氣廢水、金屬酸洗廢水、紡織印染廢水、醫(yī)藥農(nóng)藥廢水等。
（3）按廢水中所含污染物的主要成分分類，如酸性廢水、堿性廢水、含氰廢水、含金屬廢水、含油廢水、含有機(jī)磷廢水和放射性廢水等。
第（1）、第（2）種分類法沒有指出廢水中所含污染物的主要成分和危害；第（3）種分類法，明確地指出廢水中主要污染物的成分，并能表明廢水具有一定的危害性。此外，也可以按處理難度、危害性大小將廢水分為：
（1）廢熱，主要是指設(shè)備和裝置的冷卻水，冷卻水可以循環(huán)利用；
（2）一般污染物，無毒、易于生物代謝降解；
（3）有毒害污染物，有毒性而又不易生物降解的物質(zhì)，主要是指重金屬、有毒化合物等。
在實(shí)際生產(chǎn)活動中，單一的工業(yè)生產(chǎn)可以排出多種不同性質(zhì)的廢水，而一種廢水可能含有多種污染物并且污染物的濃度不同。例如：皮革、紡織工廠既排出酸性廢水，又排出堿性廢水。具體的一套生產(chǎn)設(shè)備或裝置排出的廢水，也可能同時(shí)含有幾種污染物，如石油化工廠的蒸餾、重整、裂化、催化等裝置的塔頂油品蒸氣凝結(jié)水中，常常含有酚類、油類、硫化物等。不同的工業(yè)企業(yè)，即使原料、產(chǎn)品和生產(chǎn)工藝不同，也可能排出性質(zhì)相同或相似的廢水，如石油化工廠和農(nóng)藥化肥廠的廢水，可能均有含油類、酚類物質(zhì)。
2 廢水處理的原則和方法
由于工業(yè)廢水量大，成分復(fù)雜，處理難，不易降解和凈化，對環(huán)境的影響大，所以在進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)同時(shí)要考慮如何控制廢水的產(chǎn)生，加強(qiáng)工業(yè)廢水的科學(xué)管理，處理廢水應(yīng)該遵循一些基本原則：
（1）首選無毒生產(chǎn)工藝，改革淘汰落后工藝，從源頭盡可能杜絕或減少有毒有害廢水排放；
（2）生產(chǎn)原料、中間產(chǎn)物、產(chǎn)品、副產(chǎn)品涉及有毒有害物質(zhì)時(shí)，要加強(qiáng)監(jiān)管，提高操作人員技能，避免有毒有害物質(zhì)流失；
（3）廢水分類回收，特別是含有劇毒、重金屬、放射性成分的廢水要與其他廢水分流，便于處理和回收其他有用物質(zhì)；
（4）排放量大而污染較輕的廢水，經(jīng)過處理后可以循環(huán)使用，但不宜直接排入下水道；
（5）生物可以降解代謝的有毒廢水，如含有酚、硫酸鹽廢水，要經(jīng)處理達(dá)到國家廢水排放標(biāo)準(zhǔn)后，再做進(jìn)一步生化處理；
（6）一些生物不能降解代謝的有毒有害廢水，應(yīng)單獨(dú)處理，禁止排入城市下水道；
（7）類似生活廢水的有機(jī)廢水，如食品、造紙等廢水，可以直接排入城市污水管道。
19世紀(jì)末期，國外就開始了對廢水處理的研究，做了大量的試驗(yàn)并用于生產(chǎn)實(shí)踐。工業(yè)廢水處理方法主要包括：物理法、化學(xué)法和生物法。
物理處理法是在不改變廢水的化學(xué)性質(zhì)的前提下利用過濾、分離等物理方法去除廢水中不溶解的懸浮狀顆粒污染物質(zhì)，是對廢水的預(yù)處理，也是廢水處理的第一階段。格柵和篩網(wǎng)工藝是用金屬柵條制成一定間隔的框架結(jié)構(gòu)，放置于廢水渠里，主要用來去除懸浮顆粒物，保護(hù)后面的廢水處理設(shè)備不堵塞；沉淀工藝是指利用污染物自身的重力，使廢水中比水重的物質(zhì)下沉，達(dá)到與水分離的效果，沉淀的類型分為：自由沉淀、絮凝沉淀、區(qū)域沉淀和壓縮沉淀；氣浮工藝是在廢水中通入空氣，產(chǎn)生氣泡并附著在細(xì)小污染物上，形成比水輕的浮體，使之浮在水面上，用來分離密度接近或者比水小的細(xì)微顆粒；離心分離工藝是借助離心設(shè)備產(chǎn)生離心力，使不同質(zhì)量的懸浮物、水體分離。
化學(xué)處理法主要是向廢水中加入化學(xué)物質(zhì)，與廢水反應(yīng)，產(chǎn)生無害物，例如：酸堿中和法用來平衡廢水中的酸堿度；萃取法是根據(jù)可溶物（溶質(zhì)）在兩種互不相溶的溶劑里溶解度不同，把溶質(zhì)從一種溶劑中提出到另一種溶劑中；氧化還原法可以出去廢水中還原性或氧化性污染物。
生物法是利用微生物降解代謝有機(jī)物為無機(jī)物來處理廢水。自然界中，微生物種類繁多、數(shù)量巨大、分布范圍廣、繁殖力強(qiáng)，具有氧化分解有機(jī)物的能力等特性。因此，被廣泛應(yīng)用于處理生活廢水以及煉油化工、印染紡織、制革造紙、食品制藥等多種工業(yè)廢水。根據(jù)微生物代謝過程中對氧的要求，廢水的生物處理主要可分為好氧處理和厭氧處理兩大類，常用生物過濾、活性污泥、藻類的光合作用等工藝。
上述廢水處理原則和方法各有其適應(yīng)范圍和優(yōu)缺點(diǎn)，某一種廢水究竟優(yōu)選哪種方法處理，必須經(jīng)過詳細(xì)調(diào)研和科學(xué)試驗(yàn)，根據(jù)廢水性質(zhì)和特點(diǎn)、水排放時(shí)對水的要求、廢物回收的經(jīng)濟(jì)價(jià)值等來選擇，同時(shí)還要考慮廢水處理過程中產(chǎn)生的污泥、殘?jiān)约岸挝廴荆￠L補(bǔ)短，相互補(bǔ)充，往往需要使用多種方法才能達(dá)到良好的處理效果。
3 結(jié)語
水資源缺乏是全球性問題，經(jīng)過處理后的廢水可以二次利用，隨著科技的進(jìn)步，廢水處理技術(shù)越來越完善，廢水二次利用的數(shù)量和領(lǐng)域日益擴(kuò)大。目前我國工業(yè)廢水處理還處于大力發(fā)展階段，所面臨的環(huán)境污染壓力大，并且隨著國民經(jīng)濟(jì)提高和城市化建設(shè)日益加快，工業(yè)廢水排放量會持續(xù)增長。環(huán)境科學(xué)的出現(xiàn)和發(fā)展，促進(jìn)了廢水處理技術(shù)的發(fā)展，采用新技術(shù)、新工藝和新設(shè)備，對廢水進(jìn)行安全有效環(huán)保經(jīng)濟(jì)處理，引起了世界各國人民和政府部門的極大關(guān)注。
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【關(guān)鍵詞】脫硫廢水；運(yùn)行優(yōu)化；達(dá)標(biāo)排放
為了維持脫硫漿液循環(huán)系統(tǒng)物質(zhì)平衡，防止?jié){液中氯離子等雜質(zhì)濃度富集，保證漿液和石膏品質(zhì)，必須從系統(tǒng)中排放一定量的廢水。廢水中含有的雜質(zhì)主要包括懸浮物、亞硫酸鹽、硫酸鹽以及重金屬，隨著國家對環(huán)保要求的提高，脫硫廢水必須實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。龍?jiān)喘h(huán)保某分公司廢水系統(tǒng)運(yùn)行中遇到了一系列問題，如出力不足、出水不達(dá)標(biāo)、廢水處理設(shè)備故障率高等問題。針對以上問題，陸續(xù)進(jìn)行了相關(guān)改造和試驗(yàn)，取得了一定效果，目前廢水系統(tǒng)出力和處理效果較好，漿液和石膏品質(zhì)得到極大改善。
1排放濾液水至三聯(lián)箱，增大廢水處理量
設(shè)計(jì)時(shí)石膏旋流器底流漿液只能去向真空皮帶機(jī)，當(dāng)脫水系統(tǒng)停運(yùn)時(shí)，廢水處理需同時(shí)退出，造成廢水無法連續(xù)運(yùn)行，廢水排量不能滿足生產(chǎn)需要，而且脫硫所用工藝水為循環(huán)水排污水，離子濃縮倍率高，其中氯離子含量在550mg/L左右，超過設(shè)計(jì)值，即使每天最大限度排放廢水，吸收塔漿液中氯離子含量仍緩慢上升，最高達(dá)到15000mg/L。因氯離子是以離子形式存在于漿液和濾液水中，且濾液水中固體物質(zhì)含量較低，排至廢水處理系統(tǒng)不會引起泥量大幅增加。通過在濾液水泵出口管加三通和相應(yīng)管道閥門，在廢水旋流站出廢水的同時(shí)，將濾液水排向三聯(lián)箱進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，變相增大了廢水排量。改造后脫硫每月廢水排量由之前2000m3增加到3600m3左右，吸收塔漿液中氯離子含量能夠有效控制在10000mg/L以下。
2污泥排至皮帶機(jī)共同脫水，減少運(yùn)行維護(hù)工作量
由于運(yùn)行維護(hù)人員少、壓濾機(jī)故障率高，即使每天不斷出泥，澄清池泥位仍然難以控制，一旦壓濾機(jī)故障便影響廢水處理和達(dá)標(biāo)排放。通過將污泥輸送至皮帶機(jī)與石膏漿液共同脫水，很好的解決了出泥的問題。摻入污泥的石膏酸不溶物含量增加約1%，酸不溶物總量仍在設(shè)計(jì)范圍。石膏含水率由原來7%增加到12-15%。因污泥較石膏比重輕，當(dāng)污泥與石膏漿液共同下至皮帶機(jī)時(shí)污泥會覆蓋在石膏表面降低了脫水效果。所以污泥與石膏共同脫水的前提，一是石膏漿液品質(zhì)要好，可通過加大廢水排量實(shí)現(xiàn)。二是污泥沉淀濃縮效果要好，通過優(yōu)化調(diào)整廢水加藥量，以提高廢水處理效果。
3調(diào)整廢水加藥量，提高廢水處理效果
運(yùn)行中如何調(diào)整加藥泵頻率使廢水加藥量達(dá)到加藥標(biāo)準(zhǔn)是重點(diǎn)，宿州公司主要是通過一系列換算將一定時(shí)間內(nèi)的投加重量換算成體積和液位，觀察這段時(shí)間內(nèi)加藥箱液位降低的高度值，逐漸調(diào)整加藥泵頻率直至達(dá)到投加量要求為止。通過對廢水加藥量調(diào)整和試驗(yàn)，按下表配制和加藥，廢水處理效果較好。
4強(qiáng)制曝氣，降低出水COD
宿州分公司所用工藝水主要為電廠循環(huán)水排污水（輔以原水），排污水COD在80-100mg/L左右，由于脫硫廢水中還含有部分亞硫酸鹽、連二硫酸鹽等還原性物質(zhì)，造成出水COD超標(biāo)。分公司采取在出水箱底部通入壓縮空氣對廢水進(jìn)行強(qiáng)制曝氣的方法去除COD。經(jīng)過試驗(yàn)，在靜止的廢水（出水箱內(nèi)廢水約有5m3）中通入壓縮空氣，COD隨著曝氣時(shí)間逐漸降低，下表1是6月27日試驗(yàn)數(shù)據(jù)。試驗(yàn)過程沒安裝流量計(jì)，壓縮空氣通入量以水面泛起大量氣泡為準(zhǔn)。通過實(shí)驗(yàn)可以看出強(qiáng)制曝氣對降低廢水COD有一定作用，曝氣時(shí)間、氣水比和COD去除率還需要進(jìn)行詳細(xì)的試驗(yàn)。宿州分公司執(zhí)行廢水排放二級標(biāo)準(zhǔn)，目前COD在排放標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)，若是工藝水中COD過高的話，出水COD還是會超標(biāo)，下一步重點(diǎn)是與電廠協(xié)商多提供原水，少用排污水。
5結(jié)語
廢水處理作為脫硫系統(tǒng)一個(gè)重要子系統(tǒng)，對提高整個(gè)漿液循環(huán)系統(tǒng)的品質(zhì)起到至關(guān)重要的作用。宿州公司經(jīng)過一系列優(yōu)化改造，目前漿液和石膏品質(zhì)良好、廢水處理能力達(dá)到要求、廢水排放指標(biāo)基本滿足環(huán)保要求。下一步會繼續(xù)積極優(yōu)化脫硫廢水處理運(yùn)行方式，保證脫硫系統(tǒng)安全運(yùn)行和廢水達(dá)標(biāo)排放。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：城市水工程水質(zhì)管網(wǎng)系統(tǒng)工藝設(shè)備
Abstract:Accordingtothedefinitionofmunicipalwaterengineering,thispaperistoexplainmunicipalwaterengineering’soriginanddevelopmentinourcountry,andthecoresandthefutureofmunicipalwaterengineering.
