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城市污水管网担负着城市污水的收集和输送,是连接污水产生源和污水处理厂的重要的、不可缺少的环节。一般说,凡在新建市、区或扩建新区建设污水处理工程时,宜采用分流制;在已建成合流制排水系统的旧城区、小城镇等,宜将原合流制直泄式排水系统改造成截流式合流系统;在雨量稀少地区,如我国西北的部分地区或者边远小城镇,由于污水处理规模小,街道狭窄,两侧建筑密集,施工复杂,无条件修建分流制排水系统,也可考虑采用合流制排水系统。值得注意的是,当截流倍数较大时,旱季和雨季污水量相差较大,污水处理厂的进水水量及水质都随之发生相应波动,造成冲击负荷,因此在污水处理厂工艺流程设计和设计参数选择时应对该水量、水质变化进行必要的分析和校核,保证处理厂出水稳定达标。
1.2垃圾渗滤液对污水处理厂的影响
国内一些城市,特别是中小城镇,当垃圾处理规模不大,且距城市污水处理厂较近时,往往将垃圾渗滤液经预处理或不经处理直接排入城市污水处理厂。这种情况下,设计城市污水处理厂时,需十分注意由于垃圾渗滤液高浓度废水的进入而给处理厂进水带来的水质变化。处理厂规模越小,其影响越大,渗滤液处理量与污水处理厂处理规模的比值越大,对设计参数选择、设备选型及工程费、运行费等影响越大。
1.3除臭技术
随着我国对环境质量要求的提高和污水处理技术的发展,在设计污水处理厂的同时,考虑除臭设施已提到议事日程。除臭方法常用有活性炭吸附法、化学药剂吸收法、土壤法及生物法。由于活性炭吸附法去除高浓度臭气效率低且价格高;化学药剂吸收法臭气去除效率低且操作管理复杂;土壤法则适合低浓度臭气去除及占地面积大等不足,目前国内外广泛采用生物除臭法,即利用微生物除臭。该法具有适合于各种臭气浓度的脱除,且具有效率高,不产生二次污染及运行费用低等优点。因此,在我国建议采用生物除臭更为经济合理。
2影响城市污水处理系统的关键技术
城市污水属于可生化处理的中性污水,工艺技术要求并不太复杂,而城市污水处理工艺技术方案的关键因素是曝气技术的选用。
2.1曝气技术的重要地位
城市污水主要污染物成份基本都是容易被微生物分解的物质。在城市污水处理工艺技术方案中,采用曝气充氧培养微生物对有机污染物质进行分解,这一基本原理都是相同的。一般都是采取初沉、曝气、二沉、回流或排出的工艺流程;近年来还出现了曝气、二沉、回流或排出的三合一体间歇式曝气工艺。
曝气充氧是城市污水处理工艺运行中最重要的技术保障手段,也是工艺运行的动态控制核心;在城市污水处理运行费用中,动力消耗所占比例约为80%,而曝气充氧能耗又要占装置总动力消耗的约80%;由此可见,所选用的曝气形式及技术在城市污水处理工艺技术方案中的重要地位。
2.2曝气技术的基本分类
①传统的分类曝气技术传统的分类方法是按照设备性质区分的,分为三种基本形式。表面曝气—采用机械运动的方法,使水体表面不断更新与空气接触;表面曝气分为叶轮表面曝气与转刷(盘)表面曝气两种。
射流自吸—利用水体的射流作用吸入空气。
鼓风曝气—风机鼓风经曝气器扩散向水体中输入空气(或纯氧)。
②按照流体运动性质的新分类曝气技术的实质就是使气相中的氧向液相中转移,传统的分类方法难以反映曝气技术的实质问题。使气相中的氧转移为液相中的溶解氧,是通过流体运动形成气液接触界面而完成的。
2.3鼓风曝气是曝气技术的发展趋势
在城市污水处理工艺技术中,有越来越多的工程技术人员认识到了鼓风曝气技术具有动能消耗合理和充氧效率高的优点,因此鼓风曝气技术在城市污水处理工艺技术中越来越得到普遍的应用。
2.4终端设备是鼓风曝气技术的关键
鼓风曝气技术的终端是关键设备气流扩散装置——曝气器。鼓风机经管道鼓入曝气池的气相流体,最终是由曝气器对气流的扩散而产生起氧传递作用的气液接触界面;曝气充氧效率、曝气运行可靠程度的长久性、氧传递均衡性与氧供给长期稳定性等等曝气技术性能如何,完全是要取决于曝气终端设备(曝气器)的功能作用。
2.5旋混曝气器
本世纪九十年代初,我们就开始着手研究曝气器的气流扩散问题,经过大量的实验研究与运行实践经验的总结,确立了采用阻力小且无堵塞的大孔排气结构,经旋流、旋混与倒齿等多种结构扩散作用产生细泡的曝气技术,生产制造了“旋混曝气器”。从近年在湖南与广东两地的应用情况来看,旋混曝气器突出表现了效率高、可靠性好、对长期稳定运行有保障的优点,深得用户的好评。
3结语
自然系统和人工系统相结合的系统叫复合系统。市场经济条件下的城市污水处理系统,就是一个开放的复合系统。所谓开放的复合系统,是指这个复合系统,还与外界环境中的种种系统进行着交换。城市污水处理系统的整体目标是:导、治结合,实现污水处理“四化”。“四化”——一是减量化,即污水、能耗、物耗的减小;二是无害化,即污水处理的过程与结果对人及受纳水体无害;三是资源化,即污水处理后的循环回用;四是产业化,即污水处理按市场机制形成产业。
论文关键词:城市污水曝气技术工程设计
论文摘要:本文分析和论述了影响城市污水处理系统的几个主要因素,着重对曝气技术在城市污水处理工艺的主导地位和技术应用进行阐述。
参考文献:
[1]徐志嫱,魏红,黄廷林.污水采用集中或分散处理再生回用的经济比较[J].中国给水排水,2007.
[2]张丽丽,徐得潜.城市污水处理厂布局优化的经济性判据[J].山西建筑,2009.
(1)生物物理方法
基于生物特性,通过物理手段来对含铬废水进行处理即生物物理方法,又可以分为絮凝法和吸附法。絮凝法是通过微生物或者其所产生的代谢物来絮凝沉淀有害物质的,主要倚靠实验室中所培养的具备絮凝功能的微生物来完成,因为大多数微生物本身具有一定线性结构,或者具有较强的亲水性,可以和颗粒相结合,进而达到除污目的。目前该种微生物主要有十七种,比如细菌、霉菌、放线菌、酵母菌以及藻类等。之前程永华等专家就曾经研究发现,在强酸条件下壳聚糖更轻易吸附六价铬。吸附法是经过生物的离子交换、络合等各种作用来吸附重金属离子,特别是研究表明不管是活的还是死的微生物都具有较强的吸附重金属能力,可以在低浓度重金属离子的水溶液中较好地进行吸附作用。
(2)生物化学方法
即通过微生物对重金属离子的作用,使可溶性离子先转化为难溶或者微溶性的化合物,再将其去除。常用的是硫酸盐生物还原方法,在无氧条件下先是利用硫酸还原菌来将硫酸盐还原为硫化氢,然后将所要去除的铬离子和硫化氢进行反应,生成难溶或者微溶的金属硫化物沉淀进而去除,同时由于硫酸的还原作用可以相对地提高废水的pH值;或者利用氧化亚铁硫杆菌,先将六价铬还原为三价铬,再与硫化物发生反应,生成难溶或者微溶性物质进而去除。
(3)生物植物方法
就是利用植物对重金属的吸收富集来对含铬废水进行处理,如某些藻类或者凤眼莲等对重金属有强的吸收性和耐毒性的植物。先是通过植物根系来吸收过滤重金属废水,进而达到富集重金属的目的,同时避免了重金属直接污染土壤、地下水或者空气,然后对植物进行处理即可。
1.2化学法
除了利用生物法,也可以采用化学法来对含铬废水进行处理,化学法的优点是反应快、效率高、成本较低,因此化学法是国内较为常用的处理含铬废水的方法。
(1)还原法
即将特定的化学物质加入到含铬废水中,使二者发生反应生成难溶物质进而去除。较为常用的还原剂是 亚铁盐、亚硫酸盐、二氧化硫等,不同还原剂优势不同,比如二氧化硫还原剂方便处理浓度高流量大的含铬废水,而亚硫酸盐综合利用方便,只要根据实际情况选择即可。近年来有指出聚合氯化铝用以处理含铬废水的方法,因为聚合氯化铝具体要优于前面所说的还原剂,使用聚合氯化铝不仅出水水质好,可以回收利用,而且兼具PAC、PVC二者优点,所形成的絮体大而重,沉淀速率快。实际中还原法的做法是在pH值为2至4时将还原剂加入到废水中,通过这些还原剂可以将六价铬离子还原为三价铬离子,此时加入碱类改变溶液酸碱度,使得pH位于8至9之间,以便三价铬形成氢氧化铬沉淀,即可除去。
