矿区污水处理再利用

矿区污水处理再利用（精选7篇）

矿区污水处理再利用 篇1

1 项目背景

位于泉山区桃园街道的夹河煤矿由原华东煤矿设计院设计, 1969年10月正式投产, 具有50年的开采历史, 是徐州矿务集团主力矿井之一。该矿具有历史价值, 但现由于该矿煤炭资源趋于枯竭, 已经列入了国土资源部确定的危机矿山行列。于是如何实现夹河煤矿的地质修复和产业转型, 成为了不可规避的问题。基于此, 我们以夹河矿为例, 对我国新常态下资源枯竭型矿区的改造和再利用模式提出一些想法。通过矿区实地考察和政策, 经济, 交通等多方面环境分析, 我们初步设想改造为矿业园区, 包括实习基地和休闲参观两个部分。

2 项目环境分析

2.1 政策环境

政府下发了《关于支持旅游业发展用地政策的意见》、江苏省振兴徐州老工业基地政策、《徐州市采煤塌陷地复垦治理条例》、徐州市新型城镇化和城乡一体化规划 (2015-2020年) 要求等文件来支持关停矿区的改造和再利用。

2.2 资源环境

根据2009~2015年国有建设用地供应情况可知, 随着用地结构的调整, 工矿用地所占的比重逐渐减小。而原有的工矿土地因资源枯竭或政策性关闭, 有大量土地处于闲置或低效利用的状态, 既无法充分实现土地的价值, 使有限资源的浪费;也与当前土地资源紧缺, 节约利用资源的宗旨不符。

2.3 文化环境

徐州是全国重要的煤炭产地, 也是江苏省唯一产煤基地、华东地区的电力基地, 拥有煤炭、井盐、铁、钛、大理石、石灰石等30多种矿产。截至如今, 徐州市共发现和探明各类矿产46种 (含亚矿种, 下同) 。其中, 全市探明有资源储量的矿产27种, 已发现但尚未查明资源储量的矿产20种。于是, 我们便策划在工业广场内建设一座矿产博物馆, 使人们在游玩的同时也可以学习到矿产文化的起源与发展, 开阔自己的视野。

3 项目规划

目前夹河煤矿煤炭资源趋于枯竭, 已列入了国土资源部确定的危机矿山行列, 将于2016年3月关井。该矿拥有现代化洗煤厂, 随着矿井关闭, 其井下开采系统、洗煤厂都将随着闲置。考虑到中国矿业大学存在大量与之相关的专业, 而现在的教学提倡“走出课堂, 体验教学”, 教育部在此时出台依托企业建设“国家工程实践教育中心”, 建设稳定的实习、实训、工程训练基地。又因为夹河矿交通, 文化环境等多方面原因, 同时开发为工业园区。

3.1 实践基地建设

实践基地的建设主要包括教学基地和实训基地两个方面的条件建设。教学基地的建设比较容易, 建设内容主要包括办公室、教室、教学器材、中心会议室、图书馆等建设, 房间可与企业协商通过租赁等方式解决, 相关教学器材、图书需要购买。实训基地的建设相对比较困难, 并不是所有矿井都适合作实训基地, 首先需要根据矿井的灾害程度及特点选择合适的实训矿井, 实训基地可以选择一个矿井, 也可选择多个矿井。

3.2 矿业园区建设

工业广场景观重建, 就是通过对现有景观要素进行优化组合同时引进新的成分, 调整或构建合理的景观格局, 使景观整体功能最优, 发挥其最大功能, 提高矿区景观生态的稳定性, 从而使人的矿业活动与自然过程协同进化。

在工业广场景观改造重建过程中, 应强调观者的参与和多重体验的重要性, 考虑其场所环境的使用性质, 使人可以产生震撼、凝聚情感、愉悦身心, 从而使物质空间具有场所精神, 采矿地设计应利用各种资源来提供给人以获得教育、锻炼和愉悦的机会。因此, 在矿区景观恢复中, 可利用原有工业设施, 采矿工艺的设备, 集体闲游憩、科普教育于一体, 营造多重功能的体验娱乐休闲空间。例如, 将采矿造成的裸露岩层面改造再利用为人们攀岩或者了解地质知识的场所, 将矿区人文景观与特有的生态景观相包装成特色旅游, 给旅游者新奇和美感相结合的知识生态旅游体验。在功能更新衍生的多种活动中, 即保留了原始矿业遗迹, 又利用了新的功能, 在经济和社会效益上均得到了良好的反馈。

4 项目意义

4.1 实训基地建设意义及重要性

实训基地的建设, 有效缓解了矿业生产及其相关专业的实习难题、增强了学生理论知识基础, 更为响应“学与做相结合”的教学方式创造了先进的教学实训条件。其重要意义主要体现在以下几方面:

(1) 在教学内容上, 打破了传统的课堂教授方式, 通过实践进一步深化理论知识, 并在基地进行全面地、开放式地教学, 将工作项目过程、生产工艺流程系统有序地教授给学生, 简单易学。

(2) 在教学方法上, 通过教师边教边示范, 学生边听边动手地方式, 让学生在实践中学习知识。此外, 教师可采用实训式、模拟式、讨论式等各种方式灵活组织教学, 实现教师与学生间的互动, “教、学、做”一体化, 极大地激发学生的兴趣。

(3) 在实习形式上, 通过校外与校内实训基地的有机结合, 实现在基地完成工作面回采、巷道支护实训和各主要生产机械设备实训, 模拟实际工作环境、工作内容, 提升学生的实践能力, 感受一线操作人员的工作过程和环境, 打破了当前校外实习所面临的局限性。

(4) 在教学效果上, 一方面, 实践教学有效地提高了教学效果, 另一方面, 用直观易懂的方式传授给学生较难理解专业理论知识, 有效地保障了培养目标的实现。

4.2 工业广场改造的影响

对工业遗迹进行的改造和再利用, 对于正在发展的城市来说, 不单单是保留工业遗迹景观, 仅靠运用生态、艺术等处理手法, 也不能改变荒凉与贫瘠对一块土地的影响, 这些更新、改造的手段的最终的目的是使城市的经济、文化和环境实现可持续发展。

