1. 入海口河流水質怎麼樣
入海口的水質問題一直備受關注,因為這里通常被認為是整條河流水質最差的地方。河流在流經工業區、城市區域或農業地帶時,會匯集大量的污染物,包括工業廢水、生活污水、農葯和化肥殘留等。這些污染物在河流中不斷累積,最終在入海口處達到峰值。
入海口不僅承載了整條河流中的污染物,還面臨著海洋與河流交匯帶來的復雜環境影響。當河流與海洋交匯時,兩種截然不同的水流混合,形成獨特的生態系統。然而,這種交匯也可能導致污染物擴散,影響海洋生態系統的健康。
污染物在入海口的富集,不僅對海洋生物構成威脅,還可能影響人類健康。海洋生物會攝入受污染的水體和沉積物,積累毒素,進而進入食物鏈,影響人類的飲食安全。此外,污染物還可能通過其他途徑進入人體,如空氣污染,從而對呼吸系統和整體健康產生負面影響。
為改善入海口水質,許多國家和地區採取了一系列措施。包括加強污水處理設施的建設和運行,推廣農業可持續發展技術,減少化肥和農葯的使用,以及實施河流生態修復項目。這些措施有助於減少污染物排放,提高河流和入海口的水質。
盡管已經採取了一些措施,但入海口水質問題依然嚴峻,需要持續的關注和努力。政府、科研機構和公眾應共同努力,提高環保意識,推動可持續發展,以保護我們的水資源和生態系統。
2. 環境監測名詞解釋 環境監測名詞解釋和簡答
名詞解釋
1、環境監測:是運用現代科學技術手段對代表環境污染和環境質量的各種環境要素(環境污染物)的監視、監控和測定,從而科學評價環境質量及其變化趨勢的操作過程。
2、環境標准:是為了保護人群健康,防治環境污促使生態良性循環,合理利用資源,促進經濟發展,依據環境保護法和有關政策,對有關環境的各項工作所做的規定。
3、二次污染:指排入環境中的一次污染物在物理、化學因素或生物的作用下發生變化,或與環境中的其他物質發生反應所形成的物理、化學性狀與一次污染物不同的新污染物。又稱繼發性污染物。
4、固體廢物:指人們在生產建設、日常生活和其他活動中產生的,在一定時間和地點無法利用而被丟棄的污染環境的固體。
5、鹼度:是表徵水吸收質子的能力的參數,通常用水中所含能與強酸定量作用的物質總量來標定。
6、化學需氧量:是以化學方法測量水樣中需要被氧化的還原性物質的量。水樣在一定條件下,以氧化1升水樣中還原性物質所消耗的氧化劑的量為指標,折算成每升水樣全部被氧化後,需要的氧的毫克數,以mg/L表示。
7、綜合水樣:把不同采樣點同時採集的各個瞬時水樣混合後所得到的樣品稱為綜合水樣。
8、水體自凈:當污水進入水體後,首先被大量水稀釋,隨後進行一系列復雜的物理、化學變化和生物轉化,這些變化包括揮發、絮凝、水解、絡合、氧化還原和生物降解等,其結果使污染物濃度降低,並發生質的變化,該過程稱為水體自凈。
9、采樣效率:是在規定的采樣條件下所採集到的污染物量占其總量的百分數。
10、環境優先污染物:經過優先監測原則選擇的污染物。一般為具有較強的毒害性物質。
11、污泥沉降比:是指將混勻的曝氣池活性污泥混合液迅速倒進1000ml量筒中至滿刻度,靜置沉澱30分鍾後,則沉澱污泥與所取混合液之體積比為污泥沉降比(%),又稱污泥沉降體積(SV30)以mL/L表示。
12、控制斷面 :為了評價、監測河段兩岸污染源對水體水質影響而設置。一般設置在排污口下游500~1000m處。
14、水體污染:進入水體中的污染物含量超過了水體自凈能力,導致水體發生物理、化學、生物特性的改變和水質惡化,從而影響水的有效利用及危害人類健康。
15、瞬時水樣:任意時間,任意地點採集的水樣。
16、優先污染物:經過優先監測原則選擇的污染物。一般為具有較強的毒害性物質。
17、總氧化劑:指大氣中除氧以外的具氧化性質的物質。一般指能氧化碘化鉀析出碘離子的物質,主要是臭氧、少量過氧乙醯硝酸酯及氧化氫。以臭氧濃度表示總氧化劑的含量。
18、水體自凈:當污水進入水體後,首先被大量水稀釋,隨後進行一系列復雜的物理、化學變化和生物轉化,這些變化包括揮發、絮凝、水解、絡合、氧化還原和生物降解等,其結果使污染物濃度降低,並發生質的變化,該過程稱為水體自凈。
19、等效連續聲級:用一個相同時間內聲能與之相等的連續穩定的A聲級來表示該段時間內雜訊的大小,這樣的聲級就是等效連續聲級。
20、五天生物需氧量:生化需氧量BOD是指在微生物的作用下將能夠被微生物分解吸收轉化的有機物分解轉化所需要的氧化物的量,通常用氧氣的mg/L。通常我們測的是BOD5,即五天內COD的變化值。
21、環境污染:是指人類直接或間接地向環境排放超過其自凈能力的物質或能量,從而使環境的質量降低,對人類的生存與發展、生態系統和財產造成不利影響的現象。
22、總殘渣:是水和廢水在一定的溫度下蒸發、烘乾後剩餘的物質,包括總不可濾殘渣和總可濾殘渣。
23、總懸浮顆粒物:指懸浮在空氣中的空氣動力學當量直徑≤100μm的顆粒物。
24、飄塵:又稱可吸入顆粒物。指懸浮在空氣中的空氣動力學當量直徑≤10μm的顆粒物。
25、基體:在環境樣品中,各種污染物的含量一般在1×10-6或1×10-9甚至1×10-12級水平,而大量存在的其他物質則稱為基體。
簡答題
1、大氣降水監測的目的是什麼?