(2)电解法
即通过格栅去除较大颗粒悬浮物后,通过电解槽电解含铬废水,使阳极铁板溶解出亚铁离子,然后使用亚铁离子在酸性环境下将六价铬离子还原为三价铬离子,此时阴极板上析出氢气,溶液酸碱度渐渐上升,三价铬离子即可自行沉淀。
1.3物理法
通过对外部能量以及化学位差的利用可以对多成分的溶液进行物理上的处理,比如膜萃取、离子交换树脂、超滤、电渗析等。像通过电渗析来除铬,就是在直流电场作用下,利用离子交换膜对溶液中阴阳离子的不同的选择性来对溶液的铬进行分离。当然也可以采用物理吸附方法,利用常见的活性炭、泥煤、硅藻土等吸附剂来对含铬废水进行处理,在一定程度上处理工艺简便易行。
传统的给水管材一般采用镀锌钢管,由于镀锌钢管易锈蚀,使用寿命短,用于输送生活用水不能满足水质卫生标准等缺点,建设部正大力推广塑料给水管的应用。许多地市已明文规定:禁止设计使用镀锌钢管,推广使用塑料给水管,与金属管道相比较,塑料水观具有重量轻,耐压强度好,输送液体压力小,耐化学腐蚀性能强,安装方便,使用寿命长等特点。目前排水管道普遍使用塑料管道,但是普通UPVC管道的排水噪音要比铸铁管高,若排水立管靠近卧室,加上现浇楼板的隔音效果较差,住户能明显感觉到排水管道的噪音,降低了生活质量。所以卫生器具布置时要尽量考虑使排水立管远离卧室和客厅,管材尽量考虑新型降噪产品。芯层发泡UPVC管道和UPVC螺旋管则能明显降低噪音,市场上也新出现了一种超级静音排水管则假如了特殊吸音材料,噪音低于排水铸铁管,在室内排水设计中,可以考虑使用超级静音排水管,要尽量使排水立管远离卧室和客厅,以减少对居民用户的噪音污染。超级静音塑料管道安装时还要注意搬运和安装管道时应避免碰撞到尖锐物体,以防管道破损。管道安装过程中,应防止油漆等有机污染物与管材、管件接触。安装中断或完毕的敞口处,一定要临时封闭好以免杂物进入。
二、管道敷设
(一)给排水立管的敷设
1.立管安装在厨房、卫生间的墙角处。在以往的住宅设计中较多采用这种施工方便的敷设方式,但明露管道有碍居室美观,所以在二次装修时需要用轻质材料隐藏。管道明装在室内时,应注意要不影响厨房、卫生间各卫生设备功能的使用。
2.立管装在建筑物外墙阴角处,要尽量避免管道全天暴露在阳光直射下,导致管道爆裂。管道如果在外墙敷设,会影响建筑美观,不便于维修。
3.敷设在管道井内。这种方式使居室洁净美观,但管道井占用了卫生间的面积,且管道施工、维修都比较困难。卫生间设立集中管道井,把给水管、排水管都集中在管道井里布置,这是小康住宅厨房、卫生间居住文明的重要体现。在中高档的商品房建筑方案设计时应考虑卫生间管道井的设置,这样既可以提高卫生间的使用质量,又可解决硬聚氯乙烯排水管水流噪声大的问题,提高居室的环境质量水平。
4.在实际应用中经常遇到排水立管无法穿越楼层伸出屋面的情况,此时只能加大排水管径以增加排水能力,因为排水效果不理想,容易形成负压进而破坏水封,若在立管顶部设置吸气阀即可解决,吸气阀在负压时即会自动开启吸气,正压时关闭,使臭气无法逸进室内。
(二)给水支管敷设
住宅给水支管管径一般de≤32mm,小管径的塑料给水管,呈弯曲状态,故住宅给水支管提介采用暗设。给水支管暗设的方式有:
1.暗设在砖墙里。施工时在砖墙面开管槽,管槽宽度为管子外径de+20mm,深度为管子外径de,管道直接嵌入管槽,并用管卡将子固定在管槽内。
2.小管径给水支管de≤20mm,可暗设在楼(地)面找平层里。施工时在楼(地)板面上开管槽,槽宽为de+10mm,深为1/2de,管道半嵌入管槽里,并用管卡将管子固定在管槽内。
3.墙体内埋水管,要做到合理布局;槽内抹灰圆滑,然后在凹槽内刷防水涂料,提倡水管凹槽做防水;管道施工完毕,应由土建统一抹灰,并在墙体上统一用红油漆或水泥浆把管道走向在墙体上标记清晰。
(三)排水支管敷设
住宅室内排水横支管应敷设在本层套内,这样排水横管渗透时可避免污水进入邻户,管道维修时也不会影响到邻户的正常生活。即使管道有安装和使用问题,也可以很轻易地在本层户内解决。
三、卫生间器具布置
目前无论经济适用房还是中高档商品房,其卫生间均可设计成无外窗(或高窗)的内室(卫生间)和外室(洗涤间),面积宜为6平方米以上,内外室用不通顶的毛玻璃推拉门隔开,便于通风,外室中设置洗脸盆和洗衣机的预留位置,内室中设有浴盆(或淋浴器)、大便器和拖布池,经济适用房可不设浴盆仅在内室一角设置淋浴器其下设置集水池内置排水栓集水池可砌300mm高,面积以1人使用为宜平时可作为室内拖布池使用;中高档商品房可在内室便于管路敷设处设置尺寸适中的拖布池。
四、水表户外设置问题
水表设在户内不但增大了抄表的工作量而且使住宅的安全性和私密性大大降低,随着电表热表的相继出户,住宅的分户水表或分户水表的数字显示也宜设在户外,多层住宅水表户外设置主要有以下两种形式:(1)把普通水表(含热水表)换成远传水表由1根信号线连接水表与数据采集机再传至智能管理(微机)处,它的优点在于节省大量人力抄表数据准确,缺点是造价高,在物业管理完善的中高档商品房住宅小区可采用远传水表,它是今后水表应用发展的方向。(2)对于大多数住宅可将普通水表设在户外管道井内,水表集中设置(水表组)在底层,各层住户给水支管在管道井内敷设,也可在建筑物阴角处沿外墙敷设;这种方式增加给水支管敷设长度、管道沿外墙敷设影响建筑物美观,但工程造价低。水表出户布置的方式选择,须结合住宅厨房、卫生间平面布置特点和开发商的具体要求
五、空调冷凝水排放问题
空调在现代商品房中被广泛应用,若无组织地排放空调凝结水容易引起上下楼层居民纠纷。建筑给排水设计时应充分考虑多数住户的生活习惯,预留空调板并设计凝结水排水管,可在预留空调外机位置旁设置冷凝水排水管,排水管应设专用管道并散流至附近雨水口,不宜直接接入雨水井。排水立管选用PVC-U排水管de40,在每层空调机高度预留排水三通,便于空调机排水软管直接接入。
六、家用热水器的设置
2在造纸废水处理中的应用(1)造纸废水水质与处理方法。造纸行业是消耗大量水的大户,废水排放,对环境污染十分严重。不同成分的纸浆和造纸产生的工业废水也不同,一般对于污水处理采用的措施有:化学沉淀、活性污泥、药浮、气浮等传统措施。然而,用这些处理措施通常达不到排放标准,尤其是活性污泥工艺,夏季高温影响了活性污泥处理过程的效率,活性污泥厂消化处理造纸废水中芳香族化更难。近年来,随着渗透膜分离介质(UF)、(NF)、(RO)、(ED)等措施处理纸浆、造纸废水,国内外都进行了研究及开发应用。在造纸废水中有许多有价值的化工产品,如木质素、木质素磺酸盐、香兰素,可以在膜处理中回收,净化水可用于造纸过程,所以膜技术10多年来的污水处理厂在世界造纸工业中建立及运行。(2)膜法处理纸浆造纸废水工艺。膜系统的设计,膜和装置类型的选择,都要注意。由于造纸废水的温度较高,pH范围较宽,因此应选用耐温和耐化学药品的高分子膜,如聚砜、聚砜酰胺、含氟聚合物及其他一些聚合物制成的UF膜、RO膜,以及聚乙烯异相阴、阳离子交换膜等。由于废水成分复杂且含量较高,因此应选用流动状态较好的管式、板式的UF、RO装置,才能获得较满意的处理效果。(3)膜工艺处理造纸废水。1)膜系统的设计。①膜和设备选型,由于造纸废水温度比较高,pH值范围也比较广泛,所以我们应该选择高分子膜并耐化学腐蚀,例如聚砜、聚砜酰胺、含氟聚合物和其他聚合物制作的UF膜、RO膜和聚乙烯异相阴、阳离子交换膜。由于废水成分复杂,含量较高,所以我们应该选择流动状态好管式,板式的UF、RO装置,可获得满意的处理效果。②膜系统的选型设计,UF膜RO膜法或ED法,在恒定的操作条件下对造纸废水处理时,透水通量随溶液浓度的增加而明显降低。从膜分离方法的特点来看,有几种不同的设计方法。如图1所示。图1(a)为RO工厂运作模式,对低浓度的废水,效果特别明显,当液体通过膜组件时,通常可以去除5%~20%稀溶液。图1(b)的措施更适合于超滤系统,因为系统中的组件数量少,回路中的溶液可以不断循环,浓缩到所需的浓度。然而,该方法的性能不高,因为膜几乎总是在高浓度废水中。图1(c)所示是一个多段连续系统,供给液在每一段都经过一定的循环浓缩,最后浓缩到所需浓度。所以,。图1(c)的运作模式更适合于超滤,纳滤和反渗透系统。2)膜法处理工艺流程。图2为按照图1(c)的概念面设计的多段连续过滤膜系统。图2中,废水过滤后被泵入在膜的每一段元件中,渗透和和浓缩液集中在各出口。系统中带有可用蒸汽或冷却水进行恒温的热交换器。过生产线上膜系统末端的折光仪或通过控制料液和浓缩液流量比例的控制器来控制浓缩液的流量和固体含量。渗透液和清洗剂的混合物作为定期清洗膜的清洗液。