Keywords:municipalwaterengineeringquantityofwaterpipingsystemprocessequipment
1.城市水工程學(xué)科的沿革
1.1水工程學(xué)科
水是人類生存、生活和生產(chǎn)不可代替的寶貴資源。人類生存離不開水，每人每天平均需要使用2~4L水。人們?yōu)榱松詈蜕a(chǎn)的需要，由天然水體取水，經(jīng)適當(dāng)處理后，供人們生活和生產(chǎn)使用。用過的水又排回天然水體。一般天然水體都是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，其依靠水體的自凈能力，對排入的廢棄物有一定的凈化能力。但由于社會循環(huán)的水量不斷增大，排入水體的廢棄物已經(jīng)超過的水體的自凈能力，水體水質(zhì)不斷惡化，使得水體遭到污染。受到污染的水體，將喪失和部分喪失使用功能，從而影響水資源的可持續(xù)利用，并加劇水資源短缺的危機(jī)。
以水的自然循環(huán)的“水利工程”和以水的采集、凈化、生產(chǎn)加工成商品水的“水工業(yè)”作為研究對象的學(xué)科，稱之為水工程學(xué)科。水工程學(xué)科含蓋了水的自然循環(huán)和社會循環(huán)，它主要包括服務(wù)于水的自然循環(huán)的“水利工程”和以水的社會循環(huán)為服務(wù)對象，為實(shí)現(xiàn)水的社會循環(huán)提供所需的工程建設(shè)、技術(shù)裝備、運(yùn)營管理和技術(shù)服務(wù)的“水工業(yè)”。
1.2城市水工程學(xué)科
“城市水工程學(xué)科”是以水的社會循環(huán)為研究對象，以水質(zhì)為中心，研究其水質(zhì)和水量的運(yùn)動變化規(guī)律，以及相關(guān)的工程技術(shù)問題，在社會主義經(jīng)濟(jì)條件下，以實(shí)現(xiàn)良性社會循環(huán)和水資源的可持續(xù)利用為目標(biāo)的工程技術(shù)學(xué)科。城市水工程學(xué)科是支持水工業(yè)的主干學(xué)科，它是以水工業(yè)發(fā)展中提出的問題特別是前沿課題為研究對象，以科技進(jìn)步帶動水工業(yè)發(fā)展和進(jìn)步。
1.3城市水工程學(xué)科的沿革
給水排水工程學(xué)科是“城市水工程”學(xué)科的前身，它在我國建于20世紀(jì)50年代。那時(shí)中華人民共和國剛成立，為學(xué)習(xí)前蘇聯(lián)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，提出“向蘇聯(lián)學(xué)習(xí)”的口號，所以也模仿前蘇聯(lián)的模式，建立了“給水排水工程”學(xué)科，在高等院校成立了“給水排水工程”專業(yè)。
建國后的前30年，但由于當(dāng)時(shí)實(shí)行的“先生產(chǎn)，后生活”的發(fā)展方針，而“給水排水”被歸入“生活”類，所以長期發(fā)展緩慢，大大滯后與國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
進(jìn)入80年代，我國開始實(shí)行“改革開放”政策，國民經(jīng)濟(jì)開始了快速發(fā)展，相應(yīng)的對水的需求成倍地增加，而我國是一個(gè)說資源短缺的國家，從而引起了供求之間的矛盾。同時(shí)，水污染治理滯后，大量城市污水和工業(yè)廢水未經(jīng)過處理直接排入水體，再加上農(nóng)田化肥農(nóng)藥流失，使得水環(huán)境污染情況日益嚴(yán)重。
80年代以后，水環(huán)境污染程度不斷加大，這與人對飲用水水質(zhì)不斷提高的要求之間的矛盾也日益增大，這樣在水量和水質(zhì)兩個(gè)方面，水質(zhì)矛盾就日益突出而上升成為主要矛盾。與此同時(shí)，以水的社會循環(huán)為主要研究對象，在水質(zhì)和水量兩個(gè)方面以水質(zhì)為中心的“城市水工程”也孕育而生。
2.城市水工程學(xué)科內(nèi)涵
城市水工程學(xué)科是以水質(zhì)為中心，研究水質(zhì)和水量的運(yùn)動變化規(guī)律，以及相關(guān)的工程技術(shù)問題的學(xué)科，具體的說包括水資源的保護(hù)和利用、城市給水排水工程、水工藝設(shè)備及水工藝過程檢測與控制等三大部分。
2.1水資源的保護(hù)和利用
廣義的水資源是指地球上所有的水。不論它以何種形式、何種狀態(tài)存在，都能夠直接或間接的加以利用，是人類社會的財(cái)富，屬于自然資源的范疇。狹義的水資源則認(rèn)為水資源是在目前的社會條件下可被人類直接開發(fā)利用的水。而且開發(fā)利用時(shí)必須技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理且不影響地球生態(tài)，同時(shí)要考慮水量和水質(zhì)的要求。
2.1.1水資源概況
廣義的水資源是指地球上所有的水。通常所說的“水資源”是指陸地上可供生產(chǎn)、生活直接利用的江河、湖沼以及部分儲存是地下的淡水資源，即“可利用的水資源”。從可持續(xù)發(fā)展的角度來看，水資源僅指一定地域內(nèi)逐年可以恢復(fù)更新的淡水量，具體來說是指河川徑流量表征的地表水資源，以及參與水循環(huán)的以底下徑流量表征的地下水資源。對一定地域范圍而言，水資源的量并不是恒定不變的，它隨用水的目的與水質(zhì)要求的不同、科學(xué)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的不同而變化。地球上的水通過不段的蒸發(fā)、降雨和徑流的循環(huán)實(shí)現(xiàn)再生和更新。其循環(huán)的基本形式是自然循環(huán)和社會循環(huán)。
進(jìn)入社會循環(huán)供人類使用的水，主要取自江河、湖泊和地下水。
地球上的總水量達(dá)14.6億km3，但可為人類開發(fā)利用的淡水資源卻有限；特別是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展對水資源的污染，加劇了“水質(zhì)”型缺水。
2.1.2水資源的保護(hù)與管理
水資源的保護(hù)與管理的目的實(shí)現(xiàn)水資源可持續(xù)開發(fā)利用、保護(hù)水生態(tài)環(huán)境的良好狀態(tài)，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)的不段發(fā)展。
水資源保護(hù)的內(nèi)涵是采取法律、行政、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等綜合措施，對水資源實(shí)行積極的保護(hù)與科學(xué)管理：一方面對水量的合理取用及對其補(bǔ)給源的保護(hù)，包括對水資源的開發(fā)利用的統(tǒng)籌規(guī)劃、涵養(yǎng)及保護(hù)水源、科學(xué)合理用水、節(jié)約用水、提高用水效率等；另一方面是對水質(zhì)的保護(hù)，包括制定有關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)、進(jìn)行水質(zhì)調(diào)查、監(jiān)測和評價(jià)、制定水質(zhì)規(guī)劃、治理污染等。
水資源管理就是運(yùn)用行政、法律、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和教育等手段，合理開發(fā)利用水資源，協(xié)調(diào)水資源的開發(fā)利用與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的關(guān)系，處理各地區(qū)、各部門之間的用水矛盾；監(jiān)督并限制各種危害水資源的行為；保護(hù)水資源的水量及水質(zhì)供應(yīng)，以滿足社會現(xiàn)實(shí)可持續(xù)發(fā)展對水資源的要求。
2.2市政給水排水工程
市政給排水工程是市政水工程所研究的主要內(nèi)容，它包括居民生活用水、城市生產(chǎn)用水、其他市政用水、各種來源和形式的污水與廢水及各種水的處理、凈化和排放。市政給排水工程含蓋了市政水質(zhì)工程、市政管網(wǎng)系統(tǒng)工程和建筑給水排水系統(tǒng)工程三大塊。
2.2.1市政水質(zhì)工程
2.2.1.1水質(zhì)工程簡述
市政水質(zhì)工程又可分為市政給水水質(zhì)工程和市政排水水質(zhì)工程兩部分。市政給水水質(zhì)工程主要是對從水源取來的水進(jìn)行相應(yīng)的處理，使得經(jīng)過處理后的水符合相應(yīng)的用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；市政排水水質(zhì)工程是對收集的污（廢）水進(jìn)行處理，使經(jīng)過處理后的水達(dá)到污（廢）水排放標(biāo)準(zhǔn)。
市政水質(zhì)工程對水的處理一般采用物理方法、化學(xué)方法、物理化學(xué)處理方法和生物處理方法。物理一般方法有格柵和篩網(wǎng)攔截、混凝和絮凝、沉淀、氣浮、吸附、粒狀材料過濾以及曝氣和吹脫等；化學(xué)方法有電解、化學(xué)沉淀、酸堿中和、氧化還原等；物理化學(xué)方法有離子交換、電滲析、反滲透和納濾、超濾和微濾等；生物處理方法有好氧生物處理方法和厭氧生物處理方法等。
2.2.1.2水及污、廢水的處理工藝
對每一項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)一般都有一種或幾種處理方法可供選擇。但是，有時(shí)一項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)只有采用幾種處理方法的組合才能達(dá)到水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，這種組合稱為處理工藝。在具體情況下，如果有幾種水質(zhì)項(xiàng)目需要處理，就需要采用多種處理方法進(jìn)行組合，從而形成相應(yīng)的處理工藝。
當(dāng)城市以輕度污染的河水為水源時(shí)，水中除了渾濁度和細(xì)菌學(xué)指標(biāo)不符合標(biāo)準(zhǔn)要求外，水中有機(jī)物也常不符合要求，為除去水中有機(jī)物，特別是種類繁多的微量有機(jī)物，和在混凝、沉淀、過濾之后，增設(shè)臭氧氧化和粒狀活性炭吸附的處理方法，或在混凝投藥之前增設(shè)生物預(yù)處理，或在混凝投藥前后向水中投加氧化劑或粉末活性炭，經(jīng)過處理后的水中微量有機(jī)物指標(biāo)便可符合水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。
城市以含鐵井水為水源時(shí)，一般水的含鐵量和細(xì)菌學(xué)指標(biāo)不符和要求。對此可以通過曝氣和沉淀過慮去除二價(jià)鐵。向?yàn)V后水加氯進(jìn)行消毒，便可使水的細(xì)菌學(xué)指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。
對城市生活污水的處理，主要是降低水中的有機(jī)物含量和殺滅水中細(xì)菌。一般多采用生物處理的方法對污水進(jìn)行處理，處理后的水在排放前加氯消毒。城市工業(yè)廢水的處理，要針對廢水的性質(zhì)，即要降低有機(jī)物含量，又要使其他對人體有害的物質(zhì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
2.2.2市政管網(wǎng)系統(tǒng)工程
市政管網(wǎng)系統(tǒng)工程由管道和相應(yīng)附屬構(gòu)筑物組成。管道承當(dāng)水的輸送任務(wù)；附屬構(gòu)筑物則起水壓提升、水量調(diào)控以及污（廢）水和雨水的收集等作用。市政管網(wǎng)系統(tǒng)工程分為市政給水管道系統(tǒng)和市政排水管道系統(tǒng)。
2.2.2.1市政給水管道系統(tǒng)
市政給水管道系統(tǒng)的任務(wù)是水的提升、水的輸送和分配及水量的調(diào)節(jié)。其組成包括輸水管（渠）道、配水管網(wǎng)、泵站、水量調(diào)節(jié)構(gòu)筑物和給水管道系統(tǒng)上的附屬構(gòu)筑物。
