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1.1實施中試試驗
強化生化系統(tǒng)中的微生物具體是通過貧營養(yǎng)型異養(yǎng)菌、原后生動物、硝化菌等組合而成,由于這些細菌不具備較高的營養(yǎng)底物濃度,生長速度非常慢,所以,有必要對微生物的流失速率進一步降低,以確保系統(tǒng)中的微生物具有較高的增殖速率。由于曝氣生物濾池主要以高密度填料為主,其所產生的生物床主要將過濾、生物絮凝以及生物降解進行了融合,把微生物存在的流失問題予以了有效的處理,使得系統(tǒng)內活性微生物數量進一步增加,處理效果非常理想。BAF中試試驗裝置最初對COD的去除效率不夠理想且不穩(wěn)定,后來經過時間的演變,在試驗后期取得了高效率及穩(wěn)定性,這主要是因為,生物膜逐漸的發(fā)育和成熟。試驗初期,生物膜剛開始發(fā)育,試驗后期生物膜逐漸的趨于成熟穩(wěn)定。生物膜剛開始發(fā)育時,因BAF在掛膜初期階段,生物濾床中生物質數量以及生物膜質量都在逐漸發(fā)育完善時期,所以,對COD有一定的去除率,不過,處理效果不夠理想。當生物膜處于成熟穩(wěn)定階段時,其濾料表面生物膜完全成熟,對COD有著較高的去除率,并且去除負荷和生物膜發(fā)育階段相比,提升了一倍,這就表示培育了兩個星期的生物膜具有很好的活性,就算進水水質的波動較大,BAF系統(tǒng)依舊能夠確保出水水質的穩(wěn)定性。BAF中試試驗裝置主要采用填料的物理截留以及生物膜表面的吸附作用去除污水中存在的懸浮物,效果顯著,懸浮物出水濃度較低,出水千凈明亮。通過中試試驗得出,BAF的抗污水水質波動性能較好,能夠使回用污水COD和懸浮物滿足于污水回用循環(huán)冷卻水水質指標要求。
1.2工業(yè)應用
現問題要第一時間告知部門技術人員;相關操作人員應認真檢查配水池情況,并詳細的記錄,如發(fā)現池底部存在載泥,應告知部門技術人員,技術人員做細致的分析,制定切實可行的措施,確保水質的穩(wěn)定性。表1示意表項目loocyo回用污水6。%回用污水將BAF作為核心技術,由于污水濁度高于標準要求以及細菌數量多,所以,應以BAF+氧化+過濾作為適度處理工藝,根據污水處理廠實際情況,構建相應的污水適度處理回用循環(huán)水裝置,實施聯運試車。在適當的調整和改進污水處理廠生化系統(tǒng)及適度處理系統(tǒng)工藝參數后,實際出水CODcr全都不超過60m叭。通過適度處理裝置后,除了電導率、鈣離子質量濃度與總堿外,適度處置裝置出水的其他水質指標均合格,出水水質極為穩(wěn)定。
2污水回用循環(huán)水水質穩(wěn)定的技術
雖然乙烯裝置外排污水通過適度的處理之后,水質有了很大的提高,但是和新水作為補水相比較后會發(fā)現,回用到循環(huán)水系統(tǒng)后會出現微生物繁殖、腐蝕、結垢現象。本文以下對幾種污水回用循環(huán)水水質穩(wěn)定的技術進行了一番探討。
2.1腐蝕與結垢的控制
由于乙烯裝置具有較大的換熱強度和多樣化的換熱器特點,故要求所采用的水質穩(wěn)定技術對循環(huán)水的腐蝕與結垢的控制效果要好。結合回用水質及實際工況,研發(fā)出將復合緩蝕阻垢劑RP一12(MM)作為核心的水質穩(wěn)定技術。下表主要是整個補水通過回用污水及百分之六十通過回用污水、控制循環(huán)水濃縮倍數在4.5到5.5之間的動態(tài)式的模擬試驗結果。從下表中可以看出,試管的腐蝕速率與載附速率數值較小,這就表示所采用的水質穩(wěn)定技術具有較好的處理效果(表l)。
2.2對異常情況的處理及日常循環(huán)水水質監(jiān)控
一方面,對回用水水質超標處理;各班組對回用水水質指標予以監(jiān)控,如實際發(fā)現pH值、濁度、coDcr、電導率超出了標準要求時,應及時的告知部門技術人員,同時,暫停污水進循環(huán)水水池。另一方面,班組人員應對循環(huán)水分析數據進行詳細的查看,發(fā)腐蝕速率2.3微生物控制由于污水中存在諸多的營養(yǎng)物,致使污水回用循環(huán)水后的微生物無法得到全面有效的控制,急需要研制出有效的殺生劑。通過新研發(fā)出的RP一79與RP一78、RP一78(Z)殺生劑迅速殺死異養(yǎng)菌、真菌、鐵細菌等,效果俱佳。對于異養(yǎng)菌和鐵細菌的殺菌率高達百分之九十九,對真菌的殺菌率高達百分之九十八以上。將氧化性殺菌劑RP一79作為日常微生物控制劑,通常情況下能夠把循環(huán)水系統(tǒng)的微生物控制在105/mL以下;如果發(fā)生異常情況,應投入RP一78予以殺菌及載泥剝離;如果微生物發(fā)生失控,應同時加入RP一78和RP一782,以對非正常下的微生物生長及繁殖予以有效控制。
3結論
中國食品受食源性致病菌污染已經十分嚴重,生物性危害往往通過食源性致病菌對人體造成傷害甚至導致死亡。近年來隨著食品微生物事件頻繁爆發(fā),這問題已經引起政府和消費者的高度重視。食品企業(yè)一旦出現微生物污染事件,會嚴重影響食品企業(yè)的形象和行業(yè)地位,甚至導致企業(yè)信譽的全面破產,因此微生物檢測技術理應受到企業(yè)的高度重視。
本刊記者特別采訪了諾安檢測寧波實驗室經理毛潔紅女士,探討食品微生物檢測技術的現狀及發(fā)展趨勢。
記者:日常生活中致病微生物主要來源有哪些?總體上看,來自微生物的食品安全事件呈現出怎樣的特點?
毛潔紅:消費者最可能遇到的致病性微生物主要來源于生食的蔬菜、鮮榨果汁、冷盤、熟菜、生食或未煮透的海鮮,以及冰箱里儲存過久的乳、肉、糕點等食品。
一直以來,食源性疾病中由微生物導致的比例占80%。每年歐美地區(qū)爆發(fā)上千萬由微生物引發(fā)的食源性疾病事件,所占人口比例高達30%。在中國,據中國疾控中心的數據顯示,每年有幾萬起的食源性疾病事件。近年來由于中國環(huán)境污染,濫施農藥、激素、抗生素等化學物質,導致食源性疾病事件數量急劇上升,使得由微生物引發(fā)的食源性疾病的比例有所下降,但依然保持在50%以上。
記者:在食品工業(yè)中如何控制微生物的含量?目前有哪些技術手段?
毛潔紅:在食品工業(yè)中控制微生物最常用的手段是采用高溫處理,比如餅干糕點的高溫烘焙、飲料的超高溫瞬時滅菌、巴氏滅菌、罐頭食品的高壓高溫滅菌等等。餐飲店和家庭制作食品大都也離不開蒸煮、煎炒的熱處理過程。
其他方法包括采用高鹽高糖腌制,降低食品中的水活度,比如蜜餞制品:烘干晾曬去除食品中的水分,比如干菜,魚干制品等等。這些是人類使用歷史最悠久,最安全的控制食品中微生物含量的方法。
隨著科技的發(fā)展,現在有許多新的滅菌工藝產生。比如輻照,利用放射性α、γ射線對食品進行照射處理后能立即殺滅食品中的微生物和病毒,殺菌效果非常好。但其安全性仍然有待考量。其他包括超高壓滅菌、臭氧消毒、添加安全的化學防腐劑等方法來控制食品中微生物數量處于個安全的限度水平。
記者:食品中微生物檢測有何意義?衛(wèi)生部修訂的新標準內容有何變化,存在什么問題?
毛潔紅:通過對食品中微生物進行檢測,可以非常準確地告知公眾食品的衛(wèi)生安全狀況,給生產企業(yè)以明確的指導,規(guī)范企業(yè)生產出衛(wèi)生合格的產品,確保消費者的健康。
日前衛(wèi)生部對食品微生物的一些檢測方法和一些產品的衛(wèi)生標準都進行了修訂。從檢測方法的修訂看,擴充了更多的檢測方法,同時一些快速檢測方法的采納,使得更多的檢測項目和方法與國際ISO標準更為接近。一些產品的微生物標準也進行了調整,比如目前爭議很大的生奶菌落總數從之前的50萬改為現在的200萬:冷凍食品中金黃色葡萄球菌從之前的不得檢出改為可以允許10個。這些調整我個人認為都是合理的,更加符合實際生產情況。
目前我國食品微生物標準以及其他一些產品標準制定存在的問題是過細,有一些微生物標準過于嚴格,甚至超過歐美國家,幾乎每種產品都有一套微生物指標。這樣就會造成目前有些微生物指標與實際生產情況不相符,過分脫離實際:有些產品微生物指標相互矛盾,比如最近爭議的飲用水指標;檢測方法更新了但衛(wèi)生微生物指標未更新,使得新檢測方法無法執(zhí)行等狀況出現。
建議可以參照歐洲國家只對大類產品制定微生物限度的管理辦法,進行宏觀管理,可以達到事半功倍的效果。食品中的微生物指標畢竟不像化學指標那樣精確。
記者:食品中微生物檢測的主要方法有哪些?呈現出怎樣的發(fā)展趨勢?
毛潔紅:檢測方法分為傳統(tǒng)的微生物培養(yǎng)方法和快速的檢測方法。傳統(tǒng)的培養(yǎng)方法結果準確,但耗時比較長:快速的方法結果存在一定的假陽性率,但速度快。所以推薦企業(yè)可以更多地對其原料和生產工藝環(huán)節(jié)采用快速檢測方法,從時間上滿足企業(yè)生產的需要。
作為第三方檢測機構和政府監(jiān)管部門,本著對企業(yè)和消費者負責的態(tài)度,特別是對企業(yè)送檢的最終產品我們都采用傳統(tǒng)的培養(yǎng)方法,給客戶最準確的結果。除非客戶因為時間需要,同意采用快速檢測的方法。目前我實驗室采用的快速檢測方法是利用DNA擴增的手段對致病菌的特征基因片段進行檢測,能夠在約4個小時之內找到食品中的致病菌。
近年來由于食品安全事件的頻發(fā),要求檢測企業(yè)能夠快速而準確的給出結果。所以,發(fā)展趨勢是快速方法與傳統(tǒng)方法并進的原則??焖贆z測方法作為種初篩手段是非常有效的。
記者:在食品的生產與流通領域中,微生物檢測技術有何具體應用和整體解決方案?