二、膜技术发展方向
现有膜对无机分子的截留不好,从而影响了它的使用。所以,对膜分离技术发展很有必要性。当前,研发新的膜材料已成为膜技术发展的新趋势。目前,废水处理中膜技术未来的发展方向有以下几点。(1)膜材质和表面性能的变化,通过研发高强度、长寿命、抗污染、高通量膜材料,可以减少膜的污染。(2)开发复合薄膜材料,加强各种膜新材料和复合膜工艺的开发,特别是生产高强度、寿命长、抗污染、高通量膜材料。(3)化学稳定性高,抗污染能力强,抗菌的新型膜研制,尤其是性能优良的有机膜与低成本的无机膜的研制。(4)膜分离和其他膜分离工艺技术的结合,开发新型的膜分离工艺,成功地处理了膜堵塞问题,如果把不同的膜技术进行组合使用,或者和常规的水处理技术进行结合应用,大大提高处理效果,降低处理成本。(5)研发新的膜组件及膜分离技术工程的一些设备,例如高压泵、计量泵精密过滤器。大部分设备由于质量问题而影响了膜装置的作用,所以要加强这方面的工作。
1探究并剖析水利水电工程基础施工技术
在我国水利水电工程建设中,基础施工技术的应用情况直接关系到整个工程项目的建设质量,这是因为基础工程承担着重要的荷载作用,再加上水电工程施工建设结构和地理位置的特殊性等,这些都会对建设产生不同程度的影响,因此,工程在建设中,一旦出现技术不达标或者是不按照相关建设要求进行,极易导致整个水利水电工程出现严重的质量缺陷和不安全事故等。这种情况下,必须要通过加强基础施工技术来确保整个水利水电工程的建设质量,重视施工技术和工艺,才能避免该项工程在建设过程中出现的风险事故,确保建设质量。水利水电工程作为国民经济的支柱行业之一,为经济和储备能源资源发挥着非常重要的作用,在很大程度上弥补了我国能源分布不均匀、地区性能源缺陷等局限性,所以确保该项工程施工技术并做好施工建设的质量控制十分关键。就基础施工技术而言,通过提升自身施工质量来保证整个水利水电工程的建设质量。笔者结合自身工作实践及水利水电工程施工资料,总结并归纳出几点有关基础施工技术,具体表现在:①锚固技术。锚固技术作为基础施工建设的常用技术之一,该技术的作用是:提高水利水电工程结构的整体性能。由于我国大部分水利水电工程建设在复杂的地理环境下,如山区等,锚固技术的应用能够减少施工过程中的人力、物力和材料等,保证施工工程稳定性、可靠性的前提下,进一步提高工程的建设效率,此外,这种技术还能够在一定程度上避免对周围自然环境对工程建设带来的不利影响。②水泥土加固技术。该技术是一种非常常见的地基处理技术,在应用过程,通过控制拌合来保证施工质量。但要注意在拌合过程中要确保水和水泥的强度,只有重视这两大因素,才能帮助施工单位来提升工程建设的质量。工程界将水泥土加固技术应用到水利水电工程的建设中,其目的是:保证整个工程的地基承载能力,提高其稳定性。所以施工技术人员要控制好水泥灌浆的深度(50cm左右)、土壤质量等因素,确保施工质量符合建设标准,避免出现质量缺陷及其他不良影响。③预应力管桩技术。该技术主要采用锤击灌入或者是静力压入等方法,将桩送入地基持力层的一种常用地基处理方式,将其应用于水利水电工程的基础施工中,能够帮助施工单位进行质量检验。一旦出现质量问题时,则需要及时制定解决策略,确保预应力管桩技术的整体质量符合建设标准。除此之外,基础施工还包含软土处理技术,该技术应用时,一般采用重锤夯实法、排水固结法、挖出置换法等方法,对水利水电工程建设中的软土地基进行处理,最终确保基础工程的整体性能满足其承载力的要求。
2控制水利水电工程基础施工技术的对策
针对上述基础施工技术及其在水利水电工程施工中的应用情况,为了进一步规范基础施工技术,保证基础施工技术在水利水电工程中的建设质量,发挥该项技术的稳定性、牢固性等作用,笔者阐述了上述锚固技术、预应力管桩技术、水泥土技术等,并结合实践经验,从实际情况出发,提出几点有关控制水利水电基础施工技术的对策和建议,希望这些建议能够进一步提高施工技术的应用质量,更好的满足工程项目建设的要求,具体包括以下几点:
2.1完善机制,加强施工管理
水利水电工程项目在建设过程中,必须严格按照国家行业标准制定科学的管理制度,以此来加强基础施工的管理。另外,在施工建设中,还需要结合施工现状,及相关数据,及时排查工程项目建设过程中存在的质量问题及安全隐患,制定有效的解决对策,进一步提高水利水电工程的建设质量。
2.2创新技术
科学技术的迅猛发展,为各行各业提供了诸多技术保障。在水利水电工程的基础施工建设过程中,使用的设备要以先进的技术进行定期检修,并且要不断改进设备的使用性能,这就提出了创新技术的理念。所以施工建设单位要定期对施工人员和技术人员进行培训,不断提升他们的专业理论水平和技术操作水平,同时要求他们要熟练掌握各个设备的使用方法和新材料的使用情况,从而进一步提升基础施工的建设效率。
2.3提倡使用GPS定位系统
GPS定位系统应用于水利水电工程的基础施工中,能够大大提高该项目的建设效率和质量,并且在一定程度上减少了工程投资。GPS定位系统主要利用卫星的连接,对水利水电工程的基础施工进行信息搜集,并与地面定位技术进行对比,以此来为施工提供技术保障,精确相关测量等。总之,将GPS定位系统应用到水利水电工程的基础施工中,对于促进整个工程项目的技术发展有着积极的影响。
3结语
综上,水利水电工程项目建设的质量直接影响该项工程的使用情况及使用年限,同样也是关系着人们生产生活,所以,要通过加强基础施工技术来保障整个水利水电工程项目建设质量。文中在研究基础施工技术过程中,分别从:锚固技术、水泥土加固技术、软土地基基础及预应力管桩技术方面进行探究并剖析,促使其为水利水电工程项目创造了良好的条件,保证整个工程顺利进行。尽管如此,但该技术在应用过程中,还存在一些质量缺陷、技术不到位等问题,诸多因素限制了施工进度,所以,在后期施工应用中,需要技术人员注意施工质量控制要点,不断总结施工经验,从实践工作情况出发,更好的把握基础施工的各个环节,从而推动我国水利水电工程的建设步伐。
作者:李莎 单位:广东省水利水电建设有限公司
参考文献:
①设备构造简单、所需购置成本不高、能耗相对较低,而且在进行分离时不需要任何帮助分离的介质;
②由于旋流器的体积较小,所以设备在安装方面难度系数小,一旦调试好,就能持续、稳定地工作;
③分离效率高、适应力强,受外界影响较小,工作的温度及压力只受旋流器结构材料的影响。尽管如此,旋流分离技术也存在一定的缺陷:首先,在液体流动时,会产生剪切作用,如果设计的参数有误,容易导致含油污水中的油滴被打碎乳化的情况出现,进而使分离达不到预期的效果;其次,由于物料的性质存在差异,所以在旋流器的结构大小和操作条件等方面,不同的油田需求也不相同,这就造成了旋流器大多不能通用;最后,在乳化油的处理上,旋流分离技术仍有待提高。