了解在降水過程中從空氣中降落到地面的沉降物的主要組成,某些污染組分的性質和含量,為分析和控制空氣污染提供依據,特別是形成酸雨對各種環境的影響。
2.簡述危險固體廢物的危害特性?
急性毒性、易燃性、腐蝕性、反應性、放射性、浸出毒性
3.寫出晝夜等效連續聲級公式?
P355
4 /13. 簡述生物監測方法
①生態(群落生態和個體生態 )監測
② 生物測試(毒性測定、致突變測定)
③ 生物的生理、生化指標測定
④ 生物體內污染物殘留量測定答:固定:(現場進行)
5、響度與響度級的關系
P352
6、環境監測的過程一般為:現場調查 監測方案制訂樣品採集 運送保存 分析測試 數據處理 綜合評價等
7、簡述測定水質COD的原理。
在酸性溶液中,准確加入過量的重鉻酸鉀標准溶液,加熱迴流,將水樣中還原物質氧化,過量的重鉻酸鉀以式亞鐵靈作指示劑,用硫酸亞鐵銨溶液回滴,根據所消耗的重鉻酸鉀標准溶液量計算水樣化學需氧量。
8、一次污染物與二次污染物的區別?
一次污染物是直接從污染源排放到空氣中有害物質。二次污染物是一次污染物在空氣中相互作用,或他們與空氣中正常組分之間發生反應生成新的物質。他們的性質與一次污染物性質截然不同,多位膠態,毒性較大。
9、如何合理的布置某個河段的水質監測斷面?
為評價完整的江湖水系水質,需要設置背景斷面、對照對面、控制斷面和消減斷面。對於一個河段,只需設置對照對面、控制斷面和消減斷面。
(1)在對調研結果和有關資料進行綜合分析的基礎上,根據水體尺寸范圍,考慮代表性、可控性和經濟性選擇檢測斷面采樣點。(2)有大量污水排放口的居民區、工業區的上下游,支流與幹流匯合處,入海口及潮汐影響河段,國際河流出入國境線設檢測斷面。(3)飲用水源、主要風景區、自然保護區以及與水質有關的地方病發生地、嚴重水土流失區設臵檢測斷面。(4)檢測斷面避開死水區、回水區和排污口處,盡量選擇水流平穩地區,無淺灘。(5)檢測斷面盡可能與水文監測斷面重合,要求有明顯的岸邊標志。
10/23、碘量法測定水中溶解氧時,如何採集和保存樣品?
應採用溶解氧瓶進行采樣,采樣時要十分小心,避免曝氣,注意不使水樣與空氣相接觸。瓶內需完全充滿水樣,蓋緊瓶塞,瓶塞下不要殘留任何氣泡。若從管道或水龍頭採取水樣,可用橡皮管或聚乙烯軟管,一端緊接龍頭,另一端深入瓶底,任水沿瓶壁注滿溢出數分鍾後加塞蓋緊,不留氣泡。水樣採集後,為防止溶解氧因生物活動而發生變化,應立即加入必要的葯劑,使氧「固定」於樣品中,並存於冷暗處,其餘操作可攜回實驗室進行,但也應盡快完成測定程序。
11、簡述底質監測的目的?
