高郵城鎮(zhèn)廢水處理設(shè)備省時省力

　我國的社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的越來越快，同時工業(yè)企業(yè)數(shù)量也越來越多，在這種情況下我國的環(huán)境監(jiān)測任務(wù)就變得日常艱巨。現(xiàn)在我國已經(jīng)基本上將環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建立了起來，而且在環(huán)境監(jiān)測站中往往對功能齊全的分析實驗室進(jìn)行了配備。然而這些分析實驗室除了有效的促進(jìn)我國環(huán)境監(jiān)測實驗不斷發(fā)展的同時，也由于有限的技術(shù)能力和不具備有效的管理等原因而變成環(huán)境污染區(qū)。

　　1、環(huán)境監(jiān)測實驗室廢水的分類和危害

　　1.1 環(huán)境監(jiān)測實驗室廢水的來源

　　我國對生態(tài)環(huán)境的重視程度促使環(huán)境監(jiān)測實驗室監(jiān)測的對象越來越復(fù)雜，頻次越來越緊密，監(jiān)測過程中也必然會產(chǎn)生大量的廢水和各種復(fù)雜的污染物。實驗室廢水主要來自以下4個地方：

　　(1)污染源廢水監(jiān)測后的剩余樣品;

　　(2)實驗過程中使用的化學(xué)試劑、標(biāo)準(zhǔn)樣品、標(biāo)準(zhǔn)溶液等，以及過期的化學(xué)試劑溶液等;

　　(3)化學(xué)分析中試劑樣品經(jīng)過顯色、滴定等一系列的檢測工作后產(chǎn)生的溶液;

　　(4)清洗廢水。

　　1.2 環(huán)境監(jiān)測實驗室廢水的分類

　　要做好環(huán)境監(jiān)測實驗室廢水處理與污染防治工作，首先就需要分門別類地對實驗室廢水進(jìn)行分類。廢水的成分、屬性和性質(zhì)不一樣，其對環(huán)境的污染也不盡相同，而相應(yīng)的處理手段與防治措施也存有顯著差別。不難想象，如果不加統(tǒng)一處理，則不但達(dá)不到預(yù)期的處理效果，更會造成不必要的資源浪費，甚至?xí)l(fā)多次污染。對于環(huán)境監(jiān)測實驗室的廢水，從其來源角度，可大致分為以下三類：其一，在化學(xué)分析的過程中遺留下的廢液，如對樣品進(jìn)行顯色、滴定后殘留的溶液;其二，化學(xué)分析后遺留下的水質(zhì)樣品，在這類水質(zhì)樣品中，尤其是污水樣品的污染性;其三，在環(huán)境檢測實驗室存放時間較長從而導(dǎo)致過期的溶液，這類過期的溶液中，以易揮發(fā)和氧化的溶液為主。

　　而從實驗室遺留下的廢水的化學(xué)性質(zhì)入手，可將其分為以下4種：

　　(1)酸堿廢水，具有強酸性或強堿性的廢水;

　　(2)重金屬廢水，廢水中含有鉻、汞、銅、鋅、銀、鉛、福等重金屬元素;

　　(3)有機廢水，廢水中含有機化合物，如油脂類、石油類、有機酸、有機溶劑、多氯聯(lián)苯、醚類、酚類及有機磷化合物等;