(2)国内应用研究现状。经国内外专家多年的努力,在旋流分离数值模拟分析、旋流管外特性研究等方面,旋流分离技术取得了重大进展,对这项技术的研究也正趋于规范和完善,目前正准备将初步的研究成果转向产品化。从总体上来说,我国在含油污水的处理问题上,其技术相对较为落后、发展条件不足、人员管理较为松散、组织管理水平低。基于上述情况,对静态液—液旋流分离技术的研究还需要深入探讨。
(3)未来研究发展趋势。要想使液—液旋流分离技术得到更好的应用,不仅需要改进它的一些特性,如设备特性、介质特性及操作特性,而且需要对系统进行全盘设计,以提高系统的工作效率。其中,液—液旋流技术研究的主要方向是开发新设备,以低阻高效为设备的开发标准。此外,新型旋流管的研发也十分重要。经过多年的研究与创新,旋流管在结构上有较大改进,其参数也得到优化。除了了解该项技术的基本特性外,未来研究的一个重要领域是动态液—液旋流分离技术。根据国外研究的相关数据表明,动态水力旋流器的除油效果相比静态水力旋流器除油效果更佳,尤其是对于那些细微的油滴。此外,应用这项分离技术耗能相对较小。
2膜分离技术处理采油污水
膜分离技术是超精细过滤器技术中常见的一种采油污水处理技术。膜分离技术能够有效地处理采油污水,它主要是利用膜的选择透过性来开展工作的。如果油粒子的粒径为微米量级,用机械方法进行前处理。现阶段,膜分离技术的产生使得传统的分离技术被淘汰。根据ACHEMA展览会的记录可以发现,目前发展速度最快的过滤与分离技术即为膜分离。膜分离技术的发展主要表现在以下两个方面:首先,国外利用自身先进的科技条件,开发出多种膜制造技术,金属材倒膜、空心纤维膜和液膜等结构都是其重要的研究成果。其次,在膜分离技术的发展方面,已对有机聚合材料进行了开发,像聚乙烯、聚丙烯、聚矾等。膜分离技术的发展除了表现在以上两个方面,还有一种复合膜。这种复合膜是将有机聚合材料与膜制造技术相结合的。
2.1超滤膜的应用现状
根据相关文献记载,超滤膜法处理乳化油废水在国外已有几十年的历史。在20世纪80年代,西德已有超过250个超滤膜设备投入使用。相关资料显示,每套设备处理含油乳状液的能力为l~20m3/d。这个时期,膜组件分为卷式、板框式和管式三种。到80年代末90年代初,膜生产单位的分离技术取得了进步,能提供系列膜设备。现今,上海宝钢通过使用AbCor公司的管状膜大型超滤设备,将乳化油废水进行处理,效果明显。张玉忠等人曾经做了一个实验,这个实验的主要内容为:把自行研制的MTB—I型耐温中空纤维膜与MTB—V型加拿大的中空纤维膜的处理效果进行对比。根据实验的结果,可直接得出一个结论:对于未经处理的含油率高的污水,效果欠佳,与国外差距较大;对经过预处理的含油量低的污水进行处理,效果明显。
2.2膜器的研究进展
由于依靠改变流动状态或设置流道障碍的传统静态十字流膜滤技术已经不适应时代的发展,目前,技术人员已经转移了工作重点,重点开展新型膜器的研究,主要是对其进行利用膜运动施加离心力和外加场力两种方式的研究。膜生物反应器污水处理技术就是新型膜器研究下的产物,它使得污水生物处理工程中的生物反应器与膜分离技术中的超滤组件结合在一起,这不仅提高了工作效率,还能降低能耗。由此可见,它的发展前景还是相对较好的。在油田污水中,受技术条件的限制,一些问题的处理不够彻底,所以研制一种多强化方式的膜滤设备是十分有必要的;同时,需要建立对应的过滤理论模型,并研究其分离机理。随着科技的进步,膜分离技术在油田采出水处理中的应用力度不断增加。其特点主要体现为精度高、易自控化。受我国过滤技术水平的影响,以及经济条件的限制,其在大型工业化规模中投入使用的条件不够成熟。笔者认为,膜分离法的核心技术问题体现在高效高渗透性膜和提高处理量两方面,但实践起来相对困难。综上所述,对膜器的研究提出了更高的要求。
3过滤分离技术的展望
纵观我国过滤分离技术研究的成果,主要集中在过滤器和过滤装置方面,其最终目的都是为了使流体系统得到净化。在一些发达国家,已经深入对这种技术进行了探讨,并且耗费了许多时间及精力。在过滤分离技术领域,我国没有取得突破性成就,甚至没有一套完整的过滤分离技术的科研生产体系。值得提出的是,我国的过滤材料没有在研制计划内。另外,在过滤分离技术方面,还存在一些技术标准、测试设备和质量控制等不完善的情况。在未来对过滤分离技术进行研究时,应重点放在过滤材料及过滤器方面。
可持续发展路线的实施,增加了我国各级政府对环境保护的熟悉和治理力度。城市污水处理,作为一个城市发展程度的重要标志,其实施效果已经成为了评价城市发展程度的重要指标。城市污水处理的效果不仅仅关系到城市所在地周边的环境保护,更关系到下游城市人们的身体健康以及经济发展。加快城市污水处理建设,加快城市污水处理新技术的应用,促进城市和谐发展以及可持续发展路线的实施,是目前我国城市污水处理相关部门的首要任务。
1.我国城市污水处理目前状况分析
目前我国城市污水处理的面临着重要的考验,现有污水处理系统已经不能满足日益增加的城市污水量。而工业废水、日常生活排放污水在城市内部的流向对流经城市的河流以及浅层地下水也都有着不同程度的污染。这也使得我国多数城市水源受到污染,加大了城市生活用水处理的费用,加剧了我国城市废水污染程度。近年来为了加快我国可持续发展战略目标的实施、促进我国水资源优化、保护环境,我国很多城市已经开始了对城市内污水流向的治理,减少污水在城市内流向对浅层地下水的污染。同时大力应用新的废水处理技术,加快污水处理建设,为我国可持续发展路线的实施打下坚实的基础。
2.城市污水处理新技术分析
2.1曝气生物滤池技术分析
曝气生物滤池是一种经过改良的新一代上向流曝气生物滤池。它既可以用于污水的二级处理,也可以用于处理出水需要回用等其它要求的污水深度处理,并且能够达到很高的排放水质标准。由于曝气生物滤池工艺将滤池和生化反应器结合起来,因此不再需要沉淀池;占地面积小,是常规工艺的1/4~1/5,节省大量征地和地基处理费用;池容小,土建工程量比其它工艺少20%~40%;全部模块化结构,改扩建轻易,工期短;上部出水为清水,滤头不易堵塞,检修和更换轻易。无需放空滤池中滤料;可对厂区进行全封闭,无臭味污染,视觉和景观效果好;不需要单独的反冲冼水和反冲洗水泵,降低了设备投资和运行费用;穿孔管曝气,节省设备投资和维护费,效率高。而膜式曝气头通常在运行两年后开始丧失其效率;自动化程度高,操作人员少;低温运行稳定,受温度影响很小;由于其具有连续的物理过滤能力,一旦生物反应发生新问题,滤池仍可去除绝大部分的悬浮物;而且仅需要几天即可恢复生物处理能力,而活性污泥法需要几个星期才能恢复;由于其具有的众多有点,我国已经在2002年在广东南海新建了一座设计流量为50000m3/d的新型曝气生物滤池污水处理厂,从近6年的处理运行情况来看,运行稳定,处理效果好,是投资较少的一种新技术应用典型。
2.2天然有机化学污水处理技术的分析
天然有机化学在污水处理方面的优势已经被人们认可,也使得其在污水处理中的发展前景越来越好。化学混凝和生物法共同功能污水处理法已经成为了天然有机化学污水处理发展的新方向。该工艺能有效去除水中的颗粒物、磷和氮,使出水水质达到一定的水平。有些国家把化学混凝法加生物处理作为主要的处理方法对城市生活污水进行处理,如挪威、瑞典、丹麦,其70%的污水都用混凝法+生物处理。其它一些国家如美国和香港用一种叫做化学强化一级处理法,该法比化学混凝法需要的混凝剂量更少,但足以去除大部分磷同时大大加快沉降速度。
