国外建设“海绵城市”面面观（下）
德国的雨水利用技术经过多年发展已日臻成熟，目前主要的城市雨水利用方式有3种
核心提示：国外建设“海绵城市”面面观（下）
德国的雨水利用技术经过多年发展已日臻成熟，目前主要的城市雨水利用方式有3种
　　位于德国柏林市中心的面积为200多公顷的蒂尔加滕公园。 经济日报驻柏林记者 王志远摄
　　城市不同，特点和优势也不尽相同。因此打造&海绵城市&不能生硬照搬他人的经验做法，而应在科学的规划下，因地制宜采取符合自身特点的措施，才能真正发挥出海绵作用，从而改善城市的生态环境，提高民众的生活质量
　　德国：高效集水 平衡生态
　　得益于发达的地下管网系统、先进的雨水综合利用技术和规划合理的城市绿地建设，德国&海绵城市&建设颇有成效。
　　德国城市地下管网的发达程度与排污能力处于世界领先地位。德国城市都拥有现代化的排水设施，不仅能够高效排水排污，还能起到平衡城市生态系统的功能。以德国首都柏林为例，其地下水道长度总计约9646公里，其中一些有近140年历史。分布在柏林市中心的管道多为混合管道系统，可以同时处理污水和雨水。其好处在于可以节省地下空间，不妨碍市内地铁及其他地下管线的运行。而在郊区，主要采用分离管道系统，即污水和雨水分别在不同管道中进行处理。这样做的好处是可以提高水处理的针对性，提高效率。
　　近年来，德国开始广泛推广&洼地&渗渠系统&，使各个就地设置的洼地、渗渠等设施与带有孔洞的排水管道相连，形成了分散的雨水处理系统。低洼的草地能短期储存下渗的雨水，渗渠则能长期储存雨水，从而减轻城市排水管道的负担。
　　德国的雨水利用技术经过多年发展已日臻成熟，目前主要的城市雨水利用方式有3种：一是屋面雨水集蓄系统。收集的雨水经简单处理后，可用于家庭、公共场所和企业的非饮用水；二是雨水截污与渗透系统。道路雨洪通过下水道排入沿途大型蓄水池或通过渗透补充地下水。德国城市街道雨洪管道口均设有截污挂篮，以拦截雨洪径流携带的污染物。城市地面使用可渗透地砖，以减小径流；三是生态小区雨水利用系统。小区沿着排水道修建可渗透浅沟，表面植有草皮，供雨水径流时下渗。超过渗透能力的雨水则进入雨洪池或人工湿地，作为水景或继续下渗。
　　专家认为，大面积的城市公园对调节城市局部气候、保持水土和地下水蓄积有重要作用。德国的许多城市市中心都有面积巨大的城市公园。例如，慕尼黑英国花园，面积约410公顷；柏林市中心的蒂尔加滕公园，面积约210公顷。此外，许多大型建筑物停用或废弃后，德国政府会考虑将其合理规划成城市绿地或公园。例如，滕伯尔霍夫机场停用后，柏林市政府就将其规划成一座面积为300多公顷的城市公园。
　　鉴于柏林的城市热岛效应已经显现，专家们建议，更多的&绿色屋顶&不仅可以通过水分蒸发控制温度升高，而且&绿色屋顶&能吸收更多雨水，在强降雨情况下减轻城市管道的压力。目前，柏林市的部分议员正在考虑通过补贴措施鼓励柏林市民参与建设&绿色屋顶&。据了解，补贴的时间为5年，额度未定，柏林市政府将在今年夏休季后对这一问题进行讨论。专家评估认为，这项屋顶绿化工作如果能达到一定密度，未来至少可以留住60%的降雨。
　　为了加强城市&绿色基础&建设，德国联邦环境部前不久刚出版了一份关于城市绿地建设的绿皮书，旨在讨论德国未来城市绿地建设的远景规划。到2017年，德国政府还准备出台一部白皮书，详细介绍城市绿地建设的具体措施。&绿色基础&建设将极大地改善未来城市居民的生活质量，并带来经济、生态、社会和文化综合效益。(经济日报驻柏林记者 王志远)
　　瑞士： 雨水工程 民众参与
　　瑞士是世界上最富裕的国家之一，同时也可谓是世界上最节省的国家之一。瑞士并不缺水，境内湖泊众多，有1484个，最大的日内瓦湖面积约581平方公里。但瑞士政府一向提倡节约用水，鼓励民众在下雨时吸水、蓄水、净水，使雨水得到循环利用。
　　20世纪末开始，瑞士在全国大力推行&雨水工程&。这是一个花费小、成效高、实用性强的雨水利用计划。通常来说，城市中的建筑物都建有从房顶连接地下的雨水管道，雨水经过管道直通地下水道，然后排入江河湖泊。瑞士则以一家一户为单位，在原有的房屋上动了一点儿&小手术&：在墙上打个小洞，用水管将雨水引入室内的储水池，然后再用小水泵将收集到的雨水送往房屋各处。瑞士以&花园之国&著称，风沙不多，冒烟的工业几乎没有，因此雨水比较干净。各家在使用时，靠小水泵将沉淀过滤后的雨水打上来，用以冲洗厕所、擦洗地板、浇花，甚至还可用来洗涤衣物、清洗蔬菜水果等。
　　如今在瑞士，许多建筑物和住宅外部都装有专用雨水流通管道，内部建有蓄水池，雨水经过处理后使用。一般用户除饮用之外的其他生活用水，用这个雨水利用系统基本可以解决。瑞士政府还采用税收减免和补助津贴等政策鼓励民众建设这种节能型房屋，从而使雨水得到循环利用，节省了不少水资源。
　　在瑞士的城市建设中，最良好的基础设施是完善的、遍及全城的城市给排水管道和生活污水处理厂。早在17世纪，瑞士就已经出现了结构简单、暴露在道路表面的排水管道，迄今在日内瓦老城仍然能看到这些古老的排水道。从1860年开始，下水道已经被看做是公共系统重要的组成部分，瑞士的城市建设者开始按照当时的需要建造地下排水系统。瑞士今天的地下排水系统则主要修建于二战后。当时，瑞士出现了大规模的城市化发展，诞生了很多卫星城市。在这一时期，瑞士制定了水使用和水处理法律，并开始落实下水管道系统建设规划。
　　在瑞士，日常生活污水和雨水是通过不同的管道进行处理的。早在140年前，苏黎世就建立了污水净化设施。生活污水通过单独的管道流到污水处理站，进行净化处理，未经收集的雨水则通过简单的过滤处理后流入湖水或其他自然水体。污水和雨水流入不同的管道，含有大量油污的厨房污水就不会流入雨水管道并堵塞管道，应该说这在一定程度上有利于避免大规模降水时造成的城市洪涝现象。
　　由于瑞士城市里下水口密布，排水管道设置合理，污水处理系统遍布全城，再加上一些古老的下水道至今仍能发挥作用，因此瑞士的地下排水系统基本可以应对排水的需要，城市里很少发生洪涝现象。（经济日报 许安结）
　　新加坡：疏导有方 标准严格
　　新加坡作为一个雨量充沛的热带岛国，其最高年降雨量在近30年间呈持续上升趋势，却鲜有城市内涝的情况发生。记者初到狮城时正逢雨季，每天都有数场&说来就来&的瓢泼大雨，但城市内均未出现明显的积水和内涝。这一切要归功于设计科学、分布合理的雨水收集和城市排水系统。
　　首先，预先规划城市排水系统。新加坡通常在进行地面建筑的建设之前，会事先规划和设计好该建筑的地下和地面排水系统，因此每一栋建筑，包括人行道、马路周边都分布有一定数量的排水渠。这些排水渠与城市的主要排水系统相连，形成了遍布全岛的城市雨水收集、排放网络，保证了大量雨水能够及时、快速地排出。同时，建筑物本身的雨水收集和排放系统也相当完善。以新加坡的政府组屋为例，楼顶、走廊、楼梯间等重要部位均设有雨水收集管。雨水可由此排至建筑外的排水沟渠,随后汇入城市主排水管道。在细节方面，新加坡的地面排水沟渠往往设有多个接入城市主排水管道的连接口，既确保了排水的通畅，也防止水沟过深。此外，在新加坡的地下主排水管道内均安装有电子监控系统，相关工作人员可实时监控管道内的情况，如管道内水位、流量，以及是否有垃圾阻塞问题等，以便及时处理。
　　其次，加强雨水疏导，建立大型蓄水池。经由城市雨水收集系统收集到的雨水最终将汇入新加坡城市周边的17个大型蓄水池，而这些大型蓄水池也是新加坡解决雨水疏导和城市内涝问题的关键所在。在新加坡17个大型蓄水池中，滨海蓄水池拥有新加坡全国最大，也是最具城市化的集水区，集水面积达1万公顷，相当于新加坡国土面积的六分之一。滨海蓄水池由长350米的滨海堤坝与海水相隔而成。滨海堤坝设有9个冠形闸门。当大量雨水至蓄水池内水位较高而海水处于低潮时，闸门会降下，使过量的雨水倾泻入海。而当蓄水池内水位较高且海水处于涨潮状态时，亦可通过巨型排水泵将过量的雨水排入海洋。据介绍，当滨海堤坝的7个巨型排水泵同时启动，整个排水过程只需要9秒钟。新加坡滨海堤坝有效减缓了牛车水、驳船码头、惹兰勿刹及芽笼等城市低洼地区的局部内涝现象，这一工程曾在国际环境工程比赛中获奖。