水、底質和生物組成了完整的水環境體系。通過底質的監測,可以了解水環境的污染現狀,最蘇水環境污染歷史,研究污染物的沉積,遷移,轉化規律和對水生生物特別是底棲動物的影響,並對評價水體質量,預測水質量變化趨勢和沉積污染物對水體的潛在危險提供依據。
12.簡述測定水中SS的過程。
懸浮固體的測量指剩留在濾紙上並於103-105℃烘乾至恆重的固體。測定的方法是將水樣通過濾料後,烘乾固體殘留物及濾料,將所稱量的重量減去濾料的重量,即為懸浮物的重量。
14、固體廢物的危害表現在哪些方面?
固體廢物是在生產建設日常生活和其他活動中產生的污染環境的固態或半固態物質。它可以污染我們的環境,危害任何其他生物的健康,有些是危險廢物,根據鑒別標准(1)引起或導致人類和動物死亡率增加;(2)引起各種疾病的增加;(3)降低對疾病的抵抗力;(4)在處理儲存和運輸過程中管理不當,對人或環境造成現實或潛在危害的。
15.簡述何為吸入性試驗中的靜態染毒法?
在靜態染毒櫃中通入毒氣,把養好的小白鼠放入櫃中染毒。注意小白鼠應在實驗室飼養一星期還是比較活潑才能做實驗,做實驗前8小時禁止餵食。觀察小白鼠中毒狀況,繪制投毒量與死亡率的曲線,查出半致死濃度。
16、怎樣用分光光度法測定水樣中的六價鉻和總鉻?
六價鉻的測定
在酸性介質中,六價鉻與二苯碳醯二肼生成
紫紅色絡合物,在540nm處測定吸光度
總鉻的測定
水樣用KMnO4氧化,鉻以六價鉻形式存在,過
量的氧化劑用NaNO2分解,過量的NaNO2用尿素消
除,加入二苯碳醯二肼顯色,在540nm處測定吸光
度。
三價鉻的測定
三價鉻的含量為總鉻與六價鉻之差。
17.制定監測方案一般應包括那幾步?
(1)確定監測目的(2)收集相關資料(3)布點(4)采樣(5)樣品運輸與保存(6)測定(7)數據處理與利用
18.既然有了國家排放標准,為什麼還允許制定和執行地方排放標准?
標准制定有一個操作可行性問題,國家標准必須考慮整個國家范圍,相對的要求可能會制定的比較低一點,但對於發達地區,可以根據本地實際情況將要求制定的比國家標准高,這種情況就需要制定地方標准。地方標准一般比國家標准高,反過來不可以。
19.簡述用重量法測定空氣中總懸浮顆粒物(TSP)和可吸入顆粒物(PM10)的原理。 答:TSP採用濾膜捕集-重量法的原理為用採用動力抽取一定體積的空氣通過已恆重的濾膜,則空氣中的懸浮顆粒物被阻留在濾膜上,根據采樣前後濾膜質量之差及采樣體積,即可計算TSP。 用重量法測定PM10的原理是使用安裝有大粒子
PM10收集在已恆重的濾膜上,根據采樣前後濾
膜質量之差及采氣體積,即可計算出PM10的質量濃度。
20.保存水樣的基本要求是什麼?多採用哪些措施?
條件的改變,微生物新陳代謝活動和化學作用的影響而改變。
措施:冷藏或冷凍法:抑制微生物活動,減緩物理揮發和化學反應速度。 加入化學葯劑保存法:如加入生物抑制劑、調節pH值、加入氧化 劑或還原劑
21.大氣中總懸浮顆粒是指哪種粒子狀污染物?簡述其采樣及總懸浮顆粒濃度的測定方法?
總懸浮顆粒物是指漂浮於空氣中的粒徑小於 100 微米的微小固體顆粒和液粒。 P192 用抽氣動力抽取一定體積的空氣通過已恆重的濾膜,則空氣中的懸浮顆粒物被阻留在濾膜上,根據采樣前後濾膜重量之差及采樣體積,即可計算TSP的濃度
22.,說明什麼問題?應如何處理?
答:迴流過程中若溶液顏色變綠,說明水樣的化學需氧量太高。需要將水樣適當稀釋後重新測定。稀釋時,所需水樣兩不得少於5mL。
24.設計一套監測方案,監測公路邊植物中重金屬含量?
1)、充分調查監測環境的資料;
2)、根據風向、地勢布設采樣點,下風向多設,上風向少設點;
3)、採集植物樣品,注意不用金屬器械,採集整株植物樣品;
4)、洗凈植物,
5)、風干樣品
6)、用剪刀剪碎(或先剪碎再烘乾),再用磨碎機磨碎。
7)、將粉碎好的樣品過篩。
8)、用原子吸收分光光度計分析樣品。
25.簡述COD、BOD、TOD、TOC的含義。對一種水來說,它們之間在數量上是否有一定關系,並解釋之?