　　(4)有毒廢水，這類廢水含有有毒甚至是劇毒物質(zhì)，如含有及氰的絡(luò)合物，有砷元素或游離氰等。

　　1.3 環(huán)境監(jiān)測實驗室廢水的危害

　　在環(huán)境監(jiān)測實驗室化學(xué)分析過程中，往往會遺留下具有強酸性或強堿性的廢水污染物。這些酸堿廢水進(jìn)入城市的污水管網(wǎng)系統(tǒng)后，由于其自身帶有的強烈腐蝕性，減短了污水管網(wǎng)的使用壽命，降低了污水管網(wǎng)的應(yīng)有效益。此外，酸堿廢水還會導(dǎo)致土壤板結(jié)或鹽堿化，而流入河流、湖泊還會影響水生生物的生長。在進(jìn)行重金屬項目分析的時候，會產(chǎn)生一定的剩余樣品及殘液。某些時候，樣品、殘液、直排水與原水的向外排放，都會造成周圍環(huán)境的重金屬污染。比如說，鉛、汞等重金屬離子，在“富集作用"下進(jìn)入人體，在人體內(nèi)達(dá)到一定程度，就會導(dǎo)致人體健康受損，甚至發(fā)生重金屬中毒現(xiàn)象。完成生物監(jiān)測工作后，遺留下的培養(yǎng)液、培養(yǎng)基里面含有大量有害微生物，如大腸桿菌、糞大腸菌等。如果不經(jīng)過滅菌處理就直接向外排放，容易引發(fā)諸多不利的后果。有機廢水中含有的有機化合物，進(jìn)入地下水后會加速細(xì)菌的生長繁殖。這些細(xì)菌中的有毒細(xì)菌，不僅污染居民的生活、生產(chǎn)用水，同時也危害居民的身體健康。而某些有機物氮、磷含量高，容易導(dǎo)致水體的富營養(yǎng)化等。為此，必須采取有效的措施防治環(huán)境監(jiān)測實驗廢水的污染。

　　2、防治廢水污染的有效策略

　　2.1 健全環(huán)境管理體系，強化責(zé)任意識

　　基于當(dāng)前環(huán)境監(jiān)測實驗室的某些硬件設(shè)備難以達(dá)到處理廢水的條件，實驗室必須建立一個完整的環(huán)境管理體系，評估和整改現(xiàn)有的硬件設(shè)備，在引進(jìn)處理廢水的設(shè)備設(shè)施上加大資金的投入力度，從而為實驗室監(jiān)測工作的順利開展提供強有力的保障。此外，對于一些處理難度比較高、成本比較大的廢水，實驗室應(yīng)向有資質(zhì)的社會企業(yè)購買廢水處理服務(wù)。同時，各環(huán)境監(jiān)測實驗室的工作人員必須提高自身的責(zé)任意識，認(rèn)真對待實驗室廢液處理問題，加強對廢液環(huán)境污染問題防治工作的重視程度，在廢水處理工作中不斷總結(jié)經(jīng)驗，探索新的檢測技術(shù)，逐步提高其在環(huán)境管理體系中的技術(shù)含量。

　　2.2 加強對廢水污染源頭的控制

　　環(huán)境監(jiān)測實驗室加強對廢水污染源頭的控制，能夠有效降低廢水出現(xiàn)散發(fā)性污染的概率，使環(huán)境監(jiān)測化學(xué)實驗逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榫G色化學(xué)實驗環(huán)境，為化學(xué)實驗的最終效果呈現(xiàn)提供準(zhǔn)確保障。

　　環(huán)境監(jiān)測實驗室在控制廢水污染源頭時，需要做到以下兩點：

　　(1)改進(jìn)實驗操作中的化學(xué)試劑，盡可能選擇一些低毒害成分或無污染成分的化學(xué)試劑，為化學(xué)實驗提供良好的實驗場所;

　　(2)環(huán)境監(jiān)測需要建立區(qū)域性的化學(xué)試劑調(diào)度網(wǎng)，將每個實驗室的技術(shù)力量集中起來，通過試劑調(diào)度網(wǎng)絡(luò)對外提供一些危害比較小、用量比較少，也不容易快速失去化學(xué)反應(yīng)效果的化學(xué)試劑，并采用他人提供的有效方法，使各個實驗室之間呈現(xiàn)資源共享的局面。

　　2.3 加強對廢水排放的控制

　　由于實驗室的各個設(shè)備和技術(shù)并不一致，在對廢水源頭的控制上無法保證因此，環(huán)境監(jiān)測實驗室必須有效控制廢水的排放量，進(jìn)一步完善廢水處理體系。

　　在此過程中，要做到以下三點：

高郵城鎮(zhèn)廢水處理設(shè)備省時省力

(1)環(huán)境監(jiān)測實驗室需要為化學(xué)分析實驗選擇一些能夠減少環(huán)境污染的實驗方法，從廢水排放的源頭上進(jìn)行控制。例如，在進(jìn)行含有酸堿性物質(zhì)的化學(xué)分析實驗時，可以檢測化學(xué)分析后廢液中的pH值，利用廢酸或廢堿綜合調(diào)節(jié)，使調(diào)節(jié)后的廢水能夠達(dá)到廢物利用污染防治方針的要求。