　　第三，建立严格的地面建筑排水标准。为确保在雨量激增情况下，能够将雨水及时排出，新加坡公用事业局数次修订和提高地面建筑排水系统标准，要求所有新建筑物必须提高防水门槛的高度。其中，一般建筑（不含地下层）的最低平台高度必须比路面高出30厘米或高出最高淹水水位60厘米。有地下层的商业或住宅项目，最低平台高度必须比路面高出60厘米或高出最高淹水水位60厘米。所有通往地下设施（停车场、地道、地下层等）的进出口都必须设最低路脊高度。特别是地下设施，如地铁站、大型商业或住宅项目，最低路脊高度必须比最低平台高度高出30厘米。除此之外，还规定凡占地面积超过2000平方米的建筑项目，开发商必须建造容积为12立方米的地下储水池。开发商为建筑物安装的储水或&吸水&设施须能&困住&25%至35％的地面径流，以减少暴雨对建筑物造成的负担。
　　目前，新加坡公用事业局正就在当地建造新的地下排水和蓄水综合系统进行调研。据悉，新系统将具备排水、蓄水和发电3大功能，以更好地帮助新加坡在水源和能源供给方面达到自给自足。（经济日报驻新加坡记者 刘 威）小站会根据您的关注，为您发现更多，
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半导体行业含氟废水处理的研究
(上海可瑞水技术有限公司，上海201203)
摘要：在过去几年，中国的半导体工业得到了迅速的发展，同时也带来了新的环境问题，其中尤以含氟废水的危害最为严重。文章详细介绍了某半导体企业含氟废水处理站，包括含氟废水的来源，危害，常用的处理方法，实验情况，本工程采用的工艺流程和运行情况等。实验数据和工程运行情况都证明，pH值为7．5&8．5时，以化学沉淀法和混凝沉淀法处理含氟废水效果最好。实践证明利用强酸强碱调节废水pH值后，采用CaCl2处理含氟废水，具有操作简便和处理费用低等优点，同时针对CaF2沉淀对处理设备的影响提出了有效措施。
关键词：半导体行业；含氟废水；化学沉淀法；混凝沉淀法；pH值
伴随着全球电子整机产品向中国转移，半导体也加速了向中国转移的步伐。半导体市场给中国带来了各种需求和机遇，很多半导体企业在中国建立了生产基地。最近，中国半导体行业协会(CSIA)和中国电子信息产业研究院(CCID)发布了2008年版的《中国半导体产业发展状况报告》，全面公布了2007年全国半导体产业发展数据和对2008年的预测数据。
1．中国半导体市场需求：2007年中国半导体市场规模为6 643亿元，比2006年增长16．6％ ，其中，Semiconductor市场规模为5 410亿元，同比增长17．6％ ；半导体分立器件的市场规模为l 233亿元，同比增长12．4％ 。
2．2008年发展预测：2008年中国半导体市场需求将为7 670亿元，比2007年增长15．5％。其中Semiconductor的市场需求将为6 300亿元，增长率为16．5％，半导体分立器件的市场需求为1 370亿元，增长率为12．O％。2008年中国半导体产业销售额将为2 480亿元，增长率为18．9％。其中Semiconductor产业销售额将为1 510亿元，增长率为20．7％。仍然保持平稳较快的增长势头。半导体分立器件产业销售额将为970亿元，增长率为16．2％。
半导体生产向中国的转移不仅带来了经济利益，同时也带来了新的环境问题。在半导体生产过程中，一般会产生一些废水和废气，其中尤其以含氟废水的危害最为严重。本文将对其中的含氟废水处理进行阐述。
1 含氟废水的产生
半导体生产工艺复杂，工艺步骤高达300余步，同时使用多种化学试剂和特殊气体。主要生产工序包括：硅片清洗、氧扩散、化学气相沉积(CVD)、光刻、去胶、干法刻蚀(DE)、湿法腐蚀(WE)、离子注入、金属化(溅射镀膜PVD、电镀铜)、化学机械抛光CMP、检测。其中刻蚀工序等使用氢氟酸、氟化铵及用高纯水清洗，这就是含氟废水的来源。
含氟废水，对粘膜、上呼吸道、眼睛、皮肤组织有极强的破坏作用。吸人后可因喉及支气管的炎症、水肿、痉挛及化学性肺炎、肺气肿而致死。中毒表现有烧灼感、咳嗽、喘息、喉炎、气短、头痛、恶心和呕吐。
2 含氟废水处理方法介绍
含氟废水的处理方法有很多，如吸附法、冷冻法、离子交换树脂除氟法、活性炭除氟法、超滤法、电渗析法，至今很少推广应用，主要原因成本高，除氟率低。目前最实用的是以化学沉淀法和混凝沉淀法为基础形成的一些处理措施& J。笔者以某半导体厂的含氟废水处理工程实例为对象，对药剂投加量、pH对处理效果的影响等方面进行了研究和总结。
3 实验部分
3．1 实验用废水水质以及药剂
实验用废水水质：取自含氟废水收集池中未经任何处理的废水，pH值为2．50。通过中和反应，将水样的pH值调整到8．00，测得氟离子浓度为747 ppm。
药剂：选用浓度30％ 的CaC1 溶液，比重为1．228。此外，采用浓度为25％ 的PAC溶液和5％的PAM溶液分别作为混凝剂和助凝剂。
3．2 实验仪器
手提式pH计，手提式F表，实验室用搅拌机，玻璃器皿若干。
3．3 反应原理
钙离子与氟离子结合生成难溶于水氟化钙(氟化钙的容度积为3．4&10-11 )。CaCl2与氟离子的交换反应：CaC12+2F- =CaF2+2Cl-。
氟化钙溶于铝盐或铁盐时形成络合物。
3．4 实验方法
(1)实验目的
鉴于氟表的最佳工作环境是pH值在8．0～9．0之间，而生成CaF2最佳pH值在7．0～8．5之间，因此在pH值7．0&9．0之间选定几个点，测试去除氟离子的效果。
(2)实验方法
取3个500 ml水样，通过中和反应，将3个水样的pH值再调整到7.5、8.0和8.5左右，按照处理后的氟离子浓度等于20 ppm计算，在每个水样投加2．881 ml的CaCl2 溶液、1．5 ml混凝剂和0．5 ml助凝剂，在转速为60 r／min条件下搅拌5 min，静置沉降15 min后取上清液测定氟离子的浓度和pH值。
3．5 结果及分析
从实验数据可以看出，当废水的pH值在7．5～8．5之间，处理氟的效果最佳。因此，在工艺设计时，考虑先调节废水的pH值，然后再投加CaC12溶液。&
4 工程实例&
4．1 废水水质及排放标准&
含氟废水浓度：0&1 000 ppm，行业排放标准为20 ppm&
pH值：2&3&
水量：50 m3/h&
4．2 工艺流程&
(1)流程概述&
生产过程中产生的废水收集于收集池中，经水泵提升至中和池调节pH值；后流入第一反应池，废水中的F-和Ca2+反应生成CaF2沉淀；后流入第二反应池，CaF2和PAC发生电离子和水解作用，同时发生络和反应，提高CaF2的颗粒大小，增强CaF2 的沉降性能 ；废水流入絮凝池，PAM通过架桥的作用进一步提高沉淀的沉降性能；反应后的废水在沉淀池中实现泥水分离。&
中和池、第一反应池、第二反应池和絮凝池都装有搅拌机，与含氟废水的输送泵联动。CaCl2在流程中有二个投加点，目的是逐级加药，节省加药量。&
我们希望中和池、第一反应池和第二反应池的pH值尽可能接近实验数据，即保持弱碱性，三个池子都安装装了H2SO4和NaOH加药管，当加碱量过多的情况下，适量投加H2SO4 中和。&
(2)系统控制&
系统采用全自动控制，中和池、第一反应池、第二反应池均配备在线的pH计和氟表，随时检测废水的数据。H2SO4、NaOH和CaCl2 的加药管道采用环路设计，既可以保证化学品的均匀，又便于控制加药管道上的自动阀，根据在线仪表的数据及时调整加药量。&
4．3 运行数据&
从表2中可以看出，反应池1、反应池2及出水的pH均在7．5～8．5范围内，为去除F-最佳pH条件；反应池1中的F-浓度范围比较广，介于100 mg／L~500 mg／L之间；反应池2中的F-浓度范围介于75mg／L一140 mg／L；以反应池1中的F-浓度为进水浓度，去除率为90％左右；运行数据优于实验数据。
