江苏苏邑设计集团有限公司 王海江 210000
摘要：本文结合当前清洁生产中的相关作业理论,结合特定典型实例,分析该大型污水处理厂的清洁作业生产管理现状以及目前存在的难点问题。并以此案作为一实例,较全面地从目前全厂经济运行状况、产量和排污总量状况、资源环境能源消耗等多个方面进行展开综合研究,对现有污水处理厂的企业现有清洁工业生产技术水平状况进行了综合评价,并且充分结合现有清洁生产相关理论及实践借鉴同国各行业大型企业多年开展现有清洁生产的成功经验,针对目前全国现有污水综合处理厂中企业开展清洁工业生产可能存在的不足问题提出了了相应的具体解决对策方案。
关键词：污水处理；清洁生产；可行性分析
1引言
污水处理厂的实际作用主要是处理收集城市居民日常生活中的污水和处理企业日常生产中的污水并对其进行综合处理可以使其质量达到我们国家有关规定的处理标准,所以城市污水处理厂也是我们城市日常生活中不可或缺的一个重要环节,是我国城市重要污水市政管理基础配套设施之一[1]。近年来,随着我国城市化的迅速推进发展,城市污水处理厂的职工数量也在迅猛速度增长,从而导致现有污水处理技术的缺陷也在不断被放大。截止目前,绝大多数污水处理厂主要面临的问题在于能耗过高,运行成本过大;其次在污水处理中生成的臭气，噪声等难题也日益严重;再其次污水处理后所产生的废泥未经处理便随意排放,造成浪费的同时,也对环境造成了二次污染。因此,为了有效改善厂内环境,提高清洁能源综合利用率,减少厂内臭气与环境噪声的双重污染,必须将新型污水处理工艺技术与清洁能源生产工艺技术紧密结合运用起来,做到从各个源头有效削减环境污染,采用一种绿色环保的新型污水处理生产工艺,故大型污水综合处理厂必须大力推行清洁能源生产[2]。
2 污水处理厂概况
2.1污水厂介绍
辽宁省大连市开发区某污水处理厂是我国863项目的重点工程之一。该厂从2006年开始实施建设,2008年建成,从2009年开始正式运营,总共的投资约12700万元人民币,包括环保设施投资553万元人民币,占总投资的4.4%。该厂公共服务排水对象主要是大连市经济开发区东北四环大街以东和其进出口商品加工区、保税区、格林小镇等三个区域的大型污水处理,总汇入污水处理面积28km2,总公共服务排水面积33.19km2,总质量预计每年设计污水处理质量规模系数为80000t/d,总质量变化系数1.34,该大型污水厂主要采用的污水处理工艺为二级A/O处理工艺,并且最后一个出水口的水质质量达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)及其中的二级污水排放总量标准符合要求,该污水厂处理后的出水经大连市寨子河流明渠排入大容湾海域内[3,4]。
2.2污水厂清洁生产现状分析及存在问题
该大型污水处理厂工程中的过期污水处理消毒工艺主要釆用二级污水处理工艺,即过期污水经粗放的格栅化和预处理后,进入一级旋流池和沉砂池,去除过期污水中粒径较粗的浮砂颗粒,再然后经过初级深沉池后,进入一级A/O型微生物池和二级初沉池,最后经过污水沉淀处理消毒再然后排出释放到接近自然界的水体中。在此过程中废物和污染物的生成和排放较高,且会产生有毒有害的中间产品,同时设备的噪声污染严重。我们知道噪音主要来源于鼓风机、曝气鼓风机和污泥污染物质脱水机。其中鼓风机和污泥物质脱水机所产生的噪音频率基本上保持不变,但是曝气鼓风机产生的噪音值过高,约120 dB(A)，鼓风机约75 dB(A),污泥物质脱水机约65 dB(A),这些设备产生的噪音虽然并不是很刺耳,但噪音音量较大,会对人类健康产生不利影响[5]。
该新型污水厂的固体污泥脱水处理工艺主要为先在污水污泥处理厂把固体污泥经采用带式螺杆压滤机快速脱水后,用带式螺杆机或粉碎机打入一个体积300m3的整个污泥罐中,最后将整个污泥罐转运至大连市夏家河污泥处理厂单位进行污泥处理。在此过程中产生的污泥不能第一时间清除,易产生大量臭气。臭气主要成分来源于cacass生化池,除此之外市区还有部分地区臭气主要来源于污泥提升排水泵站的两个进水口和格栅进水井,以及淡水污泥处理脱水厂的机房与污泥沉砂池等施工地。然而我们知道污染污水中的有机物在厌氧条件下会释放二氧化硫,甲烷和氨氮等恶臭性还原性气体,而这些气体会对人体造成严重的危害,并且导致环境污染,对环境产生不良影响。此外所产生的污泥不能进一步处理而是要送出厂外,大大加大处理成本,从而产生经济浪费。
