高郵城鎮廢水處理設備省時省力

　我國的社會經濟發展的越來越快，同時工業企業數量也越來越多，在這種情況下我國的環境監測任務就變得日常艱巨。現在我國已經基本上將環境監測網絡建立了起來，而且在環境監測站中往往對功能齊全的分析實驗室進行了配備。然而這些分析實驗室除了有效的促進我國環境監測實驗不斷發展的同時，也由于有限的技術能力和不具備有效的管理等原因而變成環境污染區。

　　1、環境監測實驗室廢水的分類和危害

　　1.1 環境監測實驗室廢水的來源

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

　　(1)污染源廢水監測后的剩余樣品;

　　(2)實驗過程中使用的化學試劑、標準樣品、標準溶液等，以及過期的化學試劑溶液等;

　　(3)化學分析中試劑樣品經過顯色、滴定等一系列的檢測工作后產生的溶液;

　　(4)清洗廢水。

　　1.2 環境監測實驗室廢水的分類

　　要做好環境監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行分類。廢水的成分、屬性和性質不一樣，其對環境的污染也不盡相同，而相應的處理手段與防治措施也存有顯著差別。不難想象，如果不加統一處理，則不但達不到預期的處理效果，更會造成不必要的資源浪費，甚至會引發多次污染。對于環境監測實驗室的廢水，從其來源角度，可大致分為以下三類：其一，在化學分析的過程中遺留下的廢液，如對樣品進行顯色、滴定后殘留的溶液;其二，化學分析后遺留下的水質樣品，在這類水質樣品中，尤其是污水樣品的污染性;其三，在環境檢測實驗室存放時間較長從而導致過期的溶液，這類過期的溶液中，以易揮發和氧化的溶液為主。

　　而從實驗室遺留下的廢水的化學性質入手，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，如含有及氰的絡合物，有砷元素或游離氰等。

　　1.3 環境監測實驗室廢水的危害

　　在環境監測實驗室化學分析過程中，往往會遺留下具有強酸性或強堿性的廢水污染物。這些酸堿廢水進入城市的污水管網系統后，由于其自身帶有的強烈腐蝕性，減短了污水管網的使用壽命，降低了污水管網的應有效益。此外，酸堿廢水還會導致土壤板結或鹽堿化，而流入河流、湖泊還會影響水生生物的生長。在進行重金屬項目分析的時候，會產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"下進入人體，在人體內達到一定程度，就會導致人體健康受損，甚至發生重金屬中毒現象。完成生物監測工作后，遺留下的培養液、培養基里面含有大量有害微生物，如大腸桿菌、糞大腸菌等。如果不經過滅菌處理就直接向外排放，容易引發諸多不利的后果。有機廢水中含有的有機化合物，進入地下水后會加速細菌的生長繁殖。這些細菌中的有毒細菌，不僅污染居民的生活、生產用水，同時也危害居民的身體健康。而某些有機物氮、磷含量高，容易導致水體的富營養化等。為此，必須采取有效的措施防治環境監測實驗廢水的污染。

　　2、防治廢水污染的有效策略

　　2.1 健全環境管理體系，強化責任意識

　　基于當前環境監測實驗室的某些硬件設備難以達到處理廢水的條件，實驗室必須建立一個完整的環境管理體系，評估和整改現有的硬件設備，在引進處理廢水的設備設施上加大資金的投入力度，從而為實驗室監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，實驗室應向有資質的社會企業購買廢水處理服務。同時，各環境監測實驗室的工作人員必須提高自身的責任意識，認真對待實驗室廢液處理問題，加強對廢液環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經驗，探索新的檢測技術，逐步提高其在環境管理體系中的技術含量。

　　2.2 加強對廢水污染源頭的控制

　　環境監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散發性污染的概率，使環境監測化學實驗逐漸轉變為綠色化學實驗環境，為化學實驗的最終效果呈現提供準確保障。

　　環境監測實驗室在控制廢水污染源頭時，需要做到以下兩點：

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

　　(2)環境監測需要建立區域性的化學試劑調度網，將每個實驗室的技術力量集中起來，通過試劑調度網絡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反應效果的化學試劑，并采用他人提供的有效方法，使各個實驗室之間呈現資源共享的局面。