在实际运行中，经该系统处理后的氢氟酸废水排放要求控制在50 ppm～80 ppm，然后在最终出流池和厂内其他车间排出的水量为350 m ／h处理后的无氟废水混合，稀释后的氟离子浓度均能小于20ppm。既节省了化学品的费用，又能达到排放标准。
5 经验和小结
(1)该工程将近一年的运行证明，选用投加CaC12 处理含氟废水是可行的，该处理方法操作简
便，处理费用低；除去设备折旧费和人工费，处理费用约为2．9 元/m³。
(2)pH对药剂的投加量和处理效果的影响是非常明显的，将含氟废水的pH值先调整到7．5～
8．5，再投加CaCI2处理，可以节约药剂的用量。
(3)在混合反应槽底部和连接管道中均有CaF2沉淀，需要定期清洗混合反应槽和更换管道。含氟废水处理装置的连接管道在满足水力要求的基础上，设计时应适当放大管径，避免由于CaF2粘附在管子内壁造成过流面积减少。
(4)在线的pH、F探头需要定期清洗和校正，1~2周一次，除去黏附在探头上的CaF2，保证及时、准确地检测数据。
(5)鉴于含氟废水的强腐蚀性，有关的反应容器，管道，搅拌器和水泵等，宜采用FRP或PP材质。
随着越来越多的半导体企业在中国设立工厂，含氟废水的处理已经成为日益紧迫和必须解决的问题，处理好含氟废水必将获得良好的环境和社会效益，为中国的环境保护战略的
实施作出重要的贡献。&
半导体生产废水处理及回用技术介绍
&张鹏，王俊，陈欣义，刘诗燕，莫羽莉，黄职浩
．广东新大禹环境工程有限公司，广东 广州 ；
．东莞柏狮赛格精密电子有限公司，广东 东莞
[摘 要]半导体生产废水主要来自车间的镀槽、清洗水等，废水中含有的主要污染物有：Ag、Cu、Ni、COD、SS、CN、酸碱等。文章以东莞柏狮赛格精密电子有限公司产生的废水为例，介绍了半导体生产废水处理及回用技术，处理后出水各项指标均可稳定达到国家和广东省以及排放标准，废水利用率达到了50 %。
半导体生产废水排放量大，废水污染物种类多，成份复杂，通常都包括多种重金属废水和有机废水，处理难度较大。为了保证半导体生产废水的处理效果，须按照污染物的不同将废水分类收集，针对每一类废水的主要污染物的特点，分别进行处理，可达到理想的处理效果。同时，采用先进的废水回用处理技术，保证废水回用处理系统的稳定性和经济性。
1 工程概述
东莞某精密电子有限公司是德国某集团在东莞市麻涌镇投资建设的新厂。该集团有150 年历史，现已建立了全球性的销售和服务网络，客户遍及欧美、亚洲等地，是世界十大半导体供应商之一。
东莞某精密电子有限公司装备世界先进水平的半导体引线框架冲压、电镀及其专业设备、半导体精密模具及后工序封装设备，年产各类半导体引线框架160 亿片。电镀生产线共7 条，
其中1 条全镀铜、5 条全镀银、1 条选择性镀铜/镍。日产电镀、清洗等生产废水400 t，废水经处理达标后50 %回用，排放量不超过200 t/d。废水排放执行广东省地方标准《水污染物排放限值》DB44/26-2001 第二时段一级标准，排水去向为麻涌河。该公司半导体引线框架电镀生产线由荷兰引进，在工艺设计上充分考虑了环境保护的要求，采用特殊技术与级式系统设计，具有技术先进、工艺成熟和保护环境的特点。
引线框架的生产主要有以下几个步骤：
(1)引线框架冲压：见图1。
(2）引线框架电镀(需电镀的产品)：见图2
（3）引线框架成形、贴胶、切断：见图3
2 生产用水水量平衡
根据对生产用水和废水处理及回用系统的水量分析，该厂生产用水水量平衡如图4。
3 废水处理技术介绍
3.1 废水水量和水质
半导体生产废水的主要污染物是Ag、Cu、Ni、COD、SS、CN、酸碱等等。该厂主要废水分类和水量如表1。
3.2 废水处理工艺流程
3.3 流程说明
根据废水的水质特点，不同生产工序排出的废水分别收集到不同的废水贮槽(池)内。并分别对各类废水进行预处理后再合并一起处理。该厂处理系统主要的设计工艺如下。
3.3.1 低浓度废水处理及回用系统
3.3.1.1 银氰清洗水(R3)的处理
银氰清洗废水进入多介质过滤器和活性炭过滤器去除悬浮物和有机物，再通过银离子交换柱以吸附银；银离子交换柱再生液与高浓度银氰废液一起进入电解装置，进行电解回收银；经过银离子交换柱后的废水自流进入含氰清洗水处理系统作进一步处理。
3.3.1.2 含氰清洗水(R2、R4)的处理
含氰清洗水采用两级碱性氯化法处理工艺。设置机械搅拌系统、pH 控制系统、ORP 控制系统以及加药(酸、碱、氧化剂)系统，通过在线pH/ORP 值自动控制药剂的投加量，控制参数为：
首先进行一级氧化破氰，调节pH 在10.5～11 之间，ORP 值300～400 mV，反应时间15～20 min，将CN－氧化为CNO－；二级氧化破氰时调节pH 在7～8 之间，ORP 值600～650 mV，反应时间
15～20 min，将CNO－完全氧化为CO2、N2，至此完成整个破氰过程。破氰后的含氰清洗水自流进入一般清洗水作进一步处理。
3.3.1.3 一般清洗水废水(R1)处理
一般清洗水COD&50 mg/L，主要重金属污染物为Ag、Cu、Ni，化学性质相似，其氢氧化物的溶度积都可以满足排放标准的要求，因此合并一起处理，同时利用共沉淀原理还可以降低用碱量。加碱沉淀法需要注意考虑pH 控制条件和金属离子共存时相互作用的影响。各种金属离子去除的最佳pH，一般控制pH 为8.5～9.5，然后投加重捕剂、混凝剂和絮凝剂进行混凝沉淀；沉淀上清液进入暂存池，作为回用系统原水，进入回用系统深度处理。
3.3.1.4 回用深度处理
经预处理后的低浓度清洗水，由于COD 和重金属等污染物浓度都较低，适合作为回用水源进入回用处理系统深度处理后回用于生产线。主要的回用工艺如流程框图所示，采用&预
处理＋反渗透＋精处理&工艺，以保证系统产出稳定合格的纯水供生产使用。
预处理系统由盘式过滤器(连续自动反冲洗过滤器)、多介质过滤器、活性炭吸附塔、超滤装置组成，主要目的是去除原水中的悬浮物、胶体、色度、浊度、有机物等妨碍后续反渗透运行的杂质，提高反渗透系统的进水水质和延长设备使用寿命。
反渗透系统承担了主要的脱盐任务，去除水中溶解盐类，同时去除一些有机大分子，前阶段未去除的小颗粒、胶体物质等。包括保安过滤器、高压泵、反渗透膜组、阻垢剂加药装置、
清洗系统等。为保证系统运行的安全性和灵活性，反渗透系统采用二级两段配置，提高回收率和产水水质，选用美国陶氏公司的BW30-400FR 型反渗透膜，单根膜脱盐率可大于99.6 %。
精处理系统主要功能是为了进一步除盐和去除水中残余的TOC。精处理系统设备主要包括滤芯式过滤器、紫外线杀菌器、EDI 装置等。紫外线杀菌器选用波长254 nm，杀菌率&99 %。EDI 装置(连续电除盐器)是将电渗析和离子交换相结合的除盐新工艺，即可利用离子交换做深度处理，且不用药剂进行再生，利用电离产生的H+和OH－，达到再生树脂的目的，采用美国E-CELL 公司的产品，保证达到16 MΩ&cm的高纯水。
3.3.2 高浓度废水达标处理系统
3.3.2.1 高浓度贵金属废液(C2、C3)的金属回收
高浓度铜氰废液(C2)中的Cu 可达到50 g/L，高浓度银氰废液(C3)中Ag 超过10 g/L，采用电解法对其中的Cu 和Ag 分别进行回收。在电解装置的阳极阳极上CN－被氧化为NH3 和CO2，在阴极上析出金属予以回收。采用循环电解，Cu 和Ag的回收率可达95 %以上。电解装置的出水中仍含有一定浓度的重金属和CN－，需先进行两级破氰后，再与高浓度含镍废液(C1)一起作进一步处理。
3.3.2.2 高浓度废液的达标处理
经预处理的高浓度含铜、含银废液，与高浓度含镍废液混合后，COD 超过10000 mg/L，由于其水量很小，故采用Fenton氧化法对COD 进行氧化处理。Fenton 试机中的H2O2 和Fe2+