　　(2)環(huán)境監(jiān)測實驗室還需控制化學(xué)實驗過程中的采樣量，使化學(xué)分析后的廢液能夠達(dá)到廢物利用的要求。

　　(3)環(huán)境監(jiān)測實驗室還需要根據(jù)管理環(huán)境質(zhì)量的控制標(biāo)準(zhǔn)，控制一些近期不會用到的化學(xué)試劑的購買量，避免化學(xué)試劑在存放的過程中變質(zhì)而影響實驗結(jié)果，甚至?xí)俅卧斐蓮U水污染。

　　2.4 科學(xué)處理實驗室廢水

　　環(huán)境監(jiān)測實驗室在處理廢水污染物時，不同的廢水需要采用不同的防治措施，所以，環(huán)境監(jiān)測實驗室必須合理、科學(xué)地分類處理廢水污染物，杜絕出現(xiàn)混亂儲存的情況。如果分類不好，還可能會發(fā)生二次化學(xué)反應(yīng)。在處理酸堿廢水時，可以采取中和處理的方法，即利用大量的水稀釋它，使其達(dá)到可排放的標(biāo)準(zhǔn)。在處理含有重金屬元素的廢水時，可以采用電解的方法，利用直流電使其產(chǎn)生氧化還原的化學(xué)反應(yīng)，讓重金屬元素等污染物質(zhì)在陰極上發(fā)生直接性的還原。對于部分可回收的有機廢水，可以采取蒸餾或干燥等回收方式，然后再次利用。不可回收的有機廢水則可以利用多種廢水處理的新技術(shù)，比如使用Fenton試劑。對于含有砷或氰等劇毒的廢水，可以分別采用絮凝共沉法和堿性氯化法。對于生物毒性廢水，可采用高溫滅活的方法。此外，對于無廢水處理條件的實驗室，應(yīng)該嚴(yán)格分類廢水，用特定的裝置容器收集廢水，并貼上標(biāo)簽，注明該廢水的污染性質(zhì)和收集日期，密封保存，以便于后期的移送處理管理。

煤化工來水水質(zhì)COD為(90~150)mg/L，電導(dǎo)率為(3800~5300)us/cm，硬度為(800~1140)mg/L，通過投加石灰、碳酸鈉、混凝劑及助凝劑在廢水微渦流沉淀池中降低硬度、SS及濁度等指標(biāo)后自流入原水纖維濾池，通過纖維濾池進(jìn)一步降低濁度，經(jīng)過自清洗過濾器截留微細(xì)顆粒物質(zhì)，避免超濾膜被大顆粒物質(zhì)堵塞或劃傷;通過廢水超濾膜，去除SS、膠體及大部分細(xì)菌后產(chǎn)水匯集至反滲透。微渦流沉淀池、生化處理系統(tǒng)產(chǎn)生的污泥經(jīng)收集后由泵輸送至污泥板框脫水機進(jìn)行處理，泥餅外運處理。一級膜脫鹽產(chǎn)水符合生產(chǎn)裝置區(qū)回用水要求，回用給附近的化工生產(chǎn)裝置再利用。

　　一級膜脫鹽濃水進(jìn)入二級膜脫鹽處理，再進(jìn)入納濾系統(tǒng)進(jìn)行分鹽處理,納濾產(chǎn)水進(jìn)入濃水反滲透系統(tǒng)進(jìn)行濃縮與脫鹽處理,將濃鹽水濃縮5倍以上，設(shè)置除硅系統(tǒng)去除二氧化硅,再進(jìn)入高壓反滲透繼續(xù)進(jìn)行濃縮與脫鹽處理，高壓反滲透濃水進(jìn)入MVR系統(tǒng)進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，后經(jīng)強制循環(huán)氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)產(chǎn)出氯化鈉。納濾濃水進(jìn)入高壓反滲透系統(tǒng)進(jìn)行濃縮與脫鹽處理，并采用“冷凍結(jié)晶+熔融結(jié)晶+MVR強制循環(huán)結(jié)晶"產(chǎn)出硫酸鈉。氯化鈉蒸發(fā)結(jié)晶母液和部分納濾濃水一并進(jìn)入雜鹽蒸發(fā)結(jié)晶器產(chǎn)出雜鹽。

