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Abstract: There is an important research subject of deepening and utilization mode of disposal of sludge, which is of positive significance to protect environment. To avoid extreme waste of resources and rational use of sludge science has very important practical significance and economic value to society. This article mainly elaborated the city sludge treatment and disposal method for reuse, effectively promoted the process of the environmental protection of city sludge treatment.
Key words: city sludge; treatment; resource utilization
中图分类号:[TU992.3]文献标识码:A 文章编号:
城市污泥是一种常见的固态污染物,但是如果将其进行合理的加工,则会成为一种有用的资源。传统城市污泥处理方式并没有一定的规范化的污泥处理工艺以及科学化的污泥治理制度。 但是污泥堆积不仅会影响城市的面貌也会不利于环保工程的建设。 为此,我国推出了一系列的污泥处理处置措施、法规及标准,本文综合讲述了污泥的预处理措施及资源再利用的方式,为污泥处置研究提供了有力的依据。
1.污泥的预处理
污泥主要来源于污水处理厂, 刚排出的污泥中含有诸多的有害成为,且体积庞大,如果直接处理会有一定的难度,因此在对污泥进行环保化处理之前会对其进行预处理, 污泥的预处理方法主要包括污泥的稳定化、消化、热处理、脱水等处置方式,最终达到降低污泥中微生物含量、杀菌减量化的目的。 此外,经过预处理的污泥的成分、性质发生改变,有利于后续能源和资源的再利用。
1.1 污泥的稳定化
常用的 3 种污泥稳定的方法有:消化法、碱性稳定化和热处理法。
1.1.1 污泥的消化
污泥的消化是指在人工控制下, 利用好氧或厌氧微生物的代谢作用将污泥中的有机物质分解为气体和残余稳定物, 主要包括好氧消化和厌氧消化。 好氧消化法的降解程度高,易脱水,运行管理简单,但运行费用高,消化污泥量少,随温度波动污泥的降解程度的波动较大,故相较之下厌氧消化较常用,该方法可以显著减少污泥体积,消除恶臭,较易脱水,污泥性质稳定,更宜作肥料。
1.1.2 碱性稳定法
碱性稳定法最主要的目的就是控制污泥的酸碱度,当污泥的 PH 值调节到 11.0~12.0 是,可以直接作为农田中的肥料。 具体的处理方法为:向城市污泥中加入一定量得强碱物质,如石灰、水泥窑灰等。 另外,这种处理方法也能够杀灭污泥中所包含的病原体,抑制微生物的活性,降低恶臭和钝化重金属。
1.1.3 污泥的热处理
热处理方法能够是污泥趋于稳定化,污泥中含有大量的水分,通过热处理工艺的完成能够是污泥固化,破坏污泥中结合水的结构,对污泥的热处理的方式包括常压下 30~75℃和 75~190℃两个处置阶段。 此外,污泥经过热处理工艺后,可以杀灭其中的微生物和寄生虫,且能够除去臭味。 经过热处理后的污泥能够达到减量的目的。 但是经该方法处理后,部分可溶性有机物质、有毒重金属及 NH3-N 易溶出回流到原污水中,从而造成处理出水水质下降。
1.2 污泥的浓缩和脱水
为了便于对污泥的运输管理, 必须对污泥进行必要的浓缩和脱水处理。 污泥的浓缩技术主要包括重力压缩、、气浮浓缩、离心浓缩、转鼓机械浓缩、带式浓缩机浓缩等,经过浓缩后污泥的含水率可达到 95%~97%,经过浓缩处理后的污泥大大降低了自身的质量。
经过浓缩处理后的污泥,污泥大部分的质量源于其中所含的水分,因此脱水处理时污泥减量化的最佳途径。 具体的脱水措施主要包括两种:自然干化和机械脱水。 自然干化需基于气候干燥的条件下才能够发挥作用。 事实上,机械脱水是一种常见的污泥脱水处理方式,相对于自然干化,机械脱水的处理效率较高。
2.污泥的处理处置方法
污泥处置是根据污泥的最终去向,将污泥进行利用或无害化处理,传统上大多采用填埋、投海和弃置堆放、焚烧方式,虽然简单易行,但是会带来占用土地、污染地下水或海洋环境、填埋场渗水等问题,并未从根本上解决环境问题,给生态环境埋下安全隐患,这些方法也逐渐被环境法案和国际公约等制约。 为避免污泥对环境的二次污染,人们已认识到污泥处理的优先顺序是减容、利用、废弃,污泥的利用和资源化成为研究主流。 污泥的有效利用可分为土地利用和热能利用,具体方法主要包括污泥堆肥、焚烧、生物沥浸等。 以下我们以污泥焚烧为例做简要说明。
3.污泥的资源化利用方案
从传统的意义上讲,污泥是一种废弃物,但是清洁生产的理论中没有废物的概念,所谓废物实际是放错了位置的资源。 如果对污泥进行合理的处理利用,污泥也可以成为其他过程的原材料,即污泥的根本出路是化害为利、 实现资源化污泥处理方案时需要因地制宜。 目前污泥的资源化利用方式主要包括土地利用、建材利用、环保材料、热能利用等。
3.1 土地利用