反应，产生羟基自由基(&OH)，其氧化能力仅次于氟，氧化电位达到2.8 V，能使大部分难生物降解及一般化学氧化法难以氧化的有机物氧化分解，从而去除废水中COD。同时，Fe2+被氧化成Fe3+，生成Fe(OH)3 絮状物可吸附凝聚去除废水中的悬浮物和胶体污染物。可见，Fenton 氧化法在水处理中具有氧化和混凝两种作用。控制参数为：调节pH 在2～3，投加H2O2和FeSO4 进行反应，ORP 控制350～400 mV 之间，充分氧化后，与回用系统的RO 浓液混合，一起调节pH 至8.5～9.5，投加重捕剂、混凝剂和絮凝剂进行混凝沉淀；沉淀上清液经pH 回调后，进入取样池，经检测合格后达标排放。
3.3.3 污泥处理系统
清洗水处理系统和浓废液处理系统沉淀池的排泥量共约20 m3/d，含水率约99 %。沉淀池排出的污泥用排泥泵泵入污泥浓缩槽，经重力浓缩后，再由污泥泵打入厢式脱水机，脱水污泥含水率小于80 %，脱水污泥量约1 t/d。脱水后的污泥含有较高回收价值的重金属，外卖给具有固废处理资质的公司回收重金属。
4 处理效果
该工程于2006 年12 月开始施工建设，2007 年3 月废水处理及回用系统投产试机。该工程自投入使用后，运行稳定，处理效果较好，该厂废水处理后全因子达标，并于2007 年7月经东莞市环境保护局验收通过。椐东莞市环保监测(验)字(070723)第4 号，3 d 监测的结果，如
监测结论：从监测结果可以看出，出水水质各项目均能达到广东省《水污染物排放限制(DB44/26－2001)》中的第二时段一级排放标准，达标率为100 %。
5 工程结论
(1)半导体生产废水排放量大，废水污染物种类多，成份复杂，处理难度较大。通过合理的分类收集、分质处理，并采用先进的废水回用处理技术，即可达到理想的处理效果，又可做到较高的废水回用率，实现达标及减排双重效果。
(2)东莞某精密电子有限公司为新建厂，在生产线建设过程中，环保设计人员已参与车间生产线排放废水的分水工作，生产车间排出的各类废水分类比较彻底，尤其是高浓度废液能够很好的分离出来，在保障了总出水重金属和COD 的达标的同时，还可在废液中回收重金属，产生可观的经济效益。
(3)该废水处理系统采用三级监控：现场控制(现场操作箱)、中央控制盘(琴键式操作台)、集成PLC 控制，主要机电设备都有备用，根据在线监测仪表自动投加药剂，确保了废水处理系统长期稳定运行。中央控制室同时配备有工控机(电脑)和大型模拟流程屏，可动态显示及计录各数据，并可查询、打印、传输历史记录。
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水解酸化—好氧工艺在苯酚废水处理中的应用
王发珍1，刘金泉1，左东升2，李天增1，孙丽波1，李京旭1
（1.北京桑德环境工程有限公司技术研发中心，北京101102； 2.北京建工金源环保发展有限公司，北京100101)
摘要:利用水解酸化- 好氧生物工艺对吉林某化工厂产生的苯酚废水进行了试验研究, 探讨了COD 容积负荷的增加对水解酸化- 好氧工艺处理效果的影响。试验结果表明, 经过适当的培养驯化, 水解酸化- 好氧生物工艺能够较好的处理毒性较大的苯酚废水; 并随着进水COD 容积负荷的不断增加, 水解酸化- 好氧工艺对COD 的去除率维持在87%～94%之间。当进水COD 容积负荷增加至3.12 kg/m3&d-1 时, 处理效果仍较好, COD 的去除率仍为94%。
关键词: 苯酚废水; 水解酸化-好氧工艺; COD 容积负荷
中图分类号: X703.1 文献标识码: A 文章编号: 08)07-062-03
吉林某化工厂的苯酚废水主要来源于氧化、精馏等主要工艺装置，污染物包括挥发酚、异丙苯、苯酚、醇类等。苯酚及其衍生物属芳香族化合物，是废水中常见的一类高毒性和难于降解的有机物[1]。在各种酚类中，挥发酚的毒性最大，若进入生物体内，会引起蛋白质变性和凝固[2]。此类废水若不经处理直接排入水体，会对水环境带来很大的危害。然而含酚废
水生物降解性差，且酚类化合物是一种原型质毒物，属高毒物质，对一切生活个体都有毒杀作用，使菌体内的酶变质并失去活性[3]，最终导致传统生物处理的效果较差，而其他方法如萃取法、吸附法等投资成本高，企业难以承担。因此研究具有广泛应用价值的含酚废水处理法是摆在环保工作者面前的迫切任务。
1 材料与方法
1.1 反应装置
水解酸化- 好氧工艺流程如图1 所示。反应器由PVC 板制成。水解酸化池尺寸为30 mm&20 mm&20 mm，有效体积为12 L，池内设有一台搅拌设备。好氧池尺寸为29 mm&28 mm&25 mm，有效体积为20.3 L，内设有砂头曝气器。进水经蠕动泵送至水解池内，再由水解池自流至好氧池，好氧池流出的泥水混合液在二沉池内进行分离，二沉池上清液排出系统，底部污泥部分回流至水解池，剩余部分进入污泥处理系统，进行污泥处理。
1.2 原水水质
原水为吉林某化工厂排放的苯酚废水，其水质如表1 所示。
1.3 接种污泥
试验所用的接种污泥取自北京市肖家河污水处理厂二沉池内，接种的污泥浓度为2043 mg&L-1，其沉降性能较好，活性较大。
1.4 运行参数
在水解酸化- 好氧生物工艺中，进水流量为18.86 L&d-1，其水解池的水力停留时间为15 h，好氧池的水力停留时间为23.7 h，污泥回流比200%。
2 结果与讨论
2.1 微生物的培养驯化阶段
由于废水中BOD5/COD 的值较小，且苯酚浓度较高，对微生物具有较强的毒性，因此，在污泥驯化时将废水稀释后作为反应器进水，进水前调节废水pH至6.5～7.5 之间，同时投加适量的葡萄糖以增加废水的可生化性，此时COD 容积负荷为0.37 kg&m-3&d-1。将接种污泥注入反应器内，再投加稀释后的苯酚废水，将反应器注满，水解池连续搅拌，好氧池连续曝气，反应系统暂不进水。此条件下运行24 h 后，停止搅拌和曝气，将上清液取出，再向反应器内投加稀释后的苯酚废水，重复上述的运行方式，12 h 后观察到水解池内的污泥量增多，颜色由原来的淡黄色变为黑色，好氧池内污泥活性较好，具有较好的沉降性能，此时测得水解池内的污泥浓度为3097 mg&L-1，好氧池内的污泥浓度为3861 mg&L-1，表明微生物的初步培养已成功。污泥培养驯化期共运行7 d，在此期间进出水COD 变化如图2 所示。
从图2 可以看出，菌种很快适应了污染物的毒性，一周后COD 去除率逐渐从最初的46%上升到87%以上，反应器的出水COD 也由最初的220 mg&L-1降至100 mg&L-1 以下。这说明利用水解酸化- 好氧生物工艺处理此类苯酚废水是可行的，微生物经驯化后能够适应污染物的毒性。
2.2 COD 容积负荷的提高阶段
COD 容积负荷提高阶段共运行了37 d，采用逐渐减少进水的稀释倍数，增大进水COD 浓度的方法来提高系统的COD 负荷。运行情况如图3 所示。从图3 中可以看出，在反应器运行的8～44 d 内，随着COD 浓度的提高，COD 负荷由0.41 kg&m-3&d-1 提高至3.12 kg&m-3&d-1，出水中COD 值无大的变化，持续维持在185 mg&L-1 以下，COD 的去除率由75%提高至94%。
在COD 负荷增加的初始阶段，COD 去除率的变化幅度较大，且处理效果也不稳定，这主要是由于进水中COD 浓度的增加影响了水解- 好氧系统对COD 的去除，但随着运行时间的延长，COD 的去除率逐渐提高并趋于稳定，维持在90%以上，COD 负荷增加至3.12 kg&m-3&d-1 时，COD 的去除率仍为94%，这说明水解- 好氧工艺在处理苯酚废水时具有较强的适应能力、抗冲击负荷能力，且能够很好的处理苯酚废水。
2.3水解酸化- 好氧工艺稳定运行阶段