毛潔紅:食品生產企業(yè)要確保生產出品質優(yōu)良,衛(wèi)生可口的食品,僅僅靠最終的殺菌工藝來控制食品中的微生物是遠遠不夠的,需要全面的控制方案,就好比我們自己家庭的廚房,要烹制出鍋美味安全的食物,僅僅靠有位好廚師還是不夠的。巧婦難為無米之炊,首先需要有新鮮的食材原料和配料,其次需要對原料進行恰當的清洗與處理,有設施齊全的炊具容器和衛(wèi)生的環(huán)境條件,配上優(yōu)秀的廚師,這樣才能烹制出美味安全衛(wèi)生的食物。同樣,一家食品企業(yè)生產的過程也與我們家庭廚房烹制食物的流程相類似,只是其場地規(guī)模,人員數量遠遠比家庭廚房大得多。作為一家正規(guī)的生產企業(yè),都會制定套完整的從基地一原料生產-包裝-運輸-儲存-銷售的食品鏈,包括設備、人員、環(huán)境的衛(wèi)生及其質量控制,我們諾安檢測服務的內容和目標就是在整個生產食品鏈中幫助我們的食品生產企業(yè)把控質量。從微生物方面看,我們目前的服務項目包括以下幾項,這些服務項目也貫穿于整個食品生產鏈。
(1)原料檢查:收集建立原料初始狀態(tài)的微生物狀況:
(2)生產中滅菌工藝驗證,幫助企業(yè)選擇最佳滅菌工藝:
(3)生產車間、人員、設備、倉庫環(huán)境微生物控制:
(4)產品檢查,控制:
有關調查顯示,上海是一個典型的消費城市,食品消費對外依賴性高,自給率僅為40%左右。隨著上海農業(yè)產業(yè)結構的進一步調整,食品自給率還將逐年降低,90%的糧食、80%的生豬和60%的蔬菜需從外地引進,這給食品安全的源頭監(jiān)管提出了課題。世博會期間急劇增加的人流,將對上?,F有的食品供應鏈構成強烈挑戰(zhàn)。而國外的世博會經驗顯示,一旦食品供給出現問題,輕則影響人們的正常參觀和生活,重則導致世博期間參觀人數減少,同時還會帶來連鎖反應。
上海世博會期間,預計將有超過7000萬人次的中外來賓和游客參展和參觀,他們除了吃在上海之外,還會大量采購中國和上海的特色食品。上海食品的質量與衛(wèi)生安全,不僅關系到他們的身體健康,而且關系到上海和我國的國際形象。按照國際慣例,世博會前夕和整個會展期間,必須對食品從農田到餐桌的各個環(huán)節(jié)進行安全管理、檢查和監(jiān)督,包括原料、加工、生產、包裝、儲運、銷售,以及消費的全過程,以保證來賓和游客的飲食安全。目前,上海已經采取了大量的科學預防措施和高科技檢測手段。為了保障世博食品安全,監(jiān)管部門已經從食品安全快速檢測、食品信息電子化監(jiān)管、食品安全控制技術三個方面入手,編織了一道嚴密的世博食品安全網。
食品安全快速檢測
隨著上海世博會的臨近,世博園區(qū)的餐飲準備工作也進入沖刺階段。據預測,在7000萬人次的中外參觀者中,至少有85%的參觀者將在園區(qū)內用餐,日均用餐人數超過30萬人次。要對這么多食物進行監(jiān)管,必須進行快速、準確、實時的監(jiān)控,有效開展食品領域的防恐反恐。與傳統(tǒng)的實驗室檢測方法相比,食品安全快速檢測能夠在現場操作,短時間內出具檢測結果。通過快速檢測,可以大大提高對問題食品的篩檢效率,并在第一時間進行隱患處置。
目前,上海世博園區(qū)已經建成了三家用于世博食品安全快速檢測的實驗室,實驗室中的設備囊括了各種檢測項目,共有58項食品檢測技術。比如,園區(qū)內對食品污染物檢測的技術就是一種最新運用的技術,它主要是對牛奶等乳制品進行檢測,這種新技術最大的優(yōu)勢就是檢測的項目多、時效快,不但能檢測出乳制品中含有的抗生素、三聚氰胺等,而且檢測時間大大縮短,傳統(tǒng)技術可能要一兩天才能得出結果,這種新技術卻只需要10分鐘左右。
目前,上海市食品藥品監(jiān)督管理局已經在全國食品監(jiān)管系統(tǒng)率先建立了較為完善的食品安全快速檢測工作體系,各區(qū)縣均配備了食品安全快速檢測車,檢測食品種類覆蓋與百姓生活密切相關的十多大類食品。食品安全快速檢測方法可以節(jié)約檢測成本,優(yōu)化檢驗資源配置;提升執(zhí)法專業(yè)水平和效率;為重大活動保障提供技術手段;為食物中毒快速提供病因線索;為食品企業(yè)自檢提供技術支持等。非檢驗專業(yè)工作人員也容易掌握此類檢測方法。
近年來,根據開展工作的不同目的,上海市采用“隨身攜帶型”、“ 組合快檢箱”、“流動檢測車”和“簡易實驗室”四種方式,每年開展約20 萬項次的快速檢測,及時發(fā)現和消除了食品安全隱患。其中作用最大的是食品安全快速檢測車,因為該車機動靈活,易于出入全市各農貿市場、批發(fā)市場等,內部凈高滿足試驗員站立操作,為全市食品的日常抽檢采樣和現場快速檢測提供了一個相對獨立、便捷、安靜、功能全面的實驗室平臺。車上配備GPS 全球定位系統(tǒng)、數據處理系統(tǒng)和通訊傳輸系統(tǒng),可以安裝各種精密儀器。車內空間寬敞,視野開闊,具有良好的越野、機動和防震性能,能夠滿足不同路況下的緊急使用,適合于突發(fā)食品衛(wèi)生事件的應急指揮、檢測和處理。
食品安全控制
根據總體監(jiān)控方案,參與上海食品安全監(jiān)管的各個部門正在協(xié)同建立覆蓋食物鏈全程的食品安全控制體系。市農委已確認158個世博蔬菜生產基地,并對其監(jiān)督抽檢;市工商部門正著手為全系統(tǒng)裝備食品安全快速檢測車和便攜式快速檢測設備,確保流通環(huán)節(jié)世博食品安全保障;市進出口檢驗檢疫局明年將對進口食品開展專項分級管理,對刺身、貝類等高風險食品采取不同的安全控制方法。世博食品安全控制技術包括食品環(huán)節(jié)控制技術、摻雜摻假控制技術、食品營養(yǎng)質量控制技術、食品污染物控制技術、微生物控制技術、食物中毒應急處置控制技術等多項技術。
(1)食品環(huán)節(jié)控制技術
食品環(huán)節(jié)控制技術監(jiān)控菌類、表面潔凈度、蛋白殘留、消毒效果、紫外照度、加工過程及環(huán)境溫度、設備設施溫度及連續(xù)溫度計等多項內容,廣泛應用于食品生產車間、商場超市、餐飲單位、賓館酒店、工業(yè)廚房等場合。它能及時消除食品生產、經營和運輸環(huán)節(jié)中的安全隱患,提升監(jiān)督員現場監(jiān)管的技術水平和執(zhí)法效率,對違法食品經營者產生明顯的威懾作用。
(2)摻雜摻假控制技術
摻雜摻假一般是指在食品中添加了廉價次等的成分,或者是添加了已失去營養(yǎng)價值的成分,或從食品中抽去了部分有營養(yǎng)的物質,從而降低了食品質量,影響了食品的營養(yǎng)和衛(wèi)生。目前市場上常見的摻雜摻假現象包括水發(fā)產品中添加甲醛,面粉中添加吊白塊,粉絲中添加硼酸或硼砂,調味品中添加蘇丹紅等,這些有害物質都會給人體健康造成危害。摻雜摻假控制技術能檢測出三聚氰胺、色素、硼砂等有害物質,檢測對象涉及水樣、食品、藥品、化妝品原料、食品提取液等。
(3)食品營養(yǎng)質量控制技術
食品營養(yǎng)質量控制技術檢測乳制品質量、蛋白質、電導率、極性組分、酸價、過氧化值等指標,檢測對象為水、牛奶、煎炸油等食品,可對40℃~210℃的油溫進行質量控制,評價水質是否達到飲用水、純凈水等標準。
(4)食品污染物檢測技術
食品污染物檢測技術主要針對農藥殘留、獸藥殘留等作定量食品安全快速檢測,其中,生物芯片技術可以實現多種污染殘留物的快速檢測。檢測對象包括生豬產品、乳品、蔬菜、水果等,可廣泛應用于生豬產品的食品安全監(jiān)管、生鮮乳中污染物的控制、突發(fā)事件處置、企業(yè)自檢等領域。
(5)微生物控制技術
微生物控制技術主要檢測致病菌、腸毒素等微生物指標,檢測對象包括食品、水、食品加工環(huán)節(jié)、餐具等。微生物污染導致的食物中毒與氣溫、氣壓、相對濕度密切相關。經過近幾年的數據累積,科技人員已研發(fā)出一種“細菌性食物中毒預警系統(tǒng)”。該系統(tǒng)被整合進入現有的食品安全決策管理框架中,有助于世博會期間的食品安全保障。
食品信息電子化監(jiān)管
上海市食品安全聯席會議辦公室宣布,上海已制定《世博食品安全保障工作總體方案》及相關管理規(guī)范、應急預案等,屆時將采取“分級分區(qū)”的監(jiān)管模式保障世博食品安全。根據上海制定的世博食品安全保障方案,世博會期間,全市將劃分為世博核心區(qū)、世博周邊區(qū)和城市運行區(qū)三個部分,按照“分級分區(qū)”的原則,實施不同級別的監(jiān)督保障。其中,核心區(qū)域內承辦世博會大型活動的餐飲單位,實行最高級別的Ⅰ級保障,全程監(jiān)督;供應世博會的食品經營、儲運、加工單位實施Ⅱ級保障,每天巡回監(jiān)督;全市其他大型飯店、旅游景區(qū)等實施Ⅲ級保障,進行監(jiān)督抽查。
目前,對食品進行遠程監(jiān)管和全面監(jiān)控最重要的方法就是采用電子信息技術。為確保世博會期間的食品安全,上海市食品藥品監(jiān)管局已構建了電子化的“世博食品安全實時監(jiān)控綜合平臺”,其下共分現場電子化監(jiān)管系統(tǒng)、食品溯源系統(tǒng)、突發(fā)事件預警和應急處置系統(tǒng)、遠程溫度監(jiān)控系統(tǒng)等6個專項管理系統(tǒng)。這套監(jiān)管系統(tǒng)基于射頻識別(RFID)、藍牙、移動式手持終端等技術,供食品安全監(jiān)管人員完成監(jiān)管工作。通過這些技術,可以在現場完成多種快速檢測環(huán)節(jié)――食品表面潔凈度檢查、重大活動食品保障、食品資源查詢、突發(fā)問題食品事件處理、食品從業(yè)人員管理等工作,并可在現場直接生成打印執(zhí)法文書,提高監(jiān)管效率。
