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本文首先介绍了硅藻土的性质,然后分别分析了硅藻土在含重金属废水、造纸、印染废水、有机化合物废水等工业污水处理中的应用,最后指出了应用硅藻土处理工业污水存在问题及发展趋势。
【关键词】硅藻土;工业污水;处理;应用
中图分类号: S273 文献标识码: A
【引言】
硅藻土是古代单细胞低等植物硅藻遗体堆积后,经过一定的地质条件下成岩作用而形成的一种具有多孔性的生物沉积岩,是由硅藻死亡以后的遗骸沉积形成的,主要矿物成分是蛋白石及其变种,化学成分主要是SiO2,并含有少量的Al2O3、Fe2O3、CaO、Na2O、MgO 等和有机质等杂质。这些杂质夹杂在硅藻壳间,填充于硅藻壳的孔隙中,或附着于壳表面。
由于硅藻土质轻、相对密度小,多孔且孔径分布范围大、空隙率高,具有很强的吸附能力,这一结构特点使它在废水处理方面具有广泛应用的基础。硅藻土处理废水的原理是利用硅藻个体的吸附作用将细微的颗粒变大,再加上其自身的絮凝作用,迅速、高效地去除废水中的细微悬浮物,具有沉降速度快、污泥体积小、易分离、可降低废水处理的综合成本等优点。另外,硅藻土通过适当改性,不仅能吸附废水中难降解有机物、降低废水中COD、BOD和氨氮的浓度,而且还能吸附废水中的重金属离子,如Fe3+、Cu2+、Zn2+、Pb2+等。可见,硅藻土和改性硅藻土在废水处理领域具有广泛的应用前景。
1、硅藻土的性质
1. 1、硅藻土的化学成分
硅藻土的主要成分是SiO2,以SiO2 nH2O的形式存在,同时还包含少量的Al、Fe、Ca、Mg、Na、K、P等,个别的还有Cr、Ba等金属杂质。各地硅藻土矿的成分不同,含量也不同。
1. 2、硅藻土的表面特性
1. 2. 1.硅藻土的表面基团与吸附性能
硅藻土表面有大量不同种类的羟基,硅藻土中的羟基越多,则吸附性能越好。这些羟基在热处理条件下可以发生转化,改变硅藻土的吸附性能。并且这些羟基有一定的活性,可与其他物质发生反应或成键,改变硅藻土的吸附特性。
1. 2. 2.硅藻土的表面电荷
硅藻土颗粒表现出一定的负电性。在大多数pH值范围内硅藻土表面都带负电,但在酸性条件下,由于硅藻土表面的羟基被质子化,带正电。在硅藻土表面接枝官能团可使硅藻土的等电位点发生移动。
1. 2. 3.硅藻土的表面结构与吸附特性
国产硅藻土的比表面积常为19m2/g~65m2/g,孔半径为50nm~800nm,孔体积为0.45 cm3/g~0.98 cm3/g,酸洗或焙烧等预处理,可提高其比表面积,增大孔体积。硅藻土的吸附性能与它的物理结构和化学结构密切相关,一般来说,比表面积越大吸附量越大;孔径越大,吸附质在孔内的扩散速率越大。则越有利于达到吸附平衡。但在一定孔体积下,孔径增大会降低比表面积,从而减小吸附平衡量;孔径一定时,孔容越大,吸附量就越大。
2、硅藻土在工业污水处理中的应用
2.1处理含重金属废水
电镀、制陶、玻璃、采矿及电池工业产生的废水中常含较多的重金属离子,排放后会对植物产生毒害,对人致畸或致癌。目前重金属废水常用的处理方法有化学沉淀法、电解法、离子交换法、渗透法和吸附法等。吸附法被认为是去除痕量重金属有效的方法。硅藻土比表面积大,且表面被大量硅羟基所覆盖, 通常颗粒表面带有很强的负电荷,非常适合用于重金属离子的吸附。
夏士朋等采用含碳酸钙硅藻土处理废水中Cu2+、Cr3+、Pb2+和Zn2+4种重金属离子的新方法,试验结果表明,碳酸钙含量约为35%的硅藻土是处理含重金属废水的一种很好的吸附剂。在静态实验条件下,吸附容量为3.5~4 mmol/g。罗道成等对改性硅藻土对废水中Pb2+、Cu2+、Zn2+吸附性能进行研究,结果表明:在同一溶液中,改性硅藻土对Pb2+、Cu2+、Zn2+的吸附为Pb2+>Cu2+>Zn2+;pH值是影响吸附作用的重要作用因素,在pH=4.0~6.0的弱酸性条件下吸附效果好;改性硅藻土吸附重金属离子Pb2+、Cu2+、Zn2+后,经过洗脱再生后可重复使用;改性硅藻土对实际电镀废水的吸附净化效果较好。叶力佳等对硅藻土吸附重金属离子Cu2+进行了研究,结果表明:硅藻土独特的结构使其对水溶液中的Cu2+具有很好的吸附去除效果。在Cu2+浓度为20毫克/升时,试验得出:提纯硅藻土的最佳用量为2~3克/升, 吸附30分钟即可达到平衡;温度对吸附Cu2+去除率的影响不大,pH值是最重要的影响因素,在中性和弱酸性(pH=6.5~7.0)条件下,对Cu2+去除效果最佳。提纯硅藻土对Cu2+的等温吸附符合吸附模型,为化学吸附。丁社光研究了硅藻土在不同pH值、温度、吸附时间、铅离子初始浓度、硅藻土用量等条件下对吸附铅离子的影响,并以铅离子的去除率为实验指标,进行单因素实验、正交实验。 结果表明:在吸附温度为25℃、pH = 1.0、硅藻土溶液用量为 3.0 克/25毫升、硅藻土溶液起始浓度为30毫克/升时,去除率最高。郭晓芳等通过锰基改性硅藻土,在静态条件下,研究了锰基改性硅藻土吸附重金属离子 Pb2+、Zn2+的性能及适宜条件。结果表明,低离子强度、中偏碱性、室温环境均有利于吸附过程的进行,吸附平衡时间为30分钟,含Pb2+、Zn2+的电镀废水经改性硅藻土吸附后,废水中Pb2+、Zn2+的浓度达国家工业污水最低排放标准 饱和吸附了Pb2+、Zn2+的改性硅藻土,可利用 CaCl2溶液进行再生。 严刚等通过试验研究了硅藻土与 FeCl3组配处理含 Pb2+废水。结果表明,当进水中Pb2+浓度为52.4克/升,采用硅藻土与 FeCl3配比(质量比)为 6:1,硅藻土投量为70毫克/升,控制pH在7.0~8.0、搅拌转速在 120~140 秒/分钟之间 ,沉淀 80 分钟后出水中 Pb2+可达标排放。 该方法操作方便,投资少,具有良好的推广应用前景。