污泥的土地利用是一种积极、安全有效的污泥资源化处置方式,主要有农田利用和城市园林绿化或林地利用。
3.2 建材利用
污泥是一种黏土质资源, 同时含有大量的 Si,Al,Ca,Fe 等成分,将其干化、磨细后与黏土或粉煤灰按一定比例掺和,在高温下烘焙烧结可使污泥稳定化,并用于制成建筑材料。 该法可达到处置污泥和创造经济效益的双重目的。 以污泥制砖为例,其原理是利用污泥焚烧灰的成分与黏土的化学成分相似。 目前,国内外比较常见的城市污泥制砖技术主要有两种,一种是城市污泥焚烧灰添加适量辅料成型烧结制砖;另一种方法是直接将城市污泥干燥、 利用方式主要包括土地利用、 建材利用、环保材料、破碎后与黏土或粉煤灰等辅料以一定比例混合,烧结制砖,同时还可利用污泥的潜在热值,节约制砖成本。
3.3 环保材料
3.3.1 污泥制吸附剂
对于含碳较多的生化污泥, 在一定高温下, 以污泥为原料通过化学途径将其制成含碳吸附剂, 为生化污泥的处置和利用提供了一条新途径。 制得的吸附剂可用于去除污水中的悬浮物和有机物,COD 去除率高,是一种性能良好的有机废水吸附凝聚剂。 吸附饱和的吸附剂若不能再生,还可以在一定条件下用作燃料进行燃烧,污泥中有害成分被彻底氧化分解。 如日本以脱水污泥滤饼为原料,经过高温碳化脱水, 酸洗去杂质, 碱活化后制成了高性能的活性炭,其细孔比常规活性炭比表面积大, 吸附能力强。 也有研究者利用石化污泥成功制备用于吸附溢油的吸附剂,经过碳化和活化处理后,去油率可达 99.6%。
3.3.2 污泥制絮凝剂
从剩余活性污泥中提取一些可絮凝的微生物菌种, 通过微生物技术对其进行发酵、抽取、精制,合成一种生物高分子化合物,此种高分子絮凝剂能够将城市污水处理厂的剩余活性污泥消化掉, 此种物质不仅能够容易加工处理,而且具有很好的经济性。
4.结 语
污泥经过处理处置后,可以根据不同的情况进行资源化利用。 上述的几种污泥处理与资源化方法基本上囊括了现今主流的资源化利用处理方法,涵盖面广,对各种不同组分组成的污泥具有很强的适应性。 此外污泥的处理还应兼顾环境生态、社会和经济效益平衡,尽可能地提高污泥处理与资源化利用的效率。 所以今后在开发污泥处理处置与资源化方法的同时应考虑环境的承载能力、 工程施工的可能性和经济上的可行性,尽可能使污泥被资源化利用。
【参考文献】
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关键词:零污泥排放 活性污泥 接触氧化
一、概述
“零污泥排放”或低污泥量排放的好氧生物处理工艺在部分小型污水处理工程得到应用。然而,本公司认为“零污泥排放”并非是系统中没有污泥产生。依据本公司的成功案例,现将“零污泥排放”加以阐述,同时分析其经济技术上的可行性,以供环保同行参考。
二、成因分析
关键词:污泥全回流工艺;低温生活污水;低溶解氧
中图分类号:X799.3 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)08-0012-01
1 利用污泥全回流工艺处理低温生活污水的概述
1.1 利用污泥全回流工艺处理低温生活污水的流程
利用污泥全回流工艺处理低温生活污水的流程如下:通过市政管网收集的低温生活污水流入污水处理厂,首先进入粗格栅来对污水中较大的悬浮物进行拦截,经提升泵提升后至细格栅进一步拦截污水中细小的悬浮物,然后进入旋流沉砂池中去除泥沙,污水自重流进入高浓度活性污泥反应池内,在进水端与大比倍循环的混合液快速混合均匀,从而大幅降低整个反应池内的有机物浓度梯度,确保微生物的生长环境稳定。混合均匀后的污水进入到密封释磷区(此区域顶端加盖以确保绝对厌氧),然后经空气提升器提升至曝气区,污水中的总氮、COD及氨氮在微生物作用下进行降解,磷被吸收,然后进入到澄清区。堆积在澄清区底部的污泥经吸泥泵回流至曝气区进水区,与来水混合。性质稳定的剩余污泥经污泥贮池进入到脱水间,经脱水处理后进行填埋处置。
实践表明,在采用上述污泥全回流工艺处理低温生活污水后,污水处理厂的各项指标均可以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级B标准,若要进行提标改造到一级A标准,只要在原有工艺基础上,在曝气池后加混凝沉淀池或过滤池即可。
1.2 利用污泥全回流工艺处理低温生活污水的优势
本文对污泥全回流工艺、传统活性污泥法进行了对比,由表1可见污泥全回流工艺有诸多优势:有机物在生物反应池内高污泥浓度的条件下能够高效降解,泥水分离系统表面负荷高于传统工艺泥水分离系统表面负荷,降低了二沉池内污水的停留时间,使得剩余污泥量减少且工艺占地面积减小,节约了基建投资并减小了剩余污泥的处理费用;曝气池内较低的溶解氧浓度有助于鼓风机能耗的降低,从而实现节能降耗的目的。
2 利用污泥全回流工艺处理低温生活污水的常见问题及解决对策
第一,不少污水处理厂在采用污泥全回流工艺处理低温生活污水时,将进水SS浓度设计为300mg/L,但实际检测时发现进水SS浓度高于300mg/L,可能会影响活性污泥的能含量,这就需要对进入生物反应池内的SS浓度进行控制。由于污泥全回流工艺未设置初沉池,因此为解决此问题可以加大物化处理设备格栅机和沉砂池的开机时间,运行时间为每停止2~3小时自动开启运行15min,相比于一般污水厂的每停止4~5小时后再开机运行,频率变大就可以去除更多的SS,确保将进水SS浓度控制在300mg/L内。