以世博食品安全監(jiān)管業(yè)務為核心的數據平臺,為食品安全監(jiān)督部門提供了一個信息化支撐體系。通過該平臺,食品監(jiān)督部門將實現自動監(jiān)測世博食品從源頭到餐桌的安全管理信息,對重點企業(yè)的食品生產加工關鍵環(huán)節(jié)進行實時遠程監(jiān)控,對食品運輸貯存溫度超限值等異常情況實施自動預警,以短信、遠程呼叫等通訊手段和現場視頻實時調度指揮全市監(jiān)督力量,對突發(fā)食品安全事件進行快速處置。
(1)食品安全溯源系統(tǒng)
目前,世博食品已經實現了從農田到餐桌全過程、點對點的可控和追溯。監(jiān)管部門將嚴格控制世博園區(qū)內餐飲企業(yè)的原料采購渠道,并對所有入園食品進行嚴格的檢測。此外,上海還建立兩個食品安全溯源系統(tǒng),分別是世博食品可追溯信息系統(tǒng)和食品安全信息追溯平臺。所有進入世博園區(qū)飯店的食品,必須來路清楚身份明確。每件入園食品,即使是一棵青菜,都要有RFID電子標簽作為“身份證”,輸入生產日期、保質期、來源地等重要信息,能保證查得到出問題的源頭。
世博食品安全溯源系統(tǒng)運用RFID,實現世博食品安全信息全過程溯源。世博園區(qū)內用于盛裝食品原料、半成品的塑料箱,都會加貼專門的電子標簽。只要用讀卡器輕輕一照,一份番茄炒蛋的配菜,就能讀出番茄來自哪塊菜地,雞蛋來自哪個養(yǎng)殖場,調料出自哪個廠家哪個批次。經安檢,凈菜或半成品直送或經園內物流配送至園內食品加工經營單位,此時要再經園內食品加工經營單位驗收,確認合格后,才能進行食品加工和銷售。在整個流程環(huán)節(jié)中,數據均借助電子標簽進入數據中心,監(jiān)控中心實時查看各種數據,進行集中監(jiān)控。
RFID 電子標簽將在全市范圍內進一步推廣,對日常供應的食用農產品、加工食品等進行全程監(jiān)控及溯源。食品安全監(jiān)管部門可以在日常監(jiān)管中通過RFID 電子標簽的智能讀寫功能,實時監(jiān)控各類食品的來源和流向,及時杜絕食品安全隱患,確保世博期間上海市的食品都安全可控。
(2)實時溫度監(jiān)控系統(tǒng)
食物的運輸、倉儲溫度對食物的安全保障至關重要。世博會園區(qū)內大型冷庫、物流配送中心、配送運輸車、盒飯分裝間等重點區(qū)域將安裝實時溫度監(jiān)控儀,一旦溫度不符合食品安全標準,系統(tǒng)會自動報警,并即時通知園區(qū)內食監(jiān)人員。實時溫度監(jiān)控系統(tǒng)對易腐食品在運輸過程中的溫度進行連續(xù)監(jiān)測,可以及時發(fā)現或避免因溫度變化而引發(fā)的潛在食品安全風險。
此系統(tǒng)對食品貯存和加工中的溫度等食品安全關鍵參數進行自動連續(xù)監(jiān)測,了解食品冷藏冷凍及加工設備運轉是否正常,食品安全的有關條件是否發(fā)生異常,可以及時監(jiān)測發(fā)現異常狀況,以便第一時間采取行動,預防食品安全事故發(fā)生。借助3G網絡,實時溫度監(jiān)控系統(tǒng)還可綁定手機,一旦溫度異常,即可發(fā)出提醒信號。
(3)遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)
關鍵詞景觀水體;修復;處理方法;
前言
近年來,隨著社會的不斷發(fā)展和人們生活條件的不斷改善,景觀水已經融入了人們的生活,日益關注以水景為主題的小區(qū)、園林、城鎮(zhèn)等建設。然而,由于污染導致一些景觀水的水質已開始發(fā)生變化,湖水正在變黑發(fā)臭,某些湖泊還出現了觀賞魚大量死亡的現象,水體的富營養(yǎng)化成為景觀水體亟待解決的問題。
景觀水體的水質維護主要是控制水體中COD、BOD、TN、TP等污染物的含量及藻類等的生長(使其不過度繁殖),保持水體的清澈、潔凈,而景觀水體的修復是針對已受污染的水體如何恢復正常功能。任何修復技術必須在可行性研究基礎上進行選擇,主要考慮的問題包括:技術的有效性;水環(huán)境被修復的程度;投資和成本,以及可能的替代方案的有效性與成本比較等[1]。
當前景觀水體治理技術可歸結為以下幾種類型。
1.控制營養(yǎng)物質來源的技術
主要是控制外源性污染:對于工業(yè)廢水和生活污水這樣的點源,應排入城市污水處理系統(tǒng),嚴禁排入景觀水體;對初期雨水應適當進行處理后,再排入水體;嚴格控制景
觀水體周圍化肥農藥使用量和使用時間;杜絕生活污水、垃圾進入水體,嚴禁在河堤、湖岸傾倒堆放垃圾;定期對水面漂浮的樹枝敗葉及雜物進行清理。只有從根本上控制了外源性污染,才能為內源性污染的治理提供可靠保證。
2.控制藻類的技術
2.1 機械除藻
利用撈藻船、吸藻泵等機械設備捕撈水面上的藻類,間接去除水體氮、磷營養(yǎng)鹽。中科院水生生物研究所于2001~2002 年對滇池水華藍藻進行機械清除,共清除藍藻360.83t( 干重),相當于從水體中去除了氮37.33t、磷2.71t、有機質200.32t, 水體中的重金屬也被部分去除。
2.2 殺菌消毒及除藻技術
為了抑制水中藻類的生長,可加入一定量的硫酸銅 (銅離子含量為1mg/L左右)。當水體滋生了菌類時可向水體中投加氧化劑,如次氯酸鈉、液氯、漂白粉、臭氧、異噻唑啉酮等進行殺菌消毒。
藥劑殺藻是一種快速見效的技術。昆明世博會期間, 為消除滇池草海藍藻水華, 采取了一系列應急措施, 包括投加化學藥劑殺藻, 基本控制了水華和惡臭,改善了水體景觀。
3.生物控制技術
3.1水生生物修復法
水生生物修復法是利用生態(tài)系統(tǒng)食物鏈攝取原理和生物相生相克關系, 通過改變水體的生物群落結構來有效地回收和利用資源,取得水質的凈化、資源化和景觀效果等綜合效益。
3.1.1 水生植物修復法
多種高等水生植物能夠有效的吸收水中氮磷等污染物質,抑制藻類的繁殖。水生植物可分為挺水植物、浮葉植物、沉水植物和漂浮植物。南京莫愁湖通過種植蓮藕,年產蓮藕25萬kg ,帶出的氮有60多t ,磷達1t多,浮萍在1個月內能將污水中的磷去除90%。北京動物園水體通過種植荷花、水葫蘆及蘆葦等水生植物,明顯提高了水體的透明度和溶解氧,抑制了藻類的生長繁殖,還能帶來一定經濟效益。利用水生高等植物組建人工復合植被在富營養(yǎng)化水體治理中具有獨特優(yōu)勢, 但要注意防止大型植物的過量生長,應及時收割,避免其腐爛。
3.1.2 水生動物修復法
水生動物是以游離細菌、浮游藻類、有機碎屑等為食,通過營養(yǎng)鏈進行控制,能夠在一定程度上調控景觀水體的水質。水生動物包括浮游動物、游泳動物和底棲動物。通過定期對游泳動物和底棲動物進行打撈,可以防止其過量繁殖造成的內源污染,同時也將已轉化成生物有機體的有機質和氮磷等營養(yǎng)鹽從水體中徹底輸出。武漢東湖富營養(yǎng)化水體中引入50g/m3的鰱或鳙,使微囊藻水華得到有效抑制。揚州海德公園人工湖、新城河等景觀水體內放養(yǎng)了白鯰、螺螄等能濾食浮游藻類和有機碎屑的水生動物, 用它們攝食水中浮游藻類, 同時還能分泌一些促絮凝物質,使湖水中懸浮物質絮凝,使景觀水體透明度提高, 改善了公園內水體水質。
3.2微生物凈化技術
景觀水體中污染物高效降解菌很少, 補充有益微生物和促進其生長的營養(yǎng)劑可加速水體中污染物的降解,也有助于加快底泥中污染物的分解轉化。
3.2.1 投菌法
采用投加菌種方法進行景觀水體的生物修復近年來成為國內外研究的熱點, 在日本、韓國、澳大利亞等應用較多。人工選育培養(yǎng)出的光合細菌、硝化細菌等復合高效微生物, 能夠有效去除氮、磷營養(yǎng)元素和有機污染物, 抑制藻類生長, 增加水體溶解氧, 改善水質。目前較為成熟的投菌技術有美國CBS公司開發(fā)研制的CBS技術和日本琉球大學教授比嘉照夫先生開發(fā)EM技術。
3.2.2 生物激活法
生物激活法是通過向水體中投加生物促生劑來刺激土著微生物的迅速繁殖,增強水體的自凈能力。主要有以下幾種投加方式:投加微生物營養(yǎng)鹽、投加電子受體與共代謝基質、投加表面活性劑。通過純天然物質制成的生物激活劑Bio OxidatorTM(Bo),Nutra Complex TM(Nc)對上海植物園蘭室和牡丹園湖水進行修復,結果表明,Bo和Nc對水體COD、BOD、TP、濁度等均有顯著的去除效果,并可顯著提高水中DO。
5.2.3 水生微生物修復技術
水生微生物修復技術包括生物接觸氧化法、曝氣生物濾池和膜生物反應器等,其中以生物接觸氧化法和曝氣生物濾池運用廣泛。劉書宇[2]等以沸石和煤渣為主要基質,從土著微生物中篩選馴化優(yōu)勢菌群掛膜于基質內構建復合生態(tài)床修復黑龍江省太陽島天鵝湖富營養(yǎng)化景觀水體,結果表明:優(yōu)勢菌群使系統(tǒng)很好完成對氮的循環(huán)去除,且優(yōu)勢菌群強化系統(tǒng)離子交換去除率及消化去除率延程均顯著提高。陸洪宇[3]采用A/O一體式懸浮曝氣生物濾池處理蘇州園林景觀水, COD、NH3-N、TN和TP的去除率分別為56%左右、90%以上、40%左右和接近30%, 出水濁度低于2NTU。
4 生態(tài)控制技術
4.1生態(tài)穩(wěn)定塘
穩(wěn)定塘是經過人工適當修整,設圍堤和防滲層的污水池塘,主要依靠自然凈化功能使污水得到凈化。何龍[4]采用生態(tài)礫石接觸氧化/穩(wěn)定塘處理微污染景觀水,COD、濁度、TN、TP和藍綠藻的去除率分別為56%~68%、80.6%左右、44.8%~48.3%、24.6%~31.4%和85%左右。穩(wěn)定塘運行成本低,但占地面積大,處理周期長,適于附近有天然池塘可以利用的景觀水體。此外,穩(wěn)定塘內也可種植水生植物、放養(yǎng)水生動物以形成多級食物鏈,組成復合的生態(tài)系統(tǒng)。
4.2 “生態(tài)島”修復法