COD即化學需氧量,是指在一定條件下氧化1升水樣中還原性物質所消耗的氧化劑的量,以氧的質量濃度mg/L BOD生化需氧量,是指在有溶解氧的條件下,好氧微生物在分解水中有機物的生物化學氧化過程中所消耗的溶解氧量常用單位mg/L。 TOD總需氧量,它幾乎能反映全部有機物燃燒所需要的氧量。 TOC。採用燃燒法測定,能將有機物全部氧化。 對於同一種水來說TOD值最大TOC比BOD、 COD更能反映水中有機物的含量。 在數值上TOD 〉TOC,COD 〉BOD ,TOD比BOD、COD更接近於理論需氧量值。但它們之間也沒有固定的相關關系。有的研究者指出:BOD5/TOD=0.1-0.6,COD/TOD=0.5-0.9。具體比值取決於廢水的性質。 TOD和TOC從理論上說,TOD=2.67TOC。若某水樣的TOD/TOC為2.67左右,可認為主要是含碳有機物。若TOD/TOC>4.0,則應考慮水中有較大量含S、PTOD/TOC
(BOD4.0時,有大量的含S、P的有機物;水樣的TOD/TOC
26、如何根據水樣的甲基橙鹼度和酚酞鹼度確定水樣是何種物質的鹼度?
當水樣的酚酞鹼度為P,繼續以甲基橙為指示劑滴定消耗酸量為M,總鹼度為T:M=0時,P=T,水樣中只含有NaOH;P>M時,P>T/2,水樣中NaOH和CO32-;P=M時,水樣中只含有CO32-;P
27、請設計出一套監測某污灌區蔬菜中有機質監測方案?
第一步:收集資料,調查污染區域的環境;
第二步:布點,根據不同地形、地地貌特性進行布點,根據種植面積,灌溉條件選擇合適的
布點方法;
第三步:采樣,采樣過程中注意不傷害植株和根系;
第四步:制樣:將樣品在陰暗處風干,風干後利用四分法進行縮分,過篩,而後利用有機溶
劑進行抽提;
第五步:用氣相色譜分析法進行分析測試。
28.水樣在分析測定之前,為什麼要進行預處理?預處理包括哪些內容?P56
答:因為被污染的水樣所含組分復雜,並且多數污染組分含量低,存在形態各異。所以在測定前需要進行預處理,以得到欲測組分適合測定方法要求的形態、濃度和消除共存組分干擾的樣品體系。 預處理包括水樣的消解、富集與分離。其中水樣的消解包括:濕式消解法、干灰化法和微波消解法。富集與分離包括氣提、頂空和蒸餾法、萃取法、吸附法、離子交換法、共沉澱法。
29、1.根據校園功能分區情況及大氣污染源狀況確定大氣樣品採集的方法和監測點位;
2.根據污染源確定監測項目;
3.進行樣品採集和預處理
4.選擇國標分析方法
5.進行結果分析,出具監測報告
環境監測:就是通過對影響環境質量因素的代表值的測定,確定環境質量(或污染程度)及其變化趨勢。 准確度:准確度是一個特定分析程序所獲得的分析結果(單次測量值和重復測量值的平均值)與假定的或公認的真值之間符合程度的量度。准確度用絕對誤差和相對誤差表示。
評價准確度的方法有兩種:第一種是用某一方法分析標准物質,據其結果確定準確度;第二種時「加標回收」法,即在樣品中加入標准物質,測定其加標回收率,以確定準確度,多次回收試驗還可以發現方法的系統誤差,這是目前常用而方便的方法,其計算式為:
% 100-
精密度:精密度是指用一特定的分析程序在受控條件下重復分析均一樣品所得測量值的一致程度,它反映分析方法或測量系統所存在隨機誤差的大小,常用標准偏差表示。 靈敏度:分析方法的靈敏度是指該方法對單位濃度或單位含量的待測物質的變化所引起的響應量變化的程度,它可以用儀器的響應量或其他指示量與對應的待測物質的濃度或量之比來描述,因此常用標准曲線的斜率來度量靈敏度。 空白試驗(比較各次試驗中的參比和名稱) 空白試驗又叫空白測量,是指用蒸餾水代替樣品的測量。 空白試驗應與樣品測量同時進行,樣品分析時一起的響應值不僅是樣品中待測物質的分析響應值,還包括所有其他因素,如試劑中雜質,環境及操作過程的玷污等的響應值,這些因素是經常變化的,為了了解他們對樣品測量的綜合影響,在每次測量時,均做空白試驗,空白試驗所得的響應值稱為空白試驗值。對空白試驗用水有一定的要求,即其中待測物質濃度應低於方法的檢出限。 校準曲線:校準曲線是用於描述待測物質的濃度或含量與相應的測量儀器的響應量或其他指示量之間定量關系的曲線。校準曲線包括「工作曲線」(繪制校準曲線的標准溶液的分析步驟與樣品的分析步驟完全相同)和「標准曲線」(繪制校準曲線的標准溶液的分析步驟與樣品的分析步驟相比有所省略,如省略樣品的預處理)。