市政給水管道系統(tǒng)的總體布局，可分為統(tǒng)一供水系統(tǒng)、分質(zhì)供水系統(tǒng)、分區(qū)供水系統(tǒng)和區(qū)域供水系統(tǒng)；配水管網(wǎng)的布置是在給水系統(tǒng)總體布局基礎(chǔ)上進(jìn)行的，基本形式有樹狀網(wǎng)和環(huán)狀網(wǎng)。輸水管（渠）選線及布置在保證按安全送水和滿足用戶用水要求是前提下，充分利用重力流送水，以節(jié)省工程造價(jià)；同時(shí)要盡量不穿越如河谷、鐵路等障礙。給水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括流量計(jì)算、配水管網(wǎng)中的管段設(shè)計(jì)流量計(jì)算、管徑計(jì)算、管道系統(tǒng)水力計(jì)算、水泵揚(yáng)程計(jì)算和給水管道系統(tǒng)優(yōu)化計(jì)算。
2.2.2.2市政排水管道系統(tǒng)
市政排水管道系統(tǒng)的任務(wù)是將城市的污（廢）水和降水按要求進(jìn)行收集并輸送到污水廠或天然水體，其主要由污水支管、干管、主干管、雨水支管、雨水干管和排水管道系統(tǒng)上的附屬構(gòu)筑物組成。
市政排水管道系統(tǒng)的體制有合流制和分流制兩種基本形式。前者又分為完全合流制和部分合流制。新建的城區(qū)只能采用分流制，在舊城改造過程中，對改造難度大的可以將原來的合流制改造為部分合流制。排水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括污（廢）水和雨水流量計(jì)算、流速設(shè)計(jì)、最小管徑計(jì)算、最小坡度設(shè)計(jì)及覆土厚度計(jì)算。
2.2.3建筑給水排水系統(tǒng)工程
建筑給水排水系統(tǒng)工程是城市水工程學(xué)科的重要內(nèi)容。從組成上將，它是給水系統(tǒng)工程的末端和排水系統(tǒng)工程的起端；從水質(zhì)控制上將，建筑給水排水系統(tǒng)工程是關(guān)鍵性工程措施之一。為保證人們在節(jié)約用水的前提下，能用到安全優(yōu)質(zhì)的水和排放不致污染過分的水，建筑給水排水系統(tǒng)工程的設(shè)備和裝置起重要的作用，因?yàn)樗鼈兪侨藗冎苯拥挠盟c(diǎn)和排水點(diǎn)。
2.2.3.1建筑給水系統(tǒng)工程
建筑給水系統(tǒng)工程要保證供水安全可靠、管理修理方便的同時(shí)，要力求工程投資量最小；而滿足用戶對水的水量、水質(zhì)和水壓要求是建筑給水系統(tǒng)工程的核心要求。
建筑給水系統(tǒng)工程一般由引入管、干管、主管、支管和用水設(shè)備組成。按用途不同可分為生活給水系統(tǒng)、生產(chǎn)給水系統(tǒng)和消防給水系統(tǒng)三類。給水方式有直接給水方式，設(shè)有水箱的供水方式，設(shè)水泵的給水方法，設(shè)水泵、畜水池、高位水箱聯(lián)合供水方式和設(shè)氣壓給水裝置的供水方式。供水方式的選擇原則是：保證供水安全可靠，管理維修方便，在滿足用戶用水要求的前提下，力求給水系統(tǒng)簡單，造價(jià)最省；充分利用市政管網(wǎng)直接供水。
建筑消防系統(tǒng)工程作為建筑給水的重要組成部分，應(yīng)根據(jù)消防用水的要求供水。特別是現(xiàn)代建筑中的高層建筑和高層建筑群的消防系統(tǒng)，正在成為人們研究的重點(diǎn)。
2.2.3.2建筑排水系統(tǒng)工程
建筑排水系統(tǒng)工程按排除污、廢水的類別分為生活污水排水系統(tǒng)、工業(yè)廢水排水系統(tǒng)和建筑雨水排水系統(tǒng)。三類排水系統(tǒng)可按需要獨(dú)立設(shè)置或合并設(shè)置，分別稱為建筑合流排水系統(tǒng)或建筑分流排水系統(tǒng)。獨(dú)立設(shè)置或分流設(shè)置主要考慮的因素是：污、廢水的性質(zhì)、污染程度、城市排水系統(tǒng)的體制以及綜合利用是可能性與處理要求等。同時(shí)，排水系統(tǒng)應(yīng)該有通氣管，將排水管道中的有害氣體及時(shí)排至建筑物外。
2.3水工藝設(shè)備及水工藝過程檢測與控制
2.3.1水工藝設(shè)備
2.3.1.1水工藝設(shè)備概述
水工藝設(shè)備，是以水質(zhì)為核心的水工藝和工程的重要組成部分。它是保證水質(zhì)、提高水處理效率、降低制水成本的關(guān)鍵。現(xiàn)代化的水工藝與工程，應(yīng)在精密、高效、節(jié)約動力和原材料、運(yùn)行穩(wěn)定的設(shè)備方面體現(xiàn)出來。
水工藝設(shè)備分通用設(shè)備、專用設(shè)備和一體化設(shè)備三大類。通用設(shè)備主要有各類閥門、泵和風(fēng)機(jī)。
2.3.1.2水工藝專用設(shè)備
水工藝專用設(shè)備可分為物化處理設(shè)備和生化處理設(shè)備。
在水處理工藝中，通過物理、化學(xué)、或物理化學(xué)作用去除水中某些特定物質(zhì)或承當(dāng)整個(gè)水處理工藝中某一特定任務(wù)的設(shè)備，稱物化處理設(shè)備。
水工藝中常用的物化處理設(shè)備有：攔污機(jī)械設(shè)備，排泥、排沙設(shè)備，撇油、撇沙設(shè)備，污泥濃縮脫水設(shè)備，攪拌設(shè)備，氣浮設(shè)備，投藥設(shè)備，消毒設(shè)備，過濾設(shè)備，離子交換設(shè)備，膜處理設(shè)備等。
生化處理設(shè)備主要有曝氣設(shè)備和生物轉(zhuǎn)盤。
水工藝一體化設(shè)備分小型一體化凈水設(shè)備和小型一體化污水處理設(shè)備。
小型一體化凈水設(shè)備是以地面水為水源，將混凝、沉淀、過濾三個(gè)凈水單元合理地組合與同一設(shè)備內(nèi)，再配以加藥、消毒即可成為一個(gè)完整的小型凈水設(shè)備。它適用于水量較小，遠(yuǎn)離城市供水系統(tǒng)以外的區(qū)域。一體化凈水設(shè)備混凝、沉淀、過濾三個(gè)凈水單元可根據(jù)不同原水水質(zhì)及處理水量采用不同型式，但原則是：體積小，效率高。
小型一體化污水處理設(shè)備多用于生活污水的處理。由于生活污水可生化性強(qiáng)，采用生物處理比較經(jīng)濟(jì)有效，故基本都采用生物處理工藝。根據(jù)處理工藝流程的不同小型一體化污水處理設(shè)備可分為壓力式污水生物處理設(shè)備、間歇式污水生物處理設(shè)備和地埋式污水生物處理設(shè)備。
2.3.2水工藝過程檢測與控制
水工藝過程檢測分水質(zhì)檢測、水工藝參數(shù)檢測和水工藝設(shè)備運(yùn)行參數(shù)檢測。
水質(zhì)檢測的目的是為了水處理工藝過程的控制提供依據(jù)，并保證處理后的水質(zhì)達(dá)到預(yù)期的要求和規(guī)定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，掌握水處理設(shè)備運(yùn)行是狀況。水質(zhì)檢測包含物理性檢測、化學(xué)性檢測和生物性檢測。
水工藝參數(shù)檢測的目的主要是為了保證水工藝過程運(yùn)行正常，為生產(chǎn)操作、運(yùn)行控制以及管理提供依據(jù)。水工藝參數(shù)檢測主要包括：水力特征參數(shù)的檢測；氣體特性參數(shù)檢測；以及其他工藝參數(shù)檢測。
3.城市水工程學(xué)科的未來
在水及污、廢水處理技術(shù)方面，水處理的新方法和新工藝正隨著高新技術(shù)的發(fā)展，隨著對水質(zhì)是要求的不段提高，隨著對水處理系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、可靠性、安全性的要求不斷提高，而不斷發(fā)展和不斷更新。
研制多功能高效、廉價(jià)的新的水處理藥劑，是當(dāng)前的一個(gè)熱點(diǎn)。在混凝劑、絮凝劑方面，過去主要用與除濁，但現(xiàn)在因水質(zhì)污染、水中有機(jī)物增多，所以要求研制出即能高效除濁，又能高效去除有機(jī)物的新型混凝劑和絮凝劑。目前，研制新型無機(jī)高分子混凝劑、新型有機(jī)高分子絮凝劑以及各種復(fù)合混凝劑，是該領(lǐng)域的發(fā)展動向。氯消毒產(chǎn)生的消毒副產(chǎn)物讀人體健康構(gòu)成危害，研制安全有效的新型消毒劑以取代氯，是消毒技術(shù)發(fā)展的一個(gè)方向。
在氧化劑方面，目前正在開發(fā)的高級氧化技術(shù)，如催化氧化技術(shù)、二氧化鈦催化氧化技術(shù)等，能提高氧化劑是氧化能力，特別是能產(chǎn)生比上述氧化劑強(qiáng)的中間產(chǎn)物—自由基。
膜技術(shù)近年發(fā)展非常迅速。膜幾乎可以去除水中的一切雜質(zhì)，研制低價(jià)的微濾膜和超濾膜，用微濾和超濾取代城市水廠常規(guī)水處理工藝，可以不向水中投藥或少投藥，減少投藥對水質(zhì)帶來的影響，處理水質(zhì)可以得到進(jìn)一步，并便于實(shí)現(xiàn)水廠自動化，這是水處理技術(shù)今后發(fā)展的一個(gè)方向。
生物技術(shù)是當(dāng)展最迅速的一個(gè)領(lǐng)域。利用生物技術(shù)對微生物進(jìn)行分離、純化，得到處理所需的微生物群落和利用基因工程處理微生物，得到處理某些污水的高效菌種這兩個(gè)方面，都將大大推動生物法處理水技術(shù)的進(jìn)步。
水及污、廢水處理設(shè)備與工藝方面，主要是改進(jìn)專用設(shè)備的安全性和提高設(shè)備的使用效率和成套及一體化設(shè)備的研究。如由于廢水資源化和水回用的要求，要開發(fā)廢水深度處理設(shè)備（如膜法、臭氧法、活性碳法及微過濾技術(shù)）和新型消毒裝備。安全飲用水技術(shù)設(shè)備：包括水源水微污染處理技術(shù)和設(shè)備；鄉(xiāng)鎮(zhèn)和中西部地區(qū)飲水凈化設(shè)備；節(jié)水技術(shù)設(shè)備等。用于輕工、食品、飲料、醫(yī)藥、發(fā)酵、屠宰加工領(lǐng)域的中、高濃度有機(jī)廢水處理設(shè)備。根據(jù)市場需求，要重點(diǎn)發(fā)展升流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）、厭氧復(fù)合濾地、好氧生物流化床及折流式厭氧生物處理反應(yīng)器等技術(shù)設(shè)備。近幾年來，我國合資的啤酒廠和可口可樂廠，大多引進(jìn)了國外的升流式厭氧污泥床反應(yīng)器組件和沼氣燃燒系統(tǒng)，而國內(nèi)的水處理環(huán)保企業(yè)，還很少有能力提供此類定型組件和沼氣系統(tǒng)設(shè)備。開發(fā)造紙廢液有效的處理設(shè)備。為了控制水污染急劇發(fā)展，國家不得不下令關(guān)閉大批小造紙廠，以改變一個(gè)紙廠污染一條河道的局面。但大中型的造紙廠，特別是草漿廢水的治理，應(yīng)著力研制可行的技術(shù)裝備。還有表面處理廢水、廢液及有色金屬等礦冶煉廢水處理設(shè)備；含油廢水處理設(shè)備；油田水凈化設(shè)備；煤礦地下水及高濁度含鹽廢水處理凈化設(shè)備等，都需要在優(yōu)化現(xiàn)有處理設(shè)備基礎(chǔ)上，開發(fā)定型設(shè)備。開發(fā)多功能組合式水處理設(shè)備等。
城市水工程施工與經(jīng)濟(jì)是城市水工程學(xué)科是最重要的外延。城市水工程學(xué)科的各個(gè)方面都具有很強(qiáng)的使用性，水的開發(fā)、凈化、供給、保護(hù)、利用和再生都與經(jīng)濟(jì)直接相連。在水工程項(xiàng)目方案評價(jià)、決策及項(xiàng)目建設(shè)、管理方面將有長足發(fā)展。
主要參考資料：
1.李圭白主編《城市水工程概論》中國建筑工業(yè)出版社
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關(guān)鍵詞：廢水；一體化污水處理；二氧化氯；硝化―反硝化
Design and construction of sewage disposal system in life science building
Gu Tiejun， Sun Bo， Shi Yuhua， Zhao Xinghong， Meng Xiangyu， Zhang Xizhen
Jilin University， Changchun， 130012， China
Abstract： Analyses the component of the waste-water discharge from life-science building and tests out the component which may bring the bad enviroment effect. Based on the relevant requirement， we designed and then developed Sewage Disposal System in Life Sciences building in Jilin University， and laid down the administration of environmental protection， ensuring the sewage disposal up to the standard.