生態(tài)島法就是往景觀水體中投入臨時性的人工設施來改善、創(chuàng)造一個完整的生態(tài)系統(tǒng),利用厭氧微生物、好氧微生物以及微小動物、植物等組成的生態(tài)系統(tǒng)將有機物進行強化分解,最終成為簡單的含C、N、P 等無機物,達到凈化水質的目的。目前植物浮島技術已成功應用于滇池草海水域生態(tài)修復工程, 建設了植物浮島生態(tài)區(qū)78畝, 用毛竹或水竹制成框架, 其底部用聚乙烯網兜住的圍欄形成植物載體,其上種植匍匐莖草本植物如鳳眼蓮等,挺水植物主要為狹葉香蒲、蘆葦及風車草等及藤本植物,具有植物根系密實、抗風浪能力強、凈水作用明顯、景觀效果好、維護管理方便等特點。
4.3人工濕地處理系統(tǒng)
人工濕地是利用土壤填料-微生物-水生動植物復合生態(tài)系統(tǒng)進行物理、化學和生物的協(xié)同凈化,通過過濾、吸附、沉淀、植物吸收和微生物分解實現對營養(yǎng)鹽和有機物的去除。美國佛羅里達州大型淺水湖―Apopka湖,利用人工濕地去除湖中的懸浮物、氮、磷等,取得了很好的效果。經過29 個月的運行,主要污染物的去除率分別是:總懸浮物89%~99%,總磷30%~67%,總氮30%~52%[5-6]。TANNER等[7]在使用表面流人工濕地對新西蘭北部放牧草地潛水徑流處理中發(fā)現,占徑流面積1%的人工濕地可有效降低徑流水體的TN和TP。目前,我國的城市濕地已初具規(guī)模,有常德市西洞庭湖青山湖國家城市濕地公園等十數處。城市濕地作為城市稀有的自然落資源, 是城市綠地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,在提供水資源、調節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源、降低洪水危害、降解污染物、保護生物多樣性等方面,發(fā)揮著重要作用。
4.4地下滲濾系統(tǒng)
地下滲濾系統(tǒng)主要由潛水泵、布水系統(tǒng)、滲濾池、收集管與草坪等組成。原水在滲濾池中通過礫石層的再分布,在土壤毛細作用下上升至植物根區(qū),經過土壤的物理、化學作用和微生物的生化作用以及植物吸收利用后得到處理和凈化。在微生物作用下, 有機污染物被吸附、降解,達到凈化除臭的目的,通過表面植草來吸收降解后的營養(yǎng)物質如N、P等, 既滿足了自身生長的需要,又去除了水中的污染物質。王紹春[8]等將該系統(tǒng)運用于蘇州拙政園景觀水,測試表明:出水濁度在4~10NTU之間,高錳酸鹽去除率穩(wěn)定在10%~35%,氨氮及正磷酸鹽濃度下降,出水水質可達到園林景觀水水質標準的B類。
4.5生物柵技術
生物柵技術是利用植物、微生物、水生動物和底棲動物等生態(tài)要素的協(xié)同作用來實現生態(tài)修復功能,在有限的空問內富集巨大的生物量,以達到快速、高效的處理效果[9]。楊清海[10]等設計的生物柵是一種不需要人工曝氣的原位修復水體裝置,生物柵的水生植物選用根系發(fā)達的黃花美人蕉(Canna indica),其發(fā)達的二級、三級根系與填料纖維交織在一起,起到固定植物、提供強大的生物附著載體以及為其他生態(tài)要素提供氧氣的重要作用。用該裝置處理上海市蘇州河支流華東師范大學校園內麗娃河河水(富營養(yǎng)化水體),在HRT=72h時,TOC、COD、TN和TP的去除率分別為52.2%、57.6%、60.9%和82.4%。NH4+-N在HRT=24h時去除率為32.4%。
5.結論
物化方法凈化景觀水是目前常規(guī)的處理方法,但其前期投資費用相對較高,后期維護費用也較高,且能源消耗較大,并不能從源頭上進行控制,是一種治標不治本的方式。且隨著耐藥性藻類的出現,需要頻繁地變換化學藥劑,同時藥的投加量也會更大,處理費用也較高,且造成二次污染。生物、生態(tài)技術則是以生物學以及生態(tài)學理論為基礎,改善水生生物的生存環(huán)境,優(yōu)化水生生物群落,提高水生態(tài)系統(tǒng)的自凈能力,維持水生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定健康發(fā)展,是治理富營養(yǎng)化景觀水體的有效途徑。生態(tài)修復的方法作為一種治理景觀水體的新技術,克服了物理、化學方法的不足,因此成為目前景觀水處理的應用熱點。
參考文獻
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關鍵詞:潔凈廠房 維護 精細化管理
對藥品生產企業(yè)來說,潔凈廠房是藥品生產的基礎環(huán)境,正確、及時的維護活動可以有力地維持生產廠房的潔凈狀態(tài)或生產環(huán)境,有效延長廠房設施的使用時間,避免環(huán)境對產品的污染和交叉污染,保障產品的質量;而潔凈廠房主要以控制微粒數和微生物數為主要控制對象的區(qū)域,因此在廠房維護中,應從不同方面來管控,減少微粒數的增加或產生,控制或消除微生物生長的條件,按照精細化管理操作的要求,從各個方面進行排查,消除隱患。
1.潔凈的生產環(huán)境是產品質量的保證,因此應避免沒有經過空氣凈化系統(tǒng)的空氣進入潔凈區(qū),而廠房的密封性是特別需要加強管理的一個方面
1.1潔凈廠房通常為彩鋼板進行隔斷后形成的功能間,而個別部門有將一些雜物堆放在夾層的現象,隨著堆放物品重量的增加,就可能對彩鋼板造成損壞,這種情況就會對彩鋼板的密封造成影響,因此彩鋼板房頂夾層嚴禁堆放雜物。
1.2廠房的設備設施、生產用介質的管線等需根據不同的情況進行不同形式的維修活動,如預防性維修和故障性維修等活動;在維修過程中,就可能對廠房帶來影響,表現最為突出的就是原來的密封被損壞,因此在廠房設施維護后首先應檢查廠房的密封性,而在此檢查過程中消防栓、配電設施的管線密封問題是特別需要加強的一個檢查點。
1.3各種物料輸送管路在穿過墻體或房間隔斷時,密封尤其注意,當管線周圍有明顯輻射狀的黑漬或異常聲響時,就說明管路的密封出了問題,特別是設備上的一些用電管線,有的是直接從彩鋼板房頂夾層里引入的,往往在管線的兩端沒有密封,此時,用電管線就成了空氣的“綠色通道”,空氣沒有經過凈化直接進入了潔凈區(qū)。
1.4除塵、直排系統(tǒng)的維護至關重要,除其設計符合要求外,應定期檢查系統(tǒng)過濾器、止回閥等功能的完好性。
2.潔凈環(huán)境中,人員和物料的出入是潔凈環(huán)境維持的最大挑戰(zhàn),因此在人流程序和物流程序上應特別注意相關設施的完好性
2.1門窗是維護房間氣流方向和壓差的關鍵部件,因此門窗的及時關閉尤其重要,考慮到人員因素的特殊性,在門上加裝閉門器是保障門能夠及時關閉的有效手段,但其拉力的松緊是門是否能夠關閉嚴實的關鍵,因此一定要經常確認閉門器的有效性,調整其拉力松緊適宜;而門邊上安裝的密封條往往是被忽視的一點,隨著密封條的使用,密封條就有老化的現象,甚至有斷裂脫落現象,這時門的密封性就會破壞,房間的壓差就會受到影響。
2.2聯鎖裝置是人流、物流程序中經常用來避免交叉污染或差錯的有效手段,通常安裝在氣閘室、緩沖間或傳遞窗上,而在這些區(qū)域的連鎖裝置由于使用頻次較高,因此有經常發(fā)生故障或失效的現象,從而失去聯鎖的功能,因此應定期通過門對開的形式來檢查聯鎖裝置的有效性。
3.潔凈廠房的微生物控制通常是定期通過對潔凈區(qū)的空氣進行消毒、滅菌來完成的,除此之外加裝一些輔助的設施來協(xié)助空間消毒也是較常見的做法
3.1空氣凈化系統(tǒng)一般采用三級或四級空氣過濾器將空氣過濾后送入潔凈區(qū)的,因此,在過濾器使用過程中,應隨時檢查初效、中效過濾器的壓差,當壓差不能滿足工藝設計要求時,應及時對初效、中效過濾器進行除塵處理或更換,另外,高效過濾器在使用一段時間后,即使兩者檢測結果均符合要求的情況下,也應予以更換。
3.2紫外燈由于殺菌力較強、安裝方便等原因,因此經常用于水系統(tǒng)的消毒或物流程序中物品的輔助消毒,而在使用過程中,特別需要注意以下事項。
①紫外燈存在著隨著使用時間的積累,照度就會衰減的現象,因此要定期檢測紫外線燈管的照度,同時應結合供應商的使用說明、燈管實際的累積使用時間來綜合確定紫外燈管的更換頻次。
②在使用過程中,應定期擦拭燈管上的塵?;虍愇?,因為隨著塵?;虍愇镌跓艄苌系母街?,燈管的有效照度就會減弱,作用就會減少。
③同時不要過于頻繁的重復啟動紫外線燈管,因為過于頻繁的啟動活動,就會造成紫外燈管的輸出功率降低,紫外燈管的殺菌效力就會下降。
3.3潔凈廠房的排水設施應有良好的防止倒灌的裝置,且其排水能力應和生產規(guī)模相適應,確保水的順利、及時排出,特備是應考慮排水相對集中時對排水設施的要求;除此之外,還應該對地漏等排水設施進行定期消毒,在消毒維持期間,排水設施一定禁止使用,而這一點,操作員工往往會忽視。
4.人員是廠房得到良好維護的關鍵,同時廠房維護也是一個全員參與的事情,只有每個人的心中都有這種意識或認同點,廠房維護的展開才會得到順利實施
4.1在企業(yè)里,除配備高素質的人員之外,定期培訓有關廠房的規(guī)范維護知識是必不可少的一項操作;在設備設施的清洗、使用、維護等操作中,應嚴格按照崗位操作規(guī)程進行,切忌隨意的減少、變更操作內容。
4.2當需要對設備設施進行維護時,應盡可能在潔凈區(qū)外,不可避免時,應做好對廠房的防護工作,避免對廠房設施的污染。
4.3一般來講,生產中產生的廢棄物應及時清理現場,其出口不應和物料的程序相重合,但如果沒有專用的廢棄物出口,在廢棄物的收集、清理過程中一定注意廢棄物的及時密封,密封后再傳遞出潔凈區(qū),這一點對無菌藥品生產控制區(qū)尤其重要。
4.4及時清除生產設備使用、維護過程中產生的“滴漏”物料是很關鍵的一項操作,及時的清理就會減少積垢的形成或對其他相關設施的影響,如原料藥生產中具有冷凍系統(tǒng)的區(qū)域,應對滴落的冷凝水應及時清除或擦拭,防止冷凝水對自流平的損害,如果不及時處理,日復一日,自流平就會受到影響或破壞如自流平顏色的消退。