国外的 Y.A1-degs 等做的用 MnO2,改性的硅藻土和非改性硅藻土对Pb2+的吸附研究,表明:硅藻土和 MnO2改性的硅藻土对去除铅离子是有效的,对Pb2+的吸附容量分别是 24和 99 mg.g-1,改性后的硅藻土由于增加了表面积和表面负电荷,在 PH=4 时,对Pb2+的吸附率效果优于未改性的硅藻土。改性后的硅藻土过滤性能也提高了。T.NDe 等做的微(滴)乳状液浸溃过的天然硅藻土与未处理的硅藻土相比在吸附Cr3+离子方面,吸附量有明显的提高,调查了两份不同颗粒样品都产生了完全的吸附,吸附过程取决于 pH。 A.Murathan 等报道了通过固定床用未经处理的硅藻土对 Cu2+、Pb2+及 Zn2+的吸附研究,考查了恒温条件下硅藻土粒径对三种离子吸附效率的影响,结果认为随着粒径的减小吸附容量提高,对三种离子的吸附容量大小顺序为:Cu2+>Pb2+>Zn2+。Ridha 等研究了硅藻土表面性质和它的物理化学性及硅藻土对水溶液中 Ag+的吸附及其所适合的吸附模式,结果显示:水溶液中Ag+能够完全被适量的硅藻土所吸附。
2.2处理造纸、印染废水
近年来,造纸、印染工业发展迅速,每年产生大量的有色废水。这些有色废水毒性强、降解难,某些染料降解后也会产生致癌和有毒物质,因此不能单纯依靠生化或物化等方法去除,吸附法作为一种有力的手段正渐渐受到重视。硅藻土价格低廉,吸附效果好,因此有望成为理想的吸附材料。彭书传用活化硅藻土配制成的复合净水剂处理印染废水,此法具有费用低廉、脱色效果好、COD去除率高等特点。在pH=6~10,复合净水剂投加量为1.0~1.3克/升,沉降时间t=10分 钟时,COD去除率为74.24%,色度去除率为93.75%,达到较好的处理效果。 杨宇翔等采用染料吸附法研究了次甲基兰在浙江和吉林硅藻土表面的吸附等温线。硅藻土吸附性质与其结构、孔分布、表面ξ电位、IEP值及pH值,当pH=13 时,其吸附量均最大,吸附等温方程式均符合Freundlich方程:F=KCl/n。当投加量为3克时,COD的去除率为85%,浊度为50度,当投加量为3.5克时,COD 的去除率为85%,浊度为40度,COD的浓度为52 mg/L。pH值对印染废水处理有很大影响,当 pH=8.5时,处理效果最佳,COD浓度降至48.4毫克/升,达到排放标准。
刘伟明等采用硅藻土作助滤剂,通过预涂和主体吸附、过滤的方法回收萘酚类染料工业污水中溶解的亚硫酸钠。研究结果表明:采用此法获得的晶体亚硫酸钠,其回收率和相对含量都优于筛网过滤法;应用Carman方程计算出过滤定量液体所使用的最佳助凝剂用量为0.50×10-2千克/升,最佳过滤压力为(4.90~9.80)×104Pa。R.A.Shawabkeh等报道了硅藻土对阳离子染料的吸附情况,研究了染料浓度、硅藻土粒径及温度对吸附的影响,试验显示,100克硅藻土可以吸附42 mmol染料,认为硅藻土替代活性炭作为吸附剂是可行的,且成本更低。谷志攀等对硅藻土吸附染料的机理和吸附等温式进行了总结,吸附机理主要以物理吸附为主,吸附一般符合Langmuir等温式或Freundlich等温式。
邵红等以硅藻土为原料制成的复合絮凝剂处理造纸、焦化工业污水,工艺简单,最佳投入量为0.32克/升,COD去除率为70%~80%,脱色率达90%以上,絮凝效果优于聚合氯化铝。
2.3处理有机化合物废水
有机化合物特别是芳香族化合物是水体污染的主要物质之一,对人类的生存环境造成严重威胁,如来自焦化、炼油、合成纤维等工厂排出的苯酚类污水,会造成细胞蛋白质变性,损害神经、肝脏和肾脏等。硅藻土有机物的吸附研究,国内外在这方面作了大量的研究工作,如:朱利中等研究了改性膨润土、沸石和硅藻土对苯酚的吸附效果,与原土进行比较,结果表明改性硅藻土吸附处理苯酚的性能较原土好得多。张红用改性硅藻土吸附污水中的苯酚,结果表明采用联合改性剂处理的硅藻土吸附效果好于单一改性剂处理的硅藻土;硅藻土对苯酚的吸附主要有物理吸附和化学吸附,其中以分子间色散力及诱导力的物理吸附为主,同时存在分子的絮凝作用和深度效应。温彦平研究了硅藻土对水中微量卤代烃的吸附性能,结果表明,硅藻土对三氯甲烷和三氯乙烯有吸附能力,吸附以范德华力为主,吸附容量大小与吸附质在水中的溶解度有关。
3、应用硅藻土处理工业污水存在问题及发展趋势
3.1存在的问题
(1)硅藻土在工业污水处理中应用的面还不是很广,对硅藻土处理废水的机理、规律和影响因素等的研究不足。
(2)硅藻土以及硅藻土吸附剂制品的性质、性能及性状的揭示已跟不上要求,成为制约硅藻土吸附剂产品质量提升的关键。
(3)工业污水成分复杂,污染物种类繁多,目前的研究多从单个污染因子入手,未考虑其它污染因子的影响。
(4)硅藻土吸附剂的使用大都是采用粉状形态,对于后期的处理不利,容易造成二次污染。
(5)对硅藻土处理工业污水的工艺研究很少,没有形成工业化规模的废水处理组合工艺。
3.2、发展趋势
硅藻土作为一种新型的水处理剂,其独特的结构赋予了它许多优良的特征, 另外其低廉的价格,使得硅藻土将会有广阔的发展前景。
(1)深入探讨硅藻土在工业污水处理中的吸附机理和吸附动力学机制,把握规律及影响因素,增强其处理废水的能力及除效果,满足不同类型污水处理的需要。
(2)加强硅藻土的改性方法研究,开展有针对性的有机或无机化学改性,特别是高分子聚合物类的改性,以及根据吸附物质的特点对硅藻土孔径进行的可控改性。
(3)硅藻土的再生方法及条件研究。如经过烧,既使吸附的有机物烧失,又不失去表面活性,再进行酸活化处理,以达到高效再利用的目的。
(4)硅藻土与絮凝剂、其他吸附材料相互组合(如与沸石、膨润土等组合)处理废水研究,选出最佳组合,对最佳组合在不同条件下处理废水的效果进行研究,确定最佳组合处理废水的最佳工艺条件。
(5)加强硅藻土处理工艺研究,如与其他废水处理技术(如EM技术、生物强化技术等)和工艺(如生物滤池、生物流化床、SBR、UCT)等相结合处理,形成有效的组合处理工艺。
【结语】
硅藻土具有比表面积大、吸附性能强、化学稳定性好等优异的理化性质,是一种优良的水处理剂。在污水水处理时,需将硅藻土进行适当的改性处理,得到的絮凝物脱水快,可再生利用,处理后的水质量好且稳定,处理效果较为理想。硅藻土吸附剂的使用大都是采用粉状形态,因此对于后期的处理不利,容易造成二次污染。目前在水处理中所使用的硅藻土助凝剂生产成本较高,这是因为生产硅藻土助凝剂的工艺复杂,所使用的生产原料为价格较高的优质硅藻土,相应增加水处理的成本。硅藻土污水处理技术还是一项较新的技术,各方面还不完善,还需加强理论上和实际工程应用上的进一步研究和探索。