Key words： waste-water； sewage disposal integration； chlorine dioxide； nitration-denitrification
我國規(guī)定，城市特種廢水未經(jīng)處理不得直接排入市政排水管網(wǎng)[1]。我校生命科學(xué)樓產(chǎn)生的廢水主要為濃縮、層析、離心廢水，清洗器具、設(shè)備廢水及生活污水等，這些廢水可能會含有最常見的有機(jī)物、重金屬離子和有害微生物等，如果不經(jīng)處理直接排入城市污水管網(wǎng)，可能會造成環(huán)境污染[2]。為保護(hù)水系，不污染周邊環(huán)境，使實(shí)驗(yàn)室污水經(jīng)二次處理后達(dá)到國家規(guī)定的污水排放標(biāo)準(zhǔn)[3]，我們研制了針對我校生命科學(xué)樓污水排放治理的污水處理系統(tǒng)。
1 污水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)
艾滋病疫苗國家工程實(shí)驗(yàn)室所進(jìn)行的疫苗研究項(xiàng)目均為基因重組與載體疫苗，沒有復(fù)制性，無病毒存在，實(shí)驗(yàn)所使用的廢液等都經(jīng)過滅菌柜滅菌處理并且用水稀釋后再排往污水站進(jìn)行污水處理，故不存在病毒污染環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。經(jīng)環(huán)保部門檢測證明，實(shí)驗(yàn)室在工藝生產(chǎn)過程、廢物排放過程、消毒方式等方面均無病毒外泄，不產(chǎn)生生物污染。根據(jù)《吉林大學(xué)艾滋病疫苗國家工程實(shí)驗(yàn)室環(huán)評報(bào)告書》的要求，長春市環(huán)境監(jiān)測站對所排廢水進(jìn)行了監(jiān)測，生命科學(xué)樓所排廢水種類主要為濃縮、層析、離心廢水，清洗器具、設(shè)備廢水及生活污水等，日排水量為50噸，污水排放形式為間斷、不定時(shí)的集中排放。由于本工程污水中含有部分生活污水，大型懸浮物較多，為防止提升水泵堵塞，并起到減輕后續(xù)設(shè)施處理壓力的作用，在前期處理中必須采用全自動機(jī)械格柵。為達(dá)到防止二次污染、噪聲低、基本無異味、不影響周邊環(huán)境的目標(biāo)，我們決定采用地埋式一體化污水處理設(shè)備來建設(shè)污水處理系統(tǒng)。該設(shè)備性能可靠、污水處理效果好、能耗低，并且節(jié)約空間，不占地表面積，日常管理和檢修維護(hù)簡單方便。投資費(fèi)用少，運(yùn)行成本低，節(jié)省日常開支[4]。生命科學(xué)樓排出的污水經(jīng)過該系統(tǒng)處理后直接排入接納水體，經(jīng)長春市南部污水處理廠處理后排入市政污水管道，經(jīng)檢測，污水達(dá)到了國家GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》要求。
2 污水處理系統(tǒng)安裝地點(diǎn)的選擇
在地點(diǎn)的選擇上，我們綜合考察我院周邊環(huán)境，為了不影響院內(nèi)美觀，合理利用場地，減少占地面積，同時(shí)，考慮因地制宜，盡量減少工程量，降低成本等因素，污水處理系統(tǒng)的最終安裝地點(diǎn)選擇在生命科學(xué)樓樓前草坪的地下，總占地面積約為40 m2，地面不設(shè)任何建筑物，所有構(gòu)筑物、工藝設(shè)備，包括水泵、風(fēng)機(jī)、二氧化氯發(fā)生器、自控系統(tǒng)等均建在地下。排水口靠近市政排水管道與排水井，盡量減少排水管道及電纜的鋪設(shè)長度。污水處理系統(tǒng)的室外機(jī)采用地埋式，施工后恢復(fù)地面草坪，不影響周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)美觀，室內(nèi)機(jī)安裝在距離草坪最近的樓內(nèi)。
3 污水處理工藝的選擇及其特點(diǎn)
綜合考慮污水水質(zhì)、水量及污水處理系統(tǒng)建設(shè)場地周邊情況等因素，處理工藝選用地埋式一體化生活污水處理設(shè)備，即WSZ-H/O。該設(shè)備采用先進(jìn)的生物處理工藝，集去除BOD5，CODCr，NH3-N于一身，是目前最高效的污水處理設(shè)備[5-8]。具備如下優(yōu)點(diǎn)：（1）設(shè)備可埋入地表以下，不影響周邊環(huán)境，不占用地表面積，不蓋廠房，不需采暖保溫。（2）鋼結(jié)構(gòu)涂料防腐，防腐壽命可達(dá)12年。（3）采用推流式生物接觸氧化，對水質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，不會產(chǎn)生污泥膨脹，能提高水中的DO。（4）產(chǎn)生污泥量少。（5）設(shè)備在風(fēng)機(jī)間設(shè)置了新型的吸音材料，噪音低，減輕了對周圍環(huán)境的影響。（6）采取全地埋式，當(dāng)惡臭氣體溶解于土壤層的水分中時(shí)，由于土壤表面的吸附作用及化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)入土壤中，最終被其中的微生物分解達(dá)到脫臭的目的。（7）采用配套自動電氣控制系統(tǒng)，設(shè)備可靠性高，故平時(shí)無需專人管理，只需每月或每季度進(jìn)行維護(hù)與保養(yǎng)。
4 消毒方式的選擇
廢水消毒的目的是殺滅其中的各種致病菌。常用的消毒工藝有氯消毒（如氯氣、二氧化氯、次氯酸鈉）、氧化劑消毒（如臭氧、過氧乙酸）、輻射消毒（如紫外線、γ射線）。二氧化氯消毒是目前國內(nèi)普遍采用的成熟技術(shù)[5]，具有安全、可靠、消毒效果穩(wěn)定、持續(xù)消毒能力強(qiáng)的特點(diǎn)。本項(xiàng)目根據(jù)廢水處理工藝對消毒效果的要求，采用運(yùn)行管理方便、殺菌效果良好的二氧化氯消毒方法。
5 工藝流程
生命科學(xué)樓產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)室污水及生活污水流入格柵調(diào)節(jié)池，在此主要去除較大的固形物，防止提升水泵堵塞，并起到減輕后續(xù)設(shè)施處理壓力的作用。同時(shí)調(diào)節(jié)水量，平衡各時(shí)段水質(zhì)。污水泵將調(diào)節(jié)池內(nèi)的水提入水解酸化池（H池），利用兼性菌的水解酸化作用使廢水中的大分子有機(jī)物降解為易被好氧微生物降解的小分子有機(jī)物，然后流入接觸氧化池（O池），利用好氧微生物的生化作用去除水中大量有機(jī)污染物質(zhì)，并利用硝化―反硝化去除污水中的氨氮，處理水流入斜管沉淀池，進(jìn)行泥水分離后流入消毒池，與投加的ClO2充分混合，消毒后達(dá)標(biāo)排放。系統(tǒng)產(chǎn)生的柵渣運(yùn)至校區(qū)固體垃圾堆放處與固形垃圾一并處理。系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥，一部分回流至水解酸化池補(bǔ)充生物量，另一部分定期安排市政罐車外運(yùn)處理。污水處理設(shè)備安裝及工藝流程如圖1所示。
圖1
6 水質(zhì)檢測
經(jīng)污水處理系統(tǒng)處理過的水質(zhì)完全符合《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求。處理前綜合污水水質(zhì)（依據(jù)環(huán)評），COD≤2 000 mg/L，BOD≤800mg/L，SS≤220 mg/L，pH為6～9，氨氮≤90 mg/L，大腸桿菌群數(shù)>24 000個(gè)/升。處理后，COD≤500 mg/L，BOD≤300 mg/L，SS≤400 mg/L，pH為6～9，大腸桿菌群數(shù)≤5 000個(gè)/升，完全符合《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中三級標(biāo)準(zhǔn)，具體檢測指標(biāo)見表1。
表1 主要污染物去除情況
7 污水處理系統(tǒng)的管理
為保證污水系統(tǒng)正常運(yùn)行，學(xué)院制訂了一系列針對污水處理系統(tǒng)運(yùn)行的管理制度，如《環(huán)境保護(hù)管理制度》《污水站工作人員管理制度》《廢水排放管理制度》《污水站安全操作規(guī)程》等。由于該污水處理系統(tǒng)采用配套自動電氣控制系統(tǒng)，設(shè)備可靠性好，平時(shí)無需專人管理，管理人員由學(xué)院指派技術(shù)人員兼任。按照安全操作規(guī)程要求，管理人員需定時(shí)巡視污水站運(yùn)行情況，按時(shí)添加藥品，詳細(xì)記錄設(shè)備運(yùn)行情況，并按規(guī)定對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)與保養(yǎng)，定期將系統(tǒng)產(chǎn)生的柵渣運(yùn)至學(xué)校的固體垃圾堆放處與固形垃圾一并處理。系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥一部分回流至水解酸化池補(bǔ)充生物量，剩余污泥由學(xué)校定期安排市政罐車外運(yùn)處理。
8 結(jié)束語
生物類實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢水等污染物，一般可進(jìn)行酸堿中和、混凝沉淀、次氯酸鈉氧化處理后排放；一些特殊的廢棄化學(xué)試劑等需集中存放，并根據(jù)性質(zhì)進(jìn)行回收[9-12]或進(jìn)行特殊處理；對于大腸桿菌等非致病微生物也應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的消毒處理，再排入下水管道。因此，加強(qiáng)環(huán)保認(rèn)識，合理地對所排放的污染物進(jìn)行處理，建設(shè)一個(gè)工藝先進(jìn)、操作簡便的污水處理系統(tǒng)，對實(shí)驗(yàn)安全及環(huán)境保護(hù)都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
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1前言
自我國實(shí)行改革開發(fā)之后，我國不僅在各個(gè)領(lǐng)域都取得了巨大的進(jìn)步，而且，我國的環(huán)境保護(hù)事業(yè)也迅速發(fā)展起來。通過對環(huán)境的大力宣傳，人們的環(huán)保意識正在逐步提高，同時(shí)，我國的環(huán)境保護(hù)機(jī)構(gòu)擁有了一套完善的環(huán)保制度。特別是近幾年，我國加大了對環(huán)保的投入資金，有很多企業(yè)都已經(jīng)擁有了污水處理設(shè)施，將化學(xué)工業(yè)網(wǎng)廢物朝著制度化方向發(fā)展。然而，我國環(huán)境污染局面并沒用改變，處理化學(xué)工業(yè)的廢物的工作量還是非常大的。由此看來，開發(fā)各種化學(xué)工業(yè)廢物治理技術(shù)已經(jīng)迫在眉睫。