5.在工作中,應定期對廠房進行巡檢來評估廠房是否得到了良好維護
潔凈廠房維護負責人應定期對廠房設施的使用情況進行檢查,對不同的檢查點實施分級管理,確定哪些是關鍵檢查點,哪些是一般檢查點;對檢查中發(fā)現的問題及時予以記錄,特別是關鍵檢查點尤其注意,如物料輸送管路的使用點、輸送物料管路的閥門等等,發(fā)現問題,及時予以糾正,防止事態(tài)進一步漫延,產生負面聯鎖影響。
潔凈廠房的維護是一個系統(tǒng)工程,只有每個因素的工作全部做好,廠房的良好狀態(tài)才可以得到保持?!端幤飞a質量管理規(guī)范》(2010年修訂)已經實施,為滿足新規(guī)范要求,目前,很多制藥企業(yè)已著手進行廠房改造或重建方案的設計工作,因此在設計廠房改造方案時,遵循GMP的基本理念和原則,設計應有預見性和前瞻性,從廠房維護、生產操作、質量管理等不同要求方面入手,避免混淆、差錯、污染和交叉污染的可能,從而確保藥品質量。
關鍵詞:污泥;處置;探索;處理
中圖分類號:X703 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2014)2-0170-02
隨著我國城鎮(zhèn)化水平的不斷提高,城鎮(zhèn)污水處理廠規(guī)模迅速擴大,截止至2009年,我國城鎮(zhèn)累計建成污水處理廠共1992座,總污水處理能力超過1億m3/d,產生含水率為80%左右的污泥約2005萬t。然而,長期以來受“重水輕泥”思想的影響,我國污泥處理處置設施建設滯后,大量污泥沒有經任何處置而隨意棄置,已成為制約城鎮(zhèn)污水處理行業(yè)正常運行和發(fā)展的瓶頸。因此,如何安全處置和資源化利用污泥是城市污水處理行業(yè)面臨的最棘手問題。
1 污泥處理處置技術
1.1 污泥處理技術
污泥處理是指污泥減量、減容、穩(wěn)定和無害化的過程。污泥處理相關技術包括污泥厭氧消化和污泥好氧發(fā)酵。
1.1.1 污泥厭氧消化
城鎮(zhèn)污水處理廠的污泥有機物含量高(為65%左右)。污泥厭氧消化是在厭氧條件下,通過厭氧微生物的作用將污泥中有機物分解為穩(wěn)定物質,產生為以甲烷為主的可燃性氣體的過程。
由于污泥厭氧消化具有減少污泥體積,可降低污泥中有機物含量,改善污泥脫水性能,可產生沼氣實現能源回收利用等優(yōu)點,國內外已有眾多成功案例。然而,污泥厭氧消化能源回收初始投資大,需要形成一定的規(guī)模效應,要求污泥中有機質含量高,而國內大多城市雨污分流不徹底,污水含砂量高,造成厭氧消化產氣率低,維修運行成本高,制約了其推廣和應用。
1.1.2 污泥好氧發(fā)酵
污泥好氧發(fā)酵,即污泥堆肥,指在有氧條件下,污泥中有機物在好氧發(fā)酵微生物作用下發(fā)生降解,生成穩(wěn)定的腐殖質,同時好氧反應釋放出來的熱量形成高溫(>55 ℃)殺死病原微生物,以實現污泥減量化、穩(wěn)定化、以及無害化的過程。堆肥成品容重減少,質地疏松,可以被植物利用的營養(yǎng)成分增加,寄生蟲卵和病原菌幾乎全部被殺滅,便于貯存和運輸,可以用作肥料和土壤改良劑。
污泥堆肥可使污泥含水量降到35%左右,能大大減少污泥體積,消除污泥本身的臭味,改善污泥性狀,拓寬污泥資源化利用途徑。污泥堆肥具有初始投資較小,堆肥產品可進行土地利用,是歐美等發(fā)達國家普遍采用的污泥穩(wěn)定化和無害化相關技術。目前,北京、天津、上海、秦皇島、鄭州、桂林等地均有污泥好氧發(fā)酵工程的相關案例。
1.2 污泥處置技術
經處理后的污泥或污泥產品在環(huán)境中或利用過程中達到長期穩(wěn)定,在對人體健康和生態(tài)環(huán)境不產生有害影響的最終消納方式稱為污泥處置。污泥處置技術主要包括土地利用、衛(wèi)生填埋、焚燒和建材利用。
1.2.1 土地利用
污泥含有豐富的有機質和氮、磷、鉀等植物營養(yǎng)素,施用于土地中,對土壤的化學、物理以及生物學性狀都有一定的改良作用。污泥土地利用是經穩(wěn)定化和無害化處理后的污泥以及污泥產品,以有機肥、腐殖土、基質、營養(yǎng)土等形式可用于農業(yè)、林業(yè)和土壤改良等各方面,使污泥中的有機質及氮磷等營養(yǎng)資源得以充分的利用,同時使污泥得以有效的處置。
污泥的土地利用是歐美國家污泥處置的主要方式及鼓勵方向。然而,我國污泥土地利用所面臨的現實問題是,我國城市污水中工業(yè)廢水比例較大,造成許多城鎮(zhèn)污水處理廠污泥重金屬含量較高,不能滿足《農用污泥中污染物控制標準》(GB 4284-84),使污泥土地利用受限。
1.2.2 衛(wèi)生填埋
衛(wèi)生填埋是污泥在按照《生活垃圾衛(wèi)生填埋技術規(guī)范》建造和管理的垃圾填埋場進行處置的過程。
脫水污泥直接衛(wèi)生填埋存在的主要問題是若含水率太高、總量較大,造成填埋體變形或滑坡、填埋氣體/滲濾液收集管線堵塞、無法機械壓實等危及填埋場安全運行的隱患,同時也將占用填埋廠庫容,降低填埋廠使用年限,減少有限的填埋土地資源。新頒布的《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置混合填埋泥質》(CJ/T 249-2007)規(guī)定“污泥用于城市生活垃圾衛(wèi)生填埋場混合填埋含水率指標規(guī)定為≤60%”,達到此標準后脫水污泥方可進填埋場填埋。
在我國綜合考慮各種處置方法的成本、對環(huán)境可能產生的影響等實際情況,盡管污泥填埋存在很多問題,目前仍然是污泥處置的主要方式。然而,污泥填埋過程產生的滲出液和臭氣仍然存在環(huán)境風險,從某種意義講,污泥填埋并沒有最終避免環(huán)境的污染,只是延緩了污染產生的時間。所以,污泥填埋不應是長期依賴的處置方法。
1.2.3 焚燒
污泥的焚燒處置是指污泥在專用、非專用焚燒爐內進行熱值利用的一個過程,包括焚燒后所產生飛灰的最終無害化處置。焚燒處理可以最大限度地實現污泥的減量化(殘渣僅為原有體積的10%),并且完全滅殺病原微生物,使有毒的污染物被氧化,污泥灰渣中重金屬的活性較污泥中要低很多,灰渣可作建材利用或填埋。
由于污泥含水率高,污泥熱值難以自持燃燒,需要添加輔助燃料,實際應用中,污泥焚燒一般是跟當地垃圾焚燒、水泥及熱電等行業(yè)的窯爐協(xié)同焚燒。污泥單獨焚燒由于投資及運行費用高昂,易產生二英等污染物,破壞了污泥中含有的大量有利于植物生長的養(yǎng)分,污泥砂量大時對鍋爐磨損嚴重;僅適用污泥泥質無法土地利用,用地緊張和經濟比較發(fā)達的地區(qū)。目前,在日本由于土地限制污泥焚燒得到了廣泛的應用。北京、上海、嘉興、浙江等經濟發(fā)達城市也有工程案例。
1.2.4 建材利用
污泥建材處置是指污泥直接作為原料制造建筑材料,經燒結的最終產物可以用于建筑工程材料和制品。建材利用的主要方式有:制磚、制作水泥的添加料等。
水泥生產水泥窯中的高溫可以把污泥焚燒,再通過一系列化學物理反應使焚燒產物固化在水泥熟料的晶格中,成為水泥熟料中的一部分,以達到污泥安全處置的目的。污泥用于水泥熟料的燒制國內外已有大量成熟經驗,我國北京、上海、杭州、柳州等均有污泥用于水泥熟料燒制的工程案例,實踐證明摻加污泥生產的熟料制成的礦渣硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥,質量完全符合國家有關標準。污泥用于水泥熟料的燒制其本質仍屬于焚燒,污泥摻燒比例不高(小于20%),處置成本高昂,適用于無土地利用條件以及有現成水泥窯爐的地區(qū)。
制磚污泥除了有機物以外,還含有20%~30%的無機物,主要包含有Ca、Al、Fe和Si等成分。一般情況下,污泥中的灰分和化學特性與粘土比較的接近,可替代一定比例的粘土用作于制磚。污泥制磚有兩種方法,一種是污泥焚燒灰制磚,另一種是污泥直接制磚,污泥直接制磚因為生產衛(wèi)生條件差,相關的應用案例較少,常見的是以利用污泥焚燒灰制磚為主。
2 我國污泥處理處置需解決的問題
經過幾十年的發(fā)展,歐美等發(fā)達國家的污泥處理處置技術已相對成熟,相關的法律和法規(guī)及標準規(guī)范已比較完善。而我國污泥處理大多是脫水后隨意棄置,未進行規(guī)范化的處理處置,使得污水處理設施的環(huán)境效益大大的降低。從我國城鎮(zhèn)污水處理廠污泥泥質,污泥能源及污泥處理處置投運機制等方面進行考慮,我國的污泥處理處置急需解決以下問題。
2.1 落實污泥處理處置的經費
污泥處理處置是整個城市污水處理工作中的重要組成部分,污泥處理處置設施的建設投資占到了污水廠總投資的一半以上,但是,我國污水處理收費并未包含污泥處置費用,致使污泥處理處置工作無法開展。為保證污泥得到妥善處置,政府應提供適當資金支持和收費保障,可考慮將污泥處理處置成本列入污水處理成本中,實施統(tǒng)一收費。
2.2 嚴格控制工業(yè)污染
城鎮(zhèn)居民生活污水很少含有重金屬,而我國多數城鎮(zhèn)污水處理廠污泥重金屬超過《農用污泥中污染物控制標準》(GB 4284-84),制約了污泥土地利用,無法實現污泥資源回收。城鎮(zhèn)污水處理廠污泥重金屬往往來至于工業(yè)廢水,因此嚴格控制不能達到《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質標準》(CJ 343-2010)的工業(yè)廢水排入城鎮(zhèn)下水道,積極鼓勵產業(yè)升級,降低城鎮(zhèn)污水處理廠污泥重金屬含量,實現污泥循環(huán)利用。
2.3 加強污水處理廠的過程控制
我國城鎮(zhèn)污水處理廠污泥大多含砂量高,砂對污泥厭氧消化、干化和焚燒設備磨損嚴重,嚴重影響整個處置過程正常運行,降低了設備的壽命和利用效率。污水處理廠內應在預處理階段做好砂水分離,減少污泥含砂量,降低污泥處理處置過程運行成本。
3 結 語
