1、水利水电工程 建材发展导向2012年l2月 论污水处理系统重金属废水处理工艺设计研究 宋岸 (广东省环境保护工程研究设计院 510635) 摘要：近年来各地区普遍关注，重金属废水处理。随着技术的进步，重金属废水的处理工艺取得了很大的进步，从传统的沉淀法、化学法、吸附法到 现代的微生物处理技术、反渗透技术等。传统的治理含重金属的废水的方法，只是把重金属从废水中转移到了其它得介质中，没有从根本上杜绝重金属 的污染问题。本文主要对重金属的处理工艺的原理，优、缺点及其应用方向进行研究和探讨。 关键词：污水处理系统；重金属；废水处理工艺；设计研究 引言 重金属废水是对环境污染最严重和对人类危害最大的工业
2、废水之 一。20世纪60年代震惊世界的日本公害病水俣病和痛痛病，就是分 别由含汞废水和含镉废水污染环境造成的。因此，各国对重金属废水的治 理都十分重视。 1水污染现状 水是一种宝贵的自然资源，随着工农业的迅速发展和人们生活水平 的不断提高，对水资源的要求，无论是从质而言，还是从量而言，都有了更 高的标准。水并非是取之不尽，用之不竭的天然资源，它是有限资源，对于 缺水地区来说，水就更加宝贵了，防止水污染，保护水环境，目前已引起广 泛共识。 水污染是指水体因外界某种物质的介入，导致原有质量特性发生改 变，从而影响了原有的功能和利用价值，甚至危害人体健康，破坏生态环 境。人类社会为了满足生活及生产的
3、需求，要从各种自然水体中取用大量 的水，这些水被利用后，即产生生活污水和工业废水，并最终又排入天然 水体，这样就构成了一个用水的循环。 2处理特点和基本原则 废水中的重金属是各种常用方法不能分解破坏的，而只能转移它们 的存在位置和转变它们的物理和化学形态。例如，经化学沉淀处理后，废 水中的重金属从溶解的离子状态转变成难溶性化合物而沉淀下来，从水 中转移到污泥中；经离子交换处理后，废水中的金属离子转移到离子交换 树脂上；经再生后又从离子交换树脂上转移到再生废液中。总之，重金属 废水经处理后形成两种产物，一是基本上脱除了重金属的处理水，一是重 金属的浓缩产物。重金属浓度低于排放标准的处理水可以排放
4、；如果符合 生产工艺用水要求，最好回用。浓缩产物中的重金属大都有使用价值，应 尽量回收利用；没有回收价值的，要加以无害化处理。 重金属废水的治理必须采用综合措施。首先，最根本的是改革生产 工艺，不用或少用毒性大的重金属；其次是在使用重金属的生产过程中采 用合理的工艺流程和完善的生产设备，实行科学的生产管理和运行操作， 减少重金属的耗用量和随废水的流失量；在此基础上对数量少、浓度低的 废水进行有效的处理。重金属废水应当在产生地点就地处理，不同其他废 水混合，以免使处理复杂化。更不应当不经处理直接排入城市下水道，同 城市污水混合进人污水处理厂。如果用含有重金属的污泥和废水作为肥 料和灌溉农田，会使
5、土壤受污染，造成重金属在农作物中积蓄。在农作物 中富集系数最高的重金属是镉、镍和锌，而在水生生物中富集系数最高的 一。 一+-一+一+一 +”+”+一+一+一+一+一+一+ +-+一+一+一+一 前他们已大部分超过5O岁，他们文化程度本身就不高，加之长期以来与 现代科技相对隔绝，使得他们原有知识进一步老化，他们当中绝大多数 人还是7O年代的思想，7O年代的观念，还在用7O年代眼光和标准去看待 事情，判别是非管理工程。他们怎么能造应当今依法治国，构建和谐社会 的要求，怎么能适应现代水利操作智能化，数字化的需要。 3结束语 搞好水库施工及管理_I 作对促进当地的经济增长和遏制旱情有着举 足轻重的地
6、位。水库运行管理工作就是要及时掌握、记录水库各水工建筑 物的工作情况，消除事故隐患，确保：】=程安全，有计划地蓄水、泄水，充分 发挥工程的效益，通过维护保养，使各建筑物处于良好的工作状态，延长 258 重金属是汞、锌等。 3处理方法可分为两类 31使废水中呈溶解状态的重金属转变成不溶的重金属化合物或元 素，经沉淀和上浮从废水中去除，可应用中和沉淀法、硫化物沉淀法、上浮 分离法、离子浮选法、电解沉淀或电解上浮法、隔膜电解法等： 32将废水中的重金属在不改变其化学形态的条件下进行浓缩和分 离，可应用反渗透法、电渗析法、蒸发法、离子交换法等。第一类方法特别 是中和沉淀法、硫化物沉淀法和电解沉淀法应用
