敦煌市一體化污水處理設備
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蒸餾脫鹽
蒸餾法是一種zui古老、zui常用的脫鹽方法。目前工業(yè)廢水的蒸餾法脫鹽技術基本上均是從海水脫鹽淡化技術基礎上 發(fā)展而成。蒸餾法就是把含鹽水加熱使之沸騰蒸發(fā),再把蒸 汽冷凝成淡水的過程。蒸餾法是zui早采用的淡化法,其優(yōu)點 是結構簡單、操作容易、所得淡水水質好等。蒸餾法有很多 種,如多效蒸發(fā)、多級閃蒸、壓氣蒸餾、膜蒸餾等。
(1)多效蒸發(fā)(MED)
多效蒸發(fā)是讓加熱后的鹽水在多個串聯的蒸發(fā)器中蒸 發(fā),前一個蒸發(fā)器蒸發(fā)出來的蒸汽作為下一蒸發(fā)器的熱源, 并冷凝成為淡水。其中低溫多效蒸餾是蒸餾法中zui節(jié)能的方 法之一。低溫多效蒸餾技術由于節(jié)能的因素,近年發(fā)展迅 速,裝置的規(guī)模日益擴大,成本日益降低,主要發(fā)展趨勢為 提高裝置單機造水能力,采用廉價材料降低工程造價,提高 操作溫度,提高傳熱效率等。
(2)多級閃蒸(MSF)
以海水淡化為例,將原料海水加熱到一定溫度后引入 閃蒸室,由于該閃蒸室中的壓力控制在低于熱鹽水溫度所對 應的飽和蒸汽壓的條件下,故熱鹽水進入閃蒸室后即成為過 熱水而急速地部分氣化,從而使熱鹽水自身的溫度降低,所 產生的蒸汽冷凝后即為所需的淡水。多級閃蒸就是以此原理 為基礎,使熱鹽水依次流經若干個壓力逐漸降低的閃蒸室, 逐級蒸發(fā)降溫,同時鹽水也逐級增濃,直到其溫度接近(但 高于)天然海水溫度。
多級閃蒸是海水淡化工業(yè)中較成熟的技術之一,是 針對多效蒸發(fā)結垢較嚴重的缺點而發(fā)展起來的。MSF一 經問世就得到應用和發(fā)展,具有設備簡單可靠、運行安全 性高、防垢性能好、操作彈性大以及可利用低位熱能和廢 熱等優(yōu)點,適合于大型和超大型淡化裝置,并主要在海灣 國家使用。
(3)蒸汽壓縮冷凝(VC)
蒸汽壓縮冷凝脫鹽技術是將鹽水預熱后,進入蒸發(fā)器 并在蒸發(fā)器內部分蒸發(fā)。所產生的二次蒸汽經壓縮機壓縮提高壓力后引入到蒸發(fā)器的加熱側。蒸汽冷凝后作為產品水引 出,如此實現熱能的循環(huán)利用。當其作為循環(huán)冷卻水脫鹽回 收工藝時,可使冷卻水中的有害成份得到濃縮排放,并使 95%以上的排污水以冷凝液的形式得到回收,作為循環(huán)水和 鍋爐補充水返回系統(tǒng)。這種工藝對設備材質的要求*,運 行中需消耗大量的熱量,存在一次性投入和運行費用*的 缺點,只可能在特別缺水的地區(qū)發(fā)電廠中采用。從污染防治到“可游泳、可垂釣”水環(huán)境治理政策的轉變對污水廠的影響
美國的水污染治理需求肇始于經濟蓬勃發(fā)展帶來的水體污染問題和環(huán)境事件。20世紀50年代前后,美美國的水污染治理需求肇始于經濟蓬勃發(fā)展帶來的水體污染問題和環(huán)境事件。20世紀50年代前后,美國開始嘗試系統(tǒng)性的管理并打下政策基礎(發(fā)布聯邦級的綜合性水污染控制法、水質法案),70年代確立以水環(huán)境管理的職能主體(EPA)為代表的全國性的環(huán)境管理,同時確立了適用于全國范圍的基礎性廢水排放限值以及針對排污主體的排污管理制度(排污許可制度)。20世紀70年代末,清潔水法案出臺,排污許可制度優(yōu)化為基于國家污染物排放削減制度(NPDES)的排污許可,水污染治理思路也從對常規(guī)污染物的控制轉為對“可游泳,可垂釣(waters are safe for fishing and swimming)”水環(huán)境的改善與追求。
敦煌市一體化污水處理設備 承接前幾十年確立的大框架,進入2000年以后,美國的水污染防治政策和思路又有所補充和延伸。近年來美國水環(huán)境管理的重心主要是城市及鄉(xiāng)村雨水徑流管理、近岸海域海水監(jiān)測體系建設、特殊污染物的控制、以及脫氮除磷等,后者即本文的論述主題。
2000年以來,EPA發(fā)布了一系列與脫氮除磷相關的技術文件(表1),其核心在于進一步推動有水環(huán)境質量提升需求區(qū)域的污水處理廠在營養(yǎng)物去除方面的低費用升級改造。
一州之視角看美國脫氮思路
在州一級的視角,美國的水環(huán)境營養(yǎng)物控制思路值得一談。
一方面,作為典型的小政府國家,美國各州政府地方自治程度較高。這自然也體現在環(huán)境管理方面,如在聯邦層級污水廠污染物排放標準非常粗線條,具體到微觀層面,NPDES體系管理下的排放標準能細化到各個污水處理廠。因此不同地區(qū)污水廠氮磷污染物的排放限值也差別*。
但另一方面,美國同時又是非常強調流域整體化治理的國家。20世紀30年代,*政府就專門成立了流域委員會對田納西河進行治理,并取得了較大的成功。流域整體化治理的基因也自此開始在美國環(huán)境管理體系中傳遞。
以代表性的佛羅里達州為例。該州污水廠TN、TP排放標準總體而言在美國各州之中zui為嚴格。
佛羅里達州是一個水質較為敏感的地區(qū),主要體現在:海岸線長(全美第二、農業(yè)發(fā)達——美國zui主要柑橘類作物產區(qū))、河湖繁密(境內有河流17116條,湖泊3萬多個)、有重要湖泊和生態(tài)保護區(qū)(美國第二大淡水湖、美國的生態(tài)濕地大沼澤地‘everglades’)。而該州的水污染控制一直面臨著比較嚴峻的挑戰(zhàn)。早在20世紀60、70年代,就有Jacksonville市因污水處理設施缺乏建設資金而向河流直排5.6萬m3/d市政污水,導致佛羅里達州中西部沿海水域發(fā)生短裸甲藻赤潮,致使近1500km2海域生物幾乎全部滅絕的污染事件。根據當時環(huán)境管理部門的一份報告,市政污水、工業(yè)源(以磷肥工業(yè)為典型)、農業(yè)源(畜牧業(yè)糞便、種植業(yè)的化肥使用)等是境內主要河流、湖泊的水生生物數量和種類出現明顯下降的主要原因,居民的飲水安全受到嚴重威脅。