4.2.1 环境影响

对工业废弃地区来说, 恢复地区的活力应是首要考虑的任务, 因此在土地用率越来越密集的今天, 更需要将这些处于城市边缘的被人们废弃不用的地带进行全新的开发与再利用。对工业广场的改造, 改善了土壤、植被、空气等环境因子, 对被毁灭的植物生长环境进行生态修复, 从而恢复其植物系统, 维护自然环境的平衡。工业广场的景观改造通过充分利用太阳能、风能等可再生的自然能源, 节约了资源绿化了环境。同时通过生态的多样化设计为生物创造丰富的栖息环境, 通过一系列措施保护和恢复动植物的栖息地, 使生物多样性得到保护。

4.2.2 社会影响

在矿业发展初期, 征用土地和村庄拆迁等现象时有发生, 造成原住居民的不满情绪, 而由于采矿活动造成的生态环境破坏, 更加深了矿区与地方老百姓之间的隔阂, 渐渐地发展成为矿业与农业、甚至区域可持续发展的重要矛盾。许多矿区处于贫困山区, 工农间的经济收入差距大, 矿区与农村之间没有较为富裕的城郊隔离带, 导致部分农民心理失衡, 而对工业广场的改造即可减少这种心理失衡状况。

4.2.3 经济影响

矿业废弃地侵占大量土地资源, 随着我国旅游业迅速发展, 工业旅游逐渐成为热潮, 矿业废弃地的景观改造, 不仅可以修复生态环境, 而且可以增加城市知名度, 提升形象。特别是一些休闲旅游型改造项目, 一方面为城市居民提供休闲放松的场所, 另一方面促进区域经济发展。

4.2.4 文化影响

随着文化遗产的影响力不断加大, 工业遗址也不断受到保护和再利用, 人们也日益重视矿业废弃地的景观价值。采矿工业遗留景观记录着人类发展, 是对当时工业社会的生产力水平的真实反映, 而作为工业文明象征的自然遗留景观和庞大厂房及众多工业设备给人剧烈的视觉冲击力, 以独特的方式展示着其工业之美, 具有相当大的历史文化价值。

摘要：因矿井关闭而产生的社会、环境等问题众多, 同时由于采矿破坏的土地长期得不到有效利用, 严重浪费土地资源, 加剧了人地矛盾, 影响我国的可持续发展。

关键词：资源枯竭型矿区,生态改造标准,再利用模式研究

参考文献

[1]煤炭工业发展“十二五”规划专题研究课题组.煤炭工业发展“十二五”规划重大课题研究[M].北京;煤炭工业出版社, 2012:4.

[2]刘抚英.中国矿业城市工业废弃地协同再生对策研究[M].南京:东南大学出版社, 2009:126-138.

[3]李晓丹, 孙思嘉, 赵大千, 等.矿业遗产保护研究探讨——以峰峰矿区为例[J].中国园林, 2013 (9) :101-105.

[4]李军, 李海凤著:《基于生态恢复理念的矿山公园景观设计—以黄石国家矿山公园为例》载于《华中建筑》2008年第7期

[5]张吉瑞.谈采煤塌陷地的复垦—以徐州市贾汪区煤矿为例[J].资源·产业, 2005.7 (2) :26~28

新时期工业污水处理的再利用探讨 篇2

近年来, 我国的工业污水处理取得了很大的成就, 但相对于水资源的需求, 我国工业污水的处理和再利用情况依然做的不够。与国外相比, 我过的污水处理监控系统还差很远的距离。发达工业国家在污水处理, 已经实现了全自动, 通过计算机能够做到控制、报警、计算和瞬时记录等。美国在20 世纪中后期就实现了, 对工业污水处理厂的自动化, 现在更是实现了对污水处理工艺过程自动测量主要参数和控制。对工业污水处理的自动化控制, 与发达国家相比我国起步较晚。21世纪初, 我国污水处理厂进入自动控制时期, 并且还是多引进的国外技术和设备。因此对当前工业污水处理监控系统的发展情况进行总结, 就显得很有必要。这几年, 对于工业污水处理基础设施建设的投资, 我国政府逐渐加大了力度, 对工业污水的处理和再利用发挥了重大作用[1]。

2 常规工业污水处理再利用的基本技术

2.1 混凝法的污水处理技术

混凝法是在污水中加入混凝剂, 通过脱稳和架桥等作用, 从而凝聚污水中的污染物以达到过滤的目的。污水中的胶体污染物带有负电荷, 而混凝剂带有正电荷, 在电荷引力作用下混凝剂吸附污染物凝聚为大颗粒使污染物沉淀。混凝法一般可作为前期处理、进一步处理等。常见的混凝剂有三氯化铁、碱式氯化铝、硫酸铝和硫酸亚铁等。混凝法不仅可以除去污水中的悬浮物颗粒, 还可以除去某些重金属, 也除去一些微生物从而降低污水的混浊度。由于混凝法既可以单独处理, 也可以结合其他方法处理, 故被广泛应用于工业污水处理[2]。

2.2 膜生物反应器的污水处理技术

膜生物反应器技术是一种结合了生物化学技术和膜分离技术的新型污水处理技术。该技术依次由好氧曝气池、厌氧池、膜分离池、化学洗涤以及再清洗系统等五个部分组成, 是一套完整的系统。膜生物反应器技术的关键核心是好氧曝气池、厌氧池与膜分离池三个部分。好氧曝气池利用中空纤维膜可以将游离细菌和菌胶团迫留在池中, 然后过滤排出, 除去各种微生物、悬浮颗粒等其他有机物。然后对中空纤维膜清洗维护以保持它的高透水能力[3]。膜生物反应器技术具有化学性能比较稳定、抗氧化能力和抗污染能力很强、处理过的水水质很好及设施占地面积小等优点。

2.3 高级氧化法的污水处理技术

高级氧化法首先使用氧化剂、光照及催化剂等产生活性极强的自由基, 然后利用自由基降解的有机污染物为小分子物质, 或者直接讲解为二氧化碳和水, 达到净化目的。一些方法如利用臭氧氧化、利用过氧化氢氧化、利用超声氧化等方法, 都能产生自由基。自由基的活性非常强, 它能够直接降解污水中的有机污染物, 且还不产生新的污染物, 是一种可控的有效处理方法。