水解酸化- 好氧生物工艺稳定运行了14 d（如图4），在此阶段，系统进水为吉化苯酚废水的原水，其中进水COD 值为3123.94～3493.4 mg&L-1，此时处理后的出水COD 为186.72～296.43 mg&L-1，COD的去除率为86.24%～95.83%。从图4 可以看出，当系统进水为原水时，反应系统仍能有很好的处理效果，处理后出水中挥发酚的含量仅为0.29 mg&L-1。此时水解池污泥浓度为3589 mg&L-1，好氧池污泥浓度为2893 mg&L-1。
在水解酸化- 好氧生物工艺中，通过适当的培养驯化，微生物能够处理毒性较大的苯酚废水，且处理效果较好；当系统的进水COD 容积负荷不断增加时，水解酸化- 好氧生物工艺对苯酚废水的处理效果仍较好，COD 去除率维持在90%以上；当系统的进水为原水时，即COD 容积负荷为3.12 kg&m-3&d-1 时，出水COD为190.22mg&L-1，COD的去除率为94%。
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苯酚丙酮废水生物处理研究
郭怡雯， 张明
（上海市环境保护事业发展有限公司，上海200003）
［摘要］分别采用兼氧/好氧工艺和好氧工艺对苯酚丙酮废水进行生物处理研究。该废水具有高盐分、高有机物浓度、低pH的特点，进水CODCr约1 187 mg/L。监测结果表明，使用兼氧/好氧工艺处理，兼氧槽出水平均CODCr为1 021 mg/L，CODCr降低20.9%，而BOD5则升高11.9%，B/C升高了41.5%。这说明经过兼氧槽处理后，废水的可生化性进一步提高。再经过好氧槽处理，最终出水平均CODCr为63.0 mg/L。但仅采用好氧工艺的好氧槽出水平均CODCr
为75.2 mg/L。实践证明采用生物处理工艺处理苯酚苯酮废水，出水可达《污水综合排放标准》（GB 8978&1996）的一级排放标准。
［关键词］ 苯酚丙酮废水；兼氧；好氧；生物处理
［中图分类号］ X703.1 ［文献标识码］ A ［文章编号］ X（2010）02-0047-03
近年来随着国家经济的快速发展，国内市场对苯酚丙酮的需求越来越大，据资料统计各工厂的苯酚、丙酮生产能力已达到1.2&105 t/a。目前主要采用异丙苯法生产苯酚丙酮〔1〕，生产中将产生一定量的高浓度有机废水（苯酚丙酮废水）。国内苯酚丙酮的生产厂家通常将其废水与其他污水混合后处理。国内曾有采用曝气+生物接触氧化工艺流程处理苯酚丙酮生产废水的报道〔2〕，国外曾有向采用活性污泥法的曝气池中投加粉末活性炭和用活性炭吸附作为后续工序处理苯酚丙酮废水的报道。但国内外均没有对不与其他污水混合而直接处理苯酚丙酮生产废水的报道。笔者针对此废水的特征，通过试验，考察了兼氧/好氧工艺和好氧工艺对苯酚丙酮生产废水的处理效果， 以期使苯酚苯酮废水达到排放标准。
1 实验处理工艺及装置
1.1 实验用水
苯酚丙酮废水主要来源于生产过程的氧化、精馏等主要工艺装置，污染物主要有挥发酚、异丙苯、苯酚、醇类等〔3〕。由于目前没有实际废水排放，因此根据上海高桥石化20 万t/a 苯酚丙酮装置中产生的苯酚丙酮废水水质进行配水试验，主要成分包括：苯酚2.6 mg/L、
甲醛13.7 mg/L、甲醇17.2 mg/L、苯0.07 mg/L、丙酮102.9 mg/L、异丙苯6.9 mg/L、羟基酮343.1 mg/L、Na2SO4 1 681.1 mg/L。配制后废水的COD 1187 mg/L、BOD5 598 mg/L、B/C＝0.57， 属较易生化处理的有机废水。但苯酚丙酮废水中氮磷缺乏，在配制此苯酚丙酮废水时按m（C）∶m（N）∶m（P）=100∶5∶1 添加了氮和磷，该配水属于高含盐的高浓度有机化工废水。
1.2 处理目标
处理后要求出水CODCr&100 mg/L， 达到GB8978&1996 一级排放标准。
1.3 废水小试处理工艺和装置
试验分别采用兼氧/好氧工艺和好氧工艺对苯酚丙酮废水进行生物处理小试研究〔4〕。处理工艺Ⅰ（兼氧/好氧工艺）：由废水贮水槽、兼氧槽（A 池）、中间贮水槽、序批式活性污泥法（SBR）好氧槽（O 池）构成。其中，兼氧槽有效体积6 L，设潜水磁力搅拌器，SBR 好氧槽有效体积4 L。其流程如图1 所示。
处理工艺Ⅱ（好氧工艺）：与处理工艺Ⅰ相比，处理工艺Ⅱ仅设SBR 好氧槽，不设兼氧槽，其中SBR好氧槽有效体积4 L。其工艺流程见图2。
2 试验方法
处理工艺Ⅰ： 向兼氧槽中投放高效菌种（HSB）原液、浓缩剩余污泥（曹杨水质净化厂采集得到）和苯酚丙酮废水，即开始兼氧槽搅拌循环。兼氧池处理出水经中间贮水槽静置、沉淀后上清液送至SBR好氧槽。在SBR 好氧槽中投加曹杨水质净化厂浓缩剩余污泥，加入兼氧槽出水后即可按SBR 时序进行好氧处理。处理工艺Ⅰ兼氧槽和好氧槽的操作程序如表1 所示。每次换水50％，定期进行进出水水质检测和生物相观察。
处理工艺Ⅱ：向SBR 好氧槽中投加曹杨水质净化厂浓缩剩余污泥， 加入苯酚丙酮废水， 即可按SBR 时序进行好氧处理。处理工艺Ⅱ好氧槽的操作程序如表1 所示。每次换水50％，定期进行进出水水质检测和生物相观察。
试验在实验室内进行，未严格控温，各反应器内水温约在25～30 ℃。
3 结果与讨论
3.1 处理工艺Ⅰ运行情况
3.1.1 兼氧槽（A 池）进出水CODCr变化及生物相观察
由于废水中的盐含量和其他抑制性物质达到一定的限度会对生化处理的微生物产生抑制作用，因此在驯化开始阶段使进入到系统中的CODCr和其他抑制性物质浓度均很低， 让微生物能够逐步适应。培养驯化期间，初期进水CODCr 483 mg/L，待处理效果稳定后，逐渐提高COD 负荷。反应器的启动过程实质上是对菌种的选择、驯化过程。驯养初期，部分污泥难以沉淀，经生物相观察发现，反应器中没有原生动物，污泥有点散，污泥结构不紧密。发生悬浮的原因主要是这部分污泥还不适应处理环境，发生了解体现象。经过一段时间的培养驯化，污泥沉降絮凝性能转好，外观呈黑色。用显微镜观察发现存在一定数量的钟虫、轮虫等原生动物，此时认为污泥的培养驯化已经完成。A 池进水CODCr约为1 187 mg/L，出水CODCr也稳定在930 mg/L。对于高浓度有机废水而言，微生物的驯化是处理系统取得成功的重要因素〔5〕。
3.1.2 进出水BOD5的变化情况
当经过21 h 曝气，进水CODＣr达到1 325 mg/L时，对原水和兼氧槽出水的BOD5进行了分析，结果如表2 所示。
从表2 可知， 兼氧槽出水CODCr降低20.9%，而BOD5则升高11.9%，B/C 升高了41.5%。这说明经过兼氧槽处理后，废水的可生化性进一步提高。
3.1.3 好氧槽出水情况和去除率
好氧槽出水CODCr和CODCr去除率变化见图3。由图3 可以看出，在处理工艺Ⅰ运行期间，兼氧槽出水平均CODCr为1 021 mg/L， 好氧槽出水平均CODCr为63.0 mg/L。经过稳定运行一个月后，CODCr的降解率基本达到97％。说明苯酚丙酮生产废水中的有机物在好氧条件下能够比较好地被降解。
3.2 处理工艺Ⅱ运行情况
经过十余天的培养驯化，处理工艺Ⅱ好氧槽出水平均CODCr为75.2 mg/L，CODCr
的去除率为93％左右，试验期间出水CODCr的变化情况见图4。由图4 可知， 好氧工艺处理苯酚丙酮废水的出水CODCr基本稳定。
3.3 不同处理工艺曝气时间对出水CODCr的影响
不同处理工艺曝气时间对出水CODCr的影响见图5。
由图5 可见， 处理工艺Ⅰ曝气前4 h 内CODCr下降明显，曝气7 h 时CODCr达到最低，之后一直稳定在60 mg/L 左右。处理工艺Ⅱ曝气前5 h 内CODCr下降明显，曝气10 h 时CODCr达到最低为70 mg/L。可见处理工艺Ⅰ的效果要略好于处理工艺Ⅱ。
（1）试验分别采用兼氧/好氧工艺和好氧工艺对苯酚丙酮废水进行生物处理。由于苯酚丙酮生产废水含高浓度硫酸盐，在初期处理时，废水中的抑制性物质会对生化处理的微生物产生抑制作用， 故需通过驯化，使兼氧槽出水稳定后再进行后续处理。实验驯化后兼氧槽的出水CODCr为1 021 mg/L。