2我國化學(xué)工業(yè)廢物治理技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀
2.1回收利用
我國是世界上合成樹脂生產(chǎn)和進(jìn)口最大的國家之一。近幾年，我國塑料產(chǎn)業(yè)仍然呈現(xiàn)持續(xù)增長的趨勢發(fā)展。根據(jù)有關(guān)部門的統(tǒng)計(jì)，我國國內(nèi)合成樹脂的生產(chǎn)占總量的50%，每年都要從國外進(jìn)口2000-3000萬噸的生產(chǎn)材料。現(xiàn)如今，廢塑料的產(chǎn)量給環(huán)境帶來了巨大的壓力，同時(shí)也給塑料工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展帶來了新的挑戰(zhàn)。盡管廢塑料能夠給企業(yè)帶來很大的經(jīng)濟(jì)效益，但是，對這些廢塑料運(yùn)輸和加工的過程中管理不科學(xué)、合理，那么必將會影響到生態(tài)環(huán)境。目前，我國各種家用電器和汽車配件成為廢塑料的又一主要來源，同時(shí)廢塑料產(chǎn)品多種多樣，大多數(shù)都是復(fù)合型材料，增加了塑料的回收和利用的難度。
2.2回收和技術(shù)發(fā)展
我國已經(jīng)有企業(yè)研制出一套新型的廢舊塑料處理技術(shù)和設(shè)備，目前，此技術(shù)和設(shè)備已經(jīng)解決了人們非常關(guān)注的“白色污染”，并且得到了國家的認(rèn)可和大力支持。此項(xiàng)技術(shù)和設(shè)備對塑料產(chǎn)生沒有任何要求，所以，不用花費(fèi)時(shí)間來分離不同類型的塑料產(chǎn)品，就可以生產(chǎn)出高質(zhì)量的油品。使用此技術(shù)處理廢塑料將會提高出油率。由于廢塑料的類型不同，出油情況也是有所不同的，通常情況在70%～80%，有的塑料產(chǎn)品甚至本文由收集整理能夠達(dá)到90%，同時(shí)在加工處理后的剩余物還可以供煤炭企業(yè)使用，這樣一來，不僅減少了廢棄物的亂排亂放現(xiàn)象，而且也避免了二次污染。
3開發(fā)難生物降解廢水技術(shù)
化學(xué)工業(yè)廢水主要分為兩部分：可生物降解廢水與不可生物降解廢水。其中，可生物降解廢水，可以利用生化處理技術(shù)將廢水中的污染物分解成為無毒的物質(zhì)，也或者是將廢水的濃度控制在標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)；但是，不可生物降解廢水，是當(dāng)前國家治理化學(xué)工業(yè)的重點(diǎn)問題。想要解決此類問題，首先要生化處理技術(shù)將廢水中的不可生物降解為可生物降解，同時(shí)也可以利用其它技術(shù)來解決不可生物降解廢水，例如：電解技術(shù)、焚燒技術(shù)等。
4開發(fā)綜合利用技術(shù)
我國仍然是一個(gè)發(fā)展中國家，技術(shù)和西方發(fā)達(dá)國家相比差距還很大。技術(shù)生產(chǎn)比較落后，表面原材料轉(zhuǎn)變成成品的產(chǎn)率是非常小的，擁有大量的工業(yè)生產(chǎn)廢物。由此看來，開發(fā)綜合利用技術(shù)是保護(hù)環(huán)境，提高經(jīng)濟(jì)效益的主要途徑。事實(shí)上，由于各種原材料放在一起會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但是，化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)率并不完全，技術(shù)的落后導(dǎo)致產(chǎn)率直線下降，造成很多材料變成廢棄物的概率變大。目前，我國的化學(xué)種類是非常豐富的，有很多產(chǎn)品的原材料在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣、廢物、廢水都有很大的利于價(jià)值。例如：在生產(chǎn)氮肥的過程中，二氧化碳、一氧化碳、氫氣產(chǎn)量達(dá)到8%%以上，就可以再利用生產(chǎn)干冰、水楊酸、白炭黑等工業(yè)產(chǎn)品。從目前來看，化學(xué)工業(yè)在綜合利用資源方面取得了很大的進(jìn)步。實(shí)際上，綜合利用的潛力是非常大的，在工業(yè)生產(chǎn)過程中，將產(chǎn)生的廢氣、廢渣等回收再利用，就可以生產(chǎn)出其它的工業(yè)產(chǎn)品，做到變廢為寶。從我國的國情看，化學(xué)工業(yè)的綜合利用技術(shù)是和我國社會發(fā)展要求相適應(yīng)的。
5開發(fā)廢水回用技術(shù)
我國的水資源總量是非常大的，但是人均水資源占有量卻非常小，僅是世界水資源占有量的25%。有關(guān)專家預(yù)測未來，當(dāng)我國人口達(dá)到16億時(shí)，我國的人均水資源占有量將會大幅度下降，人民用水將會非常緊張。目前，水資源危機(jī)嚴(yán)重的制約著我國的可持續(xù)發(fā)展。在實(shí)際生活中，化學(xué)工業(yè)不僅用水量大，而且排放廢水量也是最多的。現(xiàn)如今，我國的各個(gè)企業(yè)開始安裝廢水處理設(shè)施，把廢水加以回收利用。但是，在回收利用的過程中，要特別注意以下幾點(diǎn)問題：第一，必須重視前處理技術(shù)的應(yīng)用；第二，不同的廢水要使用不同的設(shè)備和技術(shù)加以回收利用；第三，由于不同國家的水質(zhì)是不同的，因此，不能完全照搬外國的技術(shù)，只能作為技術(shù)參考來對待；第四，對于廢水回收工作人員來說，要明確他們的工作，加強(qiáng)對廢水處理設(shè)備的日常管理。
6建立化學(xué)工業(yè)廢物處理設(shè)施
我國廢水處理已經(jīng)有二十多年，因此，積累了不少的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，為了保證企業(yè)排放的廢水都能達(dá)到國家的排放標(biāo)準(zhǔn)，曾經(jīng)使所有的工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)都必須建立廢水處理裝置，然而，經(jīng)過實(shí)踐表明，這種分散處理的模式既不經(jīng)濟(jì)又不科學(xué)。由此看來，在城市中必須要建立大小的廢水處理廠，將工業(yè)廢水集中、統(tǒng)一治理。同時(shí)還要建立焚燒裝置，和廢水治理要進(jìn)行統(tǒng)一管理。對于大小企業(yè)來說，按照焚燒廢物的總量，可以建立一個(gè)較大的焚燒裝置，并使其規(guī)模成為規(guī)模化的管理，使處理效果最為有效。然而，中小學(xué)企業(yè)可以由多家企業(yè)共同建立一個(gè)焚燒裝置，這樣不僅可以為企業(yè)減少大量的資金，而且又可以使處理效果達(dá)到最好。
7對傳統(tǒng)廢水治理加以改造
早在上世界的70年代就已經(jīng)建立了煉化生產(chǎn)裝置，到現(xiàn)在已經(jīng)有20多年的歷史了，通常情況下，建設(shè)時(shí)間越長，工業(yè)廢物的處理流程越復(fù)雜，而且運(yùn)行和維修的費(fèi)用都較高，技術(shù)都是比較落后的。所以，企業(yè)要適當(dāng)對傳統(tǒng)廢水治理加以改造。例如：最早的廢水處理設(shè)施需要5個(gè)以上處理單元，但是，在當(dāng)代，廢水處理設(shè)施僅僅需要2個(gè)單元就可以完成處理工作，這樣一來，對投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用都會有所降低。由此看來，對傳統(tǒng)廢水治理加以改造是非常有必要的。
關(guān)鍵詞高頻脈沖 廢水處理 電凝聚
文章編號1008-5807（2011）02-113-01
電化學(xué)方法治理污水，具有無需添加氧化劑、絮凝劑等化學(xué)藥品，設(shè)備體積小，占地面積少，操作簡便靈活等優(yōu)點(diǎn)。但電化學(xué)方法一直存在著能耗大、成本高等缺點(diǎn)，從而大大限制了電化學(xué)處理廢水在工業(yè)中的應(yīng)用。
一、 高頻脈沖的工作原理及優(yōu)點(diǎn)
將電解槽與脈沖電源相連接構(gòu)成電解體系，其進(jìn)行的電解過程就是脈沖電解。電流從接通到斷開的時(shí)間Ton為脈沖持續(xù)時(shí)間，也叫脈沖寬度，即電解的工作時(shí)間。電流從斷開到接通的時(shí)間Toff為電解間歇時(shí)間或叫脈沖間歇。
輸出脈沖可以是等間隔脈沖、疏密脈沖或脈動脈沖。脈沖電流的波形有方波、正弦半波、鋸齒波、隔鋸齒波等多種形式。脈沖具有3個(gè)獨(dú)立的參數(shù)，即脈沖電壓（或電流）幅值、脈沖寬度Ton和脈沖間歇Toff。為了達(dá)到較好的去污和節(jié)能效果，可對這3個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。電解槽內(nèi)的電流是離子在電場作用下流動而形成的。在供電時(shí)間內(nèi)，離子濃度會迅速降低；而在斷電間隙時(shí)間內(nèi)，離子濃度又會得到迅速恢復(fù)和補(bǔ)充。所以在脈沖供電方式下電流密度要比直流供電下的電流密度有所提高，這就使電解去污效果增強(qiáng)。
脈沖電壓通常在100~400V左右，相對直流供電的電壓增大了不少。事實(shí)上，采用較高的電壓，可以大大降低總電流強(qiáng)度和減少電解時(shí)間，從而提高電流效率，降低電耗、鐵耗，電解效果會更好。由于整個(gè)平均電耗降低，電流又不大，因此變壓器不易發(fā)熱，設(shè)備運(yùn)行安全可靠。
二、 國內(nèi)外研究進(jìn)展
（一）國內(nèi)研究情況
國內(nèi)對高頻脈沖處理廢水的研究還比較少，處于剛剛起步探索階段，可以從理論研究和實(shí)際應(yīng)用兩個(gè)方面來闡述。
（二）理論研究
詹伯君對脈沖電解處理廢水作了較為全面的研究。在結(jié)合分析脈沖電解廢水處理電參數(shù)基礎(chǔ)上，認(rèn)為方波波形的脈沖電解電源應(yīng)用于廢水處理設(shè)備，節(jié)能效果明顯、應(yīng)用面廣，可在適當(dāng)場合推廣。在結(jié)合植絨印花廢水脈沖電解處理的基礎(chǔ)上，分析了運(yùn)行中出現(xiàn)的問題和解決辦法。他認(rèn)為在脈沖電壓下激發(fā)出來的Fe2+具有極強(qiáng)的凝聚活性，極易與染料顯色基團(tuán)結(jié)合而脫色。
（三）實(shí)際應(yīng)用
高頻脈沖在實(shí)際應(yīng)用方面，研究者們多采用交流脈沖。
熊方文、余蜀靈采用初步體現(xiàn)脈沖電解性能的JH―YR―B紡織印染廢水凈化設(shè)備處理毛紡印染廢水，其脈沖電解平均電耗
三、 國外研究進(jìn)展
國外對（高頻）脈沖電解處理廢水的研究主要集中在俄羅斯和美國，其他國家也有少量的研究報(bào)道。這里以時(shí)間順序?qū)獾难芯壳闆r作一簡單的介紹。
早在1977年，美國的Long和Warren P在高壓、脈沖電場的作用下，用電凝聚方法對含有妥兒油皂液的廢液進(jìn)行了處理。從工業(yè)裝置所得數(shù)據(jù)表明其殘?jiān)鬄闇p少，低于0.4%，而同時(shí)肥皂的回收率相比非脈沖方法增大了10%。