【参考文献】
[1]赵洪石,何文.硅藻土应用及研究进展[J].山东轻工业学院学报,2007,21(1)
关键词:化学除磷;药剂; 污水处理
中图分类号:U664文献标识码: A
当前污水除磷脱氮工艺中的除磷技术主要分为生物除磷和化学除磷两大类。与化学法除磷相比。尽管生物法具有无需投加药剂、运行费用省、污泥产量小的优点。但在实际运行过程中。生物除磷技术也存在着缺点――对废水组分的过度依赖(主要取决于可获得的有机碳化合物的数量和质量);稳定性和灵活性较差:污泥处理工艺中存在磷的释放造成二次污染,这导致了生物出水很难达到国家污水排放标准的要求。因此需要增加化学除磷。
1 化学除磷的反应机理
化学除磷的反应机理是在污水处理工艺中投加金属盐类等,除磷药剂形成不可溶性的磷酸盐或多聚磷酸盐沉淀产物,然后再通过沉淀分离或过滤分离等方法从污水中去除磷酸盐。药剂投加后,首先,金属离子与磷酸盐快速结合会形成低溶解度、极细小晶状体的磷酸盐化合物;然后,在流速梯度或混合扩散过程作用下互相接触生成大颗粒絮凝体;最后,絮凝体通过沉淀分离或过滤分离等方法将水体分开,得到净化的废水和化学污泥,从而实现化学除磷的目的。因此,化学除磷过程包括沉析、凝聚、絮凝以及固液分离四个步骤,其本质就是磷酸盐从液相转移到固相的过程。在这个过程中沉析和凝聚反应发生的非常快,被认为是同时发生的,凝聚时形成的主粒子,在絮凝过程中相互结合形成更大的粒子――絮体,以利于沉淀或者固液分离,由上述分析 可知,化学除磷效率与沉析和絮凝过程直接相关,沉析、凝聚与磷酸盐化合物种类与化学除磷药剂的种类及pH等因素有关,絮凝过程与除磷工艺形式有关,因此,要提高化学除磷效率必须从化学除磷药剂的种类、反应环境的pH及除磷工艺等因素考虑。
2 化学除磷药剂的种类
目前用于污水化学辅助除磷的药剂主要可分为铝盐、铁盐、钙盐、改性硅藻土及复合絮凝剂等。
2.1铁盐除磷药剂。铁盐除磷药剂主要有硫酸亚铁、氯化硫酸铁、氯化铁及聚合氯化铁等。铁盐与铝盐除磷反应机理类似,之外还会发生强烈水解并同时发生各种聚合反应吸附水中的磷。Fe2+除磷效率与pH相关,但有关Fe2+除磷最佳pH存在争议:有人认为 pH=8时,Fe2+除磷效果最好 ,但王文超等认为pH=7.5~8.5时不易生成沉淀,从而降低了除磷效率。Fe2+除磷需要较高pH 值,而污水厂处理中pH值往往低于7.5,另外,在水中Fe 3(PO4 )2没有FePO4稳定,这些都限制了二价铁盐在废水除磷中的应用,实际过程中可利用好氧池曝气的特点将Fe2+氧化成Fe3+来提高化学除磷效率。铁盐与磷酸盐反应形成沉淀物相对于铝盐更加稳定,而具有沉降速度快的优点,因此实际应用比较多,但是具有出水浊度与色度高、对出水pH影响大、运输和贮存麻烦、对设备腐蚀大等缺点,同时铁也是刺激藻类生长和引发湖泊水华的一个重要因素,这些缺点限制其使用范围。由于需要较高的pH,同时钙盐除磷药剂还会引起池壁或渠、管壁上结垢及曝气管堵塞等,因此钙盐除磷药剂在城市污水处理厂中应用的比较少。磷酸氨镁法是近几年国际上非常流行的废水除磷方法,但我国还未出现相关的报道。
2.2铝盐化学除磷药剂。铝盐化学除磷药剂主要有硫酸铝、氯化铝和聚合氯化铝等。三价铝盐药剂除磷的反应包括两个反应过程:(1)三价铝离子与污水中的磷酸根发生沉淀反应,生成沉淀化合物AlPO4;(2)三价铝离子发生水解反应,生成具有较高的正电荷和较大的比表面积的单核羟基络合物A1(OH)2+,A1(OH)21+ 和多核羟基络合物 AI(OH)m(3n-m)+ (n>1,m≤3n),然后,多核羟基络合物之间发生范德华力、吸附架桥和网捕等作用获得较好的沉淀效果,从而实现化学除磷。Al3+水解反应和金属磷酸盐的溶解性均受到pH的影响,同时金属离子也会与OH―发生反应,从而与PO43+形成竞争反应不利于除磷,由此可见,铝盐化学除磷过程中控制合适的pH是非常重要的。铝盐除磷理想的pH=5.8~6.9。值得注意的是经用铝盐除磷药剂处理后出水中的铝含量大幅度增加,可能会造成排放水体中铝盐超标,引起微生物铝中毒,因此需要控制投加量。
2.3复合新型除磷药剂。复合新型除磷药剂主要有聚氯化铝铁(FAFC)、聚氯化铝(PAC)、聚氯化铁(PFC)、聚合硫酸铁(PFS)、聚亚铁、聚氯硫酸铁(PFCS)、聚合硫酸氯化铝铁(PAFCS)、聚合硫酸铝铁(PFAS)以及改性硅藻土等。这些新型除磷药剂基本上都有良好的电荷中和与吸附架桥功能,凝聚性能良好,絮凝体生成迅速,密集度高且质量大,沉降性能优越,沉降的污泥脱水性能好,无二次污染,适用水体pH值范围广,具有较强的去除效果,而且药剂生产工艺简单,原料易得,生产成本低。其中PAFC在污水厂中应用的比较多,原因在于PAFC结合了铝盐和铁盐的双重优点,化学反应速度快、形成絮体大且重、沉降快和过滤性好等优点。因此,PAFC既能克服铝盐絮体生成慢、絮体轻、沉降慢的不足,同时又能克服铁盐除磷的出水浑浊、色度高的缺点。改性硅藻土是最近新使用的化学除磷药剂,其组成包括硅藻土、PAC和石灰等,其中的PAC和石灰可与PO43+反应生成A1PO4和Ca5 (PO4)3OH等沉淀物,同时硅藻土具有吸附、混凝、过滤、共沉等作用,能充分接触并除去水中的PO43+。因此除磷效果较稳定,出水TP变化较小。
由上述的分析可知,复合新型除磷药剂,如聚氯化铝铁结合传统铁盐铝盐除磷药剂的优点,适用范围和条件较广,除磷效果好,而且对污水处理系统中微生物影响较小,具有良好的发展前景。
结束语
随着人们生活水平的不断提高和工业生产的快速发展。大量含磷生活污水、工业废水排入江河湖泊中,增加了水体营养物质的负荷,从而引起水体中藻类与水生植物异常繁殖,即水体的富营养化。研究表明。多数水体富营养化的限制因素是磷。因此控制水体中磷的浓度尤为重要。明确了城市污水处理中除磷的重要性和迫切性,而在普遍采用的生物除磷技术不能满足出水磷的排放标准时可考虑采用化学除磷技术。
参考文献:
[1]陈媛 A2/O工艺化学除磷优化实验及应用[J]-环境 2010
[2]汪秀丽.中国城市污水处理与再生利用.《水利电力科技》,2005.
[3]苏敬志.城市污水处理与再生利用的探讨.《中国新技术新产品》,2010.