（2）污泥培养驯化成功后，进行后续曝气试验，好氧槽出水平均CODCr为63.0 mg/L。最终兼氧槽出水CODCr降低20.9%，而BOD5则升高11.9%，B/C 升高了41.5%。说明经过兼氧槽处理后，废水的可生化性进一步提高。然而处理工艺Ⅱ运行期间，好氧槽出水平均CODCr
为75.2 mg/L。试验表明不同处理工艺SBR 好氧槽曝气时间对最终出水CODCr有不同的影响。
（3）生化法可用于对苯酚丙酮废水的处理，但在今后的研究中应进一步弄清各反应器中进行的生化反应， 可利用分子生物的技术对反应器中的微生物进行深入分析，考察其生态分布及运行机理，从微生物的角度解释C、S 转化的机制。这将对处理方案的优化和处理效率的提高有重大的指导意义。
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帕克活性生物砂滤脱氮的四年运行经验
文 / Kramer,J.P.; Wouters,J.W.(荷兰帕克公司)；Rosmalen, Pvan(德尔夫特水务局)
摘要：由于执行新的氮排放标准，位于鹿特丹西部Vlaardingen地区的排水厂&De Groote
Lucht&需要改扩建以达到新要求。该厂在干旱季水量是4,350m3/h，最大水量为12,000m3/h。为了达到总氮的严格要求（总氮年平均小于10 mg/L），该排水厂在1999年增设了Astrasand活性生物砂滤床作为脱氮后处理。该系统既能达到很高的脱氮效率，又能很好的去除SS。这篇文章报道了四年连续运行的条件和结果。
关键词：连续砂滤　脱氮　工艺控制　排水　生物过滤&&
一、处理计划&
De Groote Lucht排水厂的污水处理系统如图1所示。该系统由两段好氧系统构成，去除BOD、氨氮和部分氮氧化物。因为需要满足更严格的氨氮排放标准，该厂考虑扩建原有工艺并新建三级处理。三级处理考虑的因素为占地、施工方便（不影响现有设施）、投资及运行费用。&
1999年，三级脱氮处理开始运行。只有一部分废水进入三级处理。脱氮处理的核心是活性生物过滤。设计基础数据如表1所示。经过沉淀以后，出水经过6mm的滚筒筛，进入三级处理的供料泵井。如果进水流量超过了最大设计流量，多余的水将溢流并直接排放至地面水。&
在脱氮过程中，投加甲醇作为碳源。甲醇按照进水的氨氮、氧气和水的流量的比例进行投加。每个过滤器都配有单独的甲醇投加装置。进水按水力条件平均分配。过滤器内部是缺氧的环境，脱氮污泥附着生长在颗粒的表面和滤床的细孔中。水流从下至上通过滤床后，过滤液中O2、NOx-N 和固性悬浮物的浓度都大大降低，而且，COD浓度也能降低10－15%。剩下的氮氧化物主要是NO3-N[1]。&
过滤液直接通过出水管道排至地面水。如果进水流量过大（部分水量经过旁通管），那么滤出液和旁通的水流混合后再排放。连续排出的洗水中已脱除了NOx-N，泵送至该污水处理系统的进水中。如果过滤床的进水流量低于600mg/L，洗水和滤出液都将循环。旱季水量的波动很大，因此，为了保证有稳定的水流进入砂滤装置，该厂设置了滤出液循环。&
二、工艺控制
为了达到最好的过滤效果，该项目配备了一套工艺控制系统，保证过滤器在不同的进水条件下都能保持高的污泥活性[2]。控制系统是基于砂滤运动和冲洗频率的连续调整，着重于滤床中活性污泥的固定容积。
表2中显示了控制系统对脱氮效率影响的定性分析。配备了控制系统后，过滤器获得了98％的脱氮效率。同时，也获得了很高的固性悬浮物的去除率。
三、部分处理&
由于排放标准与年平均氮含量有关，因此在三级处理中不需要处理满负荷流量。&
在图3中显示了出水总氮浓度和三级处理能力的关系。设计处理能力为3600m3/h，为旱季流量的83%，满负荷流量的30％。在表3中，总的排放水的容积与生物砂滤段处理&
的水量有关。平均约76％的废水经过三级后处理系统处理。&
四、生物砂滤运行数据&
所有废水的运行数据如表4所示。有关生物脱氮的数据已特别标出，主要有：&
& NOx-N去除&
& TSS去除&
& COD去除&
五、NOx-N去除效率
图4显示了2000年至2002年进水和出水的数据。所有数据都是24小时综合样。
六、甲醇的消耗和COD的去除
甲醇投加与进水流量、进水氮氧化物含量和进水的氧气的浓度有关。年平均甲醇消耗量如表5所示，与氮氧化物的去除有关。平均脱氮的效率达到86％。另外，对进水COD（甲醇投加以前）和出水COD也进行了监测，去除率为11％，这说明甲醇被完全消耗。
&&&&&&& 由于1mg CH3OH 相当于1.5mg的COD，平均COD转化率为70％，因此，体积转化率为5.5kg COD(m3.day)。
七、TSS去除和污泥生长
2002年运行过程中，监测了固性污泥的平衡及生物滤器中污泥的生长，包括进水、滤出液和出水的固性物负荷。结果如表6所示。从表6我们可知，特定污泥的平均增长为1.3mg/mg N-去除或0.2mg/mg COD消耗。
八、运行数据
运行数据包括以下几个方面：
－ 水厂运行人工时
－ 能量消耗
－ 化学品消耗
－ 污泥处置
这些数据反应了该处理工艺的运行成本。实行一种新的运行工艺需要全厂的大量人工时投入。为了评估实际需要的对工艺的投入，我们用运行日志记录了相关活动。结果如表7所示。
经过四年的运行可知，人工时消耗主要与下列因素有关：
1、运行在线控制仪表（COD，NOx-N，O2），需要预先准备样品。不进行预先处理的话，每天的清洗是必须的。
2、在进水流量低或无流量的情况下，过滤器中进水的分配。为避免断流的情况，适当的循环是必须的。
总的来说，大量的操作人工时都花在了仪表上，减少仪表的数量并结合减少样品的预处理能减少人工时。生物滤器本身因为不含有运转部件，因此很容易操作。
主要的能量消耗是供水泵和空气压缩设备。表8所示为能量消耗。生物滤器的装机能量为450kW
十、化学消耗
甲醇消耗如表5所示。甲醇消耗为3.3 mg/mg N去除，允许平均10％的甲醇用于消耗氧气。甲醇的运输价格变动并与国际油价有关。在四年的操作过程中，甲醇的价格变动在每吨105－272欧元之间。因此，甲醇消耗为每去除1kgN 0.35-0.90欧元。年平均甲醇消耗成本为120，000～300，000欧元。
十一、污泥处理
2002年的运行过程中，计算了由于脱氮后处理工艺带来的另外的污泥产量，考虑了污泥的增长和滤器中污泥的去除。年平均污泥量为450吨（干污泥）。污泥消化后，能减少30%至315吨干污泥/年。
十二、年平均运行费用
表9所示为年平均运行费用的组成。图5中显示了结果。
从1999年开始，在De Groote Lucht的污水处理厂运行的连续生物砂滤作为脱氮三级处
理都成功运行。除了高的脱氮效率，通过高效的过滤控制，TSS和COD也得到去除。因
为工艺的简便，人工时消耗很少。为达到年平均氮含量10mg/L，采用部分处理的方式是
合理的。运行费用与外加碳源及生长的需要处理的污泥有关。这些费用占了脱氮滤器所
有运行费用的三分之二。&
（帕克）生物活性砂滤池
ASTRASAND生物活性砂滤利用水体中丰富的污染物作为食物，微生物可以在滤砂的表面生长和拓殖，形成生物挂膜，这样ASTRASAND生物活性砂滤在去除固性悬浮物的同时，将废水中的BOD、氨氮等污染物转化去除，从而更进一步净化水质。因为气提管连续不断的将砂料从底部运送到洗沙器，滤床处于一种连续而缓慢的向下运动状态。气提管中的紊流从过滤细砂上卸载了一些多余的，尤其老化的生物群体。这些生物群体在清洗阶段被分离，并经反冲洗水口流出过滤器。一小部分水可被用来作为清洗水，这样砂滤器便产生了它自身连续的清洗水流。可调节的清洗功能以便一部分细菌还留在滤料中，这样可以保持滤床的脱氮能力。被清洗的砂返回到滤床，在那里它们又进入洁水工艺；清洗水也返回到先前的工艺阶段，进入下一轮循环。在ASTRASAND砂滤池中，可以在布水器上配备曝气系统，从而使滤池内部形成好氧环境，促进微生物的生长。由于&生物膜&的存在，引起清洗和反冲的频率加大，而ASTRASAND活性砂滤能够连续地清洗滤料（4~6小时一个周期），从而避免了在这些特殊功能运行下，频繁反冲洗的巨大工作量和可能出现的差错。
