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处理地下工程废水集成装置设计与效果研究

更新时间:2009-03-28

当前,我国经济发展的势头越来越迅猛,城市化和工业化进程在经济上行的大趋势下也在不断加速.但在转型发展的过渡阶段,人们往往过分注重经济发展的速度,不惜以牺牲生态环境为代价来换取GDP的提升,从而导致我国的生态环境受到了较大程度的破坏,这无疑影响了经济发展的质量要求[1-2].

尤其是近几年来,在城市化及工业化进程加快建设步伐的同时,产生了大量的地下工程废水.由于人们缺乏环境保护意识,且对于废水对生态环境造成的不利影响没有深刻的认识,地下工程废水的处理和管理也一直未被高度重视[3].因此,地下工程废水往往不经处理就随意排放,这不仅污染了土壤、河流,影响了人们的生活用水质量,更会污染空气质量.这些负面影响时刻威胁着生态环境,也大大阻碍了城市化、工业化建设的优质发展[4].

1 试验装置设计

1.1 高效处理地下工程废水集成装置设计依据

为了解决上述技术问题,满足高效处理地下工程废水的要求,达到废水处理由兼性氧降解到完全厌氧降解的目的,试验设计了高效处理地下工程废水集成装置,该装置包括了回流液水平回灌厌氧生物反应器、喷淋装置、护栏、数据采样管、缓冲层、回流液收集管、回流液收集池、回流液回流泵、回流液水平回流管、气体排放口、支架、中控器.在整个装置中,回流液水平回灌厌氧生物反应器固定在支架上方,其正上方设有气体排放口,气体排放口上部一侧与装有设备清洗水的装置连接,其正下方设有回流液收集管,回流液收集管与回流液收集池连接,其外部一侧设有回流液水平回流管,回流液水平回流管将其与回流液收集池连接;喷淋装置和护栏均设在回流液水平回灌厌氧生物反应器上部,缓冲层设在回流液水平回灌厌氧生物反应器内部,数据采样管从外侧插入回流液水平回灌厌氧生物反应器内,如图1所示.

(2)搅拌机作业前应先检查传动部分、工作装置、防护装置等均应牢固可靠,操作灵活。起动后,先空运转,检查搅拌机叶旋方向正确,运转中无异常、异响,方可加料加水进行搅拌。

  

图1 高效处理地下工程废水集成装置效果Fig.1 Design sketch of integrated device for efficient treat ment of wastewater from underground engineering

1.2 高效处理地下工程废水集成装置工作过程

回流液水平回灌厌氧生物反应器内的地下工程废水在反应器内部加热装置的作用下进行降解,经过长时间降解后,废水中产生回流液和甲烷气体,产生的回流液从反应器底部的回流液收集管排入回流液收集池中,产生的甲烷气体从反应器上方的气体排放口排出;排入回流液收集池中的液体在回流液回流泵的作用下,从回流液水平回流管再次进入反应器中,并经过喷淋装置和缓冲层的作用均匀地喷洒在反应器内部的微生物附着球上,微生物附着球内的微生物对回流液进行再次降解,降解后的回流液重新流入回流液收集池,并通过回流液水平回灌管重新进入反应器进行降解,如此循环运行;在此过程中,工作人员通过数据采样管对不同时期的回流液采样分析;反应器工作结束后,通过设备清洗装置对反应器进行清洁.

本研究显示,观察组手术效果高于对照组,P<0.05;观察组住院的总天数、引流管留置时间优于对照组,P<0.05;手术后观察组神经功能缺损评分、格拉斯哥晕迷分值、血肿水平、FIM评分优于对照组,P<0.05。观察组脑水肿少于对照组,P<0.05。

图2中表示3个工程标段在试验期间产生的回流液总磷含量变化趋势.研究表明,在水解酸化和产酸阶段溶液中的有机酸被大量的释放出来,使pH值明显降低,此时回流液中残余的磷被有机酸重新稀释降解,扩散到回流液中.随着产甲烷阶段的到来,回流液中有机酸被产甲烷菌大量的分解消耗,回流液的酸碱性开始发生转变,p H值逐渐升高,阻碍了磷的降解,导致大量的磷被滞留形成沉淀.由于工程一标段集成装置废水降解过程较缓慢,磷在水解酸化和产酸阶段滞留时间较长,因此磷含量比工程二标段集成装置和工程三标段集成装置高,时间持续较长.