世界上最常用的混凝剂为铝盐和铁盐,也有一定数量的有机聚合物作混凝剂或助凝剂。水和污水中的污染物去除是通过已知的机械原理即破坏胶体的稳定性而混凝,或者是化学药剂和固体水解产物共同沉降来完成。混凝法的效率是受混凝剂的物理及化学特性、进水及工艺条件等因素的影响。
污水处理无疑是要花钱的。新问题是要找到一种不仅投资少而且长期运行费用低的最经济最有效的方法。根据欧洲污水处理经验,要去除95%的BOD和90%以上的磷并且脱除85%氮,则化学强化一级处理+生物处理是最经济有效的。化学处理法非凡是在工业污水比例大、污水水质日/年变化大时更显其最经济有效。在快速发展的工业化城市,企业排放的污染物会影响甚至破坏传统的生物处理过程,而化学处理法在这方面具有许多的先进性,能处理很多不同的污水,能承受很大的冲击负荷。对实际污水处理工程而言,首先用化学法进行污水处理探究,不仅能承受冲击负荷,将污水处理到一定的程度,还可以了解污水的组成和变化情况,为较易受污水冲击负荷、毒性物质影响的生物处理提供保护。种种优势预示了天然有机化学污水处理的良好发展前景。
2.3污水生物处理方法分析
生物污水处理是用生物学的方法处理污水的总称,是现代污水处理应用中最广泛的方法之一。主要借助微生物的分解功能把污水中有机物转化为简单的无机物,使污水得到净化。按对氧气需求情况可分为厌氧生物处理和好氧生物处理两大类。厌氧生物处理系利用厌氧微生物把有机物转化为有机酸,甲烷菌再把有机酸分解为甲烷、二氧化碳和氢等,如厌氧塘、化粪池、污泥的厌气消化和厌氧生物反应器等。好氧生物处理系采用机械曝气或自然曝气(如藻类光合功能产氧等)为污水中好氧微生物提供活动能源,促进好氧微生物的分解活动,使污水得到净化,如活性污泥、生物滤池、生物转盘、污水浇灌、氧化塘的功能。污水生物处理效果好,费用低,技术较简单,应用比较简单。当简单的沉淀和化学处理不能保证达到足够的净化程度时,就要用生物的方法作进一步处理。生物处理中要非凡注重把握净化污水的微生物的基本特征,满足其要求条件;污水中BOD和COD比值要大于0.3。温度影响较大,冬季一般效果较差。
3.加快分流制排水管网的推进,促进污水处理的实施
我国原有城市排水管网多位合流制排水管网,其是通过在城市中铺设一套排水管网用来排泄污水和径流雨水。这样的排水管网导致后期在进行污水处理时加大了处理量,增加了污水处理费用。而目前较为先进的分流制排水管网,是在城市中设两套独立的排水管网,分别排泄污水和径流雨水。这就使得在后期进行污水处理过程中,可以不对径流雨水进行处理,只针对污水进行处理,大大降低了污水处理费用。铺设分流制排水管网的费用和合流制排水管网污水处理费用相比,分流制虽然一次性投入较大,但是综合比较可以发现,其在管网运行多年后,总体费用只占合流制管网污水处理的42.7%。因此,加快我国老城区合流制管网改革,在建设新城区时积极采用分流制排水管网设计是污水处理发展的必然方向。
结论
城市污水处理新技术的不断涌现,为城市污水处理提供了更过的选择空间。同时也使得我国污水处理技术正在向着国际化的标准迈进。通过新技术的应用及人们对日常生活中无磷清洁用品的广泛使用,减少有害污水的产生,为我国环境保护打下坚实的基础。
参考文献
[1李笑雯.城市废水处理技术[M.化学工业出版社,2006,7.
[2梁国庆.城市污水处理生物技术分析[J.农业技术,2007,8.
二.解决水危机的途径--海水淡化
地球表面的2/3被水覆盖,可谓水资源极为丰富,但地球上水的总储量中97%是咸水(包括海水和苦咸水),在余下的3%的淡水中,又有77%是人类难以利用的两极冰盖、冰川、冰雪。人类实际可利用的淡水只占全球水总量的0.7%,而且大部分属于不可再生的枯竭性地下水。
解决淡水紧缺问题有很多途径,核心原则是"开源节流",地表水资源较丰富地区,可建蓄水工程;地表水资源贫乏地区,可实施跨流域调水;海水和苦咸水淡化;此外还有废水利用、治理水污染、节约用水等。
"开源"方面,在我国,地下取水已受到越来越多的限制,为此几十年来兴建了一批大型蓄水工程和跨流域调水,并大力提倡和推动污水回用和水的再利用。但兴建新的蓄调水工程,投资比过去大大增加,而跨流域引水则随着调水距离越来越远,调水成本越来越高,加上被引水地区的环境危害和间接经济影响以及引水的质量问题,远距离调水的传统办法正受到越来越多的质疑。而最为关键的是,这些措施并没有从根本上增加淡水资源的总量,我国淡水紧缺的问题依然十分严峻。
我国海岸线的总长为32647公里,被列为海洋大国,而且沿海和中西部地区拥有极为丰富的地下苦咸水资源,在地下取水和跨区域调水受到越来越多的条件限制的情况下,开发利用海水和苦咸水资源,进行海水(苦咸水)淡化就成为开源节流、解决我国淡水紧缺的一条有效的重要战略途径。而且,发展海水(苦咸水)淡化技术,向大海要淡水也已经成为当今世界各国的共识。
三.海水淡化技术及发展
1.海水淡化方法
海水淡化,亦称海水脱盐,是通过装置和设备除去海水中盐分并获得淡水的工艺过程。海水淡化的方法可分为蒸馏法和膜法。
海水淡化的蒸馏法主要有:多级闪蒸(MSF)、低温多效(LT-MED)和压汽蒸馏(MVC)三种技术。前两种技术主要采用蒸汽作热源,多与电厂结合、抽取透平的乏汽制造蒸馏水。压汽蒸馏技术是利用热泵蒸发技术,它仅使用电能,应用对象主要是没有热源的岛屿地区。膜法主要指反渗透(RO)技术,它利用半透膜,在压力下允许水透过而使盐分和杂质截留的技术。
海水淡化是当今世界竞相研究的高新技术,美、法、日、以色列等国的技术已经非常发达,而且已形成海水淡化产业。我国的海水淡化技术研究始于50年代,经过40多年的发展,也培养和锻炼了自己的海水淡化专门人才,组建了一些专门科研开发机构,在蒸馏淡化、反渗透两大技术领域,经过几个五年计划的攻关,多项工程的实践,已具有较丰富的经验。但由于人们对海水淡化的认识不完全,国家经费投入少,使这项技术不能得到很快地发展。
2.海水淡化的能耗与成本
在海水淡化技术已成熟的今天,经济性是决定其广泛应用的重要因素。在国内,"成本和投资费用过高",一直被视为是海水淡化难以大胆使用的主要问题,但实际上这是一个"认识"问题。
目前世界上常用的淡水取用方式主要有地下取水、远程调水和海水(苦咸水)淡化三种。开采地下水作为一个重要的开源措施,工程量小、成本低,这是很吸引人的优点,但地下取水受资源条件限制很大,而且许多地区多年来由于过度开采地下水,已形成地下漏斗,造成房屋倾斜,甚至导致了海水倒灌等环境危害,地下水的开采已经受到制约。
远程调水,目前并没有把工程投资费用以及被引水地区的间接经济损失计算在内,仅以日常运行费用、管理费计算其成本,这与真正成本相差很大。其实引水工程,除了巨额的投资之外,还要占用大量耕地,还存在被引水地区的环境危害等问题。如引黄济青(岛)工程,占地达6.2万亩,还会造成黄河断流、植被破坏等生态环境问题,而生态环境的破坏在经济上是难以估量的。80年代实施的引滦入津工程,时至今日每立方米成本仍达2.3元左右,距离天津市民的用水价1.4元有0.9元的政府补贴。专家预测,南水北调工程实施后,长江水流到北京,按现行不变成本计算,综合成本在5元/立方米以上,甚至有专家预测每立方米将达20元。美国有资料认为,远程调水超过40公里,成本将超过海水淡化。
对于海水淡化,能耗是直接决定其成本高低的关键。40多年来,随着技术的提高,海水淡化的能耗指标降低了90%左右(从26.4kwh/m3降到2.9kwh/m3),成本随之大为降低。目前我国海水淡化的成本已经降至4-7元/立方米,苦咸水淡化的成本则降至2-4元/立方米,如天津大港电厂的海水淡化成本为5元/立方米左右,河北省沧州市的苦咸水淡化成本为2.5元/立方米左右。如果进一步综合利用,把淡化后的浓盐水用来制盐和提取化学物质等,则其淡化成本还可以大大降低。至于某些生产性的工艺用水,如电厂锅炉用水,由于对水质要求较高,需由自来水进行再处理,此时其综合成本将大大高于海水淡化的一次性处理成本。可见,如果抛开政府补贴等政策性因素而单从经济技术方面分析,海水淡化尤其是苦咸水淡化的单位成本实际上是很有竞争力的。