3 新时期工业污水处理再利用技术

3.1 添加生物制剂的污水处理技术

对于有生物处理作用的污水处理方法, 能够在原过程中添加特定生物菌群, 使其降解和处理污水的能力更强, 这就是添加生物制剂的污水处理技术。此法不替换原有的菌群, 而是通过加入新的菌群使原有菌群提高降解污水的能力。此方法能够依据水质的不同而选择合适的生物制剂, 从而有针对性的进行提高对污水的处理。因此, 这种方法其他深度处理的前处理。

3.2 树脂交换法的污水处理技术

离子交换树脂对重金属元素具有较强的交换吸附作用。树脂交换法是连续且封闭的运行, 对污水中的汞能够有效处理, 使污水能够达到排放标准。经过离子交换树脂处理后, 工业污水还可以达到脱色的效果。因此, 此方法能够降低污水处理的费用。离子交换树脂法能够处理工业污水中的铜离子, 从而使其回收再利用。三是, 离子交换树脂利用交换集团, 能够对含钼的工业污水进行处理。还有其他重金属离子离子树脂交换法也能够有效处理。

3.3 反渗透法的污水处理技术

微滤、超滤、渗析、电渗析、纳滤和反渗透等方法, 都属于反渗透技术。反渗透技术的优点很多, 例如无相变组件化、流程简洁、操作容易、低耗能及低成本等。通过反渗透处理过的污水能够再利用, 可以用于生活中洗刷用水, 可以浇灌农田, 也可以再用于工业等。工业污水处理后再利用, 将成为今后主流的污水处理方向。

4 工业污水处理再利用的前景展望

就我国工业污水处理再利用的利用现状来看, 低水平利用成为了工业企业在工业污水处理方面最突出的一个问题。大部分工业污水在经过技术处理之后被工业企业用作企业日常经营管理所涉及到的清洁、绿化工程当中, 与工业企业生产运转系统的联系不够密切。笔者认为, 工业企业所涉及到的清洁及绿化工程虽然同等重要, 但绝不是工业污水处理再利用的全部, 只有将经过处理反应之后的工业污水转变为工业生产用水, 在降低工业企业生产系统水资源需求的同时合理的控制工业企业工业污水的排放总量, 才是工业企业践行节能降耗的最根本手段。

在经济社会发展形势影响下, 只有以水资源保护及生态环境可持续发展为目的, 依靠低成本投入研发高度成熟可靠的处理技术, 才是未来工业污水处理再利用工程的发展方向与趋势。应依据这一目标, 对当前所使用的污水处理再利用系统进行基本构造乃至运行方式上的合理转变, 加大工业污水处理专门性机构部门的组建力度。高水资源消耗工业企业应当有专门的工业污水处理厂与之相对应, 集中解决这部分工业企业在生产运作过程中不可避免的污水排放问题。

5 结语

水是人类生存和发展不可替代的资源, 对于一个国家的可持续发展具有重要的意义。于是工业污水处理再利用, 对于国家经济的可持续发展具有了战略性的意义, 所以我国需要对工业污水处理加大投资力度。从多方面保障污水处理设施的快速发展, 例如资金、技术以及法律等方面。综上所述, 工业污水处理是我国社会发展和进步的重要基础, 工业污水处理后再利用是重中之重, 对工业污水系统化处理, 达到减少污染和提高资源利用的目的。

摘要：工业污水的再利用对于我国可持续发展战略具有重要的意义, 对工业污水的处理, 当前已取得了很大成就, 也已有相当规模。对工业污水的处理还有很多困难, 仍需要进一步研究和探索, 以下就深度处理工业污水探讨。

关键词：工业污水,再利用,处理

参考文献

[1]张凯松, 周启星.可持续的污水处理过程与展望[J].生态学杂志, 2006 (09) .

[2]刘转年, 金奇庭, 周安宁.废水的吸附法处理[J].水处理技术, 2003, 29 (06) :318-322.

谈煤矿废水回收处理再利用 篇3

成煤地质条件与煤系地层成分等因素直接决定了矿井水的属性, 而且煤矿水文地质等基本条件还会对矿井水水质、水量等带来本质的影响。根据废水的物理和化学性质, 并积极考虑资源化方面的需求, 通常可以矿井水分为以下几种类型, 即为:洁净水、悬浮水、高矿化度水、酸性水、含少量有机污染物水等[1]。

2矿井水回收处理再利用方法

我国当前针对矿井水的处理主要运用传统的方式方法, 具有代表性的有混凝-沉淀等, 在实际工作中需要根据排放的去向以及水质方面的具体要求妥善选取处理方法, 也可对多种处理方法进行结合[2]。对于需要直接排放的废水, 一般运用“沉淀-混凝沉淀-过滤”的方法进行处理;对于处理后用作生活饮用的废水, 在处理完成后还需进行消毒除菌;此外, 有一部分矿井水中含有一定量的金属离子, 为满足处理后使用需求, 还要再净化以后实施除盐。从煤矿企业的角度讲, 开展废水处理工作时, 应通过比选确定最为适宜的工艺方法, 选取与企业自身发展相符的废水处理方案, 从而达到为企业创造更多经济效益的目的。

3案例分析

3.1水质水量

该企业煤矿矿井废水的平均产出量为750m3/h, 通过水质试验得知, 废水中含有的污染物主要有:煤粉等不溶悬浮颗粒、细菌微生物、氯离子以及硫酸根离子等, 除污染物外的其他指标均可满足卫生标准, 具体的水质情况如表1所示。

根据该企业的实际情况, 废水经有效处理后需用于项目生产, 但由于原水中含有大量的离子污染物, 无法满足生产用水提出的水质需求, 因此在对废水实施净化以后, 还要进行脱盐等细化处理, 废水出水要求如表2所示。

3.2工艺流程

结合该企业废水处理后的主要用途, 废水处理工艺流程如图1所示。

3.3工艺方法与参数

3.3.1净化处理系统

处理过程中, 废水先进行初步沉淀, 将废水引入初沉池, 单个初沉池的容积大致为4000m3, 池中分隔成两个区域, 均设有桁架刮泥机。废水中含有的大颗粒物质经初沉可有效去除, 初沉完成后使用提升泵将废水引入高效澄清池。

高效澄清池实质上是一个具有混合、絮凝与沉淀功能的集成处理构造物, 反应时会产生一定量的污泥回流, 间接提升颗粒浓度, 促进悬浮物与絮凝体之间的接触, 从而加快沉降, 具有相对较好的混凝效果。此废水处理系统共设三座高效澄清池, 其有效容积1060m3, 设计的标准流量240m3/h。

