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污水处理

污水处理 (sewage treatment,wastewater treatment):为使污水达到排水某一水体或再次使用的水质要求对其进行净化的过程。污水处理被广泛应用于建筑、农业交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域,也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。

关于水污染的话题不断被提起,特别是地下水污染问题,浙江杭州、温州等地有农民或者企业家出资请环保局长下河游泳,以此来引起大家对水污染严重程度的关注,虽然各个环保局长都选择了沉默或者拒绝,但是民众环保意识的觉醒,对水污染的关切程度达到了空前。

地表水污染显而易见,地下水的污染却是触目惊心。根据《2015-2020年中国污水处理行业市场前瞻与投资战略规划分析报告前瞻》[1]指出,中国13亿人口中,有70%饮用地下水,660多个城市中有400多个城市以地下水为饮用水源。但是据介绍,全国90%的城市地下水已受到污染。

而另一组数据亦表明,地下水正面临严峻挑战。2011年,北京、上海等9个省市对辖区内的857眼监测井进行过评价水质为I类、II类的监测井占比2%,而IV类、V类的监测井多达76.8%。

九个省市中,水质最好的当属海南省,以II类为主;上海、北京次之,多为III类;黑龙江及江苏则以IV类水占比最高,而吉林、辽宁、广东、宁夏四省区普遍只达到V类的水平。

水污染情况不断加剧,使得污水处理和再生行业受到空前的关注,近两年各地区毛利率都保持在70%左右,甚至有的地区超过了100%,行业发展潜力非常大。根据前瞻网数据显示,截至2012年底,我国污水处理及其再生行业企业个数达到了213个,资产总计844.13亿元,较2011年增长了11.43%,销售收入为236.64亿元,较2011年增长了16.16%,扩张速度较快。

按污水来源分类,污水处理一般分为生产污水处理和生活污水处理。生产污水包括工业污水、农业污水以及医疗污水等,而生活污水就是日常生活产生的污水,是指各种形式的无机物和有机物的复杂混合物,包括:①漂浮和悬浮的大小固体颗粒;②胶状和凝胶状扩散物;③纯溶液。

按水污的质性来分,水的污染有两类:一类是自然污染;另一类是人为污染。当前对水体危害较大的是人为污染。水污染可根据污染杂质的不同而主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。污染物主要有:⑴未经处理而排放的工业废水;⑵未经处理而排放的生活污水;⑶大量使用化肥、农药、除草剂的农田污水;⑷堆放在河边的工业废弃物和生活垃圾;⑸水土流失;⑹矿山污水。

处理污水的方法很多,一般可归纳为物理法、化学法和生物法等。

污水处理厂:有人调查100多座大处理厂,一半晒太阳呢,还有资金不足\成本高\效率低的,普遍效率不足70%,低的只有40%。

污水处理成本能耗情况:基本都是高能耗\低效率。

目前城市生活污水排放已是中国城市水的主要污染源,城市生活污水处理是当前和今后城市节水和城市水环境保护工作的重中之重,这就要求我们要把处理生活污水设施的建设作为城市基础设施的重要内容来抓,而且是急不可待的事情。

污水现在直接利用情况:随着人类社会的进步,科技的发展,污水的直接利用已成为可能,使用污水源热泵系统对城市原生污水进行利用。

所谓原生污水就城市直接排放未经处理的生活或者是工业废水,现阶段的利用方法是原生污水直接进入污水源热泵系统进行换热,在消耗少量电力的情况下为城市建筑物室内制冷供暖。污水再利用有几个技术难点需要克服:堵塞,腐蚀,换热效率。

污水源热泵系统是有污水换热器和污水源热泵两部分构成。城市原生污水直接进入污水换热器进行换热后,换取的热量由污水源热泵内部的热泵做功传递到室内。

对城市原生污水再利用,优点是:节能环保,无污染。

现代污水处理技术,按处理程度划分,可分为一级、二级和三级处理,一般根据水质状况和处理后的水的去向来确定污水处理程度。

污水处理设备有许多,但最主要的有以下几种:

主要应用领域  

1、生活设施领域:各式热水锅炉、中央空调、换热系统、家用中央空调、壁挂锅炉等。

2、工业通用设备:空压机、制冷机、换热器、冷却器等。

3、特殊行业应用:食品、制药、酒类等行业用水设备的防垢、除垢、磁化、杀菌灭藻建立环境友好型水电建设体系。

一、问题

1、运营服务和高效监管,成为突出问题。运营管理越来越重要,越来越突出。由于下属企业数量多,分布广,对监管也提出了更高的要求。

2、污水处理企业在运营阶段,对管理水平的要求、对成本控制的要求在不断提升。

3、污水处理企业如何将行业中优秀污水处理厂的管理经验,推广到所有厂站。提升公司整体管理水平。

二、对策:建立信息化的综合污水处理管理平台

三、达到的效果

1、建立企业门户,解决企业信息传递脱节,“信息孤岛”问题。

2、实现污水处理企业的专业化、规范化、标准化的信息化管理模式,提高企业市场竞争力。

3、建立企业动态决策支持系统,实现专业化、科学化管理决策。

4、建立企业工作流平台,规范化、标准化工作流程,提高管理水平,实现有效监管。

5、健全企业预案库、知识库,提高人员知识水平和素质,保障安全高效生产 。

6、建立智能化污水处理工艺模拟模型,实现生产优化调度,节约能耗,降低成本。

产品分类

聚丙烯酰胺产品简介:聚丙烯酰胺(PAM)为水溶性高分子聚合物,不溶于大多数有机溶剂,具有良好的絮凝性,可以降低液体之间的磨擦阻力,按离子特性分可分为非离子、阴离子、阳离子和两性型四种类型。

产品特性

1、絮凝性:PAM能使悬浮物质通过电中和,架桥吸附作用,起絮凝作用。

2、粘合性:能通过机械的、物理的、化学的作用,起粘合作用。

3、降阻性:PAM能有效地降低流体的摩擦阻力,水中加入微量PAM就能降阻5080%。

4、增稠性:PAM在中性和酸条件下均有增稠作用,当PH值在10以上PAM易水解。呈半网状结构时,增稠将更明显。

使用说明

1、洗煤用的阳离子聚丙烯酰胺的使用数量可以设置在三十公斤到一百一十,应该加大使用数量,把使用数量设置在一百到三百公斤比较合理,电镀废水行业和普通的工业用水一般都不要超过五十公斤。注意:(这几种行业的使用数量都是每一千吨废水的数量)。

2、生活污水根据处理方法的不同脱泥用的絮凝剂是不一样的。

如果工艺主体采用生化方法,也就是剩余污泥脱水(可能含有部分初沉泥),只需要阳离子PAM作为污泥脱水剂即可。

如果工艺主体采用物化方法,如一级强化,加载磁分离等工艺,一般是先加公斤之间;化工行业的废水使用量一般是五十到一百二十公斤之间;漂染行业的废水和造纸行业的废水最难处理PAC调质,然后再加阴离子絮凝剂,最后加阳离子絮凝剂脱水。具体投加量要根据污水水质而定。

也有很多污水处理站,污泥脱水直接加PAC或者其他无机絮凝剂即可,这个在板框压滤机,特别是电子厂或者是小型污水处理站应用比较广泛。

PAM在作为污泥脱水剂使用的时候一般要与水的配比在0.1%--0.2%之间。溶解成胶水状的液体以后,再投加到污泥中进行混合处理。

与污泥的配比一般在5%--10%,有的更低,这个要根据污泥的浓度来确定,最好是通过现场的烧杯实验来确定最佳投加量和使用型号。不同污泥、不同药剂、不同设备、不同管理水平,污泥的处理效果是不同的。

3、污水处理厂用阳离子聚丙烯酰胺作为污水运营污泥脱水剂。在和客户沟通的过程中,客户经常问到在污水处理污泥脱水过程中,污泥脱水剂投加量的问题。要相对准确的知道污泥脱水剂投加量的问题,首先了解这些参量,污泥的含水率,泥饼含水率,进泥量,进药量,配药浓度等

污泥含水率:污泥中所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数称为污泥含水率。

泥饼含水率:被脱污泥即泥饼的所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数称为泥饼含水率。

还要通过以下几个公式进行运算:

1、加药量mg/L=加药质量/处理水量/配药浓度

2、处理水量投加药量=处理水量m3/h*加药量g/m3

3、干泥量=处理水量*【(1-污泥含水率)/(1-泥饼含水率)】

4、每吨干泥的药剂消耗g/m3=加药量/干泥量

以上计算所得结果误差可能比较大,仅做污水运行时参考。实际耗药量要进行实际上机运营试验。

污水处理所用到的水处理药剂-絮凝剂

污水处理药剂品种很多,最常用是絮凝剂,絮凝剂可以分为无机絮凝剂和有机絮凝剂。

无机絮凝剂

无机絮凝剂如果按分子量的大小分为低分子量和高分子量无机絮凝剂。

一、低分子无机絮凝剂

无机型絮凝剂应用最广泛的是铁系、铝系金属盐。市场主流的无机混凝剂有三氯化铁、硫酸亚铁和硫酸铝等。

三氯化铁在化学上常用的是六水合三氯化铁(FeCl36H20)

三氯化铁的特点:形成的矾花沉淀性好,处理低温水或低浊度水效果比铝盐好,适宜pH值范围较宽,但处理后水的色度比铝系的高,有腐蚀性。

硫酸亚铁的分子式是(FeS04H20)

硫酸亚铁的特点:离解出的Fe2+只能生成最简单的单核络合物,不如二价铁盐那样有良好的混凝效果。

硫酸铝的分子式是 Al2(S04)3

硫酸铝的特点:硫酸铝是废水处理中使用最多的絮凝剂,使用便利,絮凝效果好,当水温低时水解困难,形成的絮体较松散,它的有效pH值范围较窄。

明矶(Al2(S04)3K2S04.24H20)的作用机理与硫酸铝比较相似。

二、高分子无机絮凝剂

无机分子絮凝剂混凝效果高、价格低,是最主流无机絮凝药剂。无机高分子絮凝剂的品种按离子度不同可分为阳离子型和阴离子型

阳离子型:有聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合磷酸铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铝铁等。

阴离子型无机絮凝剂品种较少,是2013年较为主流的是聚合硅酸。

有机絮凝剂

有机絮凝剂分为离子型和非离子型。

离子型絮凝剂,即能改变颗粒表面电荷,又能起桥链作用,引起絮凝。如我们经常使用的聚丙烯酰胺(也称3絮凝剂)。用于加速浓密池精矿的快速沉降。从而降低精矿含水,较少金属流失。

有机絮凝剂一般分子量比较大,通常达几万、几十万、甚至上百万、故添加量很少即可起到桥链作用。通常配成1/万数量级的极稀硫酸,添加量也就是毫升数量级。当然具体的添加量还需通过试验来确定。

絮凝剂不可多加,多加后吸附絮凝剂的矿粒间相互排斥,破坏了桥链作用,反而不易絮凝。

弹性填料,立体弹性填料

1.利用弹性填料的毛丝在生产过程中,添加了亲水、亲生物的助剂及一些营养缓释型元素,可以更好地促进微生物的生长、代谢,提高微生物量。

2.利用绿色环保十字丝、异形丝中的四条凹槽能有效抵抗水平方向(进出水流)和垂直方向(曝气产生)的水流冲刷,在成膜初期使菌种易于寄生、繁殖,克服了圆形纤毛由于表面光滑教难成膜的缺点;毛丝的棱角边对气泡具有更好的切割作用,提高溶解氧利用率,降低曝氧电耗。

3.弹性填料使用寿命长、充氧性能好、启动挂膜快、脱膜更新容易、运行管理简单、耐腐蚀、不堵塞、不结团

人类面临水危机已是不争的事实。我国增加了对城市基础设施建设和环境保护的投入,强化环境综合治理,从而使污染物排放总量得到有效控制,部分地区和城市环境质量有所改善。但根据环境监测结果统计分析,我国水污染形势仍然非常严峻,各项污染物排放总量很大,污染程度仍处于相当高的水平。

前瞻产业研究院发布的《中国污水处理行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》数据显示,2010年全国污水排放总量610万吨,同比增长3.4%,自“十一五”以来,我国污水排放总量增速放缓,由“十五”期间的8%左右降到2010年的3%左右。我国城镇污水处理能力在“十一五”时期获得极大提升,近两年又持续保持增速。截至2011年底,全国设市城市、县累计建成城镇污水处理厂3135座,污水处理能力达到1.36亿立方米/日。全国正在建设的城镇污水处理项目达1360个,总设计能力约2900万立方米/日。