该污水厂的能源通常较为单一,基本上主要为电能。数据显示，2016年该厂处理每吨污水耗电量为0.219KWh/t，同大连市另外几家污水厂及辽宁省内其他家污水厂相关数据进行比较,大连市开发区污水处理二厂的电单耗然过高。根据各低耗电装置设备的实际运行使用情况合理估算了每年全厂各生产环节的剩余用电能源分配,全厂约每年有8.3%的剩余电能设备用于直接投入生产工业用电,这其中又以提升鼓风机、提升液压泵和废气消毒泵等系统是最为主要的低耗电装备设施,耗电量过大。此外虽然柴油电能仅仅是清洁的工业生产能源,使用电能过程中不太会产生任何废气,但是绝大多数工业污水综合处理厂过程中都需要使用的是柴油燃气发电机,柴油燃气发电机不仅使用会直接造成废气污染厂内环境而且使用成本过高[6]。
2.3污水厂清洁生产水平现状评价
根据工业清洁生产的评价原则的基本要求和评价指标的综合可持续度量性,城镇工业污水处理厂清洁工业生产评价依据指标定量决定评价采用专业定性评价指标和其他定量评价指标相交叉结合的评价形式。即针对大型污水处理厂的自有功能特点,将污染水平处理现状预估评价指标分为了符合定性预估评价和符合定量评估要求两个部分。
第一部分定性评价指标所说的主要是根据国家、行业、地方等相关政策、法规,用于定性得评定企业清洁生产的工作开展情况。该项目评定能力指标主要内容包括工业生产过程技术管理特征能力指标、运行环境管理与工业清洁生产能力指标、资源综合利用能力指标和工业污染物治理指标。
第二部分定量评价指标主要是选取了有关清洁生产最终目标的指标,不仅能反应清洁生产的根本宗旨,同时又具有很高的代表性,从而建立起定量的评价方法。该评定指标主要包括能源与资源消耗指标与产品特征指标。定量评价指标法最后依据各指标的实际值、基准值及在此评价模式中分别赋予的权重值进行计算,分别评分,以综合评定企业清洁生产现状及相应程度。
最后通过生产指标定性评判和定量数据分析统计综合分析,我们将利用定量指标评价生产指标的各项考核综合得分与其他定性评价指标的各项考核综合得分,按两个权重(其中定量指标占70%,定性指标占30%)进行综合比较计算,得出该发电厂全年清洁污染生产指标总分量系数并不是很高,其中造成这一现象的差距主要包括员工的清洁生产意识较差、药量的控制及调整不及时、噪声问题现象严重以及电能消耗量过大等等。
3 城市污水厂清洁生产修改方案
3.1清洁生产可行性分析
（1）电能消耗
通常来说，一般的污水厂的所用能源通常都较为单一，基本上首要为电能。然而通过数据和调查研究显示,国外很多污水处理厂的耗电量要比我国小很多,从而表示处理相同体积的污水,国外污水处理厂要比我国污水处理厂更加节能。这一方面体现了我国与外国在节能水平上又较大差距,另一方面也表明了我国的污水处理厂针对节能仍然有较大降低空间,节能潜力巨大。
（2）废弃物控制
通常来说,污水厂的污染物主要有噪声污染、废水污染、固体垃圾污染和臭气污染四种。其中郑州污水综合处理厂处理过程中排放废水主要为国家接纳的饮用污水、办公饮用污水及日常生活饮用污水等,将来都会全部由专业污水处理过滤系统进行处理并过滤使其排放指标得到达标后进行排放。污水处理厂环境中的建筑噪音主要部分来自于污泥提升机水泵、鼓风机等脱水机械大型消音设备,而建筑臭气则主要部分来源于污水cass生化池,另外厂内还有部分建筑臭气主要来源于污水提升机及泵站的污泥进水口、沉砂池、污泥池及脱水处理机的泵房及污泥格栅井等施工地。根据相关资料分析表明,目前国外已经发现有相当多的液化污水综合处理厂对所有生化池污水进行了生物臭气的全密闭式的收集,并在处理厂内内部布置了多套液化生物废气除臭收集装置,总污水处理厂的臭气收集能力甚至可以长期达到80000m3/h及以上,总污水处理臭气效率远远大于90%。并且可以使污水厂的臭气浓度符合相关国家制定标准。由此可见,将污水厂中的噪声污染、废水污染、固体垃圾污染和臭气污染这四大污染物质进行相应的措施控制后,完全可以使其污染物达标排放,经济环保[7]。