檢出限:某一分析方法在給定的可靠程度內可以從樣品中檢出待測物質的最小濃度或最小含量。所謂檢出是指定性檢測,即斷定樣品中存在有濃度高於空白的待測物質。 測定限:測定限分測定下限和測定上限。測定下限是指在測量誤差能滿足預定要求的前提下,用特定方法能夠准確地定量測定待測物質的最小濃度或含量;測定上限是指在
測定誤差能滿足要求的前提下,
用特定方法能夠准確地定量測定待測物質的最大濃度和含量。 最佳測定范圍又叫有效測定范圍,系指在測定誤差能滿足預訂要求的前提下,特定方法的測定下限到測定上限之間的濃度范圍。 方法使用范圍是指某一特定方法測定下限至測定上限之間的濃度范圍。顯然,最佳測定范圍小於方法使用范圍。 優先污染物:經過優先選擇的污染物稱為環境優先污染物,簡稱為優先污染物。 背景斷面:反映進入本地區河流水質的初始情況。 凈化斷面(削減斷面):當工業廢水或生活污水在水體內流經一定距離而達到最大限度混合時,其污染狀況明顯減緩的斷面。 控制斷面:為了確定特定污染源對水體的影響,評價污染狀況,以控制污染物排放而設置的采樣斷面。 酸度:指水中所含能與強鹼發生中和作用的物質的總量。 鹼度:指水中所含能與強酸發生中和作用的物質的總量。 化學需氧量(COD):在一定條件下,用一定的強氧化劑處理水樣所消耗的氧化劑的量,以氧的質量濃度mg/L表示,它是水體被還原性物質污染的主要指標。 生化需氧量(BOD):是指由於水中的好氧微生物的繁殖或呼吸作用,水中所含的有機物被微生物生化降解時所消耗的溶解氧的量。
總有機碳(TOC):是以碳的含量表示水中有機物的總量,結果以碳的質量濃度(mg/L)表示。
總需氧量(TOD):指水中的還原物質,主要是有機物在燃燒中變成穩定的氧化物所需要的氧量,結果以O2的含量(mg/L)計。 大氣污染:是指人類活動排出的污染物擴散到某個地區的室外空間,污染物質的性質、濃度和持續時間等因素綜合影響而引起某個地區居民中大多數人的不適感,並使健康和福利受到惡劣影響。
硫酸鹽化速率:指大氣中含硫污染物(主要是二氧二碳)轉化為硫酸鹽微粒的速度。 降塵:是指大氣中自然沉降於地面上的灰塵,又稱自然降塵。 總懸浮顆粒物(TSP):指懸浮在空氣中,空氣動力學當量直徑
聲壓:是由於聲波的存在而引起的壓力增值。
總體:研究對象的全體。 個體:總體中的一個單元。]
誤差:由於多種因素的影響,使得測量值與真值不完全一致,這種不一致在數值上的表現即為誤差。 偏差:是指個別測量值與多次重復測量值之偏離程度。 精密度:指用一特定的分析程序在受控條件下重復分析均一樣品所得測定值的一致程度,它反映分析方法或測量系統所存在的偶然誤差的大小。 靈敏度:是一個分析方法或分析儀器在被測物質改變單位質量單位濃度時所引起的相
應量變化的程度。它反映了該方法或儀器的分辯能力。 檢出限:指一個分析方法對被測物質在給定的可靠度內能夠被檢出的最小質量或最低濃度。 瞬時水樣:任意時間,任意地點採集的水樣。 等效連續聲級:用一個相同時間內聲能與之相等的連續穩定的A聲級來表示該段時間內雜訊的大小,這樣的聲級就是等效
連續聲級。
水體自凈:水體在流動過程中,水體通過水解、絡和等作用使水中發生物理的、化學的、生物的反應,導致水體中污染物降低的作用。
固體廢物:在生產、生活或日常活動過程中被人們拋棄的,沒有利用價值的固態或半固態的物質。 水體污染:進入水體中的污染物含量超過了水體自凈能力,導致水體發生物理、化學、生物特性的改變和水質惡化,從而影響水的有效利用及危害人類健康