在我国,由于受计划经济的影响,长期以来一直没有良性的水价形成机制,自来水的价格与价值严重背离,政府负担着巨额补贴,自来水的价格普遍偏低,目前自来水的价格一般为1.5-2元/立方米,随着淡化技术的不断进步和产业化规模效益的显现,海水(苦咸水)淡化的成本将会越来越低。2000年10月总理在南水北调座谈会上强调:"要建立合理的水价形成机制,逐步较大幅度提高水价,充分发挥价格杠杆的作用"。随着淡水资源的日趋缺乏,各个城市节水措施已经出台,实行自来水限量使用,超标加价。由此可以预见,在不久的将来,一方面海水淡化成本不断降低,另一方面自来水的价格不断上涨,两者将越来越接近,自来水价格甚至将高于苦咸水淡化的成本,海水淡化的成本问题将得以解决。成本问题的解决将会对海水淡化的广泛应用及产业化进程产生极大的促进作用。
四.建立海水淡化产业刻不容缓
1.国内外海水淡化产业
早在400多年以前就有人提出海水淡化的问题,进入20世纪后,海水淡化技术随着水资源危机的加剧得到了加速发展,70年代以来,更多的沿海国家由于水资源匮乏而加快了海水淡化的产业化。目前,无论是中东的产油国还是西方的发达国家都建有相当规模的海水淡化厂。沙特、以色列等中东国家70%的淡水资源来自于海水淡化,美国、日本、西班牙等发达国家为了保护本国的淡水资源也竞相发展海水淡化产业。截至1997年底,全世界单台产量在100吨/日以上的海水淡化设备,日产水量就已达2300万吨,且一直以10%-30%的速度增长,由此带动了淡化水产品提供、设备制造、工程安装、技术服务等整体海水淡化市场的巨大需求。目前世界上每年海水淡化市场的成交额已达数百亿美元。在我国,海水淡化年产量也已超过了千万吨。
中国是继美、法、日、以色列等国之后研究和开发海水淡化先进技术的国家之一,继西沙群岛日产200吨电渗析海水淡化装置成功运行后,又先后在舟山建成了日产500吨反渗透海水淡化站,在大连长海建成日产1000吨海水淡化站。日前,我国最大的日产18000吨苦咸水淡化工程在河北沧州建成投产。
改革开放后,中国的经济高速发展,淡水需求量急速增加,加上北方多年干旱,国家对海水淡化产业化已非常重视,国家、集团公司、个体投资者都看好这一行业,海水淡化产业化将很快上腾飞的翅膀。
2.海水淡化的潜在大市场
海水淡化业市场主要包括有工程设计、设备制造、工程安装、淡化水产品提供、技术服务等等。
从国际市场方面来看,20世纪70年代以来,大多数沿海国家由于水资源问题日益突出,都直接卷入了海水淡化的发展潮流。无论是中东的产油国还是西方的发达国家,都建设有相当规模的海水淡化厂或海水淡化示范装置,北欧、南美和东亚地区每年海水淡化设备进口和工程安装市场有近100亿美元,且仍在高幅增长之中,南亚、中亚和非洲也有众多的海水淡化潜在用户。海水淡化的国际市场规模巨大。
从国内市场方面来看,针对我国的国情,海水淡化可定位于市政用水的补充,以缓解供水紧张状况,同时也可用于废水资源化,达到废水回用的目的。我国是一个海洋大国,海水资源极其丰富,西部地区则有相对丰富的苦咸水资源,这为我国发展海水淡化产业提供了前提和基础。另一方面,我国淡水资源的紧缺已众所周知,每年全国缺水数百亿立方米,因缺水影响的国民产值达数千亿元。可见工程设计、设备制造、淡水提供、技术服务等海水淡化产业具有广阔的国内市场空间。
针对海水淡化设备制造市场而言,目前我国已基本具备了海水淡化设备的加工制造能力,质量保证体系也可以满足要求,其设备制造成本比国外至少低30%左右,在国际市场上具有很强的价格竞争能力。
3.海水淡化产业投资价值与利润空间
我国政府已经充分认识到了政策支持对海水淡化产业化的重要性和必要性。已将海水淡化列入《中国21世纪议程》中,作为实现水资源持续利用的推广示范工程技术。海水淡化产业化所必需的环境正在日益改善,海水淡化的产业化基础已基本具备,在日渐成熟的国内外环境中,我国的海水淡化产业即将进入一个高速发展期。
何为HA技术呢?HA技术其实就是为了保证在错误管理和操作、系统故障、正常情况下的软硬件维修所引起的一场失败时,正常的税务系统数据不受影响,尽可能降低停机几率,确保系统的可用性的一种新技术。HA技术的类型包括HP9000MC/SG集群和Sybase’sFailoverHA技术。HP9000MC/SG集群是一组把HP服务器由网络连接,同时经硬件和软件共同实现冗余,以致避免因为单节点的连接失败致使整个系统瘫痪。其优点就是能够克服单点故障,并且可以保障应用系统的正常工作,当其中一个或多个包的数据资源出现连接失败时,MC/SG软件就会自动把那个连接失败的应用包送到接群的其他节点上。Sybase’sFailoverHA技术有两大功能,一个是数据库失败返回功能,另一个是数据库失败恢复功能。Sybase’sFailover由两台或两台以上的机器组成,每一台机器都是HA集群的节点,每两台上的两个AS相互成为彼此的备节点胡主节点,通常情况下,AS只执行自己的应用,互相是伙伴关系。但是当某一个节点因为机器本身或者AS问题以致不能启动数据库服务时,另一个节点自动启动数据库服务,这就称为失败恢复过程;当那个连接失败的节点恢复连接后,服务由另一个节点返回到那个恢复连接的节点上,这个过程叫做失败返回。
二、J2EE框架平台的系统设计
J2EE的全称为Java2PlatformEnterpriseEdition,是一种分布式应用开发的技术框架。J2EE整合了DAS<税务数据处理平台>、XMLBeans,Hibernate,Spring框架等关键技术与一身,结合税务系统技术整体规划和数据储备要求,阐述了J2EE框架平台在税务系统数据处理应用中的特点和优势。通过J2EE提供的统一开发平台,大大的降低了开发多层框架应用的成本费用,并且还有力支持了现有的应用程序,增添了目录支持,使安全机制增强了提高了税务系统的性能。DAS采用粗粒度设计模式,结合税务数据信息资源建立总体的框架结构,支持DAS对非单一数据接口协议或技术的采集,使得纳税人能够自主选择渠道接入DAS来完成业务办理,很大程度上方便了纳税人。在现实的技术上DAS采用了成熟的多层体系结构,使税务系统平台更易于维修保养和拓展,即可以适应未来税务数据随着业务变化而加快适应的要求,又可以完成当前的业务需求。XMLBeans的作用是处理和访问XML文档和数据,是用Java技术处理和访问XML文档和数据技术的突破性技术。XMLBeans能够让操作者面向对象的立场来处理饿对待XML文档和数据,而且还能够忠于此XML数据所对应的Schema和XML结构。Hibemate是通过reflection机制把JavaBeans对象及其间关系完整的映射到关系型的数据库中,同时能够使开发人员脱离JDBC代码直接对JavaBeans的管理,包括CRUD的增加、更新、读取和删除操作。Hibernate的优势还不止于此,还有其出色的管理功能。经过Hibernate完整的封装,其能够轻松的解决锁机制、事务操作、延迟加载和数据缓存等等问题。尤其,Hibernate还是个免费的开源项目,很实用。但其缺点是不支持数据库中的一部分高级功能。Spring框架是个开源框架,框架的主要优点就是它的分层结构,有七个定义完好的模块构成,以致允许操作者选择哪个组件使用,而且为J2EE程序的开发提供了集成框架。
三、面向对象系统技术的应用
犹豫考虑到数据本身具有多态性、分类性、继承性等特征那个和处理数据软件的可维护性和复用等要求,适时开发优势数据处理软件——面向对象技术。该技术着眼于现在放眼于未来,大大的减少了物理和人力的浪费。结合税务的实际情况应认真思考以下因素:
首先,应该充分分析软件的完整性和系统性,税务数据的应用范围光、内容多,内容包含着纳税人的税种登记、申申报缴纳,资产负债、利润损益以及基本信息情况等等,再确定软件处理整体。应用于纳税评估、征管分析、经济政策分析、行业分析、区域分析、进出口统计和经济统计等等;税务系统数据的应用用户比较多,涉及各级税务机关,同样也涉及到我国国家统计机构和经济决策机构;充分考虑到软件功能的开放性、完整性和建设税务系统数据信息化的长远性。
其次,应该考虑税务系统数据处理软件的代码、功能、分析、设计、测试和软件的复用性。能够保持代码、功能、分析、设计、测试信息的独立性、完整性和课移植性,必然也可以为此后的研发工作节约时间和节省财力,最好的解决问题的方法就是运用面向对象技术。
再次,随着时代的发展和进步,税务业务范围不可避免的会扩大延展,采用开放式的思路,不影响其他部分的实现,从而获得最大的收益。
2纳米催化电解技术主要影响因素
2.1电极
20世纪70年展起来的化学修饰电极,通过对电极表面进行修饰,将具有特定功能的分子、聚合物、纳米材料等固定在电极表面,改变电极表面特性,使电极具有良好的电催化性能,并降低工作电位,促使有机物在发生电极析氧反应前氧化降解,并获得良好的电极反应速率和更高效的电流输出,减少副反应发生和降低运行能耗。在此基础上发展起来的纳米级催化剂涂层技术,是现阶段比较有效的电极材料工艺。其拥有更低的工作电位和更高效的电流输出,可减少副反应发生和降低运行能耗。
2.2电解质
电解质浓度增大,溶液导电能力增强,槽电压降低,电压效率提高;但浓度高到一定程度后,电压效率的提高趋于平缓,增加药剂成本,并会增大后续深度处理的难度。此外,部分电解质如Na2SO4等惰性电解质,电解过程中不参与反应,只起导电作用,电解效率的高低仅与其浓度有关;而类似NaCl等电解质,在电解过程中不仅起导电作用,更参与电极反应,氯离子在阳极氧化,进而转变成次氯酸。次氯酸是强氧化剂,不但可直接氧化有机物,而且还能阻止有机物(或中间产物)在电极表面吸附,从而避免降低电极活性。
2.3反应器结构
现在多采用三维电极结构来代替二维电极结构,以增加单元电解槽体积的电极面积,且由于每对阳极和阴极距离很小,传质非常容易,因此大大提高了电解效率和处理量。三维电极所用的填充材料主要有金属粒子、镀上金属的玻璃球或塑料球、金属氧化物、石墨和活性炭等。此外,溶液pH值、电解时间、电流密度、溶液的传质因素、待去除的有机污染物特性等其它条件也对电解效率有较大影响。因此,深入研究有机污染物在电极上的反应历程,开发高效电极材料,确定最佳降解条件,对提高电解效率和降低处理费用是非常必要的。
3纳米催化电解技术在厦门市政污水处理中的应用
根据NCE的特点,其应用主要有如下几方面:
1)将尾水处理达到或接近饮用水标准,直接回用到日常生活中,即实现水资源循环利用。该方式适用于水资源极度缺乏的地区,但投资高,工艺复杂。
2)将尾水处理到非饮用水标准,不与人体直接接触,如便器冲洗、地面和汽车清洗、绿化浇洒和消防用水等。该方式适用性好,易推广。
3)将达到外排标准的工业污水进行再处理后循环利用,一般需增加膜处理装置等使其达到软化水水平。
4)应用于污水处理厂剩余污泥的前处理,从源头减少污泥产量。目前,NCE在厦门市政污水处理中应用的典型案例有污水处理厂中水回用、尾水消毒和污泥减量处理等。
3.1中水回用作为道路冲洗水
1)现场场地较为狭小;
2)设施要求安全性高,运行维护简单,可自动化运行;
3)确保尾水经处理后含有一定余氯;
4)污染物浓度、色度进一步降低。对常见的尾水消毒工艺(紫外、加氯、二氧化氯、臭氧和电解消毒等)进行比选,结合尾水水质和处理后出水水质要求,确定采用纳米催化电解+砂、碳过滤的处理工艺,设计并建设处理水量为300t/d的中水回用工程。其中,纳米催化电解机外形尺寸H1485mm×W820mm×D530mm,采用三相交流380V供电,额定输出直流电压0~50V,额定输出电流0~1000A,实际有效占地约10m2。电解机每个电解槽的电解容积约7.2L,电解停留时间一般控制在4s左右(根据实际进水量可进行调整),极板间距根据来水杂质颗粒大小一般选择间距为4mm,极板交叉分布。
3.2小型污水处理站尾水消毒
因厦门市本岛机场北侧工业区部分企业排放污水问题,拟在机场北侧车辆拆检定损中心北侧建设临时污水处理站,主要处理附近约1km2范围内产生的约30t/d污水。污水处理主体工艺采用一体式氧化沟,将传统污水处理技术中的格栅、厌氧池、好氧池和沉淀池集成一体,大幅度减少用地面积;同时采用高效射流曝气机,实现曝气和推流;由于系统无内、外回流,无复杂自动化控制系统,对运行人员要求低。在消毒工艺的选择上,考虑到污水处理站无人值守或仅设置设备看守人员的现状,确定采用运行管理简单的纳米催化电解消毒工艺,在提供消毒功能的同时,可适当降低出水色度和浊度,也方便衔接后续中水回用工程。该处理站设计规模为100t/d,占地约120m2,总投资约60万元。污水处理工艺为一体式氧化沟+转盘过滤+纳米催化电解+超滤膜过滤,污水经沉砂、隔油后提升进入篮式格栅,除去大于15mm固体垃圾后,进入一体式氧化沟,经历生物降解、过滤、电解消毒等处理过程,出水满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B排放标准,再根据去向选择外排或超滤后作为中水回用。该项目中利用NCE去除污水色度、产生微气泡去除浊度和产生强氧化性自由基实现消毒功能,相比常规加氯和紫外消毒工艺,无需补充化学药剂,设备简单易操作,运行稳定。2012年11月项目运行以来,出水水质指标中的粪大肠菌群值稳定低于10000个/L。该项目运行能耗约1.10kWh/t,其中电解机能耗约0.09kWh/t,因本项目处理水量较小,电解机采用单电解槽,且在电压、电流控制上进一步优化,能耗较低。电解机实际输出直流电压约3V,输出电流约150A。
3.3污水处理厂污泥处理减量
厦门前埔污水处理厂采用自主研发深度脱水工艺处理污泥,产生泥饼含水率<60%,泥质满足《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》(GB/T23485-2009)标准,万吨污水产泥量从传统方法9.5t降至5.4t。为进一步降低污泥产量,拟利用纳米催化电解技术处理剩余污泥,减少进入后续工艺的污泥绝干量,从源头减少污泥产量。主要工艺流程与深度脱水工艺流程相似,区别在于剩余污泥先经纳米催化电解处理,利用电解产生的自由基和其他氧化性物质破坏污泥细胞结构,使污泥细胞内物质和结合水溶出并释放到溶液中,经提升进入重力浓缩池,随上清液溢流进入生化池补充碳源,从而减少进入化学调质池的绝干污泥量。经测算,污泥电解后,绝干污泥量减少16%;浓缩池上清液性质发生显著变化,但对污水处理工艺基本不产生影响,出水水质保持稳定。该项目电解质投加量相当于0.107kg/万t污水,约64元/万t污水,该指标可进一步降低,并通过余氯浓度指示。
①超滤技术在特定情况下可以达到一定的平衡值,缓解相关数值持续衰减的现象;
②超滤技术所涉及的范围较广,因此能够有效将含有不同分子物质的混合溶液进行分离并提取纯粹液体;
③该超滤技术设备不仅体积较小同时还具有操作简单、易于检修等优势;
④超滤技术工作效率高;
⑤超滤技术对于几乎不受运行环境的影响,且在运行过程中不存在相际间变化;
⑥由于超滤技术设备成本低,且运行耗能低,因此在应用中所需投资较小;
⑦超滤设备在运行过程中主要利用膜两侧的压力为主要分离动力,因此消耗能源较小,设备运行程序简单明了。