第二,冬季运行时,由于污水收集管网明渠较长,导致进入到污水处理厂的生活污水温度较低,这会影响工艺的处理效率。建议日后可以将进水明渠改为暗渠来提高生活污水温度,此外可以在曝气池上方、澄清区、气提区采用塑料布进行保温来提高生活污水浓度。
第三,不少污水处理厂在调试之初,测定SV30时发现沉淀的污泥颜色发黑,导致此种现象发生的原因可能是曝气池内的有机物因缺氧导致厌氧分解,释放出的硫化氢气体与亚铁离子结合,生成了黑色的硫化亚铁。为解决此问题,可以对曝气池内的溶解氧浓度进行调大。
第四,处理低温生活污水时,澄清区行车吸泥泵经常发生堵塞,为解决此问题可在曝气池进水管前段加筛网拦截杂物,在细格栅闸门前放置筛网进行杂物的拦截,并每天定时清洗筛网。
第五,某污水处理厂在运行过程中发现,二沉池上面的行车因行走速度较慢导致其行走廊道内结冰,行车经常被冻住。以后冬天考虑将二沉池整体用彩钢房进行罩住,或者考虑行车配备两套电机,冬季时用大功率电机工作来加快行车行进速度。
3 结语
利用污泥全回流工艺处理低温生活污水,由于混合液高速循环且溶解氧浓度较低,降低了微生物的平均生长速度,使得系统可控的污泥浓度增高,剩余污泥量减少,极大地减少了污泥处理的费用,系统的容积负荷以及抗冲击能力大大增强,因此非常值得在城市污水处理厂进行推广和应用。
参考文献
课件首先展现的是实验相关的背景知识,然后展开完整的实验原理和方法的讲解,课本上抽象的示意图被装置实物照片所代替,实验有全程录像。接下来,学生可以在由三维动画所展现的虚拟实验室中进行虚拟操作,获得身临其境的感受。图1和图2以“氨基甲酸铵分解平衡常数测定”实验为例,[6,7]展示了虚拟实验教学体系在预习中的作用。当然,也有那么一部分学生,他们不太愿意花费较多的时间与精力在实验预习上,再好的虚拟实验课件对于他们来说只是摆设,不去看也不去操作。为了保证这部分学生也必须掌握所要做实验必备的基本知识,在所有学生正式进入实验环境前,我们增加了一个过滤环节。教学体系中设定,学生必须在规定时间内先回答一些系统随机提出的问题,达到一定的正确率后才可以进入实验环境,否则必须再进行一段时间的预习,然后再回答问题,直到达到规定的正确率后方可继续选课。
实验中帮助环节
为了实现整个虚拟实验操作的高度仿真,虚拟实验操作的流程设计就必须是非线性的,也就是说不对学生的虚拟操作设定太多的条条框框,整个系统都是开放性的,学生的正确操作和错误操作都会产生不同的结果,因此教学体系中的仿真虚拟操作:1.以高仿真虚拟实验操作为主,减少演示类动画;2.充分考虑实验的非线性,包容错误操作,学生出现误操作,系统通过提示方式,指出实验错误;3.实验数据来源于学生实际虚拟操作,数据处理过程可在确认的数据基础上由系统自动完成。在虚拟操作过程中,系统适当的提示是对学生实验操作的有效帮助。以“可燃气-氧气-氮气三元系爆炸极限测定”实验为例,[8]整个虚拟操作流程如下(图略):1.学生进入系统时,系统在后台自动生成可燃气体的爆炸临界值。在后续操作中系统以此值为基准,判断学生操作所得混合气体是否在爆炸区间内;2.使用不同颜色区分各种不同气体,覆盖在气体可充满区域(空气-蓝色,氧气-红色,氮气-绿色,可燃气体-紫色),混合气体区域根据学生操作所得各组分的比例进行调色后显示;3.假设真空泵开启后,直到实验结束才会关闭。如中途学生关闭,系统则会给出提示:“实验中,真空泵应常开。确认关闭吗?”如学生选择关闭则实验强制结束;4.学生完成每个操作后,系统对该操作可能带来管路和各容器中气体比例的变化进行评估,同时对气体显示颜色作出调整。对于关键处的操作,系统还会对学生的操作进行实时监控,如放入气体的活塞打开时间的长短,根据时间长短需判断气体流量大小,进而计算该操作对混合气体比例的影响;5.学生选择点火试爆后,系统会根据当时爆炸室内混合气体的比例判断是否爆炸。如爆炸,当量是大还是小,系统会给出火焰、声音、爆炸动作等程度不同的爆炸现象反馈,如不爆炸,则给出提示:“未爆炸”。无论爆炸与否,都会弹出对话框:“是否记录下该组数据?”若学生选择记录,则该组数据将录入在线实验报告数据处理栏目中。
实验后测试环节
关键词:活性污泥 污水处理 问题 对策
一、活性污泥处理法的定义
活性污泥法是以活性污泥为主体,利用好氧细菌分解污水中有机物质的处理方法。活性污泥是废水中具有生命力的多种微生物类群组成的肉眼可见的絮绒物,主体生物是好氧微生物,其中又以细菌为主,同时还有酵母菌、霉菌、放线菌以及原生动物和后生动物等,它们共同构成一个平衡的生态系统。
活性污泥法主要利用活性污泥中的好氧菌及其它原生物对废水中酚、氰等有机物进行吸附,然后进行氧化分解,把有机物最终变成二氧化碳和水。
二、活性污泥处理经常出现的问题
1、污泥上浮:在活性污泥法的二沉池中,比较容易产生污泥沉降性能不好,大部分污泥不沉淀而随水流出,或者成块从池下部浮起而随水漂走,极大地影响了出水的水质。这种现象的产生既有管理上的原因,也有设计考虑不周的原因。从操作管理方面考虑,二沉池污泥上浮的原因主要有3 种:污泥膨胀、污泥脱氮上浮和污泥腐化
(1)、污泥膨胀
正常的活性污泥沉降性能良好,含水率一般在99%左右。当活性污泥变质时,污泥含水率上升,体积膨胀,不易沉淀,二沉池澄清液减少,此即污泥膨胀。污泥膨胀主要是由于大量丝状细菌(特别是球衣细菌)在污泥内繁殖,使泥块松散,密度降低所致;也有由真菌的大量繁殖引起的污泥膨胀。
(2) 污泥脱氮上浮
