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污水管网污泥

  一、城市生活污水处理
  城市生活污水是人类在日常生活中使用过的,并被生活废料所污染的水。现代污水处理技术,按处理程度划分,可分为一级、二级和三级处理。
  一级处理,主要去除污水中呈悬浮状态的固体污染物质,物理处理法大部分只能完成一级处理要求。经过一级处理后的污水,BOD一般可去除30%左右,达不到排放标准。一级处理属于二级处理的预处理。
  二级处理,主要去除污水中呈胶体和溶解状态的有机污染物质(即BOD,COD物质),去除率可达90%以上,使有机污染物达到排放标准。
  三级处理,是在一级、二级处理后,进一步处理难降解的有机物、磷和氮等能够导致水体富营养化的可溶性无机物等。主要方法有生物脱氮除磷法,混凝沉淀法,砂滤法,活性炭吸附法,离子交换法和电渗析法等。三级处理是深度处理的同义语,但两者又不完全相同,三级处理常用于二级处理之后。而深度处理则以污水回收、再用为目的,在一级或二级处理后增加的处理工艺。
我司下属污水处理厂规模超过10万吨/天,采用改良A/A/O、Unitank、CASS等多种污水二级处理工艺对排入城市排水管道的生活污水进行有机物降解、脱氮除磷等处理后,达标排放。部分达标污水通过深度处理后回用于绿化、道路清洗、污泥系统清洗等,大大提高污水的利用率,减少污水处理成本。

   二、再生水
  污水的再生利用和资源化具有可观的社会效益,环境效益和经济效益,已经成为世界各国解决水问题的必选。和海水淡化、跨流域调水相比,再生水具有明显的优势。从经济的角度看,再生水的成本最低,从环保的角度看,污水再生利用有助于改善生态环境,实现水生态的良性循环。
  含有机物浓度较高的工业废水在经过调节、气浮、水解酸化、好氧、沉淀等预处理后,经过超滤膜处理系统处理后,去除污水中细菌、病毒、大部分残留有机物和颗粒物质,最后经过反渗透膜处理系统,进一步去除水中有机物质、离子等,水质达到《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)后作为再生水水源利用。

                                                     再生水处理系统

 

  漏失检测及控制
  水是生命之源,也是国民经济的命脉。一个城市、一个家庭乃至人们的日常生活时时刻刻都离不开水。城市的供水管网是城市大动脉,也是实现供水产销的必由之路。供水管道因为铺设时间、质量及管理方式的差异,使用一定时间后供水管网往往会发生泄漏。泄漏不仅造成大量宝贵水资源的浪费,而且会影响管网的可靠性、安全性。因此,如何有效地进行管网漏失的检测及控制是水务企业面临的重大课题。
  一、 定义
  国际水协将总的漏水时间分为三个部分:
  第一部分A(Awareness),即漏损的发现时间;
  第二部分L(Location),即漏损的定位时间;
  第三部分R(Repair),即漏损的修复时间。
  三部分时间中,漏损的发现时间(A)占整个漏损时间的近一半

    二、 漏失检测

  最小流量法与分区计量(DMA):利用独立计量区域计量分区的方法对监测区域进行分区,分别监测每个独立计量区域分区的夜间最小流量,通过对夜间最小流量的数据进行分析,可以快速确定监测的分区是否发生漏。


 

注:夜间,流量最小,压力最大,漏损最大

   我司在DMA分区关键点上加装低流速下高精度的插入式流量计,同时同点得到流量、压力的数据,通过对夜间最小流量的监测和分析,得到了独立计量区域分区的理想夜间最小流量曲线。 然后每天关注DMA分区夜间最小流量的变化情况,一旦监测到的实际夜间最小流量曲线与理想夜间最小流量曲线发生较大偏离并持续,即可判断该独立计量区域分区出现突发用水或者新增漏损的情况。  


  三、 漏失控制
  压力是造成管网漏损的一个主要原因,对个别区域管网压力的控制可以有效地避免个别管网中不必要高压力的出现,减少爆管事故的发生进而大幅度减少管网漏损率。压力控制是目前最有效、最直接的一种管理方式。
压力控制策略是否足够先进,是否可匹配国内城市供水管网运行管理现状,关乎到压力管理的成效。我司以智慧水务建设为核心,正着手围绕云计算、SaaS、自适应开环控制等概念和技术发展和培育自身在供水压力管理领域的技术。 

 