上市储量评估资料是大量的,而且类型比较多、要求比较高[3]。主要有:油气藏基础地质资料(11项)、生产动态数据资料(4项)、开发计划、开发成本与投资、油气价格等几大类。按照SEC准则,评估资料应有以下几方面的要求:一是应能反映油气藏(田)的地质情况与复杂性;二是能反映油气藏(田)的勘探开发与认识程度;三是资料的数量与质量必须达到评估的要求;四是应能体现财务成本。

1.3 分析方法

3)温度的测定方法:采用CON—510型便携式温度与电导率测定仪[5].

2)挥发组分测定与分析方法:采用绝氧燃烧法(CJ/T96—1999),将样品在绝氧燃烧炉中高温灼烧,对其碳化粉末进行研磨,测定其组成成分.

因免费医学生专业特点,如何激发其学业动机是培养优秀的全科医师的关键。有调查指出,免费医学生动机受自身专业认同的影响[17];有研究认为,入学动机、班级学业氛围及免费医学生本身的标签都会对免费医学生学习倦怠造成影响[18];也有调查指出,免费医学生学习投入在自我评价和学习倦怠之间起中介作用[19];还有研究表明,免费医学生学习倦怠与时间管理情绪和专业承诺有关[20]。上述研究均表明,因免费医学生定向就业的特点,其学习适应性较普通医学生差[21]。这方面的研究提示我们,多方面因素可以影响免费医学生学业动机,未来应注意相关因素的影响并有针对性地开展教育,提升免费医学生学业动机。

1)p H的测定方法:采用玻璃电极法(CJ/T3018.10—1999).

4)总固体量的测定方法:将样品溶液先全部蒸干,再进行烘干至恒重记得到总固体量[6].

5)耗氧量的测定方法:利用重铬酸钾法将重铬酸钾置于强酸性溶液中进行氧化,氧化还原后残余的重铬酸钾用试亚铁灵和硫酸亚铁前溶液进行重新还原,计算出耗氧量[7].

6)氨氮的测定方法:在碱性溶液中,氨与碘化汞和碘化钾产生反应,其生成物的吸收波长较宽,因此,本研究采用纳氏试剂光度法对氨氮进行监测,达到的效果最好[8].

7)BOD的测定方法:采用稀释法(CJ/T3018.11—1999),将样品置于BOD培养箱中,连续培养5 d,分别测定培养前后好氧量的变化值[9].

2 试验结果与讨论

2.1 试验污水成分分析

试验可生物降解污水中元素组分C、H、O、N的比例分别为42.918%、0.465%、53.721%、2.876%,可生物降解污水化学式为C27.7 H 3.7 O 26 N 1.666,元素比例为C∶N=15.2∶1[10].可生物降解污水中各有机组分的化学式及COD值见表1.

 

表1 可生物降解污水中各有机组分的化学式及COD值Tab.1 Chemical for mula and COD value of organic components in biodegradable sewage

  

工程标段 化学式 COD/(mg·L-1)Pcod/(mg·L-1)一标段前段 C26.6 H 3.7 O23 N1.6 S0.4 617.7 43.3一标段后段 C41.6 H 4.7 O39 N0.6 S0.4 661.1 46.6二标段前段 C61.6 H 8.7 O11.3 N7.6S0.4 196.6 13.7二标段后段 C41.6 H 4.7 O45.3 N0.6S0.4 597.7 42.2三标段 C38.6 H 3.5 O35 N1.4 S0.4 716.6 55.5

从试验可生物降解污水中元素的组成及表2可知,试验中可生物降解部分的工程标段化学式为C26.6 H 3.7 O23 N 1.6 S0.4,各元素组成成分与各工程标段相似.一般认为用厌氧方式处理的工程标段其产生的甲烷中的C、N比最佳为12~16;碳氮比过小,过剩的氮将变成抑制甲烷菌活性的游离氨,从上述表中的化学结构式计算得出生物降解物质其C∶N=15.2,工程标段成分表明,试验样本适合于厌氧生物反应器处理试验,试验过程对于对工程标段的生物处理具有代表性.