3. 如何設置監測斷面和采樣點
1、監測斷面設置:河流監測斷面設置;湖泊(水庫)監測斷面設置。
2、采樣點的設置
背景值監測點的設置:設在污染區外圍不受或少受污染的地方。在垂直於地下水流方向的上方設置。
監測井的布設:點狀污染區(滲坑、滲井和堆渣區的污染物在含水層滲透小的地區形成的),監測井設在距污染源最近的地方。塊狀污染區(污灌區、污養區及缺乏衛生設施的居民區),監測井設在地下水流向的平行和垂直方向上。
條(帶)狀污染區(滲坑、滲井和堆渣區的污染物在含水層滲透大地區及沿河、渠排放的工業廢水和生活污水),宜用網格布點法設置監測井。監測井在液面下0.3~0.5m處采樣。
(3)污水入海口劃定混合區擴展閱讀
布設要求:具有代表性,保證採集到的樣品以及測得數據與參數能准確表徵或近似表徵環境質量和條件;在監測區域內污染具有一定的均勻性;便於樣品採集。
在對調查研究結果和有關資料進行綜合分析的基礎上,監測斷面的布設應有代表性,即能較真實、全面地反映水質及污染物的空間分布和變化規律;根據監測目的和監測項目,並考慮人力、物力等因素確定監測斷面和采樣點。
有大量廢水排入河流的主要居民區、工業區的上游和下游。較大支流匯合口上游和匯合後與幹流充分混合處,入海河流的河口處,受潮汐影響的河段和嚴重水土流失區。湖泊、水庫、河口的主要入口和出口。國際河流出入國境線的出入口處。
飲用水源區、水資源集中的水域、主要風景游覽區、水上娛樂區及重大水力設施所在地等功能區。斷面位置應避開死水區及回水區,盡量選擇河段順直、河床穩定、水流平穩、無急流淺灘處。應盡可能與水文測量斷面重合;並要求交通方便,有明顯岸邊標志。
4. 城市污水廠污泥最終處置方式
城市污水廠污泥最終處置方式是怎樣的呢,下面中達咨詢為大家帶來相關內容介紹以供參考。
城市污水廠處理中產生的污泥既是污染物又是一種資源,其最好的出路應是污泥的處理、處置與資源化利用相結合。本文通過污泥的綜合利用、填埋、投海等幾種主要的污泥處置方式的分析,指出污泥的資源化利用應立足於各地實際,在兼顧環境生態效益、社會效益和經濟效益平衡的前提下,選擇最佳處置與利用方案。
城市污水廠的污泥是指處理污水所產生的固態、半固態及液態的廢棄物,含有大量的有機物、豐富的氮磷等營養物、重金屬以及致病菌和病原菌等,如果不加處理的任意排放和投棄會對環境造成嚴重的污染。隨著污水處理設施的普及、處理率的提高和處理程度的深化,污泥的產生量必將有較大的增長。如何妥善地處置污水廠污泥,並將其作為一種新的資源加以有效利用,變廢為寶,已成為城市污水廠和相關部門提高技術水平和管理水平的重要配鎮穗因素,也是全球共同關注的課題。
1、污泥最終處置的主要方式
目前,國內外污泥最終處置方式主要有:綜合利用、填埋、投海。
(1)綜合利用
①農田林地利用
污泥脫水後堆肥農用是目前國內一些污水處理廠正在進行研究和開發的課題,污泥中含有大量植物生長所必需的肥分(N、P、K)、微量元素及土壤改良劑(有機腐殖質)。我國城市污水處理廠的各種污泥所含肥分見表1,故污泥農田林地利用是最佳的最終處置方法,但污泥中也含有對植物及土壤有危害作用的病菌、寄生蟲卵、難降解有機旅運物、重金屬離子以及N、P的流失對地表水和地下水的污染,甚至可能含有一些致癌物質,目前對重金屬污染研究較多。因此,在作農田林地利用前,應進行堆肥處理以殺死病菌及寄生蟲卵,同時還應去除這些有害物質。目前普遍的問題是檢測手段跟不上要求,處理成本無法和經濟效益相平衡,化肥的普遍應用造成銷售市場難以開發等,這些使得此種處置方式尚未得到普遍的推廣。我國有大量工業廢水進入污水處理廠,污水中重金屬離子約有50%以上轉移到污泥中,污泥中的重金屬離子含量一般都較高,見表2。