1984年，Khalturina、Pazenko、Aleksandrov認(rèn)為流體的電凝聚處理可以在交流和直流交錯(cuò)的電流場中進(jìn)行，其電極為可溶性電極。當(dāng)膠體溶液以這種電凝聚的方式處理時(shí)，交流部分能防止油層在陽極的形成，但是功率消耗也相當(dāng)可觀了。為了減少功率消耗并使處理過程在穩(wěn)定的條件下進(jìn)行，他們對非對稱電流處理含油溶液進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。含油溶液包含不同濃度的石油產(chǎn)品，人們可以通過改變周期、逆電流持續(xù)時(shí)間、電流的脈沖幅度等來選擇最佳非對稱電流波形，同時(shí)加NaCl溶液增加處理液的導(dǎo)電性。
1996年,Labyak、Kostin研究了從電鍍工廠的沖洗廢水中提取金屬鎳所采用的脈沖電流參數(shù)的效果及技術(shù)特點(diǎn)，并取得了再生率、過程的電流效率、殘留金屬濃度和電耗等數(shù)據(jù)。從過程參數(shù)和提取鎳的質(zhì)量來看，可以得出脈沖電解相比常規(guī)靜態(tài)電解有一系列的優(yōu)勢。該課題得出的最佳脈沖頻率為1000Hz。
四、 結(jié)語
高頻脈沖處理工業(yè)廢水是一種嶄新而有效的方法，它與電凝聚結(jié)合可以發(fā)揚(yáng)電凝聚的優(yōu)勢，同時(shí)可以克服電凝聚的缺陷，使電耗、鐵耗大大降低，工業(yè)前景非常誘人。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：稀土磁盤分離凈化；廢水設(shè)備；氧化鐵皮廢水；水處理工藝
中圖分類號：X505 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）06-0046-03
1 前言
稀土磁盤分離凈化廢水設(shè)備”是四川冶金環(huán)能集團(tuán)公司為冶金企業(yè)污水處理開發(fā)的專用設(shè)備。該設(shè)備獲四川省科技進(jìn)步三等獎(jiǎng)和四川省環(huán)境科學(xué)技術(shù)成果一等獎(jiǎng)，已擁有多項(xiàng)自主知識產(chǎn)權(quán)，處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。該廢水處理設(shè)備已經(jīng)在成鋼、攀鋼、武鋼、邯鋼、唐鋼、首鋼等全國大中型鋼鐵企業(yè)中得到應(yīng)用，取得了優(yōu)良的效果和令人矚目的業(yè)績。邯鋼邯寶公司能源中心鋼軋水站將稀土磁盤分離凈化廢水設(shè)備用于處理邯鋼2250熱軋系統(tǒng)濁環(huán)水處理工藝中，取得了比較優(yōu)異的效果。
2 鋼軋水站處理邯鋼2250熱軋系統(tǒng)濁環(huán)水工藝簡介
鋼軋水站熱軋濁環(huán)系統(tǒng)總循環(huán)水量為16000m3/h，熱軋系統(tǒng)濁環(huán)水處理工藝流程圖如圖1所示。
供熱軋2250用戶軋機(jī)軋輥冷卻及氧化鐵皮廢水（其中含氧化鐵皮等廢渣多）通過鐵皮溝回流旋流沉淀池，在旋流沉淀池沉淀，大部分氧化鐵皮沉淀后經(jīng)天車抓斗抓出外送，用汽車?yán)摺５杂胁糠盅趸F皮和廢渣以懸浮物形式與水混合，經(jīng)旋流井提升泵提升，送至稀土磁盤分離凈化設(shè)備處理。處理后的水經(jīng)過濾罐，回吸水井供用戶循環(huán)利用[1]。
3 鋼軋水站稀土磁盤分離凈化廢水設(shè)備的應(yīng)用
3.1 鋼軋水站稀土磁盤分離凈化廢水設(shè)備概況
鋼軋水站稀土磁盤分離凈化廢水設(shè)備含稀土磁盤分離凈化設(shè)備，圓盤除油機(jī)，自動溶液制備裝置，管式靜態(tài)混合器，集油箱等設(shè)備組成如表1所示。
3.2 稀土磁盤分離凈化設(shè)備技術(shù)參數(shù)（單臺）
稀土磁盤分離凈化設(shè)備技術(shù)參數(shù)（單臺）表2所示。
3.3 稀土磁盤分離凈化廢水設(shè)備的工作原理
稀土磁盤是由稀土永磁體材料做成的磁盤一片一片串接而成的，磁盤間為水流通道，通過對磁盤上磁極的分布，使磁盤間形成強(qiáng)磁場，當(dāng)水流流過磁盤時(shí)，水中所含的磁性懸浮顆粒受到磁場力、重力、水流阻力的三重作用，當(dāng)磁場力大于（重力+水流阻力）在磁場力方向上的分力時(shí)，顆粒便向磁源方向移動，從污水中分離出來，吸附在稀土磁盤上。磁盤以一定速度運(yùn)轉(zhuǎn)，使顆粒脫去大部分水分，運(yùn)轉(zhuǎn)至刮渣條時(shí)，吸附的顆粒被刮渣條刮入刮渣條槽中，隨著刨渣輪的轉(zhuǎn)動，刨渣條將刮渣條槽內(nèi)的氧化鐵皮顆粒刨入螺旋輸渣機(jī)，渣經(jīng)輸渣管被輸送至渣池。經(jīng)刮渣的磁盤重新進(jìn)入污水中，繼續(xù)周而復(fù)始的稀土磁盤分離凈化廢水過程[2]。
3.4 設(shè)備特點(diǎn)
（1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。SMDC―1500型稀土磁盤分離凈化廢水設(shè)備，設(shè)備技術(shù)性能先進(jìn)可靠，運(yùn)行穩(wěn)定，維護(hù)方便。（2）過負(fù)載保護(hù)裝置。設(shè)備本身的運(yùn)行含有過負(fù)載保護(hù)裝置，聯(lián)軸器柱銷采用尼龍制品，當(dāng)熱軋旋流井提升泵提升水中氧化鐵皮含量過高時(shí)，由于稀土磁盤機(jī)磁盤吸收氧化鐵皮能力有限，會引起磁盤吸收量大，刮渣條刮渣多，刨渣條的彈性應(yīng)力不能使渣全部彈出，渣量大，從而在磁盤上和刮渣條上堆積，使磁盤機(jī)負(fù)載加大，當(dāng)負(fù)載超過額定負(fù)載很多時(shí)電機(jī)受負(fù)載過大易損壞電機(jī)。使用尼龍制聯(lián)軸器柱銷，當(dāng)磁盤機(jī)負(fù)載過大超過柱銷承受能力時(shí)，柱銷會被切斷，電機(jī)就會在空載下運(yùn)行。故柱銷有過載保護(hù)作用，防止電機(jī)出現(xiàn)過載跳車。
3.5 磁盤分離凈化廢水設(shè)備的應(yīng)用
（1）稀土磁盤機(jī)的應(yīng)用。氧化鐵皮廢水中微細(xì)懸浮物的含量比較高，為130mg/L左右，對軋機(jī)冷卻和產(chǎn)品表面質(zhì)量都有很大影響。懸浮物中的98%以上為氧化鐵皮等磁性物質(zhì)，利用稀土磁盤分離凈化廢水設(shè)備可將磁性物質(zhì)氧化鐵皮除去，達(dá)到凈化廢水、循環(huán)使用的目的。（2）DOS型圓盤式除油機(jī)的應(yīng)用。將DOS型圓盤式除油機(jī)應(yīng)用于熱軋平流池，使其對池內(nèi)的打容量循環(huán)水和油進(jìn)行分離，將上層廢油用圓盤進(jìn)行回收，并用泵提升到集油箱，對循環(huán)水的含油量有一定的控制效果。且除油機(jī)可依水位波動懸浮在平流池液面上，回收油中含水率低，浮油去除率達(dá)85%有一定的對水位的適應(yīng)性。（3）管式靜態(tài)混合器的應(yīng)用。管式靜態(tài)混合器是凈水廠、污水廠及工業(yè)用水、廢水處理設(shè)備中投加混凝劑、助凝劑、消毒劑后與水流實(shí)現(xiàn)瞬間混合的新穎設(shè)備，適用于生活飲用水及污水處理中需要藥劑混合的場合。依據(jù)此原理，在旋流沉淀池提升泵的出口主管道安裝管式靜態(tài)混合器裝置，經(jīng)溶液自動制備裝置將除油劑，絮凝劑等藥劑按一定濃度注入其中，將藥劑與提升水實(shí)現(xiàn)均勻混合，達(dá)到除油，絮凝沉淀的效果，使水中含油量，懸浮物指標(biāo)都有所下降[3]。
3.6 實(shí)際存在的問題及解決方法
（1）稀土磁盤主管道清渣。依邯寶公司鋼軋水站設(shè)計(jì)中實(shí)際情r，鋼軋水站熱軋旋流沉淀池內(nèi)渣量大，經(jīng)旋流提升泵提升的水中渣量大，大量氧化鐵皮渣經(jīng)常在DN1400主供水管道末端堆積。逢熱軋定檢期間，要及時(shí)清理旋流井提升泵主供水管道（稀土磁盤機(jī)主進(jìn)水管道）積聚的氧化鐵皮渣，減少進(jìn)稀土磁盤機(jī)的渣量，以免引起磁盤機(jī)高負(fù)載運(yùn)行，損壞電機(jī)，影響水質(zhì)。（2）維護(hù)磁盤機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性由于旋流井提升泵供水流量在8000-12000m3/h之間波動大，進(jìn)磁盤機(jī)水流不穩(wěn)定，造成磁盤機(jī)的負(fù)載不穩(wěn)定，磁盤機(jī)負(fù)載波動引起電機(jī)和磁盤機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性下降。故日常運(yùn)行要合理控制旋流井水位，合理調(diào)節(jié)旋流提升泵的啟停及旋流井回流閥的控制以提高熱軋濁環(huán)水系統(tǒng)操作穩(wěn)定性，保持進(jìn)稀土磁盤主管水量平穩(wěn)，各水池液位要控制在規(guī)定范圍內(nèi)。
3.7 設(shè)備點(diǎn)檢要點(diǎn)
（1）柱銷。過負(fù)載運(yùn)行時(shí)磁盤機(jī)柱銷會被切斷，對磁盤機(jī)和電機(jī)起保護(hù)作用，日常巡檢也應(yīng)注意檢查柱銷是否完好無損。若柱銷切斷，則由磁盤機(jī)負(fù)載大造成的。其原因很多：①注意觀察磁盤機(jī)磁盤間隙中渣含量是否很多，這是由于旋流提升水含渣量大造成的。②磁盤之間有鐵片或者其他雜物卡住刮渣條。③減速機(jī)出現(xiàn)異常。（2）磁盤機(jī)本體。由于磁盤機(jī)處理能力有限，在磁盤機(jī)本體底部經(jīng)常會堆積氧化鐵皮等雜物，一般要進(jìn)行本體底部的清理。視堆積程度而定。每月檢查清理一次。并要經(jīng)常清洗各進(jìn)磁盤機(jī)的進(jìn)水格欄和調(diào)整出水格柵，以免雜物堵塞格柵。（3）皮帶。皮帶作為稀土磁盤機(jī)主機(jī)電機(jī)和減速機(jī)功率傳輸?shù)慕橘|(zhì)，受負(fù)載隨主機(jī)受負(fù)載大小變化，能很好的反應(yīng)電機(jī)減速機(jī)的運(yùn)行狀況。檢查皮帶是否完好無損，觀察皮帶磨損情況，做到及時(shí)更換。平均每2周檢查一次（逢熱軋定檢時(shí)停機(jī)檢查），運(yùn)行3個(gè)月更換一次。（4）軸承。日常點(diǎn)檢中，檢查軸承振動是否在規(guī)定值之內(nèi)，軸承有沒有異響情況。因稀土磁盤機(jī)設(shè)備運(yùn)行主機(jī)、輔機(jī)轉(zhuǎn)速都不是太高，達(dá)5---40r/min，故軸承損壞較小（軸承每2000小時(shí)解體檢查一次，6000小時(shí)更換一次）。（5）刨條，刮條。稀土磁盤機(jī)的刨條的壽命與刨條刨渣量的程度有關(guān)，也是由于旋流井提升水進(jìn)入磁盤機(jī)的水中含渣量決定的，因此壽命依現(xiàn)場情況而定，一般更換周期為一年。
刮條壽命為一年，材質(zhì)為特種復(fù)合聚氨酯
刮條和刨條都屬易損件
3.8 易損件及常用備件
易損件及常用備件表3所示[4]。
3.9 優(yōu)點(diǎn)