2.2 集成装置回流液中TP变化趋势分析

图3中表示3个工程标段在试验期间产生的回流液氨态氮含量变化趋势.研究分析得出,在降解过程中氮经过微生物的作用氨化释放出氨,被具有硝化作用的细菌氧化成硝酸盐,最后通过假单胞菌属、微球菌和微生物还原生成气态氮.但是本试验设计的集成装置均为厌氧环境,抑制了硝化细菌的活性,导致只有少部分氮被分解成气体,其他的还滞留在回流液中无法进行反应,因此,随着试验的进行回流液中的的含量逐渐增加,到试验后期含量基本维持在1 100 mg/L左右.

图4中所示为三个工程标段地下工程废水在试验过程中CH 4浓度的变化情况.由图分析可知,工程一标段集成装置内CH 4含量在整个试验过程中浓度较低,均小于7%,且在第22周时进入产甲烷阶段,CH 4含量为5%;工程二标段集成装置内CH 4含量在第10周时甲烷浓度达到8.3%,表示正式进入产甲烷阶段,当到达第20周时浓度最大为23.5%,之后缓慢下降维持在20%左右,此阶段为稳定产甲烷阶段;工程三标段集成装置内CH 4含量变化状态与工程二标段集成装置变化状态相似,均在第10周上升最快,进入产甲烷阶段,在第20周时CH 4含量最大为19.3%,且维持在18%左右.由分析可知工程二标段集成装置和工程三标段集成装置进入产甲烷时间比工程一标段集成装置早12周左右,且其浓度也比工程一标段高,另外在废水降解消耗的时间、产气阶段、产气量相对于传统废水集成装置均较高,效果较明显,产生此种现象的原因主要包括:废水的组分特征、集成装置内温度、p H值和废水中的营养物质.

分析: 实验证明,尖端被云母片一分为二后,在单侧光照下,植物仍然会表现出向光性生长。对此的解释是: ①虽然整个尖端被一分为二,但是尖端的每一半仍然可能发生生长素的横向运输从而造成弯曲生长;②植物的向光性生长也与抑制生长的物质有关,向光侧的抑制生长物质增多抑制了向光侧的生长,从而造成了弯曲生长[1]。

  

图2集成装置中回流液总磷含量变化趋势Fig.2 Trend of total phosphorus content in reflux fluid in integrated unit

3.5 【指南建议】 建议对先前的胎儿、婴儿或其他相关家庭成员的不确定或缺乏信息的测序结果进行回顾性分析,因为这些结果有可能增加将来妊娠的风险。若距离上次报告分析的时间太久,而患者处于备孕或妊娠状态,应在知情同意前提下进行重新分析。

2.3 集成装置回流液中变化趋势分析

试验以3个工程标段的地下工程废水组分别为研究样本,研究废水在集成装置中变化情况,并进行变化趋势分析,如图3所示.

试验采用江苏某市地下工程的工程一标段、工程二标段、工程三标段,以三个工程标段的地下工程废水组分别为对象,研究三个工程标段地下工程废水中的TP在集成装置中器的变化情况,并对TP变化趋势进行统计分析,如图2所示.

  

图3 集成装置中回流液氨态氮含量变化趋势Fig.3 Change trend of ammonia nitrogen content in reflux liquid in integrated unit

2.4 集成装置回流液中CH 4浓度的变化趋势

试验以3个工程标段的地下工程废水组分别为研究样本,研究废水在集成装置中CH 4浓度变化情况,并进行变化趋势分析,如图4所示.