ASTRASAND硝化反应硝化反应将氨氮氧化成硝酸根，反应方程式如下：
&在硝化反应的ASTRASAND砂滤中，将通过配备的曝气系统，使滤池内部形成好氧环境。在空气、水和砂子充分三相混合的砂滤池中，砂子表面生物膜上的硝化细菌进行将铵转化为硝酸盐的硝化反应，这些细菌是自养性细菌，仅依赖无机物就可生存，最终产物除二氧化碳外还产生新鲜的生物群。硝化菌的特征如下：
l自养菌：在水温低于23℃时，相对于亚硝化菌处于优势生长状态；
l氧气需求：4.6mgO2/mgNH4+-N;
l污泥产率：0.10-0.15mg/mg去除的氮；
l倍增率&0.01h-1;通过在ASTRASAND活性砂滤器中加装曝气装置，就可以达到以上氧化
NH4+-N和有机物BOD的双重效果。
业绩介绍英国境内Harrogate North镇的大型污水处理工程，它处理这个镇整个北部区域的市政污水，此项目属于约克郡的整个市政污水处理工程之一。它由以下几部分组成：格栅、初沉池、矿砂及塑料媒介过滤池及腐殖沉淀池，最终的出水排入附近的Nidd河；为了满足当地的排水标准要求，整个污水处理工程的工艺改进变得至关重要。严格的出水标准迫使这家公司不得不优化并提升原有的污水处理系统；同时为了这个目的，以塑料为媒介的过滤设备在几年前被首先应用。然而，即使这套系统投入使用后，出水还是满足不了当地的排水要求。所以，这家公司就在2002年决定再上一套三级生化处理系统，帕克公司的ASTRASAND活性砂滤被选定，它不仅仅能够去除水中的絮凝物，同时能很好地去除其中的有机物和氨氮等营养物。
ASTRASAND反硝化反应反硝化反应利用COD将硝酸根还原成N2，反应方程式如下：
&反硝化细菌是异养性细菌，它们依赖于有机物而生存。其所需的营养物由水中扩散到生物活性层，是由溶解有机物连同亚硝酸盐、硝酸盐、氢化物组成。由此提供的营养物使细菌可以生长、繁殖。新的生物形成在过滤器细砂上。细菌的代谢产物包括：氮气，二氧化碳、碳酸氢盐和水，这些产物被排除在周围水域中。反硝化细菌的特征如下：
l碳源需求：2.8~3.0mgCH3OH/mgNO3&N；
l污泥产率：0.7~1.3mg/mgN去除；帕克公司特别设计、另行选配的ASTRACONTROL控制系统，能通过监测控制流砂的循环，达到甲醇量的恰当投加，减少浪费，避免出水BOD超标的目的。
业绩介绍由于执行新的氮排放标准，位于鹿特丹细部Vlaardingen地区的排水厂&De Groote Lucht&需要改建以达到新要求。该厂在干旱季水量时4,350m³/h，最大水量为12,000m³/h。为了达到总氮的严格要求（总氮平均小于10mg/L）,该排水厂在1999年曾设了ASTRASAND活性生物砂滤床作为脱氮后处理。该系统既能达到很高的脱氮效率，又能很好的去除SS。由于处理水量大，整个工程48台砂滤采用了钢筋混凝土结构设计。
ASTRASAND砂滤除磷废水中溶解性PO4-P的去除有两个途径：
l通过微生物同化作用，被微生物吸收利用（达到细胞质重量的3%）；
l与金属离子如Fe3+、Al3+等结合，形成难溶性的Fe PO4、Al PO4沉淀，经砂滤后去除；但同时伴随产生Fe（OH）3等污泥产生，反应方程式如下：
&实际运行要求及特性：
l通常运行要求：x&y，但工艺参数根据具体水质而定；
l根据实际运行的经验，在进水总磷小于5mg/L的情况下，金属离子/溶解性磷比值的不同获得不同的除磷效率；
l在一定的条件下，物化除磷和反硝化过程可以在同一台砂滤器中完成。
反渗透中的余氯杀菌
阿法拉伐卧螺机用户培训讲义（非现场部分2）
8、差速的计算
阿法拉伐卧螺机用户培训讲义（非现场部分）
1、卧式螺旋输送沉降离心机(Decanter Centrifuge)简称卧螺机，中文也译成滗析机，倾析机。这是一种利用离心力，使混合在一起的不相溶的，不同比重的液、液、固三相或者液、固两相进行连续分离的一种机械。其工作部分是一个内装螺旋输送器的转鼓，两者之间有转速差，从而使螺旋获得轴向输送力，把被分离的固体连续地推向转鼓小端，并利用离心力排出机外。液体则从相反方向（从转鼓大端)溢流出转鼓。&& &其背驱动装置的作用是控制螺旋与转鼓的差速和扭矩。
2、离心力与分离因素
4、离心沉降原理
5、卧螺机的沉降面积和当量面积
6、悬浮液的预处理&&絮凝&
斯托克定律表明，悬浮液中的颗粒粒径越大，其沉降速度也越大。
许多含细小颗粒的悬浮液在进入卧螺机时都需要加入一种絮凝剂以使小颗粒的粒径增大，使其更容易被分离。
常用的絮凝剂主要是高分子聚合物，这些有机化合物带有高的正电荷或负电荷，能去除同电荷颗粒之间的排斥力，同时此絮凝剂具有吸附颗粒之功能，从而能使颗粒和絮凝剂结合成团状的絮凝物。
对某种待分离的悬浮液来说，选择合适的絮凝剂是非常重要的。
絮凝剂溶液的配制也有各种不同的要求。以分子量为5&106 的聚丙烯酰胺干粉用于城市混合污泥脱水为例，配制浓度一般为0.3－0.5%(w/w)。在20。C气温下经搅拌溶解熟化约30～45分钟，然后，稀释到0.1－0.2%浓度再注入到离心机进料管处，与污泥进行混合絮凝。
7、离心机内部结构
& &&卧螺机的工作部分是一个内装螺旋输送器的转鼓，这个转鼓可看作是个一端为圆锥形的沉降槽。当高速旋转时，转鼓内产生大于重力加速度千倍以上的离心力，悬浮液便在这个离心力场中实现液固分离。
&&& 密度小的液体形成同心内层，经过可调节的堰板连续地从转鼓大端排出。
&&& 密度较大的颗粒则迅速沉降至转鼓内壁上，被螺旋输送器从锥形端连续推出至转鼓外。行星差动齿轮箱是产生和调节差速的关键部件。差速与一定单位时间的固体排出量成正比。正常情况下，如图所示，在转鼓内越靠近小端出口液体越少；越靠近大端出口固体越少。&
国产与进口卧螺离心机的技术差异分析
曹志伟 北京海斯顿环保设备有限公司（2003年）
通过对国产与进口卧螺离心机的技术进行对比，从选用材质、加工方式、高效脱水设计、驱动方式、差速器、磨损保护、自控方式等方面逐一进行分析，找出国产设备与进口设备之间的差距。
近几年来，随着我国大型市政污水处理厂的大量兴建，卧螺离心机在市政污泥脱水领域的应用日益增多，一些国外品牌的卧螺离心机纷纷涌入中国市场，国内的一些厂家也以较低廉的价格进占市场。目前，进口设备的价格是国产设备的2～3倍，价格差距很大。但进口机在国内仍占有很大的比重，在工业及市政污水处理中的污泥脱水领域，特别是一些新建的市政污水处理厂，采用的几乎都是进口卧螺离心机。本文就此情况从技术性能上对进口和国产的数家卧螺离心机进行逐一分析，以找出其中的原因。
2 国内外卧螺离心机的市场情况
我国生产离心机已有20余年的历史，开始大多是立式离心机和其他形式的推料或过滤离心机，而卧螺离心机则是近几年随着污水处理工程的增多才大量开始研制和生产的机型。
目前， 国内生产卧螺离心机的厂家有重庆江北机械厂、广州重型机械厂、湘潭离心机厂、解放军4819工厂、浙江青田特种设备厂、南京绿洲机械厂、上海化工机械厂、上海离心机械研究所等l0余家企业。其技术有一部分主要来源于直接与国外离心机公司的技术合作、引进以及生产，如与法国坚纳(Guinard)、德国洪堡(Humboldt)等公司的合作；另有一部分厂家的技术主要源于自主开发或对国外技术引进、消化和吸收，但仍有一部分停留在模仿国外公司技术的水平上。
目前在我国常见的进口卧螺离心机厂家主要早期进入中国市场的瑞典阿法拉伐(AlfaLava1)，德国维斯伐利亚(West~lia)、福乐伟(Flo~ eg)、洪堡(Humboldt)，意大利贝亚雷斯(Pieralisi)公司等，以及近期进入中国的瑞典诺克森(Noxon)、法国坚纳(Guinard)、日本巴工业等公司，产品主要集中在市政以及工业污水处理中的污泥脱水领域。主要技术特点基本相同，但在技术细节上存在较大的差异。