     基于云计算、大数据及无线通信等先进的IT技术手段,初步完成了管网管理信息化规划。

  •  科学调度系统:以SCADA系统、管网平差计算结果、实时管网运行维护情况为基础,对多个水厂的生产量进行控制,对关键加压点的压力进行调控。
  • 调度对象:阀门、压力、人力、物力、信息交互和应急指挥系统衔接,应急指挥系统——定性的应急预案体系和基于信息技术的定量分析决策系统融合,提高应急管理信息化水平
  • 和应急指挥系统衔接,应急指挥系统——定性的应急预案体系
  • 和基于信息技术的定量分析决策系统融合,提高应急管理信息化水平
     

 

    一、河道淤泥处理技术

   淤泥是江、河、湖、泊由于流水速度分布不同,使携带的泥砂和污染物规律地分级沉降的产物,其成分决定于河岸崩塌物和流域内地表流失土的成分以及地表水的水质。现状淤泥经过清淤后通常采用机械脱水和土工管袋后再进行资源化利用。资源化途径有生产肥料、吹填造陆和建材化利用。
机械脱水是使用脱水机械将淤泥中的游离水通过压榨和离心的方式从淤泥中去除,经过脱水后的淤泥含水率可以降低到50%以下,易于运输和使用。脱水所用设备有真空过滤机、板框压滤机、带式过滤机及离心脱水机等。
土工管袋是一种由聚丙烯纱线编织而成的,具有过滤结构的管状土工带。通过向其中填充淤泥,利用管带的过滤性,实现泥水分离,最终固结淤泥。

                                机械脱水                                                      土工管袋脱水

   二、市政污泥处理技术

   污泥是由多种微生物形成的菌胶团及其吸附的有机物和无机物组成的集合体,除含有大量的水分外(可高达80%以上),还含有难降解的有机物、重金属和盐类,以及病原微生物和寄生虫卵等。污泥若不加处理随意堆放,处理不当会带来严重的环境生态污染问题。
  污泥处理技术主要有污泥厌氧消化和好氧发酵;污泥处置途径有填埋、土地利用和焚烧。
  1.好氧发酵
  好氧发酵是在有氧气条件下,借助好氧微生物(主要是好氧细菌)的作用,有机物不断被分解转化的过程。经过好氧发酵污泥有机物降解充分、杀菌效果好、可使污泥的含水率降至40%以下,可用于土地利用实现资源化。
目前,好氧发酵技术在国内外已经得到了大量的成功应用,如唐山市城市污泥无害化处置工程、北京排水集团庞各庄污泥堆肥项目、上海市松江城市污泥处理处置工程和秦皇岛市绿港污泥处理厂等项目。

                                                                              好氧发酵
  2.厌氧消化
  污泥厌氧消化是指在厌氧条件下,通过微生物作用将污泥中有机物转化为沼气,从而使污泥中有机物矿化稳定的过程。厌氧消化过程产生的沼气经脱水、脱硫后可作为燃料利用,消化稳定后的污泥经脱水形成泥饼外运处置。
目前,我国厌氧发酵的应用案例有大连夏家河污泥处理处置厂、北京小红门污泥消化厂等。

                                                                           厌氧发酵

    3.焚烧
    污泥焚烧过程中,高温可以杀死污泥中的病原体和微生物,达到稳定性、无害化的目的,同时还能回收热量用于发电等。但污泥焚烧过程中容易产生二噁英等致癌物质,影响现有焚烧工艺的推广应用,且污泥焚烧工艺投资和运行费用均相对较高。该工艺适用于经济发达、人口密集、可用土地较少的地区。
目前,污泥焚烧在我国应用较少,主要有华电滕州新源热电有限公司污泥无害化资源化处置工程、成都市第一污水污泥焚烧处理厂工程和温州市污泥集中干化焚烧项目。

污泥焚烧


 