  

图4 集成装置中回流液甲烷含量变化趋势Fig.4 Change trend of methane content in reflux fluid in integrated unit

按照 GB/T 16291.1—2012中的方法选拔和培训评价员[19]。根据200名西南大学本科生的兴趣动机、健康状况、表达能力及可用性等情况,筛选出60人在感官分析实验室进行感官灵敏度、感官能力和描述能力的测试。对选出的20人进行50 h的感官描述性分析培训,培训内容包括感官分析基础知识的讲解、长期感官记忆的训练、感官描述词语义及标度的学习等。由5名考核合格的评价员组成怪味胡豆的感官描述分析小组[20] 。

2.5 集成装置回流液中SS浓度分析

试验以3个工程标段的地下工程废水组分别为研究样本,研究废水在集成装置中SS浓度变化情况,并进行变化分析,如图5所示.

  

图5 集成装置中回流液悬浮物变化趋势Fig.5 Variation trend of reflux suspension in integrated unit

图5中所示为3个工程标段地下工程废水在集成装置中SS浓度变化情况.试验初期,工程二标段集成装置和工程三标段集成装置大量的悬浮物被覆盖层和上层垃圾过滤或吸附,使回流液中的SS含量逐渐降低;而工程一标段集成装置废水在产酸阶段持续时间较长,废水中易酸化的有机物会随着回流液的排出而流失,导致SS浓度一直处于较高状态.

3 结论

1)3个工程标段中,工程一标段地下工程废水中的总磷含量在第4周之后始终大于工程二标段、工程三标段地下工程废水中的总磷含量.工程二标段和工程三标段的总磷含量均在第10周出现大幅下降趋势,且两者总磷含量在第16周以后趋于相似.

2)3个工程标段地下工程废水中氨态氮含量整体呈上升趋势.在试验初期,工程二标段和工程三标段地下工程废水中的氨态氮含量基本一致,工程一标段则略高于前两者,但由于工程一标段的地下工程废水没有采用回流液的回流技术,在第4周以后氨态氮的含量明显小于另外两个工程标段.

3)工程一标段集成装置内CH 4含量在3个工程标段中浓度较低;工程二标段集成装置内CH 4含量在第20周时浓度达到最大值,之后缓慢下降维持在20%左右;工程三标段集成装置内CH 4含量变化状态与工程二标段集成装置变化状态相似,在第18周时CH 4含量达到最大值.

4)工程一标段集成装置内悬浮物浓度在第18~24周之间出现急剧下降和上升,波动较大且浓度一直较高;工程二标段集成装置和工程三标段集成装置内悬浮物浓度则整体处于下降趋势,但工程二标段在第18周有一次回升.

参考文献:

[1]梁峙,梁骁,肖扬,等.垃圾高效反应器对农村生活垃圾的降解研究[J].工业技术与职业教育,2017(6):25-28.

[2]王召欢.对环境工程中城市污水处理的探讨[J].环境与发展,2018(10)

[3]李萌,方旭东.污水中总磷测定消解方法的比较[J].天津化工,2010,24(4):54-56.

[4]孙明扬,刘瑞,黄金铭.城市污水处理工艺设计:以某污水处理厂为例[J].云南化工,2017,44(8):82-83,86.

[5]金月祥.市政污水处理工艺及其回用利用技术[J].资源节约与环保,2016(1):9.

[6]肖莎.污水达标排放检测中生化需氧量的应用研究[J].资源节约与环保,2015(8):45.

[7]文叶轩.城市污水处理在环境保护工程中的实施途径研究[J].资源节约与环保,2015(3):62.

[8]吴晓红.我国水污染现状及治理措施[J].环境与发展,2017,29(3):80-81.

[9]张梦秋.基于软测量的污水水质预测系统[D].兰州:西北师范大学,2016.

[10]谌戡.城市生活垃圾厌氧生物反应器填埋技术试验研究[D].北京:中国工程物理研究生院,2006.

 
梁峙,梁骁,肖扬,孙晓虎
《江苏建筑职业技术学院学报》2018年第04期文献

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