关键词:市政;给排水;规划设计
随着经济的高度发展,我国的城市化进程也进入到了一个空前发展的阶段。伴随着城市人口的日益增加,城市的用水总量也上升到了一个前所未有的程度,这些给城市建设与规划工作中的市政给排水工作提出了极大的挑战。尤其是在当前的历史背景下,做好城市给排水工作,将有着极大的时代意义,它不仅关系到我们的城市人居环境的改善,更加影响着我国社会可持续发展道路的进程,所以,本文将从宏观与微观层面来分别探讨我国城市市政给排水规划设计工作。
从宏观层面来考虑,市政给排水规划设计的出发点是从总体上把握城市水资源状况及城市自身整体发展规划,这就要求城市市政的给排水规划设计人员不但要考虑本区域的相关因素,甚至要考虑本区域以外的跨区域的相关性因素。
一 防洪排涝规划
(1)防洪排涝概念:防洪排涝是城市的生命线,防洪排涝规划主要针对对象是外洪和内洪,外洪以防为主,如防洪堤、水库等,而内洪则是排蓄为主。对城市而言,在规划重现期内,不应有“涝”的概念,只有雨水如何及时排除或滞蓄起来的问题。
(2)排洪与排水标准衔接问题:城市排水是解决较小汇流面积上短历暴雨产生的排水问题,采用的是暴雨公式,暴雨时段控制在5~120 min,选用暴雨样本是年超大值法;而排洪考虑汇水面积大,目前多采用水文公式(也是暴雨推理公式),使用某重现期(如10年一遇)24 h暴雨量为基本数据,其选用暴雨样本是年最大值法。因此进行防洪排洪规划时,应充分考虑排洪与排水重现期标准衔接问题。
(3)排洪的具体措施:目前,普遍被使用的排洪措施主要有两种,一是增高洪区地面的方法,二是雨水泵加滞洪区的方法,也就是部分增高洪区地面甚至不增高洪区地面。例如,城市周边如是山区地形的话,考虑到实际情况,最有效的排洪方案应当是采取第一种办法,同时加设局部的抽排设施,以保全周围村庄乡镇的过渡。
二 区域水资源平衡与区域供水
水资源在时间与空间上存在着分布不均以及水质性缺水现象,认真进行水资源平衡,优化水资源配置,提倡区域供水就显得十分重要。特别在从事具体城镇给水规划设计时,一定要进行区域水资源供需平衡分析,否则它会成为制约城市发展的主要因素之一。
要做好水资源供需平衡首先要做好需水量预测工作。需水量考虑的主要因素有:城市和村镇生活用水、市政(含消防)用水、工业用水、农业灌溉用水、畜牧业用水、渔业用水,还要考虑流域江河本身生态流量需求。其中值得注意的是工业用水量预测,目前设计时多用用地指标法和万元工业产值法,但由于近年来传统产业设备更新速度加快以及非传统产业,如信息产业的快速发展,用上述两种方法来进行工业用水量预测会带来较大的偏差,应引起足够的注意。
三 污水处理集中与分散的讨论
一段时期以来,我国污水处理业界比较推崇污水集中处理,其理由是污水厂规模经营,效率高,污水厂运营成本低,处理出水水质有保证等。但随着时间的推移,其缺点也逐步暴露出来,过度集中污水处理主要存在如下问题:一是巨额管网投资(越下游管径越大,投资巨增);二是运营的高能耗(中途提升泵站多,能耗大);三是无法进行中水就近利用。对此,很多污水采用BOT形式营建,为污水适度分散处理提供了方便。集中和分散相结合地进行污水处理是区域污水处理发展的方向。
四 从微观层面分析市政给排水规划设计
微观层面主要为单项市政工程给排水规划和设计。譬如工业或住宅小区给排水规划与设计,一座或几座建筑物给排水消防设计,一座污水厂设计,一条道路给排水设计等,它是将理想变为现实最直接的环节。一方面城市建设在发展过程中会遇到具体新课题,必须采用新办法、新材料、新产品去解决;另一方面,可持续发展要求我们不断创新,具体规划设计必须符合节能省地建设新理念。下面略举数例加以说明:
(1)污水处理新技术的发展
从可持续发展角度而言,采用延时曝气这种高资源占用(材料、土地)和高能源消耗低负荷工艺,以耗能方式取得污泥稳定的工艺是不适合中国国情的,从生活污水反应器发展趋势看是从活性污泥工艺和生物膜反应器向高效的移动床和流化床发展。
最近国内尝试使用一种高效载体生物强化A/O工艺,它是在A/O反应池的好氧池末端投加活性硅藻土,同时好氧硝化液和沉淀污泥回流至缺氧池,利用硅藻土的高效载体生物作用(流化床)和吸附,混凝及过滤等物化作用,实现生物脱N和物化除P,较好地解决了纯生物或纯化学污水工艺中脱N与除P相互矛盾的问题。
(2)污水管道设计中新管材的推广
在给排水工程中推广PCCP管、PVC-U管、PE管、聚丙烯(PP)等新型塑料复合管材,符合国家以塑代钢政策。同时管道摩阻小、排水量大、重量轻、施工方便,受到业主及施工方一致欢迎。但在具体使用过程中,应注意施工造成管道变形超标的问题,应确保管道两侧回填土的回填质量,必须分层夯实,使其密实度能够达到95%以上。
(3)创新雨水管道的设计思路
在地下水资源不丰富或者不便利用的地区,可以减少雨水排入下水道的量,甚至设计有效的方案或设置,使雨水不排入下水道,而是直接的渗透入地。这样做的优点是,一方面减轻了排水系统的负荷,节省投资,另一方面则增加了区域地下水的补给量,修复了区域的水生态链。
五 结束语
我国不但肩负全球经济发展的重任,也为人类与自然的和谐共存做了不懈的努力,尤其是在城市建设方面,我们秉持的是可持续发展的战略思想,并将其作为我们一切工作的先决条件,作为一名市政给排水工作者我对此深信不已,并以自己的实际行动来不断实践这一、
关键词:环境 , 污染 , 工艺设计 ,指标
Abstract: along with the social public to the improvement of environmental requirements, sewage treatment plant deodorant job is increasingly attention by people, this paper summarized the sewage treatment plant and the main components of the source of the stench and the hazard and sewage treatment plant as an example, north of the pond introduces the smell of sewage treatment plant commonly used treatment method and deodorization process design and selection of equipment, to the city sewage wastewater treatment plant deodorant process selection and application of strong for reference.
Keywords: environment, pollution, process design, index
中图分类号:S611文献标识码:A 文章编号:
1 .概论
污水处理厂作为改善生态水环境重要的工程措施,在水资源循环应用和整体水环境的改善中起着不可替代的作用。随着我国的环境治理的政策不断加强,大量污水处理厂随之建设并投入使用,但在污水经过处理并达标排放的同时,也产生了部分的有毒有害气体,造成了周边环境空气的污染,通常这些气体均有强烈的刺激性气味,恶臭难闻。随着人们生活水平的提高以及公众对生活质量、环境质量要求的不断提高,人们对污水处理过程中产生的恶臭气体的控制和处理效果也提出了更高的要求。
恶臭是七大环境公害之一,对人体健康和生态环境会造成严重危害,轻者使人感到不适,出现头痛、头昏、恶心、呕吐、食欲不振和精神不集中等症状,重则会对人的呼吸系统、循环系统、消化系统和生殖系统造成不同程度的毒害,其中部分芳香族化合物还能使人体产生畸变、癌变。臭气的扩散直接影响到水厂操作人员的身体健康和工作效率,并对周围居民的生活产生不利影响,降低周边土地的使用价值。
本文详细介绍了污水处理厂中臭气的来源和处理工艺,并重点描述了北塘污水处理厂的除臭工艺及运行效果,为污水处理厂的建设和运行提供重要的借鉴意义。