通過以上對污泥處置技術的分析,我們不難發(fā)現,污泥土地利用、填埋、焚燒以及建材利用都各有利弊,在選擇污泥處理處置方式時應因地制宜,以“穩(wěn)定化、減量化、無害化”為目的,并宜利用污泥中的物質和能量,實現污泥的“資源化”;綜合考慮污泥泥質的特征以及未來的變化、當地土地資源及環(huán)境背景狀況、可利用的熱電廠或水泥廠等工業(yè)窯爐狀況、經濟水平等各種因素,結合可以采用的處理技術,合理的確定本地區(qū)主要的污泥處置方式或組合。同時從污泥安全管理戰(zhàn)略角度出發(fā),需要考慮多種污泥處置方案,避免單一處置方式可能會使環(huán)境和政策遭遇到挑戰(zhàn)。
參考文獻:
關鍵詞:循環(huán)水;水質;水垢
企業(yè)在生產經營過程中,有些企業(yè)的循環(huán)水投用污水回用水,冷卻水重復使用是節(jié)水減排的必然趨勢,一方面,在水的重復利用過程中隨著水的蒸發(fā)作用。水中溶鹽類、懸浮固體和非揮發(fā)性有機物質的濃度增加,超過一定的質量濃度時管道設備特別是在傳熱表面發(fā)生結垢;另一方面,在水中溶解氧存在的條件下,對鐵素體陽極發(fā)生反應能促進形成腐蝕電池,造成嚴重的垢下腐蝕, 污垢覆蓋下的貧氧區(qū)與的富氧區(qū)之間也能形成氧濃度差電池,使金屬遭受局部腐蝕。相反,腐蝕也將改變金屬表面形狀,使結垢愈演愈烈。所以,結垢、腐蝕相互促進,形成了復雜的協(xié)同效應,影響甚至破壞了生產系統(tǒng)的正常運行。本文主要分析了影響循環(huán)水水質的因素,并提出了相應的保證循環(huán)水水質的措施。
一、影響循環(huán)水水質的因素分析
1、污垢的影響。循環(huán)水冷卻塔不是一個封閉的系統(tǒng), 塔池直接與外部世界接觸,由外面的世界帶來的污染物更多。因在塔池周圍的粉塵、泥沙、雜草、樹葉等雜物,在有風的日子里極易進入冷卻塔水池。這些有機和無機雜質,可以跟水通過管道、熱交換器,在其表面沉積下來形成污垢。如果熱交換器漏油量大、這些漏油和其它污物會附著在換熱器和管壁上。由于溫度高,通過復雜的效果,也可以形成較硬的污垢。在夏季氣溫高就會將藻類在水冷卻構筑物與水接觸的漏光部位大量繁殖,因為藻類群體的生長, 影響了水和空氣的流動,而藻類脫落后將污垢沉淀。除此之外,它們的群體體積很大,阻礙了熱傳遞,同時有機污垢也能引發(fā)強烈的腐蝕。所以污垢對循環(huán)水的傷害巨大,不僅使傳熱效率下降,過水斷面減少,也加重了腐蝕。極大的影響了冷卻水系統(tǒng)的正常運行,影響生產甚至會出現嚴重的事故。
2、水垢影響。因為水中含有Ca、Ma等離子硬度,就會在換熱器及管道表面形成沉積,而形成水垢。水垢的主要危害可使傳熱效率降低,過水斷面減少,影響換熱器的正常使用。我廠采用除鹽水系統(tǒng)補水,應該說軟化水硬度小。幾乎為零。但在實際中每天通過檢測實驗室硬度都不超過0.01 mgN / l,有時超高有三個主要原因;一個是系統(tǒng)中含有少量的鹽,硬度不等于零。通過蒸發(fā)、風等損失一些循環(huán)水,增加了循環(huán)水濃縮效果。濃縮比的倍數增大,導致該系統(tǒng)的含鹽量相對增加。第二是裝置操作不當,有串新鮮水的現象。因為新鮮水含有鹽類硬度較大,如果系統(tǒng)有新鮮水的加入,可使系統(tǒng)的硬度不可能在短時間內消除(除非加上處理藥劑)。三是軟化水本身處理的除鹽水有時就不合格,為生水,所以也會使系統(tǒng)中的硬度增高。因此在當前操作生產、硬度的消除十分困難, 要得到合乎要求的循環(huán)水也是比較難的,水垢的消除還需要進一步進行處理。
二、解決循環(huán)水水質差的措施
1、確保補充水質,給排水車間嚴格按照回用水補入循環(huán)水水場的水質指標進行控制,控制補充水和循環(huán)水的污濁度,控制泥沙等懸浮物進入循環(huán)水中,嚴格控制量補充水的水量,每個補水或根據冷水塔的液位進行補水。
2、設立專職的加藥工,根據有機磷的含量調整緩蝕阻垢劑的投加量,用計量泵添加,以確保藥劑在水里的滯留時間、使用一塊管連接到一個泵出口處引到吸水池內,確保24 小時'連續(xù)加藥,避免了有機磷的濃度出現波動、殺菌濃度可以噴灑很容易滋生菌藻的部位,如涼水塔的填料、壓縮機的冷排等處。
3、根據數據分析來調整操作方法,如濃縮倍數的控制通過改變補充水量和污水量進行操作:而濃度倍數的檢測是依靠測定循環(huán)冷卻水和補充水的某些離子的含量來實現。本廠采用ca+測定濃縮倍數,在運行中每班集中測量一次,如果發(fā)現濃度倍數高于或低于其規(guī)定值,立即增加或減少廢水排量,或者加大或減少補水量,使其穩(wěn)定在2.5左右。又如,當總鐵濃度大于0.5毫克/升)的時候,應該增加排污水數量:濁度大于15毫克/升的時候,檢查系統(tǒng)內有沒有物料泄漏,一旦發(fā)現就要及時采取措施,檢查旁慮池是否有問題,如果過濾器進出口濁度一樣,就要進行反洗。
4、微生物控制嚴格日常檢查系統(tǒng)。時常檢查冷卻塔、池壁、水池慮網上有沒有黏液和藻類等:對監(jiān)測掛片進行檢驗,通過外觀的檢測、腐蝕速度測量和對蝕孔的監(jiān)控,確定腐蝕循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的金屬腐蝕速度,使冷卻水系統(tǒng)中微生物的數量降到最低,微生物不容易恢復到原來的狀態(tài)。通過壓縮機循環(huán)回水管視鏡的觀察,改變給藥的投放方式產生的藻類顯著降低;加強各崗位的無泄漏的管理,禁止任何排放,為了避免泄漏NH3和H2S進入冷卻水系統(tǒng), 從而引起硝化細菌和硫氧化細菌的繁殖,降低殺生劑的殺生能力。
5、建立臺賬管理制度工藝上設立分析臺賬,設備上記錄各種水冷器的檢修周期及異常情況。對各種有關數據進行跟蹤、整理、記錄、對比,以便對水質進行更好的監(jiān)控。
6、循環(huán)水加入軟化水,那么它會增加水的質量合格率。雖然在實際操作中加的除鹽水,但是通過風吹、蒸發(fā)損耗等很多原因,水的濃縮倍數增加、離子濃度增加,這樣就會產生結垢的可能性。與上述因素的分析、產生水垢不可避免的。同時還考慮成本因素,無限的大量補充軟化在水質不合格時大量投入。選好藥劑是保證水質合格的重要保證,如添加劑及緩蝕阻垢劑將有助于防止腐蝕停止結垢的雙重作用。根據水質的情況,通過試驗分析,每天充填一定量的緩蝕阻垢劑和殺菌劑(夏季)藥劑。這樣水質情況每天通過藥劑量進行調節(jié)使指標減小到最低限度,滿足水循環(huán)系統(tǒng)對水質的要求。并且它將很好的解決結垢和腐蝕等問題,廣泛應用于生產實際效果理想,是有效的解決方案。能夠確保生產的長周期、滿負荷運行。
關鍵詞:雨水徑流;控制;生態(tài)城市
中圖分類號: S891 文獻標識碼: A
前言
進入 21 世紀后,世界城市生態(tài)問題呈現出愈演愈烈的態(tài)勢?;诠I(yè)文明
的傳統(tǒng)城市發(fā)展模式已舉步維艱、難以為繼,生態(tài)問題和環(huán)境壓力促使人們必
須考慮在城市化進程中應該選擇怎樣的發(fā)展路線圖,實施怎樣的緩解生態(tài)壓力的基本策略,生態(tài)城市概念應運而生。發(fā)達國家的實踐表明,充分利用雨水生態(tài)化技術對城市雨水徑流進行滲透、調蓄以及凈化,是解決城市化帶來城區(qū)水文、水質條件惡化問題的一個重要途徑,也是減少城區(qū)面源污染的重要措施。在土地資源緊張的城市,基于雨水徑流控制措施空間合理利用的雨水生態(tài)來構建城市生態(tài)環(huán)境具有污染物處理能力強、維護管理成本低等諸多優(yōu)點。此外,將城市屋面、綠地等下墊面的較清潔雨水簡單處理后存儲,并用于澆灌、道路沖洗等市政工程用水,能節(jié)約大量優(yōu)質自來水,不僅有利于生態(tài)城市的構建,也符合當前節(jié)約型社會的理念。
一、雨水徑流控制對生態(tài)城市發(fā)展的重要性
對于一般城區(qū)而言,雨水徑流污染是城市非點源污染的重要組成部分之一,其通過天然降雨及形成的雨水徑流的淋洗、沖刷作用,使空氣、地面、表層土壤中的懸浮或沉積的污染物質,被雨水徑流攜入各類地表水體。影響城市雨水徑流污染的主要因素有地表堆積物、大氣污染狀況及雨水徑流量。城市地表堆積了大量的污染物質,包括顆粒物質、重金屬、營養(yǎng)物質、耗氧物質、細菌及其它污染物,這些地表堆積物就是城市非點源污染的最初來源。地表堆積物通過降雨徑流進入受納水體,造成水體富營養(yǎng)化及其他形式的污染,進而破壞水生動植物的生存環(huán)境,導致水體水環(huán)境質量惡化。而城市地表積累的污染物數量與積累時間呈正比,因此,雨前晴天數對徑流中的污染物濃度影響較大。大氣污染狀況雨水中的污染物濃度有一定的貢獻,但與地表徑流沖刷相比,該項影響不是很大,可忽略不計。徑流量與降雨強度、降雨量、降雨歷時以及城市地表的不透水程度有關。降雨強度是影響雨水徑流對地表污染物質沖刷程度的決定性因素,降雨量大小則表征徑流中污染物的稀釋水平,城市地表的不透水程度決定污染物稀釋水量的大小,降雨歷時既為地表徑流對污染物的沖刷時間,也是降雨期間污染物向受納水體輸送的時間。雨水徑流污染是城市面源污染的重要組成部分,調查分析城市典型下墊面的雨水徑流污染狀況是了解城市面源污染狀況的關鍵環(huán)節(jié),為控制城市徑流污染,緩解面源污染提供了必要前提。
隨著我國城鎮(zhèn)化水平的不斷提高,城區(qū)人口數量、活動強度和非滲透性區(qū)域面積比例隨之增加,由此引發(fā)的城區(qū)水文、水質條件惡化,城市內澇、面源污染和水資源短缺等問題日益凸顯,亟需尋找技術經濟合理的解決方案。歐美等發(fā)達國家的理論研究和實踐經驗表明,充分利用城市雨水徑流的生態(tài)化利用技術,綜合利用城市發(fā)展所產生的非滲透區(qū)域的雨水是緩解土地開發(fā)帶來的上述問題的重要途徑之一。城市雨水徑流的生態(tài)化利用不但是能緩解水資源的短缺,更能提高城市綠化率與生態(tài)環(huán)境,是構建生態(tài)城市必不可少的環(huán)節(jié)。