当曝气时间较长或曝气量较大时,在曝气池中将会发生高度硝化作用而使混合液中含有较多的硝酸盐(尤其当进水中含有较多的氮化物时),此时,二沉池可能发生反硝化而使污泥上浮。有试验表明,若使硝酸盐含量较高的混合液静止沉淀,在开始的22min~90min 内污泥沉降较好,再以后则会发现由于反硝化作用而产生氮气,在污泥中形成小气泡,使污泥比重降低,整块上升,浮至水面。在例行的污泥沉降比试验中,由于只关注污泥30min 的沉降性能,所以往往忽略污泥中可能发生的反硝化作用。
(3)污泥腐化
若曝气量过小,污水在二沉池的停留时间较长或二沉池排泥不畅,二沉池可能由于缺氧而腐化,即污泥发生厌氧分解,产生大量气体,最终使污泥上升。此外,除上述操作管理方面的原因外,构筑物设计不合理也会引起污泥上浮。如对曝气和沉淀合建的构筑物,往往会有以下两点原因会导致污泥上浮:一是污泥回流缝太大,沉淀区液体受曝气区搅拌的影响,产生波动,同时大量微气泡从回流缝窜出,携带污泥上升。二是导流室断面太小,气水分离效果较差,影响污泥沉淀。
2、活性污泥不增长或减少
在活性污泥法污水处理厂的运行管理中,有时会发生污泥不增长或减少的现象,其主要原因可能有:第一,污泥由于上浮而随水流出。第二,活性污泥所需养料不足,尤其是进水中的有机物含量少。
3、 泡沫问题
在活性污泥法污水处理厂的运行管理中,有时会发现曝气池中产生大量泡沫,其主要原因可能是由于进水中含有大量合成洗涤剂或其他气泡物质。泡沫的大量产生,会给污水厂的日常操作管理带来诸如影响操作环境,带走污泥等困难;当采用机械表面曝气时,大量的泡沫还会影响曝气叶轮的充氧能力。
三、控制污泥上浮的技术对策
1、 污泥膨胀
预防丝状菌性污泥膨胀可采取以下一些措施:一是结合进水浓度和处理效果,变更曝气量,使有机物和曝气量维持适当的比例。二是严格控制排泥量和排泥时间。抑制丝状菌性污泥膨胀可采取以下一些措施:一是加强曝气,使中保持足够的溶解氧(一般不少于1mg/L~2mg/L)。二是若进水中含有工业,则可能引起C/N 比的失调。此时,可根据水质适当投加氮化物或磷化物。三是在回流污泥中投加漂白粉或液氯以消除丝状菌,加氯量可按干污泥质量的0.3%~0.6%投加考虑。四是调整pH 值。
2、污泥脱氮上浮
防止污泥脱氮上浮的措施如下:一是增加污泥回流量或及时排泥,以减少二沉池中的污泥量。二是减少曝气量或缩短曝气时间,以减弱硝化作用。三是减少二沉池进水量,以减少二沉池的污泥量。
3、 活性污泥不增长或减少的解决办法
解决活性污泥不增长或减少有以下3 种办法:第一,提高污泥沉淀效率,防止污泥随水流出。第二,加大进水量或投加营养物。第三,若营养物少,则可减少曝气量,否则将可能引起污泥的“过氧化”;若营养物多,则可加大曝气量,使活性污泥快速增长。
3、控制泡沫的措施
控制泡沫问题可采取如下措施:第一,用自来水或处理后的出水喷洒曝气池水面。此法效果较好,价格低廉又易于操作,被广泛采用。但采用自来水时,浪费水资源,采用处理后出水时,影响操作环境。第二,投加消泡剂,如柴油、煤油等。此法效果也较好,可采用等,价格低廉,但投量较多时将污染水体。从节约油量、减少油类物质进入水体造成污染的角度考虑,应慎用此法。第三,增加曝气池中活性污泥的浓度。此法是控制泡沫大量产生的最有效的治本之法,但在实际运行中可能没有足够的回流污泥以加大曝气池的污泥浓度。
四、结语
本文介绍的活性污泥法虽然是一种广泛应用的水处理技术,但可以看出无论是在运行还是后续处理污泥上都依然存在很多问题,这也说明继续研究高效率、低能耗、技术简单的污水处理技术是今后的发展方向,也是污水处理工作者义不容辞的责任。
参考文献
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关键词:商务礼仪;教学;策略
中国,历来有“礼仪之邦”之称。礼仪对于现今社会来说已经成为衡量一个人的修养、文明程度、内涵等方面的重要标志。但是现在不少中职学生对于礼仪的理解却存在着严重误区:他们认为礼仪不就是几个动作和几句文明用语,比踢足球、算数学题容易多了。但是实际情况却是:当学生在进行对外接待、迎接宾客时,面对来来往往的客人不知所措,种种失礼的言行,给自己带来了尴尬、遗憾、羞愧。这些情况已经让学生深刻意识到自己的礼仪素质与社会的要求相差甚远,因而加倍努力学好礼仪,进行刻苦的训练也日趋成为大家的共识。
那么如何进行有效的训练才能让学生切切实实地“知礼、懂礼”,并能自觉而非被动地“守礼”呢?笔者认为,在礼仪课堂上实施模拟实训教学将是有效解决这个问题的重要方法之一。
所谓模拟实训教学,就是在教学中通过创造生动、形象、具体的模拟情境来认识问题,理解问题,并进一步让学生进行实际操作和训练的教学方法。这是加深学生对礼仪知识的理解,训练学生礼仪知识运用的有效手段。具体如何实施呢?
一、教师示范,学生模拟训练,教师指导纠偏
在课堂教学中教师亲自示范更直观,学生模拟训练有利于增加自信心,如学习仪态礼仪时,教师示范站姿、坐姿、行姿、表情、动作就会更有说服力。根据职校学生的身心特点和认识问题、理解问题的规律,模拟实训教学法在礼仪教学中是非常重要的。礼仪课的教学不能死搬教条、按部就班,而要生动活泼、风趣幽默,调动学生积极参与课堂教学。教师将正确与错误的动作一起示范,让学生纠错后,形成正确的认知标准,然后再让学生模拟训练,能高效率地完成教学目标。
二、学生观看视频,教师总结要领,模拟训练