2.臭气的来源和主要成分
2.1臭气的来源
市政污水处理厂臭气主要产生于进水泵房、初沉池、厌氧池、缺氧池、污泥均质池、污泥脱水机房等部位。总结其特点,有如下几个:①种类繁多,属复合性臭气;②气源范围广,且种类不断变化;③臭气发生的连续性。
2.2 臭气的成分
臭气成分复杂多变,根据其主要化学组分不同大致可分成5类:一、含硫的化合物,如H2S、硫醇类、硫醚类;二、含氯的化合物.如胺类、酰胺、吲哚类;三、卤素及衍生物,如氯气、卤代烃;四、烃类,如烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃;五、含氧的有机物,如醇、酚、醛、酮、有机酸等[1]。臭气中无机物有H2S、NH3等,绝大多数恶臭气体产生原物质为有机物质[2], 市政污水处理厂中臭气主要以硫化物为主,这些物质对人体健康危害较大。
2.3 臭气的排放标准
根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002),污水处理厂工程需要增加除臭设施,以降低臭气对员工和周边居民的影响。表1列出了该标准中对恶臭污染物作出的厂界标准值。
表1 恶臭污染物排放指标
3 除臭方法及工艺
3.1物理法
物理法是采用物理吸附原理除臭的方法。吸附脱臭法[3]是使恶臭气体通过吸附剂填充层而被去除的方法,常用的吸附剂为活性炭、硅藻土、以及陶瓷碎片等。其中较常用的是活性炭吸附法,分为非再生型和可再生型,该方法利用活性炭优良的吸附能力,可高效地去除臭气中的硫醇、酚等成分,特别对于低浓度臭气更有效。但活性炭需定期再生或更换,且填充吸附层容易堵塞,运行费用较高,经济上可行性低,目前在污水处理厂除臭应用中较少。
3.2化学法
化学脱臭法主要是利用药剂与恶臭物质成分发生化学反应生成无臭物质而达到脱臭目的的方法。其中湿法化学吸收法是发展最成熟应用最普遍的方法,常用的湿法化学吸收塔有三种:填料塔、喷雾塔和文丘里洗涤塔。其基本原理是:通过喷淋式或填料式吸收塔将恶臭气体从空气中捕捉到液体中,恶臭成分和药液中的乳化试剂或者强氧化剂反应生成溶于水的无臭物质吸收去除。恶臭气体成分的确定和吸收剂的选取以及接触过程中速率的选择是湿法化学吸收除臭效果的重要因素。
3.3 离子法
离子法利用空气通过离子发生装置产生离子化过程,形成的正负氧离子与臭气分子反应成生CO2、H2O、NOX、SO42-等无气味物质,对硫化氢、氨也具有分解作用,还可以有效地破坏细菌生存环境,降低细菌浓度或彻底消除,从而达到除臭目的。高能离子脱臭技术在法国、英国、苏格兰、瑞典等国的应用实例很多,正逐步应用于国内污水处理厂和污水泵房的建设工程中[5]。
3.4 生物法
生物法主要利用微生物的生物降解作用,即臭气分子经传质过程由气相转移到液相或固相表面的液膜内,被其中的微生物吸附降解为CO2、H2O、NOX、SO42-等无味物质。臭气经不同种类的微生物分解后,产物不同。如含氮的臭气,经微生物的氨化作用后,分解为NH3,NH3又通过亚硝化细菌、硝化细菌的作用,进一步氧化为稳定的硝酸态化合物;而含硫的臭气经微生物分解后产生H2S,H2S可被硫化细菌氧化为硫酸, 生物除臭工艺正是基于上述原理[4],故该方法要求被去除的臭味物质有好的水溶性。目前生物脱臭较理想的技术是生物活性载体填料的填充式生物滤池,既有较快的降解速度,且运行受气候影响小。生物除臭法因具有方法简单、投资省、运行费用低、维护管理方便、效果好等优点而发展较快。
4 污水处理厂除臭工艺选择和设备选型
市政污水处理厂除臭工艺的选择过程中,主要考虑工艺的总体技术经济性能和项目的使用环境等条件。下面我们以北塘污水处理厂为例,介绍其工艺的选择和设备应用情况。
北塘污水处理厂位于天津市滨海新区,设计日处理能力15万吨,采用A2/O+深层滤池工艺,出水达到一级A排放标准。考虑到天津地区冬季温度较低,水厂面积紧张和水厂运行的技术经济指标选择结构相对简单、投资及运行费用相对较少的生物除臭法作为该厂的除臭工艺。
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关键词:磁性微球 水处理 检测
磁性微球是指通过适当的方法使有机高分子化学与无机磁性物质结合起来形成的具有一定磁性及特殊结构的复合材料。制备磁性高分子微球通常应用的磁性物质有:纯铁粉、羰基铁、磁铁矿、正铁酸盐、铁钴合金等,尤以Fe3O4磁流体居多。与磁性材料结合的高分子材料中天然高分子材料有壳聚糖、明胶、纤维素、淀粉等,合成高分子材料有聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚苯乙烯等。其中天然高分子材料因具有价廉易得、生物相容性好、可被生物降解等优点,得到了广泛的研究和应用。
一、磁性微球在水处理中的应用
1.天然生物高分子功能化的磁性微球在水处理中的应用
(1)磁性微球固定化酶在水处理中的应用
固定化微生物技术主要是固定化酶或细胞,其技术目前在应用上还存在一些问题,如载体的性能、固定酶/细胞操作、酶活力收率不理想、寿命不长等。针对这些问题,磁性载体固定化酶放入磁场稳定的流动床反应器中,可以减少反应体系中的操作,适合大规模连续化生产,利用外部磁场可以控制磁性材料固定酶的运动方式和方向,替代传统的机械搅拌,提高固定化酶的催化效率。在炼油、油化工、木材加工和煤气与炼焦等工业生产过程中常排放出含酚污水,含酚污水具有污染范围广,危害程度大等特点,对其进行有效的治理是非常必要的。
(2)壳聚糖磁性微球在水处理中的应用
壳聚糖是自然界存在的唯一碱性多糖,它的胺基极易形成四级胺正离子,有弱碱性阴离子交换作用,由于游离氨基的存在,壳聚糖类在酸性溶液中具有阳离子型聚电介质的性质,可作为凝聚剂,但在酸性溶液中会溶解,稳定性差。因此,将壳聚糖制成如磁性微球,对提高壳聚糖的应用价值是十分有意义的,其在污水处理中主要用作絮凝剂和重金属吸附剂。
(3)处理含酚废水
采用反相悬浮交联法,以草酸铁为磁核制备了壳聚糖磁性微球并用来处理含酚污水。可得出用ZnFe2O4/壳聚糖核壳磁性微球处理苯酚废水的工艺条件为:pH为7左右,搅拌速率120r/min,吸附时间大于l h,静置时间为10min,对苯酚去除率可达到64%左右。明显优于其他药剂的净水效果。
(4)染料污水处理
一般染料污水的处理方法是采用物理化学方法-絮凝沉淀及活性吸附与生化处理相结合的方法进行的。其中活性吸附不仅能有效地去除染料物质,还能进一步提高污水的可生化性,达到综合治理的目的。常用的吸附剂如:活性炭和活性硅藻土等,虽然具有良好的吸附性能,但再生困难,使用成本高,不易普及。壳聚糖分子链上具有大量的活性基团,对染料物质具有良好的吸附性能,特别是赋予壳聚糖颗粒磁性后,使得其还具有良好的分离性能,这无疑为其回收再生提供了便利条件。
2.合成高分子功能化磁性微球在水处理中的应用
在流化床废水处理技术中,一般认为载体应具有良好的生物亲和性、优良的传质特性、化学稳定性好、载体表面粗糙、比表面积大、孔径分布合理、价廉并且密度较低,易于流态化等。而磁性高分子微球因其制备方法多样,具有生物亲和性,可以吸附大量的微生物。因此,可根据需要制备出多孔结构、粒径合适且分布均匀的磁性微球作为生物流化床的载体。在磁流体存在的情况下,采用改进了的乳液聚合法及分散聚合法制备出粒径分布均匀、磁响应性强的磁性多孔聚苯乙烯微球,经测定,合成的磁性多孔聚苯乙烯微球的骨架密度及表观密度比活性炭轻,因而更易于流化,可在处理废水中悬浮,能够保证载体与处理水的充分接触,有利于微生物迅速发挥处理作用;虽孔度略小于活性炭,但该微球的孔容明显较活性炭大,而且具有很大的比表面积,更有利于微生物的吸附;具有较小的膨胀率,说明该载体用于流动水处理时能够保持足够的稳定性;磁性多孔聚苯乙烯微球具有磁响应性,当其置于磁性流化床反应器中,可根据外加磁场强度的大小及间歇性变化进行定向的运动。
3.废水中微量有机物的检测