為提高污泥的農用量可以採取一些措施:一是把污泥製成有機—無機復合肥料,適當添加鉀肥以補充污泥肥料中鉀的不足,這樣可以提高肥效降低有害物的含量;二是在經濟政策上優惠使用污泥復合肥料的單位或個人,如免費提供試用肥料樣品,免費為施用污泥復合肥料的區域或地塊作土壤營養狀況分析等。
②污泥焚燒產物利用
污泥中合有一定量的有機成分,經脫水乾燥的污泥可用焚燒處理。在日本,該方法巳占污泥處理總量的60%以上、歐盟也在10%以上。為防止焚燒過程中產生二惡英等有毒氣體,焚燒溫度應高於850℃。污泥焚燒所產生的焚燒灰具有吸水性、凝固性,因而可用於改良土壤、築路等,也可作為磚瓦和陶瓷等的原料,另外,污泥灰也可以作為混凝土混料的細填料。將污泥轉變成一種顆粒狀燃料,可以很好燃燒,其熱值和褐煤相當,燃燒釋放的有害氣體遠低於焚燒過程,其殘余物可用於建築工業。
污泥焚燒可以從廢氣中獲得剩餘能量,用來發電。在脫水污泥中加入引燃劑、催化劑、疏鬆劑和固硫劑等添培卜加劑製成合成燃料,該合成燃料可用於工業和生活鍋妒,燃燒穩定,熱工測試和環保測試良好,是污泥有效利用的一種理想途徑。
③低溫熱解製取可燃物
污泥熱化學處理因其無害化和減量化徹底,地位已逐漸增強。污泥低溫熱解是一種發展中的能量回收型污泥熱化學處理技術。它通過在催化劑作用下無氧加熱乾燥污泥至一定溫度(<500℃)、由干餾和熱分解作用使污泥轉化為油、反應水、不凝性氣體和炭等可燃產物,最大轉化率取決於污泥組成和催化劑的種類,正常產率為200~300L(油)/t(干泥),其性質與柴油相似。
④建築材料利用
污泥可用於制磚和制纖維板材。
污泥制磚的方法有兩種。一種是用干化污泥直接制磚,另一種是用污泥灰渣制磚。用干化污泥直接制磚時,應對污泥的成分作適當調整,使其成分與制磚粘土的化學成分相當。當污泥與粘土按重量比1:10配料時,污泥磚可達普通紅磚的強度。利用污泥焚燒灰渣制磚時,灰渣的化學成分與制磚粘土的化學成分是比較接近的,制坯時只需添加適量粘土與硅砂。比較適宜的配料重量比為灰渣:粘土:硅砂=100:50:(15~20)。
污泥制生化纖維板,主要是利用活性污泥中所含粗蛋白(有機物)與球蛋白(酶)能溶解於水及稀酸、稀鹼、中性鹽的水溶液這一性質,在鹼性條件下加熱、乾燥、加壓後,發生蛋白質的變性作用,從而製成活性污泥樹脂(又稱蛋白膠),使之與漂白、脫脂處理的廢纖維壓製成板材。其品質優於國家三級硬質纖維板的標准。
(2)填理
污泥填埋有填地與填海造地兩種。
污泥消化後經脫水再進行填埋是目前國內許多大型污水處理廠中常採取的方式,經過消化後的污泥有機物含量減少,性能穩定,總體積減少,脫水後作填埋處置是一種比較經濟的處理方式。由於消化裝置工藝復雜、一次性投資大、運行操作難度大,實際運行經驗表明往往難以達到預期的效果。況且脫水污泥含水率大大高於普通生活垃圾衛生填埋場所要求的30%含水率,因此需再經處理才能送生活垃圾填埋場填埋;或者設置專用的污泥填埋場,根據污泥的含水率及力學特性等因素進行專門填埋,但此法有佔地較大、選址受阻及存在二次污染隱患等缺點。
污泥填埋的操作要求與垃圾填埋相似。污泥填埋場的滲濾液屬高濃度有機污水,必須集中加以處理;污泥填埋場四周應設圍欄,並採取相應的防蚊蠅、防鼠措施,未經乾燥焚燒處理的污泥,宜小規模分層填埋,生污泥泥層厚度應<0.5m,消化污泥泥層厚度應不大於3m,泥層上面鋪砂土層為0.5m,彼此交替進行填埋,並設置通氣裝置,污泥焚燒灰渣填埋時,可不分層填埋。
污泥填海造地,應遵守下列要求:①必須設護堤,滲水也必須集中進行處理,以防污泥和污水污染海水;②污泥或灰渣中的重金屬含量應符合填海造地標准。
(3)投海
沿海地區,尤其是有大江、大河入海口附近,可考慮把生污泥、消化污泥、脫水泥餅或焚燒灰渣投海。投海污泥最好是經過消化處理的污泥。投海方式可用管道輸送或船運,其中管道輸送較為經濟。在污泥投海工程實施前,必須搞好投海區的選擇(離海岸10km以外,水深25m左右),以保證海水的稀釋與自凈作用。