如服饰礼仪中的西服的穿着、领带的打法等就可以通过音像光碟的形式分步向学生演示,同学们边看边练,如果有没学会的步骤还可以通过重放光碟、教师总结要点,指出易错之处、学生多次进行模拟操作训练、小组合作练习,互帮互助、组长测试,优秀成员展示或小组竞赛来巩固,激发每位学生主动学习,直到学会为止,这样印象非常深刻。教师还可以结合小组比赛的形式,给出评分标准,让学生自查自纠,让学生不仅会打领带,而且要打得漂亮、打得快,符合礼仪规范的要求。
三、学生市场调研窗口优秀服务人员的礼仪,小组讨论总结,模拟训练
课前布置学案,让学生以小组的形式,结合本专业对相关的岗位窗口优秀服务人员的礼仪进行调研,学生将调研的资料:照片、视频制作ppt在课堂上进行展示、谈感悟,并各小组进行讨论,对优秀的服务礼仪进行模仿训练,这对于提高学生的学习积极性和培养职业素养,激发他们的学习动机和兴趣都是行之有效的。
四、适时设置情境,学生角色模拟
在商务礼仪课的教学中,结合自身的教学实践,老师提出演练内容,然后由学生来创设各种各样的情境并加以模拟实际操作是不错的训练方法。例如,学了日常交往礼仪中的见面礼,同学们三、五个一组,模拟一个场景,将称呼礼、介绍礼、见面礼、名片礼、交谈礼等运用于其中进行正反演练,其他同学进行观看、讨论、找茬,老师最后做点评,纠偏,充分发挥学生的主体性,学生对学习目标的达成率很高。
五、善与其他教学方法相结合,进行情境教学
在商务礼仪课程的教学中,教师应当依据教学的主客观的条件,特别是学生的实际,针对不同的教学内容,对所选用的教学顺序、教学活动程序、教学组织形式、教学方法和教学媒体的总体考虑,将模拟实训教学法与示范法、讲授法、小组讨论法、案例分析法、情境教学法有效组合,可以通过让学生个人的习惯,在生活学习中自然流露,并能做到语言、动作协调统一。每一位同学在参与过程中自如地掌握礼仪规范的重点,以便今后能较好地运用;学生自己设计,按日常交往礼仪及商务活动礼仪规范自编自演小品,让学生在角色的扮演过程中得到体验、锻炼,用礼更准确,更有信心。也可让同学帮忙找出不足,这样课堂气氛热烈,印象深刻,可收到良好的教学效果。
【关键词】 中水 超滤膜 工艺
随着人口的增长、经济的迅速发展以及城市化进程的加速和人民生活水平的提高,用水的需求量在迅猛增长,青岛作为一座缺水城市,对中水等城市再生水的需求也日益迫切,泥布湾污水处理厂中水系统的升级改造有着重要的社会意义。
1 工程背景
泥布湾污水处理厂位于青岛经济技术开发区南城区,规划处理规模为10万吨/日,其中一级A标准出水8万吨/日,中水出水2万吨/日。2007年建设了中水一期工程,原中水处理工艺采用隔板絮凝+斜管沉淀+机械过滤工艺,处理构筑物主要包括配水井、斜管沉淀池、机械过滤系统、清水池及二级提升泵房。设计规模为2万m3/d,其中土建规模为2万m3/d,部分设备规模为1万m3/d,预留位置。
1.1 水量要求。随着中水水供水管网的不断完善,泥布湾污水处理厂服务范围内用户逐步增多,中水供水量逐年上升,水量不足的情况逐步显现,因此需对水厂进行扩建。
1.2 水质要求。从2002年起,相继颁布了一系列再生水利用的国家标准,包括《城市污水再生利用分类》、《城市污水再生利用 城市杂用水水质》、《城市污水再生利用 景观环境用水水质》、《城市污水再生利用 工业用水水质》、《城市污水再生利用 地下水回灌水质》、《城市污水再生利用 农田灌溉用水水质》随着这些标准的颁布实施,对再生水利用的水质要求也逐步提高,泥布湾污水处理厂中水工艺及出水水质无法稳定达到相关标准要求,需要对工业系统处理工艺进行升级改造。
2 工艺改造方案
2.1 原有中水工艺。
2.1.1 进水水质。中水处理单元的进水为前续污水处理工艺的出水,即《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准的水质。pH=6~9;CODCr≤60mg/L;BOD5≤20mg/L;SS≤20mg/L;氨氮≤8(15)mg/L;总氮≤20mg/L;TP≤1mg/L。
2.1.2 出水水质。再生水处理单元的设计出水用于城市道路冲洗,绿化浇洒及非接触性河道景观用水,水质达到《城市污水再生利用 城市杂用水水质》的要求。pH=6~9;CODCr≤50mg/L;BOD5≤10mg/L;SS≤1mg/L;浊度≤0.2NTU;油≤3mg/L;粪大肠菌群数≤3个/L。
2.1.3 工艺流程。
2.2 改造工艺。
2.2.1 工艺选择思路。根据目前厂区内污水处理的运行情况,二沉池出水水质除SS等指标外,均已经达到一级A排放标准,为着重去除SS、浊度等出水指标,本次中水工艺选择超滤处理主体工艺。
2.2.2 中水处理工艺介绍。中水处理工程采用超滤膜作为过滤单元的主体工艺,从中去除细菌、微生物和悬浮物等杂质,净化后的水清澈透明,浊度近于零。
超滤膜的过滤原理。
超滤是一种利用较低的压力驱动并按溶质的分子量大小来分离和过滤的一种物理分离过程,不发生相变。超滤膜的孔径大约在0.002至0.1μm范围内(切割分子量约为1000~500000Da)。溶液中比膜孔径小的物质将通过滤膜,不能通过滤膜的物质被截留在浓缩液侧。因此产水(透过液)将含有水、离子和小分子量物质,而胶体物质、大分子物质、颗粒、细菌、病毒和原生动物等将被膜截留,通过浓缩液的排放、反冲洗和化学清洗而去除。超滤膜可使用普通的化学药剂进行清洗并可以反复使用。
超滤膜分离产品从形式上分为中空纤维、管式、卷式、平板式等,从材质上分 PP、PE、PS、PES、PVDF、PAN 等多种。这些膜产品能够具备优异的分离能力 , 是和它的结构及材料密不可分的。中空纤维膜是分离膜的一种重要形式,它具有下列主要特点:
过滤精度高:中空纤维膜的截留孔径为0.2~0.03微米,可去除水中大部分的悬浮颗粒杂质,特别在污水再生回用技术中细菌总数的去除率可达到99.99%,大肠菌群去除率可达到100%。
填装密度大:在单位体积膜元件中,中空纤维膜的有效膜面积最大,过滤分离效率最高,从而大大减少了膜过滤设备的占地面积,节约了土建工程的费用,减少了投资,降低了运行成本。
过滤压力低:采用中空纤维分离膜的过滤设备,具有极低的运行压力,通常运行压力为0.05~0.08Mpa,从而降低了能耗,减少了投资,降低了运行成本。
易清洗:由于中空纤维膜的结构为单皮层,因此,中空纤维膜可以进行反冲洗及化学清洗。在膜的清洗方式中反冲洗无疑是清洗效果最好的膜清洗方式,采用这种清洗方式可获得最好的清洗效果,可使膜性能得以最大限度恢复,从而延长膜的使用寿命,减少运行操作的劳动强度,降低运行费用。
可维修:中空纤维膜元件是由几千根或上万根中空纤维丝组装而成,一旦有个别纤维丝损坏,可以通过一定的方法检测出来,并对膜元件进行修复,经过修复的膜元件可以继续使用,而对分离效果没有任何影响。
与PE、PAN、PES等膜材料相比,PVDF膜材料具有优良的耐氧化剂性能,其耐氧化剂(耐余氯可达4800000ppm·h)的能力是PES等材料的10倍以上,可以保证膜材料在不同环境条件下能够正常使用。PVDF材料与PES等材料相比,其耐受氧化剂清洗的能力更强。因而便于清洗,污堵后经过清洗可以能够更好的恢复性能并长期保持通量稳定。
因膜的污染系数与水通量成正比,合理的水通量可以使超滤膜在反洗、气洗的过程中获得较好的恢复,过高的水通量将会难以恢复膜的通透性,降低膜的使用效率及寿命。
膜的微观结构
超滤膜通常由表面一层非常薄而致密的皮层和该皮层底下多孔的支撑层构成。致密皮层为功能层,起到过滤和截留污染物的作用。根据制造和成型工艺不同,致密皮层可在膜丝的内表面(内压式)或外表面(外压式),或者内外表面(这种结构为双皮结构)。普通水处理用超滤膜多为单皮层结构,双皮层结构通常用在超纯水的制备上,切割分子量在10000Da左右,小分子如果透过一侧皮层,进入膜孔内部时,有可能被另一侧皮层截留,从而保证产水的水质。
膜丝结构
中空纤维超滤膜有内压膜和外压膜两种膜丝结构,相比来讲外压膜比内压膜具有以下特点:①膜的比表面积大于内压膜,相同条件下产水量更大;②所形成的组件流道宽阔通畅,不易污堵,抗冲击性更强;③污物附着在膜的外壁,反向冲洗容易脱落,容易排出;④可以采用气水双洗,减少自耗水用量,提高产水率
2.2.3 工艺流程。
3 工艺对比
目前在污水处理和中水处理上常用的过滤工艺有纤维球过滤、砂滤池、彗星式纤维滤料过滤器、连续膜过滤等。
纤维球过滤器内部装填的滤料是由化学纤维制成的纤维球滤料。在过滤过程中,纤维球滤料受到自上而下的水流的压力而被压缩,使纤维球滤层的空隙变小,越往下部压缩,程度越大,从而造成整个滤层的空隙大小沿水流方向由大变小,比较符合理想滤料的情形。纤维球过滤具有纳污容量大、工作周期长、滤速高、反冲洗彻底等诸多优点。
高效砂滤池基于对深层过滤机理的深刻理解,对普通快滤池进行大胆革新,设计出全新的砂滤工艺,在出水浊度得到保证的前题下,过滤速度和滤层的纳污容量均增加一倍以上,使得滤池的占地面积和总投资大幅下降。
彗星式纤维滤料为一种不对称构形过滤材料,一端为松散的纤维丝束,称“彗尾”,另一端为比重较大的实心体,称“彗核”,彗尾纤维丝束固定于彗核内,整体呈彗星状。彗星式纤维滤料的不对称结构使得其兼有颗粒滤料和纤维滤料的特点。
彗星式纤维滤料与使用常规滤料的过滤器相比,彗星式纤维滤料过滤器有如下几个特点:
(1) 过滤器可在滤速10~100 m/ h 的范围内运行。
(2) 适应原水悬浮物浓度范围10~100 mg/L。
(3) 彗星式纤维滤料过滤器的突出特点是对原水水质水量变化的适应性较强。
连续膜过滤(CMF)系统是专为中水处理回用、反渗透和纳滤预处理项目、和浊度比较高的物料处理而使用的膜过滤单元。该CMF系统采用具有独特结构的高抗污染型中空纤维膜元件和独特的气水双洗工艺技术,特别适用于过滤城市污水经生化处理后的排放水,从中去除细菌、微生物和悬浮物等杂质,净化后的水清澈透明,浊度近于零。
4 工程改造的限制条件及解决措施
由于泥布湾污水处理厂地处市区繁华地段,周边无多余的土地可利用,此次改扩建工程尤其是核心工艺的改造受到了较大限制 为解决用地问题,此次改扩建充分优化设计方案,利用现有设施进行改造,以节省占地利用结构的相似性,选用连续超滤膜对原有机械过滤工艺进行改造 在不增加占地的条件下实现了对主工艺的升级改造此次改扩建在原有厂区内进行,实现了不征用土地实施改扩建工程的目的。
关键词:水泥乳化沥青砂浆 灌注 质量问题
中图分类号:U44 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)04(b)-0065-01
水泥乳化沥青砂浆垫层是板式无砟轨道结构的重要组成部分。主要功能是支撑、调整并提供弹韧性,其性能对轨道结构的平顺性、耐久性和运营维护成本有重要影响。在施工中容易出现一些质量问题,结合京沪高铁CRTSⅡ型无砟轨道水泥乳化沥青砂浆灌注施工,总结一些施工技术和经验。
1 灌浆过程中出现漏浆
(1)精调爪处漏浆:原因是U型泡沫破坏和安装不到位导致漏浆。
解决办法是U型泡沫必须是整体且完好,厚度、高度在4cm-5cm,安装时必须保证U型塑料泡沫模件与轨道板密贴,再用海绵或土工布将精调爪的缝隙塞堵。