利用磁性微球分离效率很高的特点,将微球应用于废水定组分的分离、检测,可以有效地减少工作量,缩短工作时间。检测方法可以用电化学检测法、发光检测法或电化学石英晶体微天平等方法。用含酰肼基团的磁性微球吸收富集水中的微量甲醛,在弱酸性环境中,磁性微球上的酰肼基团和甲醛反应生成具有电活性的物质腙。在测定时,磁性微球聚集在磁性电极的表面,电活性物质在-1.04V被还原,利用还原峰电流值可以测量甲醛的含量。用这种方法测定环境水样中甲醛的含量,其检测下限为0.2 mg/L,检测灵敏度要比常规的光度法、色谱法、电化学法等检测方法高。其它具有能够和磁球偶联的活性基团且有电活性的物质,如含有醛基、羰基、氨基等的有机物都能用这种方法检测。
二、结语
综上所述,磁性微球作为一种新的功能材料在水处理方面有着广泛的应用前景,特别是随着电化学湿法氧化处理废水技术与磁性微球材料的结合,使得关于磁性微球在水处理方面的研究必将受到人们极大的关注。
参考文献:
【关键词】化工厂区;室外;给排水;设计
一、前言
作为化工厂区给排水工作中的重要内容,厂区室外给排水设计在近年来得到了长足的发展和进步。该项课题的研究,将会更好地提升厂区室外给排水设计的实践水平,从而有效优化化工厂区的最终整体效果。
二、概述
化工厂区给排水设计与其中各个工作人员的日常生活息息相关,可以说化工厂区给排水工程设计的合理与否直接影响到员工的工作效率,甚至影响到化工企业的形象,因此必须合理正确的加以设计。化工厂区给排水工艺由于建筑群体的位置、作用不同而与一般住宅建筑等的给排水工艺有所不同,拥有其独特性。一方面,化工厂区室外给排水管道工程设计首先要遵循国家最新颁布的室外给排水设计规范、施工验收规范、消防规范等;另一方面,化工厂区室外给排水工程设计需要结合化工厂所在地区的地理、气候等环境特点和化工厂所在地区的水质运行管理规程的具体情况,并从给排水工艺的技术可行性、经济和合理性出发,进行化工厂区室外给排水工程的设计。
三、室外给排水设计要点
在收集相关资料进行设计时要注意:对化工厂区内的单体建筑需要预留室外给排水系统的位置和方向,以方便后期施工需要;尽量运用化工厂区已有的资源(例如,可将消防水与景观水结合使用,利用已有的消火栓资源,市政管网水压直接供水等),以降低造价,节约成本;设计牵涉到产品的选用要尽量采用科技含量较高且节能环保的产品,选用的管材要以环保、长寿、方便维修为原则,尽量避免给后期维修带来负担;管道布置要严格参照《城市工程管线综合规划规范》的要求,合理布置各种管线的顺序,室外消防给水管道应布置成环状,其进水管不宜少于两条,给水管在化工厂区内连成环状,当一条进水管发生故障时,其余进水管应能保证全部用水量;雨水设计应尽量实现循环综合利用,雨水口应尽量采用立箅式雨水口,以利于化工厂区环境美化;需要特别强调的是设计时应注意室外消火栓和水泵结合器的设计,室外消火栓除了要满足室外消防扑救半径的要求外,还要满足距水泵接合器15到40米内应设室外消火栓或消防水池的要求,且几组水泵接合器宜分点设置;总之需要注意的设计要点十分多,不能一一列举。从近年来的行业设计实践来看,室外采用分质供水不但可实现水的循环再利用,还可有效节约水资源。
四、室外给水系统分质供水设计
为了节约水资源,近年来室外给水设计依据“高质高用、低质低用”的用水原则,可实行分质供水。通常化工厂区的给水主要包括生活饮用水、生活杂用水(绿化、浇洒、洗车等)、水景用水和消防用水等。设计时应针对用途具体分析,生活饮用水对水质要求较高,宜用市政给水作为水源,一些高档化工厂区可设置直饮水系统,以市政给水为水源,后进行深度处理供给。生活杂用水及景观用水对水质要求较低,可设计使用再生水,将优质杂排水或雨水收集处理后(处理后的出水水质要达到国家规定的标准《城市污水再生利用城市杂用水水质标准》中的绿化、冲厕和洒扫路面标准。景观用水的水质要满足《城市污水再生利用景观环境用水水质》的规定,方能使用)用于冲厕、绿化、景观等用水。而消防用水则可单独考虑将市政供水作为水源,也可与景观水池结合起来一起考虑。总之,确定好分质供水后,还要结合市政资料,通过水量平衡算出化工厂区每日自来水用水量、生活污水排放量、中水系统规模及回用目标、景观水体的补水量等等,随后才能依照上述设计程序,进入管道选材、定管径、布置管线等流程,逐一完成全部给水设计工作。
五、化工厂区室外给排水规划设计
良好的规划设计是确保化工企业室外给排水工程质量的前提。通过现场的实地勘察并且结合现在先进的新技术和新材料,合理设计出室外给排水的整体规划图。例如:一个化工园区应该包括几条厂区道路的给排水设计,几座建筑物的给排水以及消防设计,采用的新技术以及新材料等。具体包含以下几个方面的内容:
1.发展污水处理的新技术
从可持续发展角度而言,在化工园区污水处理场采用延时曝气这种高能源消耗和高资源(材料、土地)占用的低负荷工艺,并通过耗能来维持污泥稳定的工艺是不适合中国国情的。从生活污水反应器的发展趋势看,目前,正在从生物膜反应器和活性污泥工艺朝着高效的流化床和移动床工艺发展。国内最近正在尝试使用一种生物强化并具有高效载体的A/O工艺,该工艺是在A/O反应池的好氧池尾端投加活性硅藻土,沉淀污泥和好氧硝化液回流至厌氧池,同时利用过滤,混凝及吸附等物化作用和硅藻土的高效载体生物作用(流化床),实现物化除磷和生物脱氮,大大解决了纯化学或纯生物污水工艺中除磷与脱氮互相矛盾的问题。
2.给排水管道材料及附属构筑物的设计
厂区给排水管道施工一般居于整个建筑工程施工程序的前列,仅次于总图专业的场地平整。给排水管道存在投用周期长,检修、改造难度大,事故不易察觉(埋地敷设)的特点。因此其管材的选用,管道基础的处理,管道沿线各附属构筑物的设计等工作非常重要。给排水管道的选材范围一般有碳钢管、球墨铸铁管、钢筋混凝土管、各类塑料管、玻璃钢管等。给排水管道的选材原则如下:第一,对于供水可靠性要求很高而水质要求不是很高的压力流给水管,如:消防水管、生产给水管、循环给回水管等,应选用碳钢管;第二,对水质要求很高的生活给水管,埋地敷设可选用PP-H管及球墨铸铁管等。
3.开拓雨水管道设计新理念
在地下水位较深或缺水地区,工程人员应尽量通过设计和施工最终使雨水截留或渗透,避免雨水排入下水道。这样,一方面可以增加地下水补给量,涵养地下水,从而进行水生态修复;一方面可以减轻厂区排水负荷,缩减雨水管道投资。另外,还可以根据项目的具体情况设置雨水蓄水池截留雨水作中水回用水使用。但如果厂区地下水位较高,下雨后地面湿润,地下径流也较大,就不宜采用渗透法。
六、管线综合
伴随着化工厂的发展,规模扩大,各种建构筑物不断新建及改造,地下管线不断增加并越来越错综复杂,这些都给化工厂发展及管理造成巨大压力。为减少管线的重复开挖,减少不必要的投资,我们必须重视给排水管线的设计。
目前最常使用的给排水施工技术主要是综合管沟,这种施工技术被广泛利用在交通繁忙路段、道路狭小路段,取得了非常好的效果。但是这种技术也有其自身的弊端,例如一次性投入大、各方协调工作比较难、施工中涉及到的方面比较多而且处理起来也比较难,特别是断面尺寸很难精准测量。根据这些情况,我们需要结合实际情况选择最佳的施工方案。当前解决这一问题的方法是实地考察、科学设计、合理施工,施工人员也应该保证自己的施工质量。
室外给排水管线的设置相比室内来说更加复杂,不只是单纯的布置管线就可以完成的,而是需要和地下电力线、燃气线、热力线等综合布线。我们可以从两个层面来进行布线。从平面上来说,一定要避免出现设计管线抢位的现象,必须按照相关规定进行布线,同时还要考虑给以后扩建工程中的维修留出足够的空间。从竖向上来说,各种管线之间应该依次布置,尽量避免出现混乱的情况,也方便日后维修。
七、结束语
通过对化工厂区室外给排水设计的相关研究,我们可以发现,该项工作的顺利开展,有赖于对多项影响环节与因素的充分掌控,有关人员应该从化工厂区的客观实际要求出发,研究制定最为符合实际的室外给排水设计实施策略。
参考文献:
[1] 范卫兵.浅谈化工厂中的泵配管设计与现场泵管道安装问题[J].科技创新与应用.2012(04):88-89.