　　2、儀表選型

　　污水處理中常見的自動化儀表分兩大類：熱工儀表、成分分析儀表。隨著自動化儀表處理技術(shù)的發(fā)展，越來越多的在線分析儀表應(yīng)用在污水處理中，甚至參與加藥自動控制，在設(shè)計中要考慮到取樣和分析的代表性，確保分析儀運行正常、穩(wěn)定的運行狀態(tài)，只有這樣，才能保證污水處理裝置穩(wěn)定運行。

　　所以，在污水處理中對自動化儀表設(shè)計和選型時，應(yīng)遵循以下原則：

　　①盡量選取可以穩(wěn)定運行、方便維護(hù)、智能操作且具有較高測量精度的儀表，進(jìn)而減少儀表管理的運行和難度;

　　②除了考慮是否可以穩(wěn)定運行，還要考慮操作起來是否容易，以及是否經(jīng)濟(jì)、節(jié)能，成本和性價比較高，以降低污水處理的成本;

　　③因污水處理的水質(zhì)環(huán)境較惡劣，不僅在露天進(jìn)行測量，還常常在井下和污水中進(jìn)行測量，對儀表的要求非常嚴(yán)格，所以在選型時要結(jié)合運行環(huán)境進(jìn)行挑選，保證在測量環(huán)境中儀表發(fā)生故障的可能性較低;

　　④在特殊環(huán)境下還要考慮自動化儀表的特殊功能。如在爆炸區(qū)域要選擇防爆儀表，避免因儀表選型造成經(jīng)濟(jì)損失。

　　下面，從熱工儀表和分析儀表兩方面，結(jié)合某污水處理項目實際選型進(jìn)行具體說明。

　　2.1 熱工儀表

　　液位計選用超聲波或雷達(dá)液位計測量水池、污泥池液位，選用壓力變送器測量水罐液位;流量考慮到污水電導(dǎo)率較高，且含有泥沙等雜質(zhì)，選用電磁流量計測量泵出口流量;污水處理壓力較小，選用壓力變送器測量壓力;水處理溫度一般在0~50℃，采用熱電阻配溫度變送器進(jìn)行測量。

　　2.2 分析儀表

　　污水處理中水質(zhì)指標(biāo)是關(guān)鍵的工藝指標(biāo)，為保證分析儀的精度和穩(wěn)定性，選型時應(yīng)從以下幾方面考慮：

　　①選取精度高、穩(wěn)定性好、安裝簡單的分析儀;

　　②要注意分析儀是否能適應(yīng)當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境，尤其極寒、極熱地區(qū);

　　③要考慮水質(zhì)條件，在易結(jié)垢的水質(zhì)中要考慮使用帶自清洗功能的分析儀，或在安裝時增加清洗裝置;

　　④選取備件、試劑好采購的國內(nèi)分析儀可大大降低在線分析儀的維護(hù)難度。

　　3、控制系統(tǒng)配置及結(jié)構(gòu)圖

　　空壓站、污泥處理、冷凍機組、脫水機利用PLC實現(xiàn)就地控制，其余數(shù)據(jù)采集和控制由DCS實現(xiàn)，就地PLC通過MODBUS與DCS系統(tǒng)連接。因項目分二個階段實施，總IO點有13000點，其中膜脫鹽段約5500點，分支分鹽段約7500點，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用總線型，選擇支持PROFIBUS、MODBUS、OPC等多種方式與第三方通訊。采用對等的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，過程控制網(wǎng)直接連接了系統(tǒng)的控制站和操作站節(jié)點，采用雙重化冗余設(shè)計。同時可連接系統(tǒng)內(nèi)的任何操作節(jié)點、包括操作員站、工程師站等，還可實現(xiàn)管理信息網(wǎng)的連接，系統(tǒng)內(nèi)的每個工程師站節(jié)點，均可以通過組態(tài)文件網(wǎng)絡(luò)傳輸和共享發(fā)布的方法，進(jìn)行系統(tǒng)組態(tài)、編譯、下載等操作。