  膜技术概述

  膜分离技术受到世界各技术先进国家的高度重视,近30 年来,美国、加拿大、日本和欧洲技术先进国家,一直把膜技术定位为高新技术,投入大量资金和人力,促进膜技术迅速发展,使用范围日益扩大。膜分离技术的发展和应用,为许多行业,如纯水生产、海水淡化、苦咸水淡化,电子工业、制药和生物工程、环境保护、食品、化工、纺织等工业,高质量地解决了分离、浓缩和纯化的问题,为循环经济、清洁生产提供依托技术。
  1.膜定义
  膜是一种起分子级分离过滤作用的介质,当溶液或混和气体与膜接触时,在压力下,或电场作用下,或温差作用下,某些物质可以透过膜,而另些物质则被选择性的拦截,从而使溶液中不同组分,或混和气体的不同组分被分离,这种分离是分子级的分离。把上述的膜制成适合工业使用的构型,与驱动设备(压力泵、或电场、或加热器、或真空泵) 、阀门、仪表和管道联成设备。在一定的工艺条件下操作,就可以来分离水溶液或混和气体。透过膜的组分被称为透过流分。这种分离技术被称为膜分离技术。它与传统过滤的不同在于,膜可以在分子范围内进行分离,并且这过程是一种物理过程,不需发生相的变化和添加助剂。
 2.膜分类
  膜的孔径一般为微米级,依据其孔径的不同(或称为截留分子量),可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜。常用的膜分离过程:
  微滤(MF)
  又称微孔过滤,它属于精密过滤,其基本原理是筛孔分离过程。微滤膜的材质分为有机和无机两大类,有机聚合物有醋酸纤维素、聚丙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。无机膜材料有陶瓷和金属等。鉴于微孔滤膜的分离特征,微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物,以达到净化、分离、浓缩的目的。
对于微滤而言,膜的截留特性是以膜的孔径来表征,通常孔径范围在0.1~1微米,故微滤膜能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离。可作为一般料液的澄清、保安过滤、空气除菌。
  超滤(UF)
  是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程,膜孔径在0.05um至1nm分子量之间。超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术,超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。以膜两侧的压力差为驱动力,以超滤膜为过滤介质,在一定的压力下,当水流过膜表面时,只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过,达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。
对于超滤而言,膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征,通常截留分子量范围在1000~300000,故超滤膜能对大分子有机物(如蛋白质、细菌)、胶体、悬浮固体等进行分离,广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源。
  纳滤(NF)
  是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术,其截留分子量在80~1000的范围内,孔径为几纳米,因此称纳滤。基于纳滤分离技术的优越特性,其在制药、生物化工、食品工业等诸多领域显示出广阔的应用前景。
对于纳滤而言,膜的截留特性是以对标准NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率来表征,通常截留率范围在60~90%,相应截留分子量范围在100~1000,故纳滤膜能对小分子有机物等与水、无机盐进行分离,实现脱盐与浓缩的同时进行。
  反渗透(RO)
  是利用反渗透膜只能透过溶剂(通常是水)而截留离子物质或小分子物质的选择透过性,以膜两侧静压为推动力,而实现的对液体混合物分离的膜过程。反渗透是膜分离技术的一个重要组成部分,因具有产水水质高、运行成本低、无污染、操作方便运行可靠等诸多优点,而成为海水和苦咸水淡化,以及纯水制备的最节能、最简便的技术.目前已广泛应用于医药、电子、化工、食品、海水淡化等诸多行业。反渗透技术已成为现代工业中首选的水处理技术。
反渗透的截留对象是所有的离子,仅让水透过膜,对NaCl的截留率在98%以上,出水为无离子水。反渗透法能够去除可溶性的金属盐、有机物、细菌、胶体粒子、发热物质,也即能截留所有的离子,在生产纯净水、软化水、无离子水、产品浓缩、废水处理方面反渗透膜已经应用广泛。

  

  3.膜材料
  膜材料主要分有机膜和无机膜两种。
  有机膜:聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES) 、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP) 、聚氯乙烯(PVC) 、聚丙烯腈纤维(PAN) 、聚碳酸酯、合成橡胶等。有机膜价格低、填充密度大。
无机膜:陶瓷膜、金属膜。无机膜耐酸碱和高温,寿命长,成本高。
  4.膜组件

  为了便于工业化生产和安装,提高膜的工作效率,在单位体积内实现最大的膜面积,通常将膜以某种形式组装在一个基本单元设备内,在一定的驱动力的作用下,完成混合液中各组分的分离,这类装置称为膜组件或简称组件(Module)。工业上常用的膜组件形式主要有板框式、螺旋卷式、圆管式、毛细管式和中空纤维式五种。前两种使用平板膜,后三者均使用管式膜。

   一般来说,在设计和实际运行过程中要求膜组件具备以下条件:①对膜组可以提供足够的机械支撑,流道通畅,无流动死角或静水区,进水与透过液分开;②能耗较小,其流态设计应尽量减少浓差极化,提高分离效果;③具有尽可能高的装填密度,膜安装和更换方便;④组件装置牢固可靠,造价低,易维护;⑤具有良好的机械、化学和热稳定性。
  5.膜技术在城市给水中的应用
  (1)水处理工艺发展过程:
  第一代:
  以混凝、沉淀、过滤、氯消毒为核心的常规处理工艺
  第二代:
  在第一代工艺后面增加臭氧、颗粒活性炭的工艺
  第三代:
  以超滤膜为核心技术的饮水净化工艺
  (2)超滤膜在水厂中的运用方式:
  新建水厂:可简化处理流程,并实现高品质出水;
  旧水厂:原有工艺不满足水质标准;

  反渗透:作为预处理工艺 

 自来水的深度处理:更高标准水质要求

  反冲洗废水回用:常规工艺难满足要求,且膜工艺可简化处理流程

  村镇小型化供水设备:紧凑设计,适合原水水质较好,分散处理的村镇供水