7、最广。从重金属废水回用 的角度看，第二类方法比第一类优越，因为用第二类方法处理，重金属是 以原状浓缩，不添加任何化学药剂，可直接回用于生产过程。而用第一类 方法，重金属要借助于多次使用的化学药剂，经过多次的化学形态的转化 才能回收利用。一些重金属废水如电镀漂洗水用第二类方法回收，也容易 实现闭路循环。但是第二类方法受到经济和技术上的一些限制，目前还不 适于处理大流量的工业废水如矿冶废水。这类废水仍以化学沉淀为主要 处理方法(见废水化学处理法)，并沿着有利于回收重金属的方向改进。 4重金属废水处理发展趋势及展望 41生物法将成为主导方法虽然化学法、物理化学法、生物法都可以 治理和回收废水中的重金
8、属，但由于生物法处理重金属废水成本低、效益 高、易管理、无二次污染、有利于生态环境的改善。另外，通过基因工程、分 子生物学等技术应用，可使生物具有更强的吸附、絮凝、整治修复能力。因 此生物法具有更加广阔的发展前景。 42几种技术集成起来处理重金属废水重金属废水是一种资源，许多 重金属都比较昂贵。如果将废水中的重金属作为一种资源来回收，不但解 决了重金属的污染，而且还具有一定的经济效益。电化学法就可以满足这 些要求处理重金属废水，但由于废水中重金属的浓度一般较低，用传统的 电化学法来处理，电流效率较低，电能消耗较高。因此，为满足日益严格的 环保要求，实现废水回用和重金属回收，可将几种技术集成起来
9、处理重金 属废水，同时发挥各种技术的长处。Tung ChungChing等集成采用胶束增 强超滤法去除水溶液中的铜离子取得了显著效果。采用络合一超滤一电 解集成技术处理重金属废水，超滤的浓缩液可通过电解回收重金属，从而 实现废水回用和重金属回收的双重目的，为重金属废水的根治找到了新 的出路。 5重金属浓缩产物的无害化处理 重金属废水经处理形成的浓缩产物，如因技术、经济等原因不能回收 利用，或者经回收处理后仍有较高浓度的金属物未达到排放标准时，不能 工程使用年限。制定出相关管理标准后严格执行，既满足客观需要，又实 现最小投入，同时贯彻了安全第一，预防为主的原则。因此，其对管理人员 和工程技术人员
10、都提出了更高的要求，各级人员都应结合单位实际，为适 应现代管理需求，学习新的知识和管理技能，以使工作不断规范发展提 高。 参考文献 1】中国水利百科全书编辑委员会中国水利百科全书中国水利水电出 版社2005 【2】赵文博浅议如何搞好_=f=程造价管理中国科技信息，2oo5(12) 【3j陆家顺分析我国目前建筑工程造价存在的问题及策略科学之友， 2010，(09) 建材发展导向2012年12月 水利水电工程 基于城市交通轨道的长大电缆差动保护调试 吴冰 (中铁一局集团电务工程有限公司 陕西西安 710054) 摘要：城市轨道交通供电系统为城轨车辆的运行提供电力，是城市轨道交通运输系统安全可靠运行
11、的关键设备和重要保证。本文主要从城市轨 道交通供电系统、电缆差动保护的动作原理以及电缆差动保护误动的原因方面进行分析，提出电缆差动的保护调试的处理方法。 关键词：供电系统；电缆；差动保护 引言 在我国，随着城市化和机动化进程的快速发展，大中城市的交通拥挤 情况日趋严重，公共交通需求急剧上升，低运能的交通工具已远远不能满 足民众出行的需要。鉴于城市轨道交通，特别是地铁运输，在运力、环保、 经济、舒适和空间利用等方面有着其他交通手段无可替代的优势。城市轨 道交通设计中一个重要的部分就是进行列车运行和供电仿真。通过仿真 分析，可以预测区间运行时间，规划列车的追踪间隔，评估运行能耗和计 算供电设备的容
12、量，合理规划轨道线路设计坡度，从而不仅可以节约前期 建设的投资，而且降低后期运营的成本，提高城市轨道交通系统的经济和 社会效益。计算机技术的飞速发展，为进行更加复杂的城市轨道交通列车 运行与供电联合仿真提供了条件。 1城市轨道交通供电系统 11供电系统的构成 城市轨道交通的供电系统是牵引动力和照明动力的能量源。一般分 为两个部分：城市电网和城市轨道内部供电系统。城市轨道内部由牵引供 电系统和照明动力系统组成。牵引供电系统由牵引变电所，接触网(第三 轨)和回流钢轨组成。牵引变电所负责将城市电网中的高压交流电降压并 转化为直流电；然后接触网(第三轨)将电力传输到在线运行的列车，提供 牵引动力。城市
13、轨道交通一般采用钢轨回流。 动力照明供电系统提供车站和区间的各类照明，扶梯，风机，水泵等 动力机械设备电源和通信、信号、自动化等设备电源。它由降压变电所和 动力照明配电线组成。 12供电方式 城市电网对城市轨道交通的供电方式有三种：集中供电、分散供电和 混合供电。 集中供电方式是指沿着轨道交通线路，根据用电量和线路的长短，建 立城市轨道交通专用主变电所。主变电所设置两路独立的l lOkV电源，由 主变电所对线路牵引变电所和降压变电所供电。上海、广州和香港地铁即 为这个供电方式。 分散供电方式是指沿城市铁路线路沿线直接由城市电网引人多路电 源，电源电压等级一般为lOkV，供给各牵引或降压变电所。