(2)封边处漏浆:原因是由于封边材料与底座板及轨道板面不密贴导致漏浆①底座板不平整;②封边角钢变型)。
处理办法是封边后用钢尺逐一检查封边材料是否与轨道板、支承层混凝土面密贴,有缝隙时海绵或土工布将其封堵。封边角钢需要一定的强度和刚度且直顺,安装和拆卸时轻拿轻放有变型时及时更换。
2 灌浆过程中轨道板产生位移
原因(1):灌注速度过快且固定装置未紧固,在砂浆的浮力和推力下轨道板产生位移。解决方法是遵循灌注方法和速度,人员固定到位。紧固装置必需要经过两次以上检查。
原因(2):灌浆小货车碰撞到紧固装置或轨道板。解决方法是运送小车必需有专职司机和两名运送人员,在未灌注点设置警示牌或小旗,禁止碰撞及人员踩踏。夜间有足够的照明设施。
出现以上情况直接影响后续轨道精调,必须揭板,重新精调后再灌浆。
3 灌板后在板和浆结合处有离缝或在局部不饱满
原因(1):灌板速度过快,封边砂浆面太粗糙且局部透气,当浆液填满并封堵后,在随后的时间里水泥乳化沥青砂浆在一定的液面压力下,浆液会向粗糙的封边砂浆内渗透,促使局部边角液面下降。同时由于封边砂浆透气,在膨胀剂发生效应时,透气的封边砂浆把砂浆产生的气体放掉不能使砂浆膨胀,在板与砂浆面留下微缝。
原因(2):灌板并封堵后在局部漏浆,虽然进行了处理,但仍然有慢性漏浆,这样就会产生较大的缝隙。
原因(3):排气(浆)孔设置不正确或封堵砂浆的方法不正确,导致了局部的不饱满。
预防措施:首先排气孔的位置必须在板的四角,且排气管的下缘要高于板的下缘,这样才能保证板内所有空间填满后才能从排气孔流出浆液。其次在封堵砂浆时一定要排出正常的浆液和排出足量的浆液。因为在灌板时,预湿的底座板上可能会在拉毛面上存在少量的水,这样前期排出的浆液会较稀,这些有利于封堵在板下的气排出,确保灌板浆液的饱满度。
缺陷的修复:当面积较小时且能够进行凿除操作,板与砂浆留有的缝隙深度小于30cm时,可进行补灌。补灌时先要对不饱满的砂浆层进行凿除,凿除的深度不能太浅,一般要在10cm以上。且要确保砂浆层齐平,不得使新旧砂浆层产生叠加现象。凿除完成后,用高压水枪或高压风对凿除的砂浆面进行清理。立模,补灌时一般采用木模比较方便,模板的长度要大于缺陷长度20cm左右,灌浆槽应留在缺陷最深的部位,灌浆槽尺寸以20cm×20cm为宜,模板高度要求在20cm左右。在模板内侧每隔50cm左右加一道支撑肋板,使得模板与Ⅱ型板间留有2cm左右的孔隙。在模板的外侧底座板上植筋,并通过木契固定模板,在模板底部外侧抹砂浆,防止漏浆。补灌时,用容器盛浆液徐徐从灌浆槽倒入,要力求慢慢浇注,其目的是防止把气全部排出,浆液要高出板缝10cm以上,使得浆液有一定压力,确保补灌的砂浆能全部填满板缝。在灌板24h后,且砂浆达到2MPa左右拆模,铲掉板外多余的砂浆,用砂轮磨平。在灌板后要使得新旧砂浆连接密贴,饱满且无气泡。
缺陷板修复的关键点:(1)修补凿除深入板底尺寸不易太短,否则在荷载的作用下会脱落。(2)必须清除粘结面。(3)灌浆槽必须设在缺陷最深处。(4)在砂浆灌注和硬化期(2Mpa)内不易扰动。
4 水泥乳化沥青砂浆表面出现可见沥青
在灌完板的水泥乳化沥青砂浆表面局部会出现可见沥青斑点,主要原因是局部乳化沥青破乳还原成的沥青。水泥乳化沥青砂浆表面出现可见沥青反映了乳化沥青的状态不是很稳定,或在生产工艺、原材料选择等存在问题,也有可能是乳化沥青的本身的性质决定的,应会同乳化沥青厂家一起对产品进行一定的微调来解决。另一方面的原因是底座板存在有可见积水,当砂浆灌注时,砂浆行走到板的边缘,砂浆面抬高,多余的积水就会排到砂浆的表面,在表面破乳失水后形成可见破乳沥青。因此,在底座板预湿时不能存在积水现象。
5 灌板后在水泥乳化沥青砂浆表面出现大量的微小气泡
砂浆垫层不得有孔径大于0.2mm的气泡,尤其不得有气泡夹层或夹杂肉眼可见的粗孔、空隙和缝隙。灌板后在水泥乳化沥青砂浆表面出现大量的微小气泡,这些气泡的产生是膨胀剂所致。干料中掺加的膨胀剂大都是以铝粉作为膨胀剂,铝粉同水反应产生氢气。一般情况下,水泥乳化沥青砂浆在静止状态下膨胀剂释放的氢气都能裹在砂浆里,但由于灌板的过程中总有在板底下留有排不出的空气泡,板下的拉毛部分砂浆填充不密实等,膨胀剂发生作用后不断产生的氢气促使空气包向压力小的区域移动,同时氢气远比砂浆轻,产生向上的运动,最后在砂浆表面形成了较多的微小气泡。
解决办法:掌握适应的灌注速度,每个通气孔排出正常砂浆后再进行封堵。
6 灌板后水泥乳化沥青砂浆层表面出现较大的气泡
水泥乳化沥青砂浆工作性不好,灌板工艺不到位就会出现较大气泡。新拌砂浆的匀质性不好,含气量过大,孔径较大的气泡容易上浮在砂浆垫层的表面形成气泡夹层或表层,或形成气泡积聚区。在灌浆过程中没有正确控制好灌浆的速度,也会出现较大气泡。
解决方法:(1)严格控制新拌制砂浆的含气量和气泡孔径。(2)应该遵循先慢后快再慢的原则,就是说在开始时放慢灌板速度,目的是先把管道内的空气排出,不要把空气夹在砂浆里一起灌入板中。当管道内的空气全部排出,管道全被砂浆填充后放快灌板速度。(3)灌板时管道的出口要尽量和砂浆面不产生较大的落差,防止液态砂浆的冲击或产生旋转把空气带入砂浆中。(4)正常灌板时在灌注口要形成一定的液面差,确保灌浆口液面高出砂浆高程。(5)把握好灌浆速度,使水泥乳化沥青砂浆的流动能全断面等速前进,而不是分层前进。
参考文献
[1] 公司通过质量体系认证中心认定ISO9 001:2000,质量手册和程序文件.