　　2.3 加強對廢水排放的控制

　　由于實驗室的各個設備和技術并不一致，在對廢水源頭的控制上無法保證因此，環境監測實驗室必須有效控制廢水的排放量，進一步完善廢水處理體系。

　　在此過程中，要做到以下三點：

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

　　(2)環境監測實驗室還需控制化學實驗過程中的采樣量，使化學分析后的廢液能夠達到廢物利用的要求。

　　(3)環境監測實驗室還需要根據管理環境質量的控制標準，控制一些近期不會用到的化學試劑的購買量，避免化學試劑在存放的過程中變質而影響實驗結果，甚至會再次造成廢水污染。

　　2.4 科學處理實驗室廢水

　　環境監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，環境監測實驗室必須合理、科學地分類處理廢水污染物，杜絕出現混亂儲存的情況。如果分類不好，還可能會發生二次化學反應。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，使其達到可排放的標準。在處理含有重金屬元素的廢水時，可以采用電解的方法，利用直流電使其產生氧化還原的化學反應，讓重金屬元素等污染物質在陰極上發生直接性的還原。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，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，應該嚴格分類廢水，用特定的裝置容器收集廢水，并貼上標簽，注明該廢水的污染性質和收集日期，密封保存，以便于后期的移送處理管理。

煤化工來水水質COD為(90~150)mg/L，電導率為(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及濁度等指標后自流入原水纖維濾池，通過纖維濾池進一步降低濁度，經過自清洗過濾器截留微細顆粒物質，避免超濾膜被大顆粒物質堵塞或劃傷;通過廢水超濾膜，去除SS、膠體及大部分細菌后產水匯集至反滲透。微渦流沉淀池、生化處理系統產生的污泥經收集后由泵輸送至污泥板框脫水機進行處理，泥餅外運處理。一級膜脫鹽產水符合生產裝置區回用水要求，回用給附近的化工生產裝置再利用。

　　一級膜脫鹽濃水進入二級膜脫鹽處理，再進入納濾系統進行分鹽處理,納濾產水進入濃水反滲透系統進行濃縮與脫鹽處理,將濃鹽水濃縮5倍以上，設置除硅系統去除二氧化硅,再進入高壓反滲透繼續進行濃縮與脫鹽處理，高壓反滲透濃水進入MVR系統進行蒸發濃縮，后經強制循環氯化鈉蒸發結晶系統產出氯化鈉。納濾濃水進入高壓反滲透系統進行濃縮與脫鹽處理，并采用“冷凍結晶+熔融結晶+MVR強制循環結晶"產出硫酸鈉。氯化鈉蒸發結晶母液和部分納濾濃水一并進入雜鹽蒸發結晶器產出雜鹽。

　　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的發展，越來越多的在線分析儀表應用在污水處理中，甚至參與加藥自動控制，在設計中要考慮到取樣和分析的代表性，確保分析儀運行正常、穩定的運行狀態，只有這樣，才能保證污水處理裝置穩定運行。

　　所以，在污水處理中對自動化儀表設計和選型時，應遵循以下原則：

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

　　②除了考慮是否可以穩定運行，還要考慮操作起來是否容易，以及是否經濟、節能，成本和性價比較高，以降低污水處理的成本;

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

　　④在特殊環境下還要考慮自動化儀表的特殊功能。如在爆炸區域要選擇防爆儀表，避免因儀表選型造成經濟損失。

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

　　2.1 熱工儀表

　　液位計選用超聲波或雷達液位計測量水池、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率較高，且含有泥沙等雜質，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行測量。

　　2.2 分析儀表

　　污水處理中水質指標是關鍵的工藝指標，為保證分析儀的精度和穩定性，選型時應從以下幾方面考慮：

　　①選取精度高、穩定性好、安裝簡單的分析儀;

　　②要注意分析儀是否能適應當地的氣候環境，尤其極寒、極熱地區;

　　③要考慮水質條件，在易結垢的水質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、試劑好采購的國內分析儀可大大降低在線分析儀的維護難度。

　　3、控制系統配置及結構圖

　　空壓站、污泥處理、冷凍機組、脫水機利用PLC實現就地控制，其余數據采集和控制由DCS實現，就地PLC通過MODBUS與DCS系統連接。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，網絡拓撲結構采用總線型，選擇支持PROFIBUS、MODBUS、OPC等多種方式與第三方通訊。采用對等的網絡結構，過程控制網直接連接了系統的控制站和操作站節點，采用雙重化冗余設計。同時可連接系統內的任何操作節點、包括操作員站、工程師站等，還可實現管理信息網的連接，系統內的每個工程師站節點，均可以通過組態文件網絡傳輸和共享發布的方法，進行系統組態、編譯、下載等操作。