关 键 词:市政给排水;设计施工;问题;解决措施
中图分类号: S276 文献标识码: A
引言
市政给排水工程是城市基础设施的重要组成部分,随着城市化进程的不断加快,城市建设中的给排水系统也得到了相应的发展,对市政给排水设计施工也提出了更高、更强的要求。
一、市政给排水设计施工中常见的问题
1、用水量增加
由于城市的各大水厂的规模在扩充,增加了地下水的应用量。但地下水资源的循环跟不上被开采的速度,从而出现地下水难以满足城市的供水需求。也由于过度开采地下水,导致地面下沉,出现了许多引水工程。
2、不合理设计污水管
如果原污水提升泵站的设置不合理,会影响污水管的埋深,如果污水管的埋深不合理,整个规划区内的污水管网的竖向高程就无法保证,这样极容易造成城市污水不能顺利排出的故障。城市原污水提升泵站应设置在该城市绿化区附近,这样可以减少工厂污水对该城市污水管周围居民的污染。在我国城市,市政给排水设计中的污水排放设计还普遍存在只片面考虑对城市的影响,而缺乏市政污水排放设计的技术、城市的地质条件,经济等各方面的综合考虑。
3、滞后的污水处理工艺
如今的水污染的速度用传统的工艺已经完全不能适应。虽然研发出许多污水处理工艺,但由于成本较高,而很难在各大城市进行推广。现代污水处理技术对氨氮的处理水平有所提高。传统工艺的的流程就是运用:格栅、沉砂、曝气、二沉和消毒。但由于工业污染的严重,许多污水中含有高浓度的有机物质,传统的工艺无法对其进行彻底的清除。为了控制氨氮的处理,许多水厂建立了生物塘污水处理技术,不仅有利于污水的有机物质的化解,而且在很大程度上节省了人力、物力。
二、市政给排水设计施工中常见问题的解决措施
1、突出环境保护的设计理念
给排水工程与城市规划是相互促进的,更是环境保护的具体要求,因此,在城市整体建设过程,对于给排水工程的设计原则,既要体现可持续发展的环境要求,也是符合城市进程的整体运转,避免建设上的重复,并且做到全面规划、合理布局,以“民生福祉”为出发点,更好的体现城市发展的特点。尤其是针对当前城市化进程中,片面追求经济效益的现象,会给给排水工程带来更大的困扰,因此,城市给排水系统要注意和预防对生态环境的污染,尤其是工矿企业排水系统的设计要注意保护当地饮用水源,尽量减少或避免“三废”污染水源,尤其注意不要把排放有害物质的管道设置在水源地的上游,更好的减少对环境的破坏。
2、合理选用排水管网进行污水处理
市政排水的污水处理是每个城市,每时每刻都要面临的问题,规划设计中既要考虑到城市污水处理能力,还要应用新科技,建设节能环保,再利用的原则,用生活污水反应器向高效的移动床和流化床发展。还有一种高效载体生物强化工艺,利用硅藻土的高效载体生物作用(流化床)和吸附。污水管网设计的将地面线资料、道路设计结果传输给污水设计系统。污水井:以给定的道路中心线为参照线,按照设计人员指定的桩号偏距,沿道路布置污水井,由于污水提升泵站设置的位置不合理,造成了污水管埋深太大,所以在排水工程设计中,要设计通过管材、基础、施工方法等手段,合理选用排水管网,确定合理的排水管设计高程,这不仅可以节约投资,还增加了污水的排放效率。
3、进行换良处治,以提高基槽底部的承载力
所用管材要有质量部门提供合格证和力学试验报告等资料;管材外观质量要求表面平整无松散露骨和蜂窝麻面形象。选用质量良好的接口填料并按试验配合比和合理的施工工艺组织施工;检查井砌筑砂浆要饱满,勾缝全面不遗漏;抹面前清洁和湿润表面,抹面时及时压光收浆并养护;遇有地下水时,抹面和勾缝应随砌筑及时完成,不可在回填以后再进行内抹面或内勾缝;与检查井连接的管外表面应先湿润且均匀刷一层水泥原浆,等座浆就位后再做好内外抹面,以防渗漏。在渗漏处一一作好记号,在排水管内进行认真处理。对细小的缝隙或麻面渗漏可采用水泥浆涂刷或防水涂料涂刷,较严重的应返工处理。
4、管沟回填
回填作业要按照设计要求及时进行。在回填时,回填土应分层夯实,回填土中不得含有碎砖、石块、大于100的冻土块或其他杂物。检查井的回填要做到井墙和井周围同时进行回填。管道回填时沟道内干净无积水,管道两侧同时进行。管顶或检查井顶以上500范围内,应采用轻夯夯实,严禁采用动力夯实机或压路机压实。各部位的夯实密实度应符合标准要求。回填压实时,确保管道或结构的安全。当管道回填土夯实至距管顶不小于0.3m后,将黄色印有文字的聚乙烯警示带连续平敷在管道正上方的位置,每段搭接处不少于0.2m,带中间不得撕裂或扭曲。
5、给排水量的确定
给排水水量的影响是由多因素共同作用的,因此对于两者量的确定要进行综合考虑。影响给水量的主要因素有居民生活用水和公共建筑用水、生产用水、消防用水、绿化用水以及不可预见及漏失水量。其中,居民生活用水和公共建筑用水都可以参照定额,不可预见及漏失水量可以根据具体地区最高用水量的一定百分数计算。
排水量设计时要综合考虑生活污水、企业污水及城市降雨量等因素。其中,生活污水可以参照居民生活污水定额与综合生活污水定额,也可以按地区用水量的80%-90%考虑。雨水量则根据当地气象局提供的数据进行规划设计。
6、污水合流制和分流制
通常情况下,在城市建设过程中,在新城区主要采用的是分流制,在旧城区则采用的是截流式合流制,但从当前我国市政排水系统的实际情况来看,要想在实践过程中真正实现分流制还是比较困难的。就某污水厂管网工程的具体实践情况来看,要想完全实现分流制,就必须要从化粪池出口开始进行分流,同时还要让专业的队伍来进行施工,并派专人来进行监督。由于在初期时,其雨水的污染较为严重,为了便于该阶段雨水的截流,应该采用截流式合流制。
7、在市政给排水设计中引进计算机辅助设计系统
城市的给排水设计与城市道路设计密不可分,在计算机辅助设计系统没有发明前,市政给排水工程施工都是在施工之前对设计图纸进行人工计算的。最常用的方法是,城市道路设计人员先绘制出城市道路设计图,再将设计道路时查阅的资料和设计图转交给城市给排水设计的工作人员,城市给排水设计工作人员再根据道路设计人员送过来的相关资料和道路设计图设计与道路相得益彰的城市给排水设计。这样的方法,费时费力往往影响道路紧急建设。计算机辅助设计系统可以直接将道路设计人员的资料和设计图传送给给排水设计人员,完成了道路和给排水设计软件的一体化。这样,有利于道路设计和给排水设计人员的快捷交流,有利于确定城市道路建设和市政给排水设计的关系,使两者结合起来设计出相得益彰的道路设计和市政给排水设计。
结束语
在市政道路施工中,排水系统是其他工程设施得以正常使用的重要设施之一,进行设计施工过程中必须努力的克服种种问题,保证整体工程的施工质量最优化,从而确保市政给排水工程符合城市建设的需求,实现最大化的经济效益。
参考文献
[1]陈泽丰.探讨市政道路排水管道施工技术[J].科技致富向导,2011(15).