从城市化程度方面来看,中国城市化发展进程已经进入了国际公认的加速发展时期,2010年,中国城市化水平已接近50%;预计2020年,城市化发展将达到58%左右。通过对城市用水和建设用地保障程度变化机理与规律的分析发现,过去30年全国城市化水平每提高1%需新增城市用水17亿立方米,其中需增城市生活用水9.4亿立方米,需增城市工业用水7.6亿立方米,随着城市化程度加快,用水量增加,同时排水量增长,污水处理需求也随之加大,再生水的利用也成为缓解水资源压力的有效途径。

截至2011年底,我国水资源总量约为2.4万亿立方米,约占全球水资源总量的7%,居世界第六位。但由于我国人口占世界比重的20%,人均水资源仅占世界平均水平的四分之一,世界排名第88位,被列为世界人均水资源贫乏国家之一。我国660多个城市中,缺水城市有400多个,其中严重缺水城市 114个。即便在多水的长江流域也有缺水城市59个,缺水县城155个。其中不少缺水城市为水质型缺水城市。我国缺水城市数量的增幅大致与城市化进程保持一致。

许多发达国家的用水理念是尽量减少洁净水的使用,减少污水的排放,实现水资源的循环利用。再生水利用的历史也比较久远,早在19世纪,伦敦、波士顿、巴黎等城市就有关于合法使用再生水的法案出台。随着污水再生利用技术的不断提高,再生水在工业、农业、市政生活等方面都得到了越来越广泛的应用。另外,再生水作为一种重要的水资源在世界其他许多发展中国家也得到越来越广泛的应用。例如墨西哥、阿根廷、巴西等国都开始利用再生水,其中用于农业灌溉的比例最大。再生水和海水淡化、跨流域调水相比,其成本低,也助于改善生态环境,实现水生态的良性循环。无论是从技术、经济还是途径方面来看都是缓解水危机的最佳方式之一。

本报告利用前瞻资讯长期对污水处理行业市场跟踪搜集的市场数据,全面而准确的为您从行业的整体高度来架构分析体系。报告从当前污水处理行业的宏观景气状况出发,以污水处理行业的产销状况和行业需求走向为依托,详尽的分析了中国污水处理行业当前的市场容量、市场规模、发展速度和竞争态势。

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过去几年,污水处理行业的产业能力发生了质的变化,这个质的变化主要由两个方面,一是污水处理厂的数目在快速增加,二是整体的处理能力在快速地增加。目前约有3000 多座污水处理厂,工业废水排放达标量2011 年是540亿吨,2012 年会突破760亿吨。量的变化在一定程度上也引起了质的变化。

从空间分布上看,过去是点状分布,现在向空间网络这样的布局转变。这样的转变带来什么样的好处呢?在区域层面上,产业具体的能力在增强,污水厂是一个非常明显的,称之为规模效益的产业,规模越大,效益越好。过去是由单个厂形成的,现在如果在区域上能做整合的话,就由单厂的规模优势转变成多厂的集合优势,所以这是非常大的一个变化。

对此,污水处理专业人士根据污水处理行业设施由量变带来的质变的变化过程,总结出三种未来发展的趋势。

第一,行业整体的绩效提高。内部行业的绩效成为当务之急,所以国家十二五重大专项里面,专门有项目要建立国家范围的行业管理绩效体系。

第二,服务成为我们行业的核心任务,成为行业的核心环节。这跟发达国家是一致的,发达国家基本上服务业占整个环保产业,设备、投资、建设大概占50%左右,我国目前估计占10%左右,所以有这么大的空间,内部的结构调整面临从建设到发展的需求。没有哪一个运营主体在一个国家层面上能够占绝对的主导地位,不论是国有企业也好,外资企业也好,事业单位也好,还是股份制公司也好,都呈现了多样化形式。所以以资产为基础的整合机会,这个不容易。这是我们面临的一个困难。但是另一方面,又提供了很好的契机。如果看国际上做资产整合的话,早期是英国做的比较成功,它先解决整合的问题,然后再解决市场化的问题。

第三,从技术层面上看,水资源问题,本身开始出现流域化的趋势,过去叫“多龙治水”,现在越来越强调从流域的层面协调,从流域的尺度上,不仅仅是协调水资源,而且协调再生水。只有从流域角度上考虑这个问题的时候,才能取得最大的效益。