（3）清洁生产人员管理
污水处理厂内部中的人工清洁作业生产与其他企业内部中的清洁作业生产的工作方法基本上应该是一致的,这两者的工作目的都主要是如何能够更好地通过有效节约资源、自动化管理运行等这些措施的综合实施来有效减少人工劳动强度,从而有效提高企业行政事务管理效率等。所以,为了正确实施工业清洁生产从业人员安全管理,应该一定要特别注意以下几条:首先是它应该在管理硬件装备设施上面多做文章,并且应该包括硬件设备的安全自动化管理水平和技术先进性管理水平以及工业污水处理厂专门处理工业废水的工艺流程等;其次应该在资源利用上下功夫,主要指能源的节约与资源的综合利用;最后还应该根据进水水量和水质来调整处理的方式,从而确保出水的达标排放[8]。
3.2清洁生产方案及其分析
针对上文中所提到的污水厂清洁生产现状分析及存在问题与清洁生产的可行性中,从原料、辅料、效益分析、材料及能源、设备、过程控制、运行操作管理、员工等方面对该污水厂进行了全面的分析和诊断,从而有针对性地提出了多项清洁生产解决方案。这其中包括低费清洁生产方案与中高费清洁生产方案。
(1)低费清洁生产方案
1)建立健全培训制度,实行全员培训
此举主要有对员工进行清洁生产知识及意义的培训、岗位技能培训、办公软件培训及其他一些与工作相关的培训,旨在提高企业生产效率、核心竞争力。从环境效益来说,清洁生产意识加强后,采用科学合理的工艺调控带来的环境影响必然降低,从而导致员工的环保意识增强[9]。
2)加强水电管理
与供电局协商,改变原有电量计费方式。依照大工业用电来计费,方式为按需量计费。改变计费方式,能够充分利用自身大工业用电的优势,节省大量电费。加强办公楼、宿舍楼水、电管理,杜绝"长流水"、"长明灯",适时调节空调温度。用水用电区域,添加警示标签或醒目警示牌,时刻提醒大家节水节电。
3)净水器代替纯净桶装水
使用净水器后,避免了桶装水的堆积,减少了占地面积,美化环境。同时使用净水器比桶装水对人体更健康[10]。
4)减少管网水量损失,寻求更多管网水
加强管网巡视力度,对管网进行系统巡视,有异常及时与排水公司沟通协调,一方面减少来水损失,另一方面主动寻找可纳入管网的污水源。
(2)中高费清洁生产方案
1)预处理段全部增加生物除臭处理
目前整个污水厂房及预处理段各单元的污水除臭处理设施只局部设置了存在了细的粗格栅和一个沉砂池,而粗的细格栅和沉砂泵房未完成设置,仍然会有很大一部分污水臭味持续溢出,当一旦有一次大风大雨刮起污水时势必对污水周围环境空气造成较大影响,因此二期改造污水工程将整个污水预处理段全部纳入考虑到除臭处理系统中,应做到减少臭味扩散,并且减少对周围环境影响。
2)旋流沉砂池改为曝气沉砂池
旋流小型沉砂池设备截留的旋流沉砂中碱性有机物和硫含量高,约20%,为设备后续加工处理沉砂增加许多难度。采用有机曝气池式沉砂池,有机悬浮颗粒在曝后空气力的作用下整体处于均匀悬浮流动状态,砂粒之间受曝后空气剪切角和力矩的作用并互相发生摩擦,附着在悬浮砂粒上的有机颗粒污染物质就可以有效率地去除。
3)污泥堆场扩建并棚盖
污泥直接输送至堆场,减少了人工输送过程中污泥的洒漏,且新污泥堆场做好防雨防渗等措施,减少了对周围环境的影响。减少了人力、物力支出,节省生产费用[11,12]。
4总结
对多个城市污水综合处理厂项目开展工业清洁生产,可以有效明显降低城市污水处理厂和企业的生产物耗、能耗、提高污水资源综合利用率,对加快实现党和国家新的五年节能减排节拍工程任务目标具有重要推动力和促进作用。因此,在清洁污水处理厂等行业深入推广该省清洁污水生产质量审核法具有相当重要的客观现实意义,各地区和政府部门应积极支持推动该省对行业的清洁污水生产进行审核。
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