2超滤膜以及超滤系统组件的种类
通常情况下超滤膜设备都是选用非对称结构,一般采用较为严密的多孔和皮层等多种支撑层组成过滤结构,在超滤设备系统内支撑层的皮层一般都要低于孔径的数量级,通过减小过滤时所产生的阻力,从而致使溶液中的大分子杂质在通过皮层时,被有效隔离下来,最大限度保证过滤溶液的纯净度,最终实现超滤系统的过滤效果。超滤膜的主要材料有两种:
①无机超滤膜;
②有机超滤膜。通常情况下,无机超滤膜囊括了多孔玻璃膜、陶瓷膜、氧化铝膜等。而有机超滤膜中则包括聚醚砜膜、聚偏氟乙烯膜、及聚氯乙烯膜、聚酰亚胺膜、醋酸纤维膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚丙烯腈膜、聚碳酸酯膜、聚砜膜等模聚合物,其中最常使用的是醋酸纤维膜、聚砜膜、聚醚砜膜、聚丙烯腈膜、聚偏氟乙烯膜和聚酰亚胺膜等。现阶段,有机超滤膜在工业生产中的应用率要高于无机超滤膜,另外,工业中所使用的超滤系统设备模块主要包含有回转式、中空纤维式、卷式、平板式、管式等等。
3超滤技术的发展现状
具有高渗透性能的反渗透膜自20世纪60年代被研发应用以来,在很大程度上推进了超滤技术的蓬勃发展。在开发初期,超滤技术常被应用于废料循环以及废水处理中,经过逐步的发展,逐渐被引用到效益较好的食品生产行业和金属表面电泳涂装方面。当下,超滤技术在长久的发展积淀之后,正式投入到以水资源净化为主要方向的工业生产中,主要应用方式包含提纯物质、处理废水、净化水质等。超滤技术在近几年的发展科研方向主要围绕新型超滤膜展开,现阶段已投入生产的超滤膜与以往超滤膜相比,在稳定性和pH值适用范围等方面占有充分的优势,因此,在含油废水处理方面取得了较好的成效。超滤技术在现阶段工业生产的应用发展情况,可以分为以下几个区块来分析:
①荧光塑料膜。这种形式的超滤膜能够较好的完成乳化金属轧制废水的处理工作,当该超滤设备运行效率升至30L/(m3•h)阶段时,该超滤膜过滤时所形成的杂质能够运用50℃的热水,并保持4~5m/s的水流速度进行冲洗。另外,为了充分溶解过滤过程中遗留在过滤膜上的杂质,有效预防超滤膜发生氧化从而堵塞膜孔,可以采用氯化氢水溶液冲洗超滤膜;
②其他类型超滤膜。主要包括两种类型:a.聚醚-聚酮膜,该类型超滤膜能够有效隔离小分子化合物质。b.聚醚-聚砜膜,该类型超滤膜具有稳定的化学性能和良好的耐高温性能;
③聚氯乙烯-聚丙烯腈膜。该类型超滤膜能够有效使含乳化油类污水油水分离,经过过滤之后水体可按常规排入下水道中,过滤出的油相可用于燃烧;
④多孔陶瓷超滤膜。该类型超滤膜表层附带聚合物链,属于混合膜。过滤水体可以在过滤过程中做出有选择性的反应,并且根据该反应确定水体结构与超滤膜之间的关系。
4超滤技术在废水处理中的运用分析
4.1在生活废水处理环节应用超滤技术
通常情况下,人类生活所产生的废水主要分为两大领域:
①污染情况比较严重的废水,此时需要其他高科技新兴技术辅助超滤技术进行处理;
②污染情况比较轻微的废水,这种情况比较易于解决,仅应用超滤技术就能够较好的处理。当遇到生活废水污染情况较严重时,需要借助絮凝超滤耦合、膜生物反应器、活性污泥超滤耦合等设备的辅助动力,协助超滤技术完成废水处理工作。通过实验数据证明,该处理流程所过滤出的水体能够直接用于市政用水。通过一些科研学者的研究成果证明,在处理污染等级较高的生活废水时,聚砜中空纤维超滤膜有较好的效果。另外,还有学者通过混凝、微滤颗粒活性炭以及颗粒活性炭等过滤方式,对生活污水进行了预处理后超滤对比试验,实验结果证明通过絮凝与超滤耦合技术对生活污水进行预处理后,有效提高了超滤膜的通量,化学需氧量去除率高达66%,而在超滤系统污水处理过程中合理融入絮凝处理技术,则能将化学需氧量去除率提升至78%;通过运用微滤颗粒活性炭对生活废水进行处理后,该水体在超滤设备中的过滤阻力明显下降,能够获得较为理想的污水分离效果。
4.2在食品加工工业废水处理环节应用超滤技术
由于食品生产加工种类繁多,因此生产和加工环节所产生的废水量与污染程度也存在较大差异,一般情况下,废水中的化学需氧量浓度往往较高,如若不经过滤处理直接排放出去,则会造成自然水体富营养化,并且引发水底沉积物质散发异味,污染水质破坏生态环境。应用超滤技术进行污水处理后,该技术的截留和膜通量优势能够有效处理高浓度的食品废水,其中几种聚醚砜超滤膜所截留的分子质量大约在20~70KDa,当污泥停留时间和水力停留时间处于50d与60h时,化学需氧量的去除率保持在80~95%之间,通过进行各种超滤膜的通量变化比较,充分证明造成膜通量逐渐降低的主要因素是超滤膜表层所遗留的生物污染。另外,通过国外科研人员的相关实验,运用各种集成技术针对肉类加工过程所产生的废水进行处理,所产生的实验对比数据证明,通过一系列集成技术辅助超滤技术进食品加工废水处理,经过处理得废水能够达到工厂回用质量要求。
4.3在纺织印染工业废水处理环节应用超滤技术
通常情况下,纺织印染工业生产过程中所产生的废水,往往含有高浓度的化学染剂残留物,包括含氮化合物、助剂、残留染料、纤维屑、浆料等,该工业废水的主要特点表现为含氮量高、色度深、碱性强、机物浓度高等,对于此难度性较大的废水处理,若采取普通过滤方法,将会在处理过程中遇到较大阻碍,并且能源消耗过大、成本投资较高,无法达到理想的处理效果。针对以上情况,应用超滤技术能够较好的解决普通过滤技术所出现的问题,并且能够呈现较好的过滤效果。通过一些专家学者分别运用超滤技术、膜生物反应器、活性泥污等方式处理纺织类工业洗涤废水,以及运用超滤技术实现印钞废水的再生利用实验,充分说明超滤技术在处理纺织印染工业废水过程中,具有以下几个方面的优势:
①通过运用超滤技术进行纺织洗涤工业废水的过滤与循环使用之后,检测到的数据表明可减少用水量88%,废水中的化学需氧排放量降低至85%,通过实验可有效循环使用洗涤剂,达到降低投资成本的目的;
②通过对膜生物反应器所处理的废水进行检测发现,该废水中的化学需氧量去除率高达99%,水体中的色度和氨氮含量去除率均达到73%,并且实现了渗透液的循环利用;
③通过对比活性污泥处理纺织印染工业废水的处理效果发现,对于纺织印染工业领域超滤技术是最佳的废水处理途径;
④通过运用超滤技术处理印钞废水,并对超滤膜的再生情况进行实验分析可知,通过深入清洗能够有效实现超滤膜的循环使用,并且能够恢复原始通量,在很大程度上延长了超滤膜的使用寿命,降低了投资成本。以某羊毛衫毛条厂为例,该厂在进行洗毛废水处理过程中应用了超滤技术,实际选用的超滤膜总体面积为70m2,所处理的具体水量为70m3/d,该超滤膜的表层流速为4m/s,单位时间内通过超滤膜的水流量是38~42L/(m2•h)。其洗毛废水中所含的TS、COD、羊毛脂在首次过滤中去除率可达83%、97%、99%以上,COD浓度指数由过滤前的69000mg/L降低至2800~47000mg/L左右,其中羊毛脂含量由过滤前的14800mg/L降低至150~270mg/L。
5超滤技术在废水处理过程中的问题与未来发展趋势分析
通过一系列的分析与研究发现,超滤技术在各个领域的应用中所集中反映出的问题是超滤膜的污染问题。超滤膜在受到污染后,会在表层堆积过滤残渣导致过滤性能下降,过滤阻力增大相应的通量减小,大大降低超滤膜的使用寿命,这一现象严重影响了超滤技术对于废水的处理效果。超滤膜的污染是污染水体与超滤膜之间相互作用所形成的必然结果,这一现象主要受到污染水体中的化学物质性质、超滤膜性质、污水处理过程中的各项条件因素的影响。因此,在超滤技术的未来发展中,应当将研发重心投放在超滤膜的耐久性、抗污抗堵以及降低耗能等方面,同时有效提高超滤技术的设计水平,完善超滤设备的管理工作,克服超滤技术在废水处理中的诸多问题。