（1）設(shè)備操作簡單，可實(shí)現(xiàn)無人管理。稀土磁盤機(jī)及相配套設(shè)備日常點(diǎn)檢與維護(hù)工作量小，一般情況下設(shè)備運(yùn)行速度不快，噪音小，故障率低，可實(shí)現(xiàn)無人管理。（2）水處理效果好，實(shí)現(xiàn)對廢水處理回收利用率高，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。熱軋水處理工藝設(shè)施中使用稀土磁盤分離凈化廢水設(shè)備，將氧化鐵皮渣從水中分離出來，鐵皮渣用汽車?yán)呖捎糜跓掕F廠的原料，除油機(jī)排油到集油箱從而也得到回收，使熱軋沖氧化鐵皮廢水經(jīng)處理后能循環(huán)使用，達(dá)到熱軋生產(chǎn)用水標(biāo)準(zhǔn)，使水循環(huán)利用率達(dá)到98%以上，對于邯寶公司噸鋼耗新水持續(xù)下降有重要意義。為公司節(jié)能減排做出了重大作用。
4 結(jié)語
綜上所述，稀土磁盤分離凈化設(shè)備在鋼軋水站的應(yīng)用是成功的，不僅有利于邯鋼2250熱軋生產(chǎn)熱軋濁環(huán)水處理系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，也有利于邯鋼邯寶公司節(jié)能減排的重要突出作用。
參考文獻(xiàn)
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1.1工業(yè)廢水排放特點(diǎn)
汽車各類涂裝廢水通過管網(wǎng)排放至廠區(qū)廢水處理站進(jìn)行集中處理。廢水處理采用物化與生化聯(lián)合處理工藝，物化處理單元采用混凝沉淀工藝，物化出水與生活污水混合后進(jìn)入生化處理單元，生化處理工藝采用生物接觸氧化法，生化出水達(dá)標(biāo)排放，平均排放量約2250t/d。
1.2回收利用分析
工業(yè)冷卻水對水質(zhì)要求較低，水量需求巨大，主要用于補(bǔ)充冷卻水蒸發(fā)與排污的水量消耗，是工業(yè)廢水處理尾水回用的理想對象。當(dāng)然，尾水作為中水回用于冷卻水時(shí)應(yīng)考慮可能對冷卻水系統(tǒng)造成的不良影響，并應(yīng)采取相應(yīng)的防治措施。通過對廠區(qū)廢水排放量的調(diào)查，廢水站排放廢水水量能夠滿足冷卻水補(bǔ)水需求。排放廢水的水質(zhì)滿足GB8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中的二級排放標(biāo)準(zhǔn)，雖然未滿足中水回用要求，但僅COD、濁度等個(gè)別指標(biāo)略有差距，經(jīng)過深度處理后作為冷卻水系統(tǒng)水源具有很大的潛力。
2中水處理方案
2.1回用工藝選擇
再生水的細(xì)菌總數(shù)與懸浮物是相對于自來水有較大差異的2個(gè)指標(biāo)，懸浮物指標(biāo)雖未在回用標(biāo)準(zhǔn)中予以規(guī)定，但考慮到懸浮物的累積對循環(huán)水系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行可能會產(chǎn)生較大影響，也應(yīng)在工藝設(shè)計(jì)時(shí)予以重點(diǎn)考慮。因此，回用工藝宜選擇采用物理分離的工藝模式。
2.2工藝流程
超濾技術(shù)具有操作簡單、流程短、分離效果好，處理效率高、能耗低等特點(diǎn)，在廢水處理中得到了廣泛地應(yīng)用，也比較適宜于作為廢水處理尾水的深度處理。中水回用處理工藝采用預(yù)處理+超濾的多級過濾工藝流程。
2.3工藝介紹
（1）預(yù)處理
預(yù)處理由砂濾器、活性炭過濾器、保安過濾器組成。砂過濾器與活性炭過濾器均為2組并聯(lián)運(yùn)行，作用是預(yù)先去除水中部分的污染物質(zhì)，減輕超濾設(shè)備的負(fù)荷，延長超濾膜的壽命。排放廢水進(jìn)入砂濾器前通過計(jì)量泵向水中投加PAC絮凝劑，使水中的懸浮物形成較大的絮體，經(jīng)過砂濾器時(shí)被其中的石英砂截留，從水中去除。砂濾器出水進(jìn)入活性炭過濾器，利用活性碳的吸附能力降低水中有機(jī)物等污染物的濃度。2組活性炭過濾器的出水合流進(jìn)入保安過濾器，保安過濾器濾芯孔徑50μm，主要作用是去除水中的較大顆粒物，保護(hù)超濾膜不受損傷。
（2）超濾
保安過濾器的出水進(jìn)入超濾系統(tǒng)，超濾系統(tǒng)由16支超濾膜組件及配套的氣動閥門、流量計(jì)等設(shè)備組成。超濾主要應(yīng)用于將溶液中的顆粒物、膠體和大分子與溶劑等小分子物質(zhì)分離，分離過程主要有：在膜表面及微孔內(nèi)吸附（一次吸附）；在孔中停留而被去除（阻塞）；在膜面的機(jī)械截留（篩分）。利用超濾膜的上述分離能力可進(jìn)一步降低處理廢水中的懸浮顆粒、膠體、微生物的含量。
（3）供水
向超濾膜出水中投加次氯酸鈉，保持水中余氯含量，防止細(xì)菌、藻類滋生，最終進(jìn)入回用水池，通過回用水泵升壓后回用于冷卻水系統(tǒng)。
（4）處理工藝特點(diǎn)
本處理工藝采用全自動控制方式，占地面積小，操作簡單，可靠性強(qiáng)。利用濾料層的截留與超濾膜的分離機(jī)理，對細(xì)小懸浮固體顆粒與微生物具有較高的去除率。
2.4工藝及設(shè)備參數(shù)
中水處理設(shè)備設(shè)計(jì)產(chǎn)水能力為60m3/h。超濾膜組件為東麗（TORAY）HFU-2020外壓式聚偏氟乙烯（PVDF）中空纖維膜，截留分子量150000g/mol，有效膜面積72m2，最大進(jìn)水流量12m3/h。
2.5設(shè)備運(yùn)行說明
（1）砂碳濾
砂濾器、活性炭過濾器運(yùn)行時(shí)，水流自上而下流經(jīng)濾層，進(jìn)水流量為55～60m3/h，進(jìn)水壓力為0.08～0.1MPa。為保證持續(xù)良好的過濾效果，每48h進(jìn)行一次清洗，按先反沖洗后正沖洗的步驟進(jìn)行。砂濾器反洗前先以25m3/h進(jìn)行5min空氣擦洗，使附著在濾料表面的污染物脫落，提高反沖洗效果。反沖洗時(shí)沖洗水自下而上流經(jīng)濾層，帶出污染物，反洗流量為120m3/h，沖洗時(shí)間為10min。
（2）超濾
超濾機(jī)組進(jìn)膜壓力為0.05~0.1MPa，中水回收率達(dá)90%以上。超濾膜組件連續(xù)產(chǎn)水運(yùn)行過程中，污染物會使超濾膜產(chǎn)水量發(fā)生不可逆的變化，為確保超濾膜連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，需定期反洗恢復(fù)超濾膜產(chǎn)水量。為此，超濾膜每隔30min執(zhí)行一次物理清洗，包括反洗與空氣沖刷。運(yùn)行表明，反洗時(shí)間1.5min，流量60m3/h，空氣擦洗時(shí)間1min，可以使超濾產(chǎn)水量達(dá)到較為穩(wěn)定的狀態(tài)。除了物理清洗，超濾膜組件每24h進(jìn)行一次維護(hù)性清洗。維護(hù)性清洗是為了確保膜的最適宜壽命及透過水產(chǎn)量。維護(hù)性清洗時(shí)，將帶有次氯酸鈉的反洗水注入超濾膜組件并浸泡20分鐘。化學(xué)清洗用于去除附著在膜表面或積蓄在膜孔內(nèi)的污染物質(zhì)，當(dāng)過膜壓差上升或膜過濾性能下降時(shí)實(shí)施化學(xué)清洗。化學(xué)清洗通常使用檸檬酸與次氯酸鈉進(jìn)行酸堿組合清洗以獲得最佳的清洗效果。清洗時(shí)，配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%的檸檬酸與質(zhì)量濃度為3000mg/L的次氯酸鈉以50L/min的循環(huán)流量別循環(huán)1~3h后排放。一般2～3月實(shí)施一次化學(xué)清洗。
3回用可行性分析
3.1中水處理效果
中水回用處理設(shè)備經(jīng)過調(diào)試運(yùn)行，運(yùn)行情況良好，產(chǎn)水水質(zhì)穩(wěn)定。具體水質(zhì)指標(biāo)（2014年3，4月的數(shù)據(jù)平均值）與回用標(biāo)準(zhǔn)。
3.2經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益分析
中水回用工業(yè)冷卻水系統(tǒng)具有良好的經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益。中水回用后，每年可以節(jié)約新鮮自來水量并減少排污量約14.4萬t，按工業(yè)用水費(fèi)用3.4元/t，廢水COD平均質(zhì)量濃度為60mg/L計(jì)算，每年直接經(jīng)濟(jì)效益約48.96萬元，減少向環(huán)境排放污染物8.64t。
4結(jié)論
（1）汽車工業(yè)廢水具有水質(zhì)變化大
成份復(fù)雜等特點(diǎn)，經(jīng)處理后排放的尾水采用預(yù)處理+超濾工藝可以克服傳統(tǒng)中水處理工藝對進(jìn)水水質(zhì)條件要求苛刻的問題，經(jīng)過深度處理后的再生水，出水滿足回用標(biāo)準(zhǔn)，回用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)是完全可行的。
（2）汽車工業(yè)廢水經(jīng)過物化與生化處理后
（中國水利水電第九工程局有限公司貴州貴陽550008）
【摘要】簡述了貴州沙沱水電站人工砂石加工系統(tǒng)的工藝流程和環(huán)保工程設(shè)計(jì)，總結(jié)了廢水處理、粉塵和噪音污染防治的設(shè)計(jì)和實(shí)施情況，分析了環(huán)保工程的實(shí)施效果，探索了人工砂石加工系統(tǒng)環(huán)保工程的優(yōu)化工藝。
關(guān)鍵詞 砂石系統(tǒng)；環(huán)保工程；設(shè)計(jì)；實(shí)施
Artificial aggregate processing system design and implementation of environmental engineering effect Shatuo Hydropower Station
Zhou Zhi-qiang
（China 9 water resources and hydropower engineering co.， LTDGuiyangGuizhou550008）
【Abstract】Outlines the process and environmental engineering， Guizhou Shatuo hydropower artificial aggregate processing system， summarizes the design and implementation of wastewater treatment， dust and noise pollution control， and analyzes the effect of the implementation of environmental projects， exploring the artificial sand and gravel processing optimization of process systems engineering and environmental protection.