废水经高效澄清池处理后直接引入多介质过滤池, 过滤池含有双层滤料, 分别为石英砂与无烟煤, 可以有效清除废水当中的细小颗粒, 出水浊度可以达到3度以内, 并兼有自动反冲洗功能[3]。此废水处理系统共设三座多介质过滤池, 单台过滤池的标准处理量为240m3/h。

煤泥水浓缩池的主要作用在于煤泥贮存和浓缩调节, 内部设有一台搅拌机, 容积为350m3, 池顶部需加盖。经过浓缩处理后的煤泥会被引入压滤车间进行过滤, 其有效过滤面积约100m2。通过压滤得到的煤泥饼可用于生产或直接贩卖, 上清液可引送至集水池。

3.3.2深度处理系统

完成净化处理的废水通过中间水池引入自清洗过滤器, 废水当中的大部分杂质会被过滤网滤除, 在一段时间后, 过滤网表面堆积的杂质量达到相应标准时, 过滤即进水口与出水口间的压力差可以达到预先设定的标准, 即为0.05MPa, 此时过滤器开始自动清洗。

超滤用于拦截废水有机物、细菌、胶体等, 确保出水的SDI值 (Silting Density Index, 污染指标) 小于1, 为以后实施的反渗透处理提供必要的安全保障, 也可降低系统的清洗频率, 起到延长设备寿命的作用。对于超滤装置, 需每天定时定量添加杀菌剂, 以此预防细菌滋生影响设备性能。

经过超滤的废水在引入反渗透装置以前需添加适量的还原剂, 以防止过量的余氯对装置中的透膜造成损害。如果余氯未得到还原处理, 会对透膜产生氧化作用, 使其逐渐降解失去功能, 还原剂的添加可阻碍氧化反应的产生, 减少水中余氯的含量。除此之外, 还需添加盐酸与阻垢剂, 以防浓水端生成碳酸钙等物对膜元件造成破坏。

本系统共设五套反渗透装置, 单台装置出力为100m3/h。反渗透膜选用具有较高脱盐率的PROC10 (海德能公司生产) 。此膜的脱盐率相对较高, 其单根脱盐率高达99.5%, 而且还具有良好的透水性, 满足废水深度处理要求[4]。淡水侧设有超压爆破膜, 在背压达到极限后自动进行爆破, 以免压力对膜元件造成损害。泵机使用由GRUNDFOS研制生产的CR高压泵, 由不锈钢材质组成, 是一种立式、单吸、多吸分段式离心泵。为保证泵机安全, 泵机进水口需设有保护开关, 若进水的实际压力未达到设计值, 泵机自动停止运转, 确保泵机安全。

4结束语

统计表明, 当前国内有近70%的煤矿处于缺水状态, 且其中的40%为严重缺水。由于煤矿缺水严重, 对煤炭事业的持续发展造成了直接的影响。煤矿废水回收处理再利用工艺的使用不仅实现了废水的资源化目标, 节省大量水资源, 降低污染排放, 还为企业节约了一定的成本, 具有很高的经济效益和环境效益。煤矿废水回收再利用不仅是实行行业绿色生产的重要内容, 也是促进煤炭事业走上可持续发展道路的需要。通过以上工艺处理的废水, 无论是在水质还是水量上都满足设计需求, 工艺合理, 可行性高, 具有很好的推广和使用价值。

参考文献

[1]尹晓峰, 韩志强, 陈现明, 等.煤矿矿井废水处理回用工程实例[J].舰船防化, 2009, 2:48-51.

[2]刘胜元.煤矿矿井废水处理工程工艺设计[J].山西煤炭管理干部学院学报, 2006, 4:99-100.

[3]李洪枚.选矿废水处理回用方法与工程应用[J].湿法冶金, 2015, 6:439-443.

城市污水再利用的新模式 篇4

城市污水的再生利用包括再生和利用两个环节, 污水利用的条件是拟进行回用的水必须满足一定用途的水质要求。在污水处理的技术路线上, 关键性的转变是由单项技术转变为技术集成, 以往是以达标排放为目的, 现在则是以水的综合利用为目的。目前城市污水利用较多考虑的是城市污水处理厂二级处理后的水, 这种水有两种利用形式:直接回用和间接利用。直接回用多用于水厂附近的农田灌溉及草场等用水, 回用的途径及方式受地域限制还比较的单一, 调配运转不方便, 且这种水虽然经过了人工强化处理和消毒等措施, 但由于没经过一定时间的自然净化, 在使用和控制不当时会产生一定的问题。间接利用是从水域的整体考虑, 从水体上游取水净化供城市使用, 产生的污水经城市污水处理厂净化后排人水体的下游, 回归于水体, 再经过一定河段的自然净化, 可为下游城市或地区利用。间接利用是将自然界中水的社会循环与自然循环有机结合, 在水体自净容量的限度内, 对水体的利用基本不会造成危害, 这种方式需要从宏观上进行管理。是水资源可持续利用的重要途径。

城市污水再利用的新模式

城市污水区域性控制与沟渠水体再生利用的综合模式, 是城市污水再利用的新模式, 主要包括三个环节:区域污水处理、纳污沟渠水体的人工强化自净、再生后水体综合利用。它具有城市小区污水处理与沟渠水体功能化及资源化的一体化综合效能。该模式将城市污水的终端污水处理厂集中处理与区域污水的分散处理相结合, 并将区域的污水处理与沟渠水体重复利用相结合, 这对减轻建设城市污水处理厂的压力、解决城区水体的污染和开发利用等具有重要意义。城市污水处理集中与分散相结合模式的提出, 有以下原因:

1、分散处理, 就地回用由于回用对象不同, 对水质的要求和处理工艺也不同, 根据污水水质的特点采用分质排水、分质处理以及分质利用的方式, 就地回用可以节约管线, 因此回用水厂的规模一般都在几万立方米的水平上。