14、分散式供电应 保证每座牵引变电所和降压变电所能获得双路电源。 混合供电方式即前两种供电方式的结合，以集中式供电为主、个别地 段引入城市电网电源作为集中式供电的补充，使供电系统更加完善和可 靠。集中供电方式和分散供电方式各有优缺点，混合供电方式是两个的结 合。 但是集中供电方式在运行期间的优点更加突出，主要表现在以下几 个方面： 1)可靠性高，便于统一调度管理，维护方便和费用较低。 2)施工方便，维护容易。电缆敷设径路比较好走。在城市铁路地下部 分，可沿隧道内壁上的支架敷设，在高架区段，电缆可沿线路两侧的支架 敷设，不存在另选径路开挖道路的问题，可以节省投资，方便电缆的维护 保养。 3)抑制谐波
15、的效果较好。城市铁路系统是直流牵引供电系统，其牵引 整流系统是较大的谐波源，为减少谐波对电网的影响和危害，一是采用较 高脉波(24脉波)整流机组，二是选用较高电压(1lOk1I，)的电源，因为大容 量、高电压电网的承受能力强，同时国标规定的谐波总畸变率和谐波电压 含有率容量比低电压电网要低得多，而且也有利于今后集中采取高次谐 波防治。 4】对交叉或临近城市铁路线路供电，能进行综合优化，节约投资及土 地资源，充分利用公用电网的电力资源，减少对公共电网影响。 2电缆差动保护的动作原理 电缆差动保护是具有比率制动特性的速断保护，其动作原理是：当检 测到保护范围内出现大故障电流时，保护应立即动作，动作
16、电流按躲过因 启动变压器励磁涌流和外部故障短路电流，而在差动回路中产生的最大 不平衡电流来整定。 为了提高差动保护的灵敏度，设置了比率制动特性。差动保护的动作 电流随着外部穿越性电流的增大而自动增大，当制动电流小于或等于启 动变压器额定电流的1215倍时，差动继电器没有制动作用，此时差动 继电器的最小动作电流可整定为启动变压器额定电流的2050，以保 证在保护范围内部故障并且短路电流较小时，差动保护具有足够的灵敏 度；在保护范围内部故障并且短路电流较大时，可以通过适当选取制动系 数，使之在有制动作用的情况下，也能保证所需的灵敏度。在保护范围外 部故障时短路电流为制动电流，提高了差动保护的动作电
17、流，而差动回 路的电流仅为不平衡电流，可保证差动保护可靠不动作。差动保护的典型 比率制动特性曲线如图1所示，动作电流与制动电流之比即是差动保护 的制动系数，一般取0205，制动曲线折点电流一般取启动变压器额定 电流的1215倍。 任意弃置，而应进行无害化处理。常用方法是不溶化和固化处理，就是将 污泥等容易溶出重金属的废物同一些重金属的不溶化剂、固定剂等混合， 使其中的重金属转变成难溶解的化合物，并且加入如水泥、沥青等胶结 剂，将废物制成形状有规则、有一定强度、重金属浸出率很低的固体；还可 用烧结法将重金属污泥制成不溶性固体。 6结束语 我们应该充分利用自然界中的微生物与植物的协同净化作用，并辅
18、 之以物理或化学方法。寻找净化重金属的有效途径。对重金属的污染源头 进行严格的控制和监督，利用物理和化学的办法处理好源头的含较高浓 度的重金属废水，不让高含量的重金属废水进入城市排水管网。这样可以 减少治理成本，又减轻了二级污水厂的处理难度，取得较好的经济效益和 环境效益。在己建成的环境治理项目中，可以考虑进行对重金属处理的改 进和改造以达到对相应重金属的处理，而在有必要进行重金属处理的未 建成环境治理项目，应该在立项时即考虑对重金属的去除，以达到更好的 治理污染，修复环境的目的。 参考文献 1】马士军微生物絮凝剂的开发及应用【J】工业处理，1997，12(1)：710 2】陈天，汪士新利用壳聚糖为絮凝剂回收工业废水中蛋白质、染料以 及重金属离子册江苏环境科学，1996(1)：4546 31李明春，姜恒，侯文强等酵母菌对重金属离子吸附的研究 菌物系 统，1998，17(4)：367373 41赵玲，尹平河，Qiming Yu等海洋赤潮生物原甲藻对重金属的富集机 理fJ】环境科学，2001，22 0)：4245 【5】胡自伟，潘志彦，王泉源固定化生物技术在废水处理中的应用研究 进展 环境污染治理技术与设备，2002，3(9)：19 23 259