[关键词] 厌氧处理 颗粒化 机理
一、前言
UASB厌氧反应器作为一种高效厌氧生物反应器,在世界范围内被大量应用并且运转非常成功。其最大特点就是能够形成沉降性能良好,产甲烷活性高的颗粒污泥,从而确保厌氧生化过程稳定高效地运行。迄今为止,许多研究者对厌氧颗粒污泥的形成进行了大量研究,从不同角度提出了不少机制、学说。本文结合教学内容需要对厌氧颗粒污泥性质、结构及其形成机理的研究作了选择介绍,为学生的学习提供参考。
二、污泥颗粒化的意义
提高反应器中生物浓度来提高处理能力是新型反应器的重要特点之一。微生物自固化-污泥颗粒化是提高微生物浓度和反应效率的重要方式之一。在反应器中,絮状污泥沉降性较差,产气量和上升流速较快时,絮状污泥很容易被洗出,而颗粒污泥的沉降性极好,它能在很高的产气量和高的上升流速下保留在反应器内。因此,污泥的颗粒化可以使反应器允许很高的容积负荷和水力负荷。另外,污泥颗粒化还具有以下优点:(1)细菌形成颗粒状的聚集体是一个微生态系统,其中不同种群生物组成了共生或互生体系,有利于形成细菌生长的生化条件并利于有机物的降解;(2)颗粒使发酵菌的中间产物的扩散距离大大缩短,这对复杂有机物的降解很重要;(3)在废水性质突然变化时如PH、毒性物质的浓度等,颗粒污泥能维持一个相对稳定的微环境,使代谢过程继续进行。据此,污泥颗粒化具有很重要的意义。
三、污泥颗粒化的理论
自1976年荷兰Breda的CSM糖厂在6m3中试装置中发现颗粒污泥至今,世界各地有许多研究者致力于颗粒化过程的研究。但对触发颗粒化的决定性机制尚未达成一致。到目前为止,大多数的研究是根据观察颗粒污泥培养过程中所出现的现象提出的假设,以下是具有代表性的几种假说:
1.选择压理论
这种理论认为UASB反应器颗粒化过程的本质是反应器中存在污泥颗粒的连续选择过程。选择压可认为是水力负荷率和气体负荷率(取决于污泥负荷率)之和。在具有不同沉淀特性的污泥组分的选择过程中,这两个因素都重要。
在高选择压条件下,轻的和分散的污泥被洗出而较重的组分保持在反应器中。从而细小分散的污泥生长最小化,细菌生长主要局限在有限数量由惰性有机和无机载体物质或种泥中存在的小的细菌聚集体组成的生长。这些生长核心的粒径增加直至达到颗粒污泥和生物膜部分产生脱落的特定最大尺寸,形成新生长核,如此反复。包含相对松散的聚集体,由于在颗粒外部和内部的细菌生长逐渐变密实;而且在高的选择压下,基质能在颗粒中穿透更深,因此,颗粒化初级阶段出现的丝状颗粒随时间增长变得更致密。
低选择压条件下,主要是分散微生物的生长,这会产生膨胀型污泥。在厌氧反应器中,优势微生物是能产生很长的丝(200~300μm)的甲烷丝菌。当这些微生物不附着在固体支撑颗粒上生长时,形成沉降性能很差的松散丝状缠绕结构。而且,气泡附着在这些松散缠绕的丝状菌上时,污泥甚至有上浮的趋势。该理论在UASB和EGSB的启动时都有应用。
2.结晶核理论
该理论认为颗粒污泥的形成类似于结晶过程。在晶核的基础上,颗粒不断发育,最终成为成熟的颗粒污泥。Lettinga等人初期提出的“晶核假说”认为晶核为无机盐沉淀或惰性物质,而Zhu等人认为丝状菌如Methanosaeta在颗粒污泥框架或晶核形成中起着重要作用。本人通过实际研究得到了厌氧微生物成核并聚集生长的现象,如图1所示,推测出了颗粒污泥形成过程模型,如图2所示,可见,该研究结果是对晶核理论的证明和补充。
3.意大利面条理论
该理论将颗粒污泥产生分为两个阶段:(1)前体的产生;(2)前体生长为颗粒污泥。并认为第一步是颗粒污泥形成的最关键的部分。
开始,由于产气的搅动或吸附到细碎的分散物质上,甲烷丝菌形成很小的聚集体。悬浮固体浓度不应太高,否则,聚集体尺寸的增加将很慢。增加的上升流速对聚集体产生选择。一旦前体产生和遵循正确的提升路线,颗粒化是不可避免会发生。单个细菌的生长和非附着细菌的捕获导致前体颗粒生长从而形成颗粒污泥,由于沼气的上向流水力剪切力作用颗粒成为球形形状。此阶段的颗粒污泥仍外观呈丝状,其中一部分是松散状态,另一部分成捆。因为细菌生长使密度增加,造成微生物停留时间长,随着时间推移,这些丝状型颗粒污泥长成杆状型颗粒污泥。
4.结晶核心的形成
该理论将颗粒化过程分为三步:(1)不同种类细菌的生长和增殖;(2)细菌附着或通过直接作用的细胞吸附;(3)捕获形成小菌落或包埋细菌。
在第二步,丝状菌,如Methanosaeta,在颗粒污泥框架或晶核形成中起着重要作用。细菌聚集体热动力学的改变是这类细菌形成初始晶核的驱动力。象化学剂的结晶一样,在一定运行条件下晶核能很快形成。观察到悬浮污泥迅速转化为小的颗粒污泥的(几个星期)是支持此颗粒污泥结晶的假说。
Methanosaeta在颗粒污泥框架形成中有重要作用的假定是基于Methanosaeta是颗粒内部优势微生物的现象。根据细胞之间距离极小的观察(小于60nm),认为细胞吸附主要取决于细胞壁之间的作用。
在微小菌落内不同菌群之间的互生关系起着重要作用。
5.二次核学说
认为营养不足的衰弱颗粒污泥,在水流剪切力作用下,破裂成碎片,污泥碎片可作为新内核,重新形成颗粒污泥。二次核理论较好地说明了加入少量颗粒污泥可加速颗粒化进程的现象,已在现场应用。但该理论回避了污泥颗粒是如何形成的问题。
四、结束语
对颗粒化初级阶段细菌附着过程的看法是一致的,这个物理-化学过程在形成颗粒框架时有意义。细菌能附着在的惰性颗粒的表面显然是有益的,这些颗粒应是非常易沉的,否则能引起有害的污泥流失。
尽管对影响细菌附着的条件给予了很多重视,但是选择性地淘汰分散污泥,使较重污泥团块优先生长,对于颗粒化过程是至关重要的。一些新技术,如免疫探针技术的应用,已使我们能够更深入地了解颗粒污泥的结构特征。相信随着研究方法和检测手段的不断提高,人们对颗粒污泥的认识将更加深入。
参考文献:
[1]Hulshoff Pol. The Phenomenon of Granulation of Anaerobic Sludge PhD Thesis.1989.
[2]Lettinga. Anaerobic digestion for energy production and environmental protection. Washington: DC Island Press, 1993.817-839.