2、城市建筑自身特点城市土地资源稀缺, 污水处理可采用小型集成化地埋式系统, 占地小且可建在小区建筑空间的绿地下面。

3、科学技术的进步随着科学技术的发展, 尤其是膜技术的发展, 污水处理设施实现了装置化、小型化使污水分散处理与回用得以实现。

从污水处理用词的演变可以看出其技术发展的方向;由传统意义上的“污水处理”转变为“水回用”。对“水回用”的一般理解是经处理后的水重复使用, 是指小范围内的循环, 由“水回用”发展到“水再利用”就进一步具有开发和资源化的含义;最近, 有关规范和标准中用“水循环”代替“水再利用”, “水循环”的概念更加符合水在自然界中的大循环, 经处理的水可用于工业、农业、市政、以及地面、地下等多种用途。以上概念的演变体现了战略目标的调整, 这将必然促使技术路线和工艺流程的升级换代。

再生利用的应用前景

水是一种可再生的自然资源, 城市污水的再生利用是节约及合理利用水资源的有效途径。同时, 从“清洁生产”的角度看, 城市污水的再生利用也是防治水环境污染及促进人类可持续发展的一个重要方面, 是水资源良性社会循环的重要保障措施。城市污水是城市稳定的淡水资源, 污水再生利用减少了城市对自然水的需求量, 削减了对水环境的污染负荷, 减弱了对水自然循环的干扰, 是维持健康水循环不可缺少的措施。

城市污水蕴含能量再利用的研究 篇5

关键词：城市污水,原生污水,蕴含能量,再利用,源热泵系

一、研究起因及利用条件

目前我国大中小城市每天都会产生大量的生活和生产污水, 它蕴含着数量十分可观的能量, 但却没能加以合理的利用, 而直接排放掉了。据资料统计显示, 上海市每天排放掉的城市污水所蕴含的能量约电量2500万千瓦, 大约相当于21万户居民一天的用电量。目前对城市原生污水所蕴含的能量利用有多种方式, 最有效的利用就是对原生污水的利用。

所谓原生污水就是没有经过处理的污水。夏季可将城市原生污水中的能量提取出来, 通过机械做功设备 (如热泵机组) , 将产生的冷量释放到建筑物内, 实现夏季空调。冬季可将城市原生污水中的热量提取出来, 通过机械做功设备, 将产生的热量释放到建筑物内, 实现冬季供暖。城市原生污水能量的资源潜力主要取决于污水的温度。

城市市政下水管道中的污水温度, 常年在一定的范围内波动。据了解, 在上海地区, 城市污水冬季水温在12℃-7℃左右, 夏季水温在24℃-30℃左右。一般情况下, 冬季城市污水水温平均高出周围环境l0℃以上, 夏季城市污水水温平均低于环境温度10℃左右。利用城市下水管道中污水与环境的温差获取能量并加以利用, 具有十分巨大的能量资源前景。

城市污水水质对能量的转移传递系统影响较大, 污水中各种有害成分对转移传递系统中的换热器设备材质有一定的腐蚀作用, 这些都给污水换热器设备的选择造成很大的困难。针对不同的污水水质, 该采取什么样的系统形式, 采取何种材料及形式的换热器设备, 使其在污水中仍具有很好的传热性能, 这些问题是城市污水能量转换和传递的关键所在。一段时间以来, 国内一些著名大学的材料科学研究人员, 致力于该方面的研究, 并取得了一定的成果。随着我国科技的不断进步, 材料科学的飞速发展, 原先在研究中存在的问题都迎刃而解了, 对城市污水所蕴含能量的再利用目前己无技术壁垒, 时机己经成熟, 并且在一些关键性的技术应用上, 我国已经拥有自主知识产权。

二、能够加以利用的依据

据有关部门统计, 我国每年排放的城市污水量可达400亿吨左右, 随着城市化进程的不断加快, 污水排放量还将继续增加。对于城市污水中蕴含的能量加以利用, 是有效降低建筑能耗的建筑节能技术之一, 也完全符合当前节能减排、可持续发展的国策。

从节能效益来看, 污水源热泵技术运行费用低廉, 夏季供冷时室温可达18℃-26℃, 冬季供暖时室温可达20℃-26℃, 而且热泵的运行可根据室内外温差自动做出调整。污水源热泵系统运行费用比利用燃气、燃油的相关系统费用要低近一半。

在节水与节约用地方面, 污水源热泵以城市污水为冷热源, 不消耗额外的水资源, 也不会对其造成污染。同时节省了锅炉房及附属煤场、储油房、冷却塔等设施, 既节省了建筑空间, 也有利于建筑的美观和提高建筑物的利用效率。

利用污水源热泵系统在冬季、夏季与室内的温差作为能源动力, 进行能量的转移和传递, 可以进行量化指标的分析。设每小时可利用的污水量为100 m3, 所能利用的显热温差为5℃, 则可利用的冷热量为Q=l00×I000×5=2.l×106k J。从技术上讲, 可以再利用的冷量十分可观。

由于对城市污水所蕴含能量的再利用, 采取的是间接热交换方式, 同期使用系数不会很高。因此, 对于整个城市污水系统而言, 其总体污水的温升会很小, 不足以影响到对其的后续处理。

三、可以选择的系统利用形式

通过对国内外城市污水中能量再利用的相关资料检索可知, 对污水源热泵系统的采用, 不失为一种成熟的技术。利用其通过对城市污水中能量的转移和传递, 来对建筑物供冷或供热, 己成为城市污水能量转换的首选。污水源热泵系统可以充分提取和利用城市污水中的低位热能, 减少了对高位能源的消耗。这不仅节约了能源, 而且减少了对环境的污染和对水资源的消耗。

污水源热泵系统在上海具备有大力推广应用的有利条件, 因为其安装成本、运行费用与常规系统比较相对较低。由于其以城市污水为热源, 冬季采集来自污水的低品位热能, 借助热泵系统, 通过消耗部分电能, 将所取得的能量供给室内取暖;夏季将室内的热量取出, 释放到冷媒水中, 以达到夏季制冷的目的。在此过程中, 系统的能效比可达3.8Kw以上, 也就是说, 输入l Kw的电能, 至少可以获得3.8Kw以上的能量。

此外, 无论国外品牌还是民族品牌, 目前市场上, 己有的原生污水源热泵机组的工作效率较高, 机房占地面积较小, 与常规中央空调系统相比, 可以大大降低运行费用和初期投资费用。因此, 将其视作可再生能源用于建筑物的空调系统, 已经得到了公众的认可。