二、基于生態(tài)城市下的雨水徑流處理原則
2014年 11月,住房與城鄉(xiāng)建設部了《海綿城市建設技術指南――低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構建》。指南中提出,在城市建設中應該把雨水留下,建設成自然留存、自然滲透、自然凈化的海綿城市。建立“滲,蓄,滯,用,排”五位一體的新型城市雨水處理系統(tǒng),把80%左右的雨水留住,以便涵養(yǎng)水源,改善城市生態(tài)效益。
(1)因地制宜 不同的區(qū)域的雨水徑流污染狀況不盡相同,應根據各個區(qū)域的特點優(yōu)先選用適合的技術方法,包括所在地的自然環(huán)境條件、水環(huán)境方案、經濟技術水平等。
(2)有針對性地選擇 不同的技術措施對不同污染物的處理效果相差很大,應根據各主要污染物有針對性的選擇技術措施。
(3)優(yōu)先選用 優(yōu)先選用的措施可以是投資少、效果好且易于運行管理的技術方法。
三、基于生態(tài)城市下的雨水徑流控制措施
(一)雨水源頭
1 屋頂綠化
屋頂綠化是以綠色灌木植物為主要覆蓋物,配以植物生存所需要的營養(yǎng)土層、蓄水層以及屋面所需要的植物根系阻攔層、排水層、防水層等共同組成,它可以有效改善城市生態(tài)環(huán)E、調節(jié)小氣候、凈化空氣、降低室溫,同時還是消減雨水洪峰徑流量,豐富城市景觀、構建生態(tài)城市的一項重要舉措。
綠化屋面宜用于平頂屋面,以及小坡度的坡屋面。屋面的植物種植土增加了建筑屋頂負荷、同時需要進行防水等特殊處理因此會增加建筑物的建設費用。城市區(qū)域的建筑屋面約占到城市總面積的 30%,屋頂綠化能夠增加城市綠地面積,減小城市熱島效應,因此條件允許時應該優(yōu)先采用屋頂綠化。
2 低勢綠地
低勢綠地是一種低于周圍地面高程的、雨水滲透能力良好的綠地,不但可以匯集自身面積上的降雨,還可以消納周圍非滲透性鋪面產生的雨水徑流。應用低勢綠地一方面可以削減洪峰流量、減輕洪澇災害,增加地下水的入滲補給;另一方面綠地所匯集的徑流經滲透、沉淀、截留作用,其中污染物得到部分去除,可減輕城鎮(zhèn)非滲透性鋪面的面源污染,因而低勢綠地具有滯留利用雨水與控制面源污染的雙重作用,是一種具有優(yōu)良凈化能力的綠地生態(tài)系統(tǒng)。
低勢綠地具有投資少、蓄滲效果好、可凈化徑流雨水、不易堵塞等優(yōu)點。低勢綠地宜設置在建筑密度低且綠地空間較大的城鎮(zhèn)區(qū)域,譬如居住區(qū)、大型公共綠地;其局限是在地下水埋深小、土壤粘重的地區(qū)應用,容易發(fā)生積水,影響綠地的景觀生態(tài)效果。在相關地區(qū)應用低勢綠地,需考慮改良土壤、使用下排水設施。
3 生物滯留設施
生物滯留設施是一種雨水砂濾和滲透技術,整合了兩種技術的功能,在城市開發(fā)區(qū)域的低洼區(qū)域設置種有灌木、花草乃至樹木的濾床,利用自然系統(tǒng)中生態(tài)作用對非滲透性鋪面徑流進行自然凈化、消納。這類設施主要通過土壤和植物的過濾作用、以及介質中微生物的作用凈化雨水,同時通過將雨水暫時滯留而后逐漸滲入土壤以減少徑流量,增加對地下水的補給與雨水資源的利用。生物滯留設施因其水量負荷較高、便于分散設置、維護管理簡單,是當前發(fā)達國家城鎮(zhèn)雨水徑流源頭分散控制中最受關注的設施。在城鎮(zhèn)綠地中設置生物滯留設施,不僅可以增加綠地內部雨水的滯留利用,也有可能利用綠地空間改善綠地周邊非滲透性鋪面的徑流控制。
生物滯留設施一般建在匯水區(qū)域內地勢較低的區(qū)域,由耐淹植物、蓄水層、樹皮覆蓋層、種植填料層、礫石層組成,在設計、管理恰當的情況下可望獲得良好的景觀效果;通過裝置中天然/人工土壤、植物、微生物的滲濾、截留、吸附,以及微生物的作用凈化匯水區(qū)域上游非滲透性鋪面的徑流雨水;通過存儲、滯留作用削減洪峰水量,可以同時達到凈化水質、削減徑流量、涵養(yǎng)地下水等目的。發(fā)達國家的研究表明生物滯留設施是一種高效的雨水徑流污染控制措施,與下凹式綠地等相比,其運行負荷高、占用土地少,一般為匯水區(qū)域不透水面積的5~10%,生物滯留設施可建造在建筑、人口密度較高的城鎮(zhèn)綠地空間,通過分散匯集處理方式,利用小尺度的分散綠地消納、利用城鎮(zhèn)綠地中道路、停車場、服務設施周邊的非滲透性地塊的徑流。
4 植被淺溝
植被淺溝是指在地表明溝(渠)中覆蓋自然植被的一種工程性措施,該技術主要功能是在明溝(渠)重力排水的過程中,利用植物截留、土壤過濾等作用消減徑流污染負荷。植被淺溝可以用作收集、輸送雨水的生態(tài)措施,能夠增強雨水下滲,降低流速,有利于污染的沉淀去除,并且淺溝內的植被能夠吸附、降解污染物,同時節(jié)約管道建設費用。淺溝可用于道路排水以及建筑小區(qū)內的排水,在條件允許的情況下,應優(yōu)先選用淺溝排水,只有在不適合采用淺溝時才應用管道排水系統(tǒng)。
5 透水鋪裝
透水鋪裝是用透水混凝土、透水磚等具有透水性能的鋪裝材料或采用草坪磚、碎石卵石鋪面等透水的施工與鋪裝形式覆蓋地表,從而大大提高地面的透水性能。透水鋪裝適用于人行道、停車場以及交通較少的道路。這些鋪裝完全能夠取代傳統(tǒng)的不透水鋪裝,其成本卻不一定高。透水鋪裝能夠有效促進雨水入滲,補給地下水,減少地面集水幾率;徑流量的消減還降低了雨水徑流對硬化鋪裝的沖刷,污染物流失量得到控制。此外,嵌草磚里種植的植物,能更有效的凈化徑流雨水、調節(jié)大氣溫度和濕度、延緩徑流速度及美化環(huán)境。
(二)雨水匯流
1 雨水截污掛籃與截污雨水井
雨水口為污染物進入管網的入口,污染物進入管道后會由于沉淀而沉積在管道內,有時會堵塞管道,長時間積累的污染物會發(fā)生腐化分解,在雨水的沖洗下排入水體。在雨水口設置截污掛籃可以截留雨水中的懸浮物(垃圾、樹葉等),同時旱季進入雨水口的垃圾等能夠被掛藍收集,通過清掃易于清除,從而避免了管道內積累垃圾等對雨水的污染。
此外,對于特定排水區(qū)域,如未實現最終的污染物控制目標,可在雨水干管設置具有沉淀(過濾)作用的環(huán)保雨水井。雨水井內設置沉淀區(qū)域、或過濾設施,可去除較為細小的懸浮污染物質。雨水井左側為沉淀、隔油區(qū)域,中間設置透水擋墻,右側能夠進一步取出更為細小的污染物質。道路、停車場加油站等區(qū)域的雨水沉淀井需要設置隔油區(qū),住宅區(qū)、公園等無油類污染的區(qū)域則只需要設置沉淀區(qū)。
2 滲透渠(管)
滲透渠(管)是在傳統(tǒng)雨水排水渠(管)的基礎上通過在渠(管)體上打孔或采用多孔管材,并在渠(管)回填礫石等高孔隙填充物,改造為滲透渠或滲透管(穿孔管)。雨水徑流進入滲透渠(管)后,首先向四周土層滲透,待徑流量變大或圖層含水率達到飽和時,徑流才向下游排放。通過滲透和表層土壤過濾可去除雨水徑流中的固體小顆粒污染物質,對營養(yǎng)物(氮、磷)、重金屬及病原菌都有一定的處理效果,還可削減部分或全部徑流量,如能對地下水進行一定的補給。
滲透(溝)渠適用于沿道路、建筑物、景觀水體四周設置,其適用條件有以下幾點:①滲透溝底應離季節(jié)性最高地下水位至少 0.6 米。②設施應設計在離水源地至少 120 米的地方,離化糞池系統(tǒng) 30 米遠,且離建筑物地基至少 6 米。③滲透溝設置在離硬化面積至少 3 米的地方。
3 雨水滲透池(塘)
滲透塘/池是指利用地面低洼地、水塘或地下水池,收集、暫時貯存進入的雨水,并在24 小時里將其滲入地下的雨水滲透設施,通過土壤的過濾以及填料層生長的微生物作用去除水體中污染物質,雨水滲透池/塘對雨水徑流中污染物及徑流削減都有較好效果的措施,能有效地去除細小顆粒物、營養(yǎng)物、重金屬、病原菌以及碳氫化合物等雨水徑流中的污染物,同時也能補給地下水,保護開發(fā)地區(qū)的自然水循環(huán),并降低下游地區(qū)的洪澇危險,并且減少對接受水體的熱量影響。雨水滲透塘/池適用于對小區(qū)域的雨水徑流進行水質、水量控制的離線式(off-line)匯流控制設施,不宜將其設置在污染嚴重的區(qū)域,宜設置在公園、小區(qū)等污染不嚴重的地區(qū)。
4 雨水過濾設施
雨水過濾池是使雨水通過砂、沸石、粉煤灰等濾料或土工布、微孔管等多孔介質的作用,截流水中的懸浮物質,從而消減雨水徑流污染物的構筑物。雨水過濾池對污染物的去除效果好,如對SS的去除率較高,并能去除一定量的營養(yǎng)物質,對金屬、細菌去除效果也比較高。同時雨水過濾設施還可以間接消減雨水洪峰流量,減小雨水徑流量過大時,對下游排水設施的水力負荷。雨水過濾池宜應用于土地利用率高,高度發(fā)展的城區(qū),可減少該區(qū)域的不透水面積率,如商業(yè)區(qū)、工業(yè)區(qū)和高速公路等場所。它也可應用于土地價值高或者由于土壤、地下水位比較高不宜采用其它設施的小城鎮(zhèn)區(qū)域。
(三)雨水末端
1 雨水塘
雨水塘一般設置于雨水進入受納水體前,雨水徑流中的懸浮污染物可通過通過沉淀作用而去除。雨水塘可分為兩類,一類為濕式塘,長期具有水域;另一類是只有在雨季才具有水域的干式塘。濕塘通過物理沉降、吸附、自然的化學絮凝、微生物的降解以及水生植物和藻類的吸收,達到去除城市暴雨徑流中所挾帶的污染物的目的。此外濕塘還可減少一定的徑流量,降低下游洪澇風險,是潛在的野生動物棲息地,具有一定的景觀價值和娛樂功能。干塘主要起控制雨水徑流流速的作用,對暴雨徑流的懸浮物有一定去除能力,對其他污染物的去除能力一般。
雨水塘一般是在線式(on-line)和管網終端雨水徑流污染物控制措施。濕塘由于對污染物有較好的去除效果,一般可應用于住宅區(qū)、商業(yè)區(qū)和工業(yè)區(qū)等區(qū)域,也可以設置在控制雨水徑流量的地區(qū)。干塘一般設在控制雨水徑流量的區(qū)域。