3 国内外卧螺离心机技术对比
3．1 材料与制造方式
目前国内与国外设备中，主要部件都采用不锈钢制造，只有少数国外厂家可针对不同的处理对象及介质的要求，采用适合的材质，如对于市政污水处理和无腐蚀性场合，采用高强度碳钢防腐，避免了过度设计，大大降低了制造成本，通过l0余年的实践证明，在市政污水处理中采用碳钢防腐的材质是完全可行的。
在制造方式上，国外大多数厂家采用离心浇铸的方式，有效地保证了结构的强度和抗载荷能力等要求。国内厂家多数采用锻、铸件车削加工或不锈钢板卷绕焊接方式，虽然加工成本较低，但结构材料的均匀度、强度、耐腐蚀性、抗荷载能力等均差于离心浇铸的效果。
3．2 高干(效)型机型设计
所谓高干(效)型机型是国外较常用的叫法，国内则习惯称为浓缩脱水一体化机。用于对未经浓缩的污泥直接进行脱水，通常可处理含固量在0．4％～0．8％左右的市政及工业污泥。
目前，国内仅有部分厂家拥有此项技术，且技术主要来源于与国外公司技术合作，仅有少数厂家能对国外技术进行消化吸收、改进，开发新技术。这其中，一少部分公司吸收了阿法拉伐公司的B D挡板技术或其他公司的压榨式螺旋设计，见图l，即在离心机锥段的螺旋出料端设备一个特殊挡板即B D挡板，或增大锥段螺旋的设计。这种设计使离心机处于超深液池状态，在池中液面高于固体排放面状态下运行，并在锥段减小污泥空间体积，增加对泥饼的压力，并且只输送下部沉渣，而将上部含水率高的污泥截留在压榨锥段外侧，实现压榨脱水(类似于螺旋压榨脱水机)，使出泥更干。另一部分公司的设计是在螺旋简体上设置横截面为阿基米德螺线形的压榨板，见图2。当沉渣从螺旋圆柱段推向锥段时，螺线形压榨板将沉渣逐渐压缩。由于压榨板与转鼓简体形成楔形通道压渣压力逐渐升高，在出口处达到最大，并将滤液沿楔形间隙的切线方向从较宽的方向排出。
国外离心机的高干型设计除上述两种外，还有瑞典诺克森(Noxon)公司推出的一种新型专利技术，称为Lamella技术，即采用斜板沉淀的原理，将离心机螺旋推料器叶片设计成倾斜状态，其叶片倾角、螺距、叶片间距等参数经过优化设计，达到最佳处理效果。使固体沉降时间缩短数倍，大大减少螺旋推料叶片对澄清液池的扰动，絮凝剂的消耗量也比普通离心机减少30％～40％， 而处理能力则比普通离心机提高了40％ 。特别适用于处理一些超细或凝胶状固体。目前处理的最低进料浓度可达0．2％，是目前世界上处理进料浓度最低的离心机。国外不同厂家的离心机在高干(效)型设计方面采用不同的技术，在实现的方式也会各有差异。
3．3 驱动方式
在驱动方式上，国内与国外有较大的差异，进口设备大多有5～6种不同的驱动方式。
国内离心机驱动方式通常较为单一，采用最多的驱动方式是双电机结构，即一台电机(通常为变频电机)通过皮带直接驱动转鼓产生转动，另一台电机通过减速器(差速器)驱动螺旋。
而进口设备中往往可提供除常用的双电机系统驱动方式外的多种驱动方式如单电机驱动形式，即一台电机通过主皮带轮驱动转鼓、次级皮带驱动差速器的轴，从而产生差转速，调整速差时需要停机进行，属于简单驱动方式；还有一种单电机驱动方式，即单电机驱动主转鼓产生转动，通过电磁涡流差速器产生速差，这是一种制动的驱动方式，类似于刹车装置，产生负速差，优点是控制方便、节约能源。
另外一种常见驱动方式是采用液压驱动，即转鼓及螺旋分别由独立的液压系统驱动(或转鼓由变频电机直接驱动)，具有其他驱动方式所不可比拟的优点，如更大的驱动扭矩、更为简便的速差控制方式以及更低的速差。目前瑞典诺克森(Noxon)产品在该驱动方式上又有改进和创新，使机器的速差达到0．2r／min，速差精度达0．01r／min，是目前世界上速差最低、精度最高的离心机。这种驱动方式的缺点是设备成本较高，对电控阀门以及电控系统要求极高，由于液压连接点较多，存在泄漏的机会也较多。因此这种驱动方式对液压元件的质量和可靠性有严格的要求，而现在国内液压元件的制造技术、产品的性能和可靠性等技术指标与进口产品仍然存在一定的差距，从而导致这种驱动方式在国内的推广受到一定限制，因此很少采用。
由于不同驱动方式最终会导致不同的速差，国产设备的速差一般最低值都在数转／分钟，国外的最低速差可达到0．2r／min，相差l 0余倍，即污泥的停留时间增加l0余倍。而速差是影响泥饼含水率的关键因素，低速差可产生更干的泥饼，对螺旋的磨损也相应减少，从而可大大延长螺旋的使用寿命。
3．4 差速器
由于卧螺离心机的转鼓与螺旋之间速差小而扭矩大，一般差速器采用周转轮系结构即采用行星摆线针轮、渐开线齿轮差速器。
国内及国外离心机所采用的差速器结构形式基本相同，一般多为双级2K&H、3K、K&H&V等形式行星渐开线齿轮差速器或采用行星摆线针轮及渐开线齿轮差速器的组合形式。由于差速器转速高、传递扭矩大，对各零件在组装过程中的间隙调整要求特别高，离心机生产厂家往往需要专门设计及加工。
国内很多厂家进行过差速器的国产化尝试，其中部分厂家的机械加工精度以及某些性能基本上达到国际水平，但从整体来看，尤其是在装配精度和装配经验上仍存在一定差距，加之主要部件选用材质不当或受材料质量的制约，往往造成差速器达不到设计要求，效率低，寿命短。因此差速器的关键不仅取决于制造质量，更重要的是装配质量和材料的选择。目前国内很多厂家往往采用进口差速器来满足设备的性能。
3．5 分离因数及相关技术
近年来，国内外卧螺离心机的分离因数在不断提高，一些离心机分离因数可达到，部分国外小机型甚至超过10000。能够实现如此高的分离因数，需要采用转子柔性安装的新技术，以减小螺旋的正常振动值。
3．6 螺旋的密封方式
螺旋的密封方式大多采用机械密封或迷宫式密封，国产与进口离心机在这点上是基本相同的。
3．7 磨损保护
国内外主要厂家的离心机在与污泥接触的螺旋叶片外缘采用了烧结耐磨合金片或陶瓷片镶嵌工艺，可方便更换，但整体更换成本较高。部分厂家对螺旋叶片外缘进行碳化钨热喷涂处理，成本较低，但寿命较镶嵌工艺短。
3．8 自控方式
离心机的高效脱水性能必须通过完善的自控系统才能得以实现。目前国内外的主流控制方式是PLC (可编程逻辑控制器)控制。
国内几乎所有厂家都采用PLC作为中央控制系统，控制功能较为单一，虽然能够实现基本的控制要求，但与国外离心机控制系统存在较大差距。国内离心机厂家基本上都采用LED数码管逐条显示，显示的工作参数需要不断调用，操作繁琐，控制功能少。目前仅有极少数国内厂家将先进的触摸屏显示技术用于离心机的控制上，能同时实现上位机链接。
国外离心机的控制技术比国内领先数年，部分厂家早在l 0年前就已开始使用工业计算机或DCS控制系统。采用大屏幕显示，可对所有控制参数、运行状态一次性显示，操作更为人性化。近期又推出了可通过因特网实现上位机链接的技术，与生产厂家进行数据通讯，便于生产商对现场离心机进行远程故障分析及处理，甚至可以通过网络对现场机进行实时数据组态和更新运行软件的服务。
通过以上整体技术对比，不难看出，虽然我国卧螺离心机工业起步较晚，但在某些性能方面，已经达到了国际先进水平，且已有部分厂家的离心机在某些专项技术上达到甚至超过了国外离心机。但不可否认的是，我国离心机制造行业的整体水平与国外的离心机还存在一定的差距，尤其体现在整机可靠性、稳定性、使用寿命、装配精度、操作的灵活性、人性化
以及某些新技术的应用等方面。建议国内离心机制造商能从多方面考虑进行设计，使我国的卧螺离心机新技术应用、生产技术等方面得到进一步提高。
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尤其值得一提的是，文章后边部分，工业系统控制要求通过因特网与设备制造厂家联网，实现设备的实时监控与操作，未来将会是重要的方向。
&&&&&& 其他应注意的是文章发表于2003年，很多事情已经不同。
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