矿区污水处理再利用 篇6

连木沁压气站地处新疆维吾尔自治区吐鲁番盆地中心, 周边缺少大江大河, 距火焰山仅二十余公里。吐鲁番盆地属大陆荒漠性气候, 干旱炎热, 年降水量约16毫米, 蒸发量高达3000毫米, 夏季最高气温有过49.6℃的纪录, 6~8月平均最高气温都在38℃以上, 是我国最干燥的地区。连木沁压气站主要承担者对西二线管道天然气增压并向下游输送的任务, 目前在岗员工21人, 站内主要包括生产区和员工食宿生活区。由于远离人烟, 目前生活用水主要由外部单位装车拉运, 极为不便而且价格昂贵, 生活区排水系统设置独立的污水处理设施。由于生活污水不同于包括部分工业废水的城市污水, 其水质水量特征为:水质、水量小时变化系数较大, 污染物浓度通常比城市污水低, 污水可生化性好, 处理难度较小;且由于其污染来源比较简单, 所以从处理技术和处理成本角度考虑, 具有相当的技术可行性和很高的回用价值。资料显示, 以生活用水为例, 用于烹饪、饮用的水约占5%, 而对占20%~30%不与人体直接接触的生活杂用水如冲厕用水等, 加上绿化浇灌用水、地面冲洗水以及车辆清洗等用水也可归入生活杂用水的范畴, 并无高水质要求, 这种用水分布为连木沁压气站生活污水的回用去向提供了可能。根据连木沁压气站的功能特点, 如需利用生活区生活污水回用, 主要是厕所冲洗水、绿化浇灌水、地面冲洗水、车辆冲洗水等。根据我国对于生活杂用水 (厕所便器冲洗、城市绿化、洗车冲洗等) 水质标准要求 (GB T 18921-2002《城市污水再生利用水质标准》) , 并参考美国制订的《水回用建议指导书》、《市政杂用水水质标准》和日本的《城市生活用水中水水质标准》中关于此类再生回用水的水质要求, 一般要求连木沁压气站生活污水经过二级强化处理和连续微滤 (CMF) 处理并消毒后, 使回用水水质达到标准, 即可满足对于连木沁压气站生活污水的一般回用要求。

1 污水处理系统的应用

目前连木沁压气站生活污水的处理只采用二级强化处理, 装配有扬州源泉环境工程有限公司制造的地埋式污水处理装置。该装置设计主要是对生活污水处理, 其主要处理手段是采用目前较为成熟的生化处理技术接触氧化法, 并采用消毒剂杀菌消毒, 对生活污水进行有效处理, 处理后的产水排放至污水蒸发池。

产水水质参数按一般生活污水水质设计计算, 进水BOD5按200mg/L计。共有六部份组成:

(1) 调节池 (2) 接触氧化池 (3) 二沉池 (4) 消毒集水池 (5) 污水蒸发池 (6) 风机房、风机。

其中调节池和消毒集水池内各有一台型号为SSP-50, 4-50/, 功率为0.4KW, 扬程为7.5 m, 流量为9T/H的潜污泵, 用于从调节池和消毒集水池中取水。

该套生活污水处理系统流程如图1。

2 压气站污水再生利用的应用模式及水质

要求

2010年连木沁压气站用水合计2630.4t, 日均用水7.21m³, 由于污水处理装置每小时处理量为2 m³, 得出日均处理污水时间为3.61H。

目前站内再生水利用主要有以下几个方面

2.1 员工房间冲厕用水

据统计, 每冲一次马桶用水10~15升, 按人均一天五次使用马桶为例, 日均冲厕用水为50~75升, 约合0.05~0.075m³。如采用再生水用于冲洗厕所, 员工住宿房间需安装双路供水系统, 一路为正常生活用水, 一路为再生水。再生水管路应注意交叉连接、错接、防回流和空气隔断等的控制问题, 以确保再生水不会污染饮用水源。同时, 由于卫生间一般处于半封闭状态, 因此必须考虑再生水使用过程中散逸的恶臭在室内累积后对室内空气环境质量的影响。建议改装马桶供水箱, 使之在水箱水面上能容纳小型活性炭除臭剂。

2.2 清洁地面用水

据统计, 每次清洁综合办公楼地面用水需用水15~20升, 按每天两次清洁为例, 日均清洁地面用水30~40升, 约合0.03~0.04m³, 如采用再生水用于清洁地面, 作为引水源的综合楼公共卫生间也需安装双路供水系统, 同时考虑再生水浊度、色度和除臭问题。

2.3 洗车用水

据统计, 清洗一辆车用水约0.16 m³, 按连木沁压气站目前所有两辆车为例, 日均洗车用水0.32 m³。洗车用水需考虑再生水浊度和色度和除臭问题。

2.4 绿化灌溉用水

目前, 连木沁压气站室外尚未有绿化项目, 今后如使用再生水灌溉生活区草坪时, 由于连木沁压气站所处地区日照时间长, 蒸发量大, 不利于漫灌, 故采用喷洒形式。再生水中含有的氮、磷等营养物质有利于植物的生长, 因此可适当放宽这些物质在水中的含量要求, 但必须对所使用的再生水中的微生物含量做出严格的限制, 以防草坪等植物表面孳生的致病菌对人体产生危害, 故建议在出水管线安装紫外线消毒仪。

3 对目前污水处理系统的改进

由于考虑到连木沁压气站所处地区日照时间长, 蒸发量大, 故直接从污水蒸发池中利用回水不现实, 而且再生水使用过程中会散逸的恶臭, 建议从污水排放口起建造生活污水再利用装置。该装置包括一座容积为25m³的水箱 (可容纳3-4天污水, 水箱内顶部需配备活性炭除臭剂) , 一套连续微滤 (C M F) 水处理装置、一台紫外线消毒仪, 如有需要可在紫外线消毒仪之后连接一提升泵。连接一再生水管, 经合理布局后, 分布到综合办公楼、宿舍卫生间、车库、绿化喷灌等处。

连续微滤 (CMF) 水处理装置采用天津膜天膜科技有限公司所制造的整撬装置, 该装置装配有高抗污染型中空纤维膜元件和独特的水气双洗工艺技术, 配以特殊设计的管路阀门、自清洗单元、加药单元和自控单元等, 形成了一个闭路连续的操作系统。处理液在一定压力下通过滤膜过滤, 可达到物理分离的目的, 有效去除水中的细菌、微生物和悬浮物等杂质, 使净化后的水清澈透明, 浊度近于零。运行工艺图见图2