2雨水濕地
雨水濕地是一種由人工建造和監(jiān)督控制的與天然沼澤地類似的雨水生態(tài)處理系統(tǒng),由人工將石、砂、土壤、煤渣等一種或幾種介質按一定比例構成基質,并有選擇性地植入植物而構成。目前,國內外表面流濕地和潛流濕地在污水處理領域已得到成功應用。然而,由于潛流濕地用于暴雨徑流處理容易堵塞以及對徑流高峰流量的調蓄能力差,國外一般使用表面流濕地處理雨水徑流。雨水濕地主要由基質和植物組成,通過沉淀、過濾、吸附和微生物轉化等多種方式聯合作用消減徑流污染物。同時還能達到削減洪峰流量,調蓄利用雨水資源的目的。
雨水濕地作為一種高效的雨水徑流污染控制措施,具有污染物去除效果好,操作管理簡單,維護運行費用低,可豐富城市生態(tài)多樣性等優(yōu)點。由于濕地本身是城鎮(zhèn)綠地中的一個組成部分,特別是在豐水地區(qū),暴雨濕地在城鎮(zhèn)綠地雨水利用技術方面具有一定競爭力,在水量調蓄方面較其它技術具有優(yōu)勢。然而,濕地在城鎮(zhèn)綠地中使用也存在一些局限,如占地面積大,在小塊綠地區(qū)域內可能面積不夠或破壞總體景觀而不宜使用;而且,雨水濕地還容易出現干旱季節(jié)景觀效果不佳等問題。此外,在土壤滲透性好、地下水位低的區(qū)域,為維持一定的水位,人工濕地需要做防滲處理,造價較高。
四、結束語
本文從雨水徑流方面來進行研究,通過雨水徑流的控制措施來構建生態(tài)城市,具有成本低、效果好、節(jié)約水資源等優(yōu)點,生態(tài)城市是一個復雜的系統(tǒng),本文僅從雨水徑流層面闡述其原理與具體措施,存在一定的局限性,在后續(xù)研究中會繼續(xù)加強,以促進我國生態(tài)文明城市的發(fā)展。
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關鍵詞:城市供水;集中供水;直飲水;工程規(guī)劃
中圖分類號:TB491文獻標識碼: A
一.引言
但隨著我國城市工業(yè)化的快速推進,城市自來水的水質卻在不斷下降,人們迫切希望能飲用清潔健康的水。目前,人們主要通過飲用桶裝或瓶裝直飲水來應對這一問題。但是,桶裝或瓶裝水從出廠到飲用期間,常常要存放較長時間,靜止狀態(tài)存放的水會因水分子鏈狀結構加長、亞硝鹽含量增高等因素而老化變質不宜飲用。為了改善飲水水質,在城市中規(guī)劃直飲水集中供水工程來實現。
二.直飲水概述
1. 直飲水工藝原理
直飲水工藝是運用現代高科技生化與物化技術,對自來水進行深度凈化處理,去除水中的有機物、細菌、病毒等對人體有害的物質,保留對人體有益的微量元素和礦物質;同時采取分質供水方案,采用優(yōu)質管材設立獨立循環(huán)式管網,將凈化后的優(yōu)質水送入戶內,供市民直接飲用。由于城市給水管網整體改造困難較大,整個城市“分質供水”無法在短期內實現,因此以學校、居民社區(qū)等為單位的管道直飲水供給就成為必然而且可行。實踐證明,在居民社區(qū)等集中供水單位實施直飲水和自來水供水兩套系統(tǒng),一套管網輸送自來水用于日常生活,另一套管網輸送直飲水到用戶專供飲用,是目前改善我國城市飲水水質切實可行的辦法。
2. 直飲水生產工藝
直飲水處理方法目前,國內外對水的深度處理工藝很多,普遍使用的處理方法有:
①砂濾:除去水中大顆粒懸浮物,降低水的濁度。
②超濾:截流水中的膠體,除去水中的細菌、病毒、大分子顆粒,但此方法不能脫鹽。
③保安過濾:水從微濾濾芯(精度一般小于5μm)的外側進入濾芯內部,微量懸浮物或細小雜質顆粒物被截留在濾芯外部。
④納濾:采用納濾膜,有效除去原水中的有機物、重金屬、細菌、病毒等有害物質,部分脫鹽、去硬度、適量保留部分礦物質。
⑤活性炭吸附:除臭、除色、除有機物、游離氯以及重金屬等。
⑥離子交換軟化:通過陰、陽離子交換除去水中的鈣、鎂離子,降低水的硬度。
⑦電滲析:在外加直流電場的作用下,利用離子交換膜的選擇透過性,使水中陰陽離子作定向遷移從水中分離除去。其主要作用是脫出水中的鹽。體積較大,管理、維護要求較高。
⑧反滲透:在加壓作用下,使水滲透到半透膜外,而鹽被膜阻擋在膜內,具有脫鹽性能,能有效脫出水中的無機離子、小分子。
⑨臭氧殺菌:利用臭氧發(fā)生器制取臭氧,臭氧是強氧化劑,能氧化水中的有機物,殺死病毒、芽孢及細菌等。
⑩紫外線殺菌:利用高強度低壓汞燈放射紫外線,使水中微生物因紫外線輻射而破壞細菌體內的核酸功能,使微生物致死,達到消毒目的。
三、城市直飲水集中供水工程的規(guī)劃和設計
1.城市直飲水集中供水的必要性。
我國長期以來,傳統(tǒng)的城市供水系統(tǒng)不論用途,等質供應,一管到底,無論是直接飲用或家庭洗衣、沖廁等生活用水,還是交通、綠化、商業(yè)、環(huán)衛(wèi)等市政用水,都無一例外,即只有符合生活飲用水水質要求的一種水質。但是達到這種水質要求的自來水并不能直接飲用,還需要進行加熱至沸騰。一般在生活用水又分為(1)優(yōu)質直飲水:供人們直接飲用,在水質上能夠保證安全,不需要加熱耗能就可以飲用;(2)生活飲用水:供人們洗漱、做飯、洗衣、洗澡等;(3)生活雜用水:用于沖廁、澆花、拖地等。用同一種水質來滿足不同用水需求,顯然不利于保護日益匱乏的水資源和能源節(jié)約。從用水構成來分析,2003年我國城市人均用水量約為400L/d,其中工業(yè)用水占了很大的比重,城鎮(zhèn)居民家庭生活用水僅占總量的10%左右。每人每天平均飲水約為2L,僅為總耗水量的二百分之一,即使加上烹調、洗碗洗菜、淋浴等用水也僅占總耗水量的5%左右。也就是說在所消耗的水量中,有很大一部分是使用低質水就能滿足的地方。顯然,為了滿足不足5%的直飲水(直飲水及其他對水質要求較高的生活用水)水質要求而將水廠的供水水質全部提高既不科學,也不合理。因此,將直飲水(直飲水及其他對水質要求較高的生活用水)與其他用途用水分開供應,實施分質供水勢在必行。
2. 城市直飲水集中供水規(guī)劃和設計要點
直飲水凈化是一項系統(tǒng)工程, 設計應從全系統(tǒng)的優(yōu)化組合考慮, 量體裁衣, 結合工程實況, 給業(yè)主設計、選擇和定作最適合的管路和設備, 使各單元能各自發(fā)揮其最佳效應, 保證水質,且便于今后管理與維護。
(1)反滲透( RO) 膜用作飲用水凈化的缺點是將水中有益于健康的無機離子全部去除, 一般不推薦飲水凈化。目前納濾工藝廣泛應用于城市直飲水處理, 為居民飲用、烹飪提供優(yōu)質凈水。
(2)《管道直飲水系統(tǒng)技術規(guī)范》規(guī)定, 管道直飲水在供配水系統(tǒng)中的停留時間不應超過12h,否則水質變差, 若放掉此段管中的水, 勢必造成水資源浪費。因此, 為保證飲用水水質, 管路系統(tǒng)設計應設循環(huán)管道, 以便平時將管路中停滯的水回流到凈水設備進行消毒后再供出, 且供回水管網應設計為同程式。
在目前一些多層及高層建筑直飲水公共立管設計中, 為減少不循環(huán)的支管管長, 立管經常被設計在住戶戶內的廚房或陽臺, 造成立管維護和檢修不便, 出了漏水等情況又容易被業(yè)主投訴。因此建議在建筑方案設計階段, 管道直飲水設計工種能提前介入各專業(yè)配合, 使立管位置合理化, 支管走向設計簡捷、順暢、合理。譬如建筑方案階段盡量考慮將住戶的廚房位置設置在靠近樓道公共水管豎井的地方, 并將公共直飲水立管設置在豎井內, 使接出的支管以最短的距離入戶。如碰到廚房位置靠近建筑外墻, 可以考慮將公共直飲水立管設置在建筑外墻的陰角位置, 注意不要影響建筑外立面美觀, 但該做法水溫易受環(huán)境溫度影響, 設計人員應謹慎采用。
(3)管材的選用應符合相應的現行國家標準的規(guī)定, 可選用不銹鋼管、銅管或其他符合食品級要求的優(yōu)質給水塑料管和優(yōu)質鋼塑復合管。采用鋼塑復合管材連接時, 需有嚴防直飲水與鋼管直接接觸的技術措施, 防止銹水溢出??刹扇“惭b管帽等措施。建議所選管材應要具有耐腐蝕性, 必須承受不小于0.5ppm/ l 濃度的臭氧水溶液的腐蝕, 20 年內不得因臭氧腐蝕而產生脫落、穿孔, 管道應能承受不小于500kg / m2 的機械重壓, 高層管網至少能承受2.1 MPa 的內壓。
(4)管網流速選擇, 通常水在管道中滯留會導致細菌滋生,而且在管道水流截面的不同位置其流速也是不同的, 管截面中心點的流速要比管壁上的流速大得多。當流速較小時, 水雖然會流動, 但因管壁的滯留作用, 在管壁上仍然會滋生細菌。所以直飲水管道對流速是有一定要求的。為了確保直飲水不會在輸送過程中產生細菌污染, 并考慮到管網投資的經濟性, 選擇適當的流速非常重要。管網流速的選定, 既要充分考慮到直飲水微生物控制對水系統(tǒng)流量運行特性的特殊要求, 又要充分兼顧系統(tǒng)運行所產生的動力費用。根據微生物流體力學要求, 管網的介質必須處于“湍流狀態(tài)”下流動。根據美國FDA 做的雷諾實驗表明, 當Re= 1000 以上時,流體才能真正處于穩(wěn)定湍流狀態(tài), 所以管網流速在常用管材中一般選擇3m/ s~ 1.5m/ s 之間。兼顧技術性和經濟性, 建議將管道直飲水流速設定為2m/ s。
(5)在凈水機房設計方面應注意: 除生活飲用水及為機房服務的管道以外, 其他管道不得進入凈水機房; 應滿足生產工藝的衛(wèi)生要求; 應配備空氣消毒裝置; 應設置化驗室; 當采用臭氧消毒時應設置臭氧尾氣處理裝置等。
四.結束語
城市直飲水集中供水對于改善城市供水水質具有良好效果,在規(guī)劃設計中要結合城市實際情況,科學選擇供水管材、合理設計處理工藝,確保供水質量。
參考文獻:
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