總之,綜合利用將是今後污泥處置的主要方式。填理由於佔地多,潛在生物可利用率低,滲濾液可污染地下水,後續處理管理費用高等問題,應用受到限制。海洋投棄將逐漸被禁止。隨著科技的發展,污泥的有效利用的方式和有效利用率將會進一步增加。
2、污泥利用方案的選擇
(1)污泥利用的潛在風險
污泥利用需滿足嚴格的環境衛生標准,不能造成新的環境危害。污泥利用的環境問題是重金屬和氮對土壤、作物、水體的影響以及病原物污染,所以具有潛在風險。污泥的熱能利用無疑是風險最小的,而土地利用則需嚴格管理,只有重金屬含量低於農用污泥標准才可用於農作物,而且污泥肥的施用也需嚴格定量以控制重金屬的積累和減少氮、磷淋失對水體的污染。至於病原物污染,熱干化的安全性較佳,因其高溫滅菌作用很徹底,產品可完全抑制微生物的活性;鹼性穩定化基本上也能達到安全標准;堆肥則不足以保證安全性,因病原物仍有少量存活且產品的高含水率(一般為30%~40%)可使病原物復活,故採用堆肥方案時需加強對堆肥質量、場所和施用場地的管理。
(2)利用方案的比較
①農田林地利用
用污泥對農田、林地、草坪施肥或進行土壤改良以及用於市政綠化、育苗等,不僅可改善土壤的理化性質,增加土壤肥力,促進樹木、花卉及草坪等的生長,而且可避免污泥中的重金屬、有毒有機物因食物鏈的生物富集效應對人畜產生的危害,除此之外土壤的自凈能力還可使污泥進一步無害化。因此土地利用是一種積極的、生產性的污泥處置方法。污泥利用前需堆肥化處理,堆肥化若採用靜態條垛工藝,成本最低,但其生產周期長、佔用土地多且對周圍環境的影響比較嚴重;若採用發酵倉,其設備投資和運行費用將增加,而且若要製成復合肥還需烘乾造粒設備,這樣其成本優勢就大大削弱了。
②污泥焚燒產物利用
污泥焚燒效果好,焚燒產物既可用作新的產品原料,又可回收熱能。國外已有較成熟經驗和工藝,可以直接借鑒使用。但總體來說焚燒的成本最高(是其他工藝的2~4倍)。今後應從降低成本,減少二次污染角度著手,生產新設備。
③低溫熱解製取可燃物
污泥低溫熱解效果亦好,污泥可通過干餾提取油、氣等,不但可做燃料也可用於製造四氯化碳等化工產品,具有工業化利用前景,且能量回收率高,經濟性優於焚燒處理,是大有前途的處理方法。在熱解機理和動力學研究方面,還有很多工作需進一步探討。在工藝和設備的改進方面有待新的突破。
④建築材料利用
建築材料利用,不僅可以減少污泥填埋所佔用的土地,減少自然資源消耗,而且可以使資源得到循環利用,變廢為寶。
(3)其他因素
污泥處理設施的選址是方案選擇的決定因素之一。一般而言,污泥宜就近處理以節省運輸費用和減少濕污泥運輸對沿途造成的污染。由於污泥處理過程中可能會帶來臭味、有毒有害氣體及病原體等環境問題,所以選址會對方案選擇產生決定性影響。
3、結語
污泥經過減容、穩定和無害化處理後,可以作為資源加以綜合利用。污泥的處理處置及其無害化,作為再生資源有效利用是世界各國共同重視的問題。面對各地區千差萬別的污泥利用經驗,應立足於本地區的實際情況,在兼顧環境生態效益、社會效益和經濟效益平衡的前提下,審慎地、全面地論證各種方案實施的可行性,從中選出最佳方案。目前的利用方向是土地利用和熱能利用。從長遠看,對於我們這樣一個農業大國,應將污泥製成污泥復合肥料或污泥生物復合肥料,將農田林地利用作為主要的有效利用途徑。同時,也要發展研究其它的資源化途徑,如直接或間接作為燃料、熱分解制油等。污泥焚燒作為最徹底的處理方式,在國外,特別是西歐和日本已得到了廣泛的應用,歐洲將來有30%的污泥土地利用、70%熱能利用。在國內,由於其一次性投資和處理成本大、焚燒煙氣需進一步處理等問題而一直未得到應用。隨著國內大型城市污水處理廠建設的進一步加快,污泥處置已成為突出的問題。
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