在最近的十年里, 膜过滤工艺已经得到了发展, 而且应用日益广泛, 膜技术在污水深度处理中的应用也越来越广泛。在水回用方面, 用微滤膜或超滤膜代替混凝、沉淀和过滤等传统工艺流程的优点是不需要使用药剂, 一步处理即可获得很好的浊度、色度和细菌的去除效果。微过滤可除去沉淀不能除去的包括细菌、病毒和寄生生物在内的悬浮物, 还可降低水中的磷酸盐含量。有研究表明, 二级出水经过连续微滤 (CMF) 水处理装置处理后, 可去除浊度73%~88%, SS60%~70%, 色度40%~50%, BOD531%~77%, CODCr25%~40%, 总磷29%~90%。

由于该系统与地埋式污水处理装置相连, 故该系统日均处理后产量达到7.21m³左右, 其中, 水回收率用率≥96%, 所以实际产量为6.92 m³, 且水质达到了回用水指标要求, 见表1。

该项目的经济效益也相当可观。由于目前连木沁压气站生活用水采用外部拉水, 费用相当昂贵, 成品水成本约30元/m³计算, 考虑因生产检修回收水系统运行回水量不稳, 按一年运行350天计算;产水能力按6.92m³计算。创节约价值如下:

节约新水成本:6.92m³×350天×30元/m³=72660元。

目前, 经CMF处理一立方米二沉池出水运行费用 (包括电费、膜折旧费、化学清洗药剂费) 约为0.40元。故年运行费用为:

运行成本:6.92m³×350天×0.4元/m³=968.80元。

年节水经济效益为71691.20元

4 结语

西气东输二线 (西段) 压气站场多处于水资源严峻匮乏的区域, 压气站场生活污水回用作为一个切实可行的缓解水资源和防止污染的办法, 已经逐步为人们所重视。压气站场生活污水回用尽管规模比较小, 且分散, 对运行管理带来一定的难度。但由于压气站场生活污水就近处理并回用, 水源稳定可靠, 可减少供水管网的压力, 同时也积极响应了国家“节能减排”方针政策, 且对于水资源匮乏也有一定的缓解。压气站场生活污水回用技术正逐步成为污水处理的一个重要方向。

参考文献

[1]秦钰慧.饮用水卫生与处理技术[M].北京:化学工业出版社, 2002, 9

[2]唐爱印, 戴友芝.水处理工程手册[M].北京:化学工业出版社, 2000, 4.

矿区污水处理再利用 篇7

随着城市化进程的加快和工业化程度的提高, 城市垃圾量越来越大, 严重影响到城市环境以及健康发展。那么要想解决城市垃圾问题, 第一个环节就是减量化;要想实现这个目的, 就需要不断提高公众的环境意识, 认识到垃圾的危害性, 并且需要相关人士给予指导, 对目前的生活习惯进行有效的改进和完善。通过调查发现, 在西方发达国家, 公众大部分都十分认可垃圾分类回收, 并且将其落实到行动中, 这样就可以从源头上来削减垃圾的产生量, 并且可以分离可回收利用的物质, 提高了资源的利用率, 降低了处理的难度。我国的城市垃圾有着较为复杂的组分, 并且混杂了大量的无机类建筑垃圾, 增加了处理的难度, 同时, 资源化价值也得到了降低。

2 城市垃圾处理的技术现状

我国城市垃圾处理采用的主要技术手段有:城市垃圾的卫生填埋技术、焚烧处理技术、堆肥技术等。但是大量的城市垃圾是被采用露天堆放及自然填埋方式处置的。

2.1 城市垃圾的卫生填埋

卫生填埋是应用最早、最为广泛的城市生活垃圾的最终处置手段, 其技术比较成熟, 操作管理简单, 投资和运行费用较低, 是目前世界多数国家的主要垃圾处理方式。

通过实践研究表明, 垃圾卫生填埋具有一系列的优势, 只需要较低的投资成本, 有着较强的适用性, 对于各种各样的城市生活废弃物都可以利用这种处理方法, 有着较大的处理能力;虽然不好确定征地费用, 但是在其他建设投资方面, 只需要较少的生产性投资和较低的运行费用, 垃圾成分并不会对成本产生影响, 那么如果土地资源没有问题, 就可以采用垃圾填埋处理的方法, 以此来提高城市垃圾处理的经济性。因此, 对于那些中小城市, 因为没有较为发达的经济, 在城市垃圾处理中, 依然采用卫生填埋的方式。

卫生填埋需要占用大量的土地资源, 厂址选择较为困难。考虑到交通、水文、地质、地形等因素, 许多城市甚至近郊也很难找到合适的场址, 而被迫舍近求远, 有的平均运距超过60公里。填埋场占地较多是一大缺点, 最好利用地价较低的沟谷荒坡, 筑坝拦截, 封场后还可复耕、还林。

卫生填埋另一个难题是渗滤液的处理。生活垃圾经雨水浸泡渗出的黑液为高浓度有害液体, COD浓度较高, 其污染度是粪便的3~5倍, 一旦渗漏, 对地下水、土质和大气易造成污染。随着《生活垃圾污染物控制标准》 (GB16889-2008) 的实施, 对渗滤液处理后各种污染物的排放浓度作了更加严格的限制, 处理成本大幅增加。所以, 填埋场设计和建设过程中必须采取有效措施, 最大限度地减少地面径流和地下水汇入垃圾库区, 以减少渗滤液产出量和无害化处理难度。

2.2 垃圾再利用堆肥

具体来讲, 垃圾堆肥处理指的是将微生物的降解作用给充分利用起来, 在好氧发酵以及厌氧发酵的基础上, 来稳定垃圾, 堆肥产品有着非常大的用途, 除了可以当做肥料之外, 还可以对土壤进行有效改良。通过调查发现, 在我国的城市垃圾处理中, 在早期阶段应用最为广泛的就是堆肥处理。到了上个世纪八十年代, 我国对动态堆肥技术进行了研究和开发, 有着更高的机械化程度。目前, 堆肥处理工艺受人们对垃圾堆肥产品的认知程度、技术和设备等的影响, 其在国内的使用并不是很多。以前建设的很多以堆肥化为主的垃圾综合处理厂很多都闲置了堆肥化处理工艺, 而直接进行垃圾填埋, 垃圾堆肥处理技术的发展受到了一定的限制。