所以从环境本身和技术进步的角度来看,可以有这样的基本结论,无论从资源的角度,还是水环境的角度,本身解决中国水的问题,都要有一个区域的解决方案,而不点源的解决方案。技术进步、社会结构变化又推动了这种组团式,分散化的方案,这两个本身是矛盾的,恰好是这两者之间矛盾的对立和统一,提出了行业整个实现区域整合的内在需求。

(1)区域经济发展不平衡,以及流域化管理力度不够,影响了污水处理行业的稳定发展我国东部沿海经济发达地区,社会发展水平高,对污水处理有迫切的需求,无论是基础设施建设情况还是市场化运营情况,都走在全国的前列。但是,在中西部等经济欠发达地区,污水处理厂的建设及运营资金难以真正落实,导致污水处理率低,影响了污水处理产业的发展。

随着国家财政转移支付力度的加大,中西部等欠发达地区污水处理设施将得到较大程度的完善,建立在全流域基础上的水资源保护、水污染防治与应急体系正在逐步形成并发挥越来越大的作用。参看《产业洞察2012-2016年中国污水处理行业深度评估及投资前景预测报告》。

(2)管网建设滞后,影响了投资的经济与社会效益生活污水处理是一项系统工程,污水收集管网必须与污水处理厂同步或先行建设,才能达到削减污染的目的。相对于城市生活污水处理厂的建设而言,目前城市排水管网的普及率低,致使许多污水处理厂建成后没有及时发挥环境效益,同时影响投资方的投资收益。随着环境保护部多个环境保护督查中心成立并开展正常工作,主要污染物减排核查及环境执法的日趋严格,上述状况将逐步好转。

(3)污水处理厂运行费用不足,专业化运营程度不高我国征收的污水处理费收费标准偏低,少数地方还没有开征污水处理费。另外,由于污水处理厂市场化运营程度不高,人员素质和技术水平较低,缺乏相应的成本约束和激励机制,使得污水处理成本和出水水质难以得到有效控制。随着污水处理收费体系的完善,市场化进程的加快,行业集中度会进一步提高,专业化运营的优势会逐步发挥。

管理人员对污水处理的重视程度

在我们国家,污水处理厂的大规模建设和运营也就是十几年的时间,是一个比较新的行业,早期的建设需要引进国外的技术和设备,其中就包括自动化系统。由于自动化系统价格昂贵,使用维护难度高,特别是,我国人力成本较低,污水处理厂的人员又往往来源于国有企业,使得一些决策者不愿意在自动化系统方面进行资金和人员投入,甚至取消自动化系统,完全依赖人工进行现场操作和控制,从而在行业内形成了一个思维惯性,对自动化的重视程度明显不足。

在当时,这种选择是合理的,也是经济的。但是,我国包括污水处理厂在内的水务行业经过了十几年的蓬勃发展,这种认识早已无法适应行业的发展需要,自动化的重要性越来越明显的体现到生产、管理的各个方面。

污水处理在建设中存在瑕疵

在自动化领域,我国一直落后于西方发达国家,直到今天,作为自动化系统中最重要的核心设备之一的PLC控制器,进口品牌占据绝对优势,水务行业PLC的国产化率不足1%。因此,也就决定了,我国水务行业自动化系统软硬件产品的设计和应用都要沿着西方发达国家的技术路线进行,缺乏本土化特点,与国内商业环境、应用场合特点、系统集成商技术能力、操作人员技术素质、工艺流程等不相吻合,一些功能设计没有考虑实际应用情况,不仅造成巨大的资源浪费,而且,使得国内的操作运营管理人员难以驾驭,最后不得不逐渐弃用或大幅改造。

污水处理的技术维护工作不到位

自动化系统的技术维护工作不到位是产生一系列问题的重要原因之一,甚至直到今天,都在困扰着国内80%以上的水务企业。相对于水务行业内的其他环节,从全国范围来说,自动化系统具有一定的技术难度,需要具备一定专业技能和经验的人才能胜任其设计、制造、软件开发、系统调试及维护工作。

并且,一个合格的水务行业自动化工程师必须是跨工艺和自动化两个专业的复合型人才,人才匮乏成为行业普遍现象。自动化系统的很多问题产生于使用过程,对系统产生的一些小问题,如果不及时处理,很可能使系统的故障逐步扩大,以致产生较大的问题,甚至全部瘫痪,影响正常的生产运营。

所以,自动化系统的良好运行和正常使用不仅需要建设单位用心负责,同时需要使用者具备一定的技术能力,有能力对其进行良好的维护。

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