【Key words】Aggregate system；Environmental engineering；Design；Implementation
1. 概述
（1）沙沱水電站是烏江干流梯級開發(fā)方案中的第9級，是烏江干流在貴州省境內(nèi)的最后一級梯級水電站，總裝機(jī)容量為1120（4×2800）MW。沙沱水電站大壩屬碾壓混凝土重力壩，工程混凝土總計(jì)270.8萬m3，其中常態(tài)混凝土119.73萬m3，碾壓混凝土151.07萬m3。
（2）人工砂石加工系統(tǒng)布置在壩址左岸上游500m處，主要承擔(dān)電站主體工程和主要臨建工程混凝土所需砂石料的生產(chǎn)任務(wù)，共需制備砂石骨料約635萬t，其中碎石413萬t，砂222萬t。砂石加工系統(tǒng)粗碎車間設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1500t/h，成品骨料生產(chǎn)能力為1150t/h，其中成品碎石生產(chǎn)能力為748 t/h（不含特大石），成品砂為402 t/h，能滿足沙沱水電站高峰混凝土月澆注強(qiáng)度15萬m3的骨料需求量。該系統(tǒng)于2007年4月投產(chǎn)運(yùn)行，2013年12月完工拆除。
2. 系統(tǒng)生產(chǎn)工藝流程及布置
系統(tǒng)生產(chǎn)工藝流程。
系統(tǒng)工藝流程簡述。
（1）沙沱水電站人工砂石加工系統(tǒng)采用半干式制砂工藝進(jìn)行流程設(shè)計(jì)。根據(jù)半干式制砂“以破代磨” 的工藝技術(shù)特點(diǎn)，采用了“兩端開路、中間閉路”的人工制砂破碎流程，即粗碎車間和超細(xì)碎車間（高速立軸式破碎機(jī)）采用開路生產(chǎn)，中碎車間和細(xì)碎車間采用閉路生產(chǎn)，各生產(chǎn)車間之間用運(yùn)輸膠帶相連接。
（2）加工砂石骨料的原材料來自電站壩址左岸上游直線1.6Km水淹壩渣場回采料和電站壩址左岸上游2.47Km處的螞蟥灣料場開采料。根據(jù)料源的巖性特點(diǎn)和骨料生產(chǎn)的強(qiáng)度及質(zhì)量要求，采用綠色環(huán)保半干式制砂工藝進(jìn)行系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)。
3. 環(huán)保工程設(shè)計(jì)及實(shí)施情況
3.1設(shè)計(jì)理念和實(shí)施目標(biāo)。
針對人工砂石加工系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)行期的主要污染源情況，承包人秉持著“綠色·環(huán)保·節(jié)省”的理念進(jìn)行系統(tǒng)環(huán)保工程設(shè)計(jì)，環(huán)保工程的實(shí)施目標(biāo)如下：
（1） 生產(chǎn)廢水回收利用率80%，排放水質(zhì)指標(biāo)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978－1996）中的二級標(biāo)準(zhǔn)。
（2）空氣中有害物質(zhì)的最高允許濃度為：含有10％以上游離二氧化硅的粉塵（石英巖等）最高允許濃度為20mg/m3，游離二氧化硅含量在10％以下的粉塵最高允許濃度為10mg/m3。
（3）系統(tǒng)生產(chǎn)噪音滿足《工業(yè)企業(yè)噪音衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（試行草案，1979）的規(guī)定，生產(chǎn)車間和作業(yè)場所的噪音標(biāo)準(zhǔn)為85DB（A）。
3.2環(huán)保工程的設(shè)計(jì)及實(shí)施情況。
3.2.1水處理系統(tǒng)情況。
3.2.1.1水處理系統(tǒng)工藝流程設(shè)計(jì)。
（1）生產(chǎn)廢水是人工砂石加工系統(tǒng)的主要污染源，也是人工砂石加工系統(tǒng)環(huán)保工程的重點(diǎn)。砂石加工系統(tǒng)產(chǎn)生的廢水主要來自生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的沖洗水，其主要成分為細(xì)砂及泥漿等懸浮物，有機(jī)污染物含量為零，因此，人工砂石加工系統(tǒng)廢水處理回收工藝和效果受廢水含泥量和廢水顆粒級配的影響很大。人工砂石加工系統(tǒng)的毛料經(jīng)破碎篩分沖洗后為成品料，開挖、運(yùn)輸、破碎過程產(chǎn)生的廢料經(jīng)水沖洗后落入水中，廢水中的主要雜質(zhì)為泥渣和石粉。因此，人工砂石加工系統(tǒng)廢水處理系統(tǒng)主要構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)、設(shè)備選型的主要技術(shù)參數(shù)是依據(jù)廢水量和水中含泥量來確定的。沙沱水電站砂石加工系統(tǒng)水處理系統(tǒng)根據(jù)砂石系統(tǒng)生產(chǎn)廢水的特性，采用的是“一級回收、兩級沉淀、污泥干化”的水處理方案。
（2）沙沱水電站砂石加工系統(tǒng)生產(chǎn)廢水處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)模為1100m3／h，系統(tǒng)主要由一級濃縮池、二級豎流沉淀池和斜管沉淀池、清水池、污泥干化車間等組成，主要水處理設(shè)備有螺旋分級機(jī)、鏈板式刮砂機(jī)、泥漿凈化裝置、加藥裝置、循環(huán)水泵、圓盤真空過濾機(jī)及臥螺式離心脫泥機(jī)等。水處理系統(tǒng)工藝流程見圖1。
（3）砂石加工系統(tǒng)生產(chǎn)廢水處理的核心是固體沉淀與固液分離，其中固體沉淀又是固液分離的前提，因此，廢水處理工藝主要考慮固體沉淀。
（4）廢水處理系統(tǒng)的一級回收（細(xì)砂回收車間）設(shè)置有FG-15型螺旋分級機(jī)2臺、QC-3型鏈板式刮砂機(jī)1臺和ZX250型泥漿凈化裝置1臺；FG-15型螺旋分級機(jī)用于回收一篩車間骨料沖洗廢水中的細(xì)砂，QC-3型鏈板式刮砂機(jī)和ZX250型泥漿凈化裝置用于回收三篩車間沖洗廢水中的細(xì)砂。
（5）經(jīng)一級回收后，僅含少量細(xì)砂、石粉，主要含量是泥漿的廢水采用兩級沉淀池（豎流沉淀池和斜管沉淀池）進(jìn)行沉淀濃縮，經(jīng)兩級沉淀池進(jìn)行沉淀濃縮后的高濃度泥漿通過沉淀池排漿底閥排放至污泥干化車間進(jìn)行固液分離。
（6）二級沉淀（二級濃縮）車間由3座10m×10m×3 m（長×寬×高）的豎流式沉淀池組成，沉淀池的設(shè)計(jì)處理能力為1000m3/h。經(jīng)一級回收處理后的廢水自流進(jìn)二級沉淀池，二級沉淀池為豎流式沉淀池，設(shè)計(jì)沉淀粒徑≥0.05mm的污泥。
（7）三級沉淀池為斜管沉淀池，尺寸規(guī)格為22m×5.5m（長×寬），設(shè)計(jì)處理能力為800m3/h。經(jīng)二級沉淀池處理后的水體自流進(jìn)三級沉淀池的進(jìn)水間，處理后的清潔水自設(shè)置在沉淀池上的集水槽收集流入清水池，進(jìn)行回收利用。斜管沉淀池下部廢水進(jìn)入污泥干化車間。
（8）清水池設(shè)計(jì)容量1200m3，并同時(shí)設(shè)置清水池加壓泵站；清水池加壓泵房采用1用1備的設(shè)備配置方式，配置流量約400m3的加壓泵2臺。進(jìn)入清水池的水，通過加壓泵抽到一篩車間進(jìn)行回收再利用。
（9）污泥干化車間設(shè)置1臺GP96-8型圓盤真空過濾機(jī)及1臺KWL-800型的臥螺式離心脫泥機(jī)，用于經(jīng)過兩級沉淀濃縮的、富含石粉及泥漿的廢水脫泥。脫水后含水率≤30%的石粉及泥漿經(jīng)螺旋輸送機(jī)或自落入污泥堆存平臺，污泥堆存平臺設(shè)置在高程EL374m，污泥采用挖掘機(jī)或裝載機(jī)裝車、自卸汽車運(yùn)至棄渣場堆存。污水則運(yùn)用管道自流到斜管池濃縮進(jìn)行循環(huán)處理（水處理系統(tǒng)主要設(shè)備清單見表1）。
3.2.1.2水處理系統(tǒng)實(shí)施情況。
（1）沙沱水電站人工砂石加工系統(tǒng)工程于2007年4月投產(chǎn)，通過兩個(gè)月的試運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)廢水處理回收系統(tǒng)運(yùn)行效果較差，主要的問題是廢水回收率達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，分別表現(xiàn)一級回收率低、兩級濃縮池沉淀效果差、進(jìn)入三級沉淀池中的污泥量大，使三級沉淀池在運(yùn)行中常出現(xiàn)堵管，淤積在沉淀池底部的污泥無法抽排到污泥干化車間進(jìn)行干化。
（2）2008年，項(xiàng)目部多次利用砂石骨料生產(chǎn)間隙對水處理系統(tǒng)進(jìn)行整改，先后增加了盤式真空過濾機(jī)、泥漿凈化裝置、臥式離心脫泥機(jī)等設(shè)備，整改后效果顯著，達(dá)到了設(shè)計(jì)整改方案要求。整改后，廢水處理系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的幾個(gè)技術(shù)指標(biāo)如下：
A.生產(chǎn)用水循環(huán)回收利用率：達(dá)到85%以上，實(shí)際水處理能力達(dá)到1100m3/h；可以連續(xù)循環(huán)處理達(dá)12小時(shí)，間隔2小時(shí)后可繼續(xù)回收處理。
B.實(shí)現(xiàn)零污染排放目標(biāo)：處理后的排放水懸浮物濃度低于200mg/L。沉淀的泥和細(xì)砂（石粉）配合圓盤式真空過濾機(jī)、臥式離心脫泥機(jī)進(jìn)行固液分離處理后，能實(shí)現(xiàn)零污染排放。
C.細(xì)砂回收效果好：回收砂的細(xì)度模數(shù)在2.2~2.3之間，提高了成品砂的產(chǎn)量和質(zhì)量，同時(shí)對細(xì)度模數(shù)和石粉含量都有較大的改善。
D.取得良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益：經(jīng)統(tǒng)計(jì)，系統(tǒng)投產(chǎn)至2012年3月，共計(jì)生產(chǎn)成品砂石骨料554.42萬噸，同期共計(jì)補(bǔ)充用水193.27萬m3， 生產(chǎn)單位砂石骨料平均耗水量為0.35 m3/t，遠(yuǎn)低于國內(nèi)制砂行業(yè)平均耗用水量，不但節(jié)約了生產(chǎn)運(yùn)行成本，也創(chuàng)造了較好的環(huán)保和社會效益。
3.2.2砂石加工系統(tǒng)防塵情況。
3.2.2.1砂石加工系統(tǒng)防塵設(shè)計(jì)。
根據(jù)石料開采場和系統(tǒng)車間布置情況，砂石加工系統(tǒng)在建設(shè)時(shí)，對防塵做了如下設(shè)計(jì)：
3.2.2.1.1料場防塵：主要控制毛料開采鉆爆及運(yùn)輸車輛的揚(yáng)塵，鉆機(jī)穿孔時(shí)不允許干法作業(yè)，配備灑水車對石料運(yùn)輸?shù)缆窞⑺祲m。
3.2.2.1.2粗碎車間防塵。
粗碎車間加工設(shè)備為三臺NP1313反擊式破碎機(jī)，生產(chǎn)過程中會出現(xiàn)大量粉塵，特別是在開機(jī)時(shí)粉塵最大，主要采取以下幾種措施降低粉塵：（1）從料源上控制石料，禁止將含泥量較重的石料進(jìn)破碎機(jī)下料口；（2）自卸車卸料前，對毛料噴水，以減少卸料時(shí)的揚(yáng)塵；（3）在三個(gè)破碎機(jī)下料口處安裝噴淋水裝置，以減少在生產(chǎn)過程中的揚(yáng)塵；（4）在運(yùn)輸膠帶機(jī)下安裝噴淋水管進(jìn)行沖洗，減少膠帶機(jī)運(yùn)輸過程中的揚(yáng)塵；（5）為減少粉塵對周圍環(huán)境的影響，在車間周圍大量植樹種草，以改善周圍環(huán)境。
3.2.2.1.3成品加工及堆存車間防塵。
成品加工及堆存車間是指半成品料倉以下所有加工車間及成品料堆倉，包括一篩車間、中碎車間 、二篩車間、三篩車間、制砂車間、成品料倉等，車間布置集中，生產(chǎn)加工設(shè)備眾多，主要揚(yáng)塵點(diǎn)為中碎車間和制砂車間。根據(jù)車間布置情況，為降低粉塵，主要采取以下措施：（1）采用先進(jìn)的半干式制砂工藝技術(shù)，靈活控制源料含水量，使料流在整個(gè)輸送過程中處于最佳含水狀態(tài)，可有效減少骨料在加工和運(yùn)輸過程中的揚(yáng)塵；（2）安裝氣箱脈沖袋式除塵器、遠(yuǎn)射程風(fēng)送式噴霧機(jī)等除塵、降塵設(shè)備；（3）在主要破碎設(shè)備上和各條膠帶機(jī)上安裝噴淋水裝置以減少揚(yáng)塵；（4）采用聚氨酯篩網(wǎng)替代鋼絲篩網(wǎng)，能大幅減少揚(yáng)塵；（5）將系統(tǒng)道路和車間地坪硬化，對其他裸露地塊進(jìn)行綠化，并及時(shí)灑水清掃，減少地面揚(yáng)塵；（6）在車間內(nèi)和周邊大量植樹種草，減少和降低空氣中的塵埃，并定期對樹木噴水洗塵。
3.2.2.2砂石加工系統(tǒng)防塵效果情況。
砂石加工系統(tǒng)投產(chǎn)后，系統(tǒng)生產(chǎn)時(shí)的揚(yáng)塵得到有效控制，周邊村民就粉塵問題未向承包人、業(yè)主和地方環(huán)保部門提出任何投訴。
3.2.3砂石加工系統(tǒng)噪音污染防治情況。
根據(jù)施工承包合同的要求，砂石加工系統(tǒng)生產(chǎn)車間和作業(yè)場所的噪音標(biāo)準(zhǔn)為85DB（A）。經(jīng)現(xiàn)場多次施測，毛料場開采作業(yè)時(shí)的噪音瞬間最大值為72 DB（A），滿足合同和標(biāo)準(zhǔn)要求，而系統(tǒng)加工時(shí)的噪音較大，經(jīng)施測，中碎車間的噪音瞬間最大值達(dá)到了93 DB（A）。經(jīng)分析，系統(tǒng)生產(chǎn)時(shí)的最大噪音主要篩分設(shè)備加工時(shí)和料流沖擊鐵件時(shí)產(chǎn)生的，針對此情況，承包人通過技術(shù)革新，發(fā)明了節(jié)能降噪砂石骨料輸送梭槽，用聚氨脂篩網(wǎng)替代了鋼絲篩網(wǎng)等手段，大幅度降低了系統(tǒng)生產(chǎn)時(shí)的噪音，后來經(jīng)過現(xiàn)場施測，砂石系統(tǒng)廠界環(huán)境噪聲排放均達(dá)到《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)（GB12348-2008）》的規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。其中，節(jié)能降噪砂石骨料輸送梭槽發(fā)明取得了國家實(shí)用新型發(fā)明專利證書（證書號1681528）。
4. 結(jié)束語