关键词:市政给排水;设计;问题;对策
中图分类号: S611 文献标识码: A
引言
市政给排水设施是保证城市地面水及时排除,防治城市水污染,并使城市水资源保护得以良性循环的必不可少的基础设施。合理的市政给排水工程设计,是确保城市水资源合理利用的根本前提,对提供生活和工业用水、排除地面水、污水,使水资源得到良性使用,和对城市健康发展有着及其重要的意义。
一、市政给排水工程设计内容
1.1给水工程
市政给水工程是确保城市居民以及各企业用水,由构筑物和水管网形成的系统,主要确保用水对象的水质安全,水压稳定以及水量充足。给水工程是城市和各个企业的基础设施之一,保证为用水对象提供足量和合格的水。给水工程不仅仅要满足目前的用水需求,同时还要考虑到今后的发展,水源在生活和生产中有着极其重要的地位,加上城市是用水较为集中、水量较大的地区,因此做好给水工程尤为重要。可以说,给水工程是城市发展甚至国家经济发展的一个重要的影响因素。
1.2排水工程
所谓排水工程就是将城市排水进行收集、输送、处理和排放的系统。其主要目标是保证环境不被污水和废水污染,确保农业工业以及人民生命健康。城市生活和生产会排放大量的污水和废水。这些废水和污水中有大量的病毒和细菌,如果没有及时地处理和控制,污水和废水排放到水体或者土壤中很容易对水和土壤带来污染,严重者可导致自然环境受到影响,引发社会公害。为了保护环境,城市应该有一套完善的排水工程来处理这些生活和生产排出的废水和污染水,通过排水工程对这些污水和废水进行处理。同时,城市的降水也是排水工程中的一个部分。
二、市政给排水设计存在的问题
2.1设计严重脱离实际应用环境
给排水的设计根据不同城市的地势特点有不同的设计需求,给排水管道的设计应该要以城市的总体区域特点为主,设计时要充分考量城市的地下结构,道路方位以及整体城市规划等因素,尤其是对城市所处地理位置和自然环境因素的考虑。例如,如果设计城市位于沿海地区或者容易爆发洪水和暴雨等自然灾害的区域,管道设计的首要考虑因素为地势的高低和排进水口的设置位置,一般情况下,管道是由地势高的地区向地势低的地区进行铺设,水流会直接以重力方式排出;对于地势较高的路段,可以采用中间豁口的方法将水流分散排出;对于中间地势低洼的路段,可以借助排水设备保障水流的及时排出。为了满足城市防洪的要求,临近河流区域的排水管的设置要尽量高于水位的最高值,以使水流达到高值时能够顺利排出。
2.2污水管埋深不合理
由于在当前污水管道的埋藏设计中,原污水提升泵设施设计位置不合理,造成污水管道埋设的太深,导致城市污水管网高程不够科学,无法实现合理有序的污水排除作用。原污水提升泵站规划位置的确定主要考虑的因素是设在某绿化区的附近。以减少对周围居住区的污染,在排水工程设计中。对单项的设计通过管材,基础,施工方法等的合理选用以降低市政排水管网的投资是较有效的,确定合理的排水管设计高程也是节约投资的重要一方面。而合理的高程。需依据合理的排水规划。
2.3市政排水设计需求和规划中的污水管网间存在矛盾
在当前很多城市中,排水管网现状均采用的是合流制排水系统,该系统所收集到的污水浓度比较低,导致污水处理厂的运行较为困难,在雨天的时候,仅仅只有部分的污水和雨水混流到污水处理厂处理,其中大部分都溢流到水体,对水体造成严重的污染,而这些问题均在不同程度上影响城市的建设与发展。
2.4设计编制延误,存在诸多未确定因素
在规划市政道路的时候,往往在道路建设时间非常紧迫的情况下,却依然在修改给排水设计方案,或者是还没有定案,这样很容易出现城市道路设计与市政给排水设计不相符合的情况,两个工程各顾各,道路建设先开工,市政给排水后设计再施工,这样就容易让市政给排水与城市道路设计不相符,导致给排水设计无法满足设计施工要求,而中途又无法做出相应的设计修改,最终影响到市政给排水的设置,无法满足城市给排水的基本要求。
三、如何提高城市给排水设计的科学性和合理性
3.1综合考虑确保市政给排水设计的协调性
由于市政给排水工程涉及的范围较广,并且与很多方面有关为此,在具体设计过程中,必须充分考虑协调性的问题,尽最大的可能使给排水设计与城市其它功能相协调,这样才能使给排水的作用获得最大程度的发挥。例如,对于一些与内江相邻的城市,在设计市政给排水时,要考虑防洪排涝问题,并以内江的最位为前提,确定排水管的设计高程,这样能够进一步确保涨潮时或暴雨季节道路排水畅通。
3.2管道布置和埋深
在现代城市市政给排水规划设计中,首先要考虑的是管道的布置和埋深问题,其中管道布置主要从污水管道的定线问题出发(依次从主干管、干管、支管来开展工作)。在定线的过程中应该充分的利用地形,让管道有合理的走向,并能有效地排出污水。为了满足管道中雨水流速不超过管道所能承受的压力,还要对于水管的最大纵坡增强控制。然而对管道埋深的问题主要从两方面来来阐述:一方面是最大允许埋深。对于干燥的土壤,管道最大的埋深不超过6~7m;对于湿润的土地来说,管道最大埋深不超过3~4m;另一方面是管道的最小埋深。在安置过程中,其应该等于管直径加上管道上面的最小覆土深度。对于马路下面的管道来说,管顶的最小覆土深度一般在0.7m以上;如果在天气比较寒冷的地区,应该根据防冻的需求来确定覆土的深度。
3.3采用先进科学的设计手段
市政给排水设计与城市道路设计密不可分,在计算机辅助设计系统没有出现前,市政给排水工程施工都是在施工之前对设计图纸进行人工计算。最常用的方法是城市道路设计人员先绘制出城市道路设计图,再将设计道路时查阅的资料和设计图转交给城市给排水设计的工作人员,城市给排水设计工作人员再根据道路设计人员送过来的相关资料和道路设计图设计与道路相得益彰的城市给排水设计。这样的方法,费时费力往往影响道路紧急建设。计算机辅助设计系统可以直接将道路设计人员的资料和设计图传送给给排水设计人员,完成了道路和给排水设计软件的一体化。这样,有利于道路设计和给排水设计人员的快捷交流,有利于确定城市道路建设和市政给排水设计的关系,使两者结合起来设计出相得益彰的道路设计和市政给排水设计。
3.4合理选用排水管网进行污水处理
市政排水的污水处理是每个城市,每时每刻都要面临的问题,规划设计中既要考虑到城市污水处理能力,还要应用新科技,建设节能环保,再利用的原则,用生活污水反应器向高效的移动床和流化床发展。还有一种高效载体生物强化工艺,利用硅藻土的高效载体生物作用(流化床)和吸附。污水管网设计的将地面线资料、道路设计结果传输给污水设计系统。污水井:以给定的道路中心线为参照线,按照设计人员指定的桩号偏距,沿道路布置污水井,由于污水提升泵站设置的位置不合理,造成了污水管埋深太大,所以在排水工程设计中,要设计通过管材、基础、施工方法等手段,合理选用排水管网,确定合理的排水管设计高程,这不仅可以节约投资,还增加了污水的排放效率。
结束语
在市政给排水工程设计中,应充分考虑多方面因素,在可持续发展理念的指引下,从全局出发,在运用自身所学专业知识的同时,积极引进先进的科学技术和手段,以此实现市政给排水工程的优化设计,使城市的发展更加的稳健。
参考文献