2.3 污水厂剩余污泥生产肥料

通过调查分析发现, 我国部分单位因为具有相应的条件, 那么就将污水处理厂产生的剩余污泥来利用起来, 进行复合肥的生产, 或者将化粪池的沉积物给利用起来。要想实现这些技术, 就需要将高效堆肥的方式给利用过来, 还可以将一些植物营养元素给加入进来, 但是要控制掺加的比例。由于污泥堆肥产品一般来说都是作为土壤改良剂来使用, 其肥效比起化肥来说要差很多, 且受污泥中含有的重金属等物质的影响, 市场需求会对这种技术产生较大的影响, 并且因为目前使用者也没有广泛接受, 也会对其产生一定的限制作用。

2.4 城市垃圾焚烧处理

通过研究发现, 最为彻底的无害化处理技术就是焚烧城市垃圾, 它可以将垃圾中的那些有机物给充分燃烧掉, 将那些容易致病的微生物给杀死, 从而较大程度的减小垃圾体积。具体的操作方法是这样的, 首先来储存和混合那些运到焚烧厂的垃圾, 然后借助于相关的机械设备来向炉内送入这些垃圾, 进行必要的干燥和焚烧, 之后, 还可以回收利用焚烧的余热。如果有可回收的部分存在于烟气中, 也可以对其回收利用, 要想排除烟气, 需要首先对其净化处理。在垃圾焚烧技术应用中, 人们对烟气中二恶英含量和它的毒害作用十分重视。我国城市垃圾中, 往往只有较低含量的有机组分, 并且这些有机组分的主要成分是碳水化合物, 有着较高的含水率, 这样没有较高的燃烧热值, 影其资源化的价值。

3 垃圾焚烧技术发展趋势对比

3.1 垃圾焚烧的优势

我国目前处于经济快速发展的阶段, 城市化进程在逐步的加快, 居民生活质量越来越高, 那么就出现了大量的城市垃圾。我国目前城市数量达到了600多个, 城市垃圾量每年增长速度都保持在一个较高的水平上;但是却只能处理30%以下的垃圾, 更别提对垃圾进行无害化处理或者能源利用了。在城市规模不断扩张的今天, 在城市周边很难找到一个合适的场所来对其进行填埋和处理, 因此, 就增加了城市垃圾护处理的难度。目前, 我国将填埋处理方式应用到百分之九十以上的城市生活垃圾处理中, 这种处理方式很多都达不到卫生填埋的标准, 有较高浓度的渗滤液出现, 在很大程度上污染到地下水以及地表水, 威胁到有限的水资源。同时, 在处理过程中, 还会有大量的有害气体产生, 对大气造成一定的污染。

通过调查分析发现, 在国外应用比较普遍的垃圾处理方式是焚烧处理, 这种方式具有一系列的优点, 如有着较高的资源化和减量化处理程度等。一般在城市周围构建垃圾焚烧厂, 可以非常方便的运输垃圾, 并且可以将一定的热能或电能提供给城市, 经济效益较好。在西方发达国家, 生活垃圾处理以及电力行业中, 非常重要的一个组成部分就是垃圾焚烧发电, 对我国有着较大的借鉴意义。另外, 将计算机监控技术应用进来, 可以促使焚烧炉运行工况达到最佳, 并且在尾气处理设备方面比较的先进, 通过监测手段的运用, 来最大限度的降低垃圾焚烧对大气的污染。

3.2 垃圾焚烧资源化利用

要想综合处理垃圾, 非常重要的一个步骤就是分类收集垃圾。通过分类收集垃圾, 结合垃圾类型采取差异化的处理方式, 以便循环再利用那些有用资源, 促使垃圾的最终处理费用得到有效减少。通过调查发现, 我国在垃圾分类标准方面还没有得到统一和实行, 很多城市都是在试点运行, 这样就存在着诸多的问题。通过分类收集垃圾, 会在很大程度上改变最终处置的垃圾量和垃圾成分, 因为可以循环再利用那些有用的资源, 就会减少处置的垃圾量, 并且垃圾运输费以及处置费也可以得到有效降低。同时, 通过分类收集垃圾, 机械磨损以及锈蚀情况也可以得到一定程度的减轻, 促使焚烧炉的寿命得到延长, 维护管理费用得到降低。另外, 那些有害成分也可以得到减少, 更加容易控制二次污染问题。

3.3 环境保护排放措施

通过焚烧处理垃圾, 可以促使土地资源得到节约, 满足环境保护的要求。但是因为会有一些不利的物质产生于垃圾焚烧处理中, 那么为了促使垃圾焚烧的目的得到达到, 就需要将相关的环保措施给应用过来。垃圾焚烧处理的主要污染物有:臭气、烟气中的有害物质、垃圾渗滤液、飞灰及反应物。目前烟气的排放标准已经制定和实施。对于垃圾渗滤液的处理方法, 国内一般采用“生物处理+膜处理”的工艺进行处理, 同时在焚烧炉内预留渗滤液回喷的接口, 在条件成熟时将渗滤液回喷入焚烧炉内处理。对于垃圾堆放过程中产生的臭气, 也应根据相关标准进行处理排放。

4 结语

通过调查研究发现, 目前卫生填埋技术依然是城市垃圾的主要处理途径, 近些年来, 垃圾焚烧处理技术也得到了广泛应用, 修建了大量的焚烧厂。随着时代的发展和社会经济的进步, 城市生活垃圾中可燃物以及易燃物的比例越来越大, 并且预处理过这些垃圾之后, 垃圾热值已经可以达到相关的标准。因此, 很多城市在焚烧技术应用方面, 都具备了相应的条件, 垃圾焚烧处理技术的发展空间将更加广阔。

摘要：城市化进程的加快和人们生活水平的提高, 在日常生产和生活过程中会有垃圾产生, 那么城市垃圾产量日益增加, 对人类赖以生存的环境造成了持续性的污染。对城市生活垃圾的无害化处理及资源化再利用已成为城市中迫切需要解决的问题。本文对现有城市生活垃圾处理方法优缺点进行简要分析。

关键词：城市垃圾,无害化,资源化再利用,堆肥焚烧

参考文献

[1]魏国忠.我国城市垃圾处理近况及应对措施[J].中小企业管理与科技, 2010, (09) .