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污水處理論文

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污水處理論文

污水處理論文范文第1篇

進(jìn)行污水處理工作時(shí)要繳納一定的價(jià)內(nèi)稅,起本質(zhì)就是和處理費(fèi)用相關(guān)的各種稅金。目前,我國處理污水的企業(yè)屬于事業(yè)單位的范疇,處理工作中獲得的污水處理費(fèi)也屬于行政收費(fèi),因此不用繳納其他稅金,我國的污水處理企業(yè)將來會實(shí)現(xiàn)企業(yè)化,那么在污水處理工作中就要繳納營業(yè)稅、城市維護(hù)建設(shè)稅、教育費(fèi)附加等各項(xiàng)稅金。對污水處理的營業(yè)額所收取的稅款就是營業(yè)稅,依據(jù)污水處理的總利潤,根據(jù)低稅率額算出總稅款。

二、污水處理費(fèi)的制定管理

在污水處理費(fèi)管理工作的整個過程中,都必須以相關(guān)的規(guī)定為依據(jù),通常使用“兩部制”收費(fèi)方法,要保證確定的污水處理費(fèi)能體現(xiàn)處理服務(wù)的意義,還要平衡好對水的需求,要與我國的收費(fèi)政策一致。

(一)污水處理費(fèi)制定的原則

1污水處理費(fèi)應(yīng)能補(bǔ)償成本。進(jìn)行成本補(bǔ)償工作時(shí)要注意下列兩點(diǎn):①合理確定貨幣價(jià)值量的總額,要在一個科學(xué)的范圍內(nèi);②要合理分析貨幣價(jià)值量補(bǔ)償與實(shí)物補(bǔ)償間的關(guān)系,維持好兩者間的平衡。2污水處理費(fèi)中應(yīng)包含合理盈利。將污水處理工作中各個工作者的流動成果以貨幣形式體現(xiàn)出來就是盈利。盈利是實(shí)際收取的處理費(fèi)與成本間的差額,有稅金及利潤兩大方面。依據(jù)國家的稅法向國家交付的金額為稅金,它是為了幫助國家積累資金。利潤則要在污水處理費(fèi)的總額中減去各項(xiàng)成本和稅金支出,它可以為企業(yè)的發(fā)展提供源源不斷的動力。確定污水處理費(fèi)時(shí)要本著科學(xué)盈利的原則,也就是要根據(jù)社會資金的平均利潤率來確定。3污水處理費(fèi)應(yīng)形成合理差價(jià)。用戶差價(jià)即根據(jù)用戶的差異來確定費(fèi)用。生活用水、行政企業(yè)和學(xué)校的用水都是不以盈利為目的的,所以在對這些用戶收取水費(fèi)時(shí),就要本著微利的原則,即稍稍大于成本即可。但是對于那些以盈利為目標(biāo)的企業(yè)比如商店、酒店等,就要將污水處理費(fèi)用制定的高些,以保證污水處理工作能夠獲得預(yù)期的利潤。

(二)污水處理費(fèi)的“兩部制”

1污水處理費(fèi)“兩部制”的必要性。污水處理系統(tǒng)的建設(shè)、維修及管理費(fèi)用都要通過用戶所繳納的污水處理費(fèi)來實(shí)現(xiàn)回收及增值。容量污水處理費(fèi),就是根據(jù)用戶的實(shí)際用水量建設(shè)耗費(fèi)的資金、維修費(fèi)、管理費(fèi)等為依據(jù)確定污水處理費(fèi)。企業(yè)收取容量污水處理費(fèi),除了能夠回收企業(yè)在建設(shè)期間以及污水處理系統(tǒng)運(yùn)營期間投入的成本,還能夠保證用戶嚴(yán)格依照自家的實(shí)際用水總量來申報(bào)最大污水處理量,避免污水處理系統(tǒng)的容積過大而被閑置,保證污水處理系統(tǒng)的工作效率并降低運(yùn)營成本。污水處理系統(tǒng)的設(shè)立是為了科學(xué)的處理污水,工作時(shí)肯定會需要多種設(shè)備、大量電力和勞動力,因此污水處理單位初期需投入大量的運(yùn)營資金。分析目前的市場經(jīng)濟(jì)規(guī)律發(fā)現(xiàn),污水處理企業(yè)最科學(xué)的工作方式是依據(jù)污水排量的差異來制定階梯處理費(fèi)收取制度,這樣能促進(jìn)污水處理企業(yè)更好的發(fā)展?,F(xiàn)今較科學(xué)的工作方式是收取稱量污水處理費(fèi),其制定依據(jù)是系統(tǒng)運(yùn)行中投入的費(fèi)用總額和污水處理總量。收取稱量污水處理,可以很好的體現(xiàn)“多用水多交費(fèi)”的公平交易原則,不僅能夠增強(qiáng)用戶的合理用水和節(jié)約用水觀念,還能夠保護(hù)環(huán)境。2定額累進(jìn)計(jì)量污水處理費(fèi)。定額累進(jìn)計(jì)量收取污水費(fèi)的工作方式是以具體的標(biāo)準(zhǔn)來制定用戶的用水定額的,若用戶的用水總量大于這個定額,就需要對高出部分收取更高的污水處理費(fèi)用。但是實(shí)際用水總量小于該定額時(shí),則應(yīng)對節(jié)約部分實(shí)行獎勵。我國現(xiàn)今的污水處理費(fèi)管理現(xiàn)狀是不能將費(fèi)用定的很高,可是總體的水資源總量又是非常匱乏的,所以使用定額累進(jìn)計(jì)量收取法是最合適的。價(jià)格較低的定額水量,可以保證居民的基本生活用水,還能減輕居民的生活負(fù)擔(dān),對于超出的部分收取高價(jià),很好的體現(xiàn)了節(jié)能的思想,有助于提高用戶在日常生活中的節(jié)水意識。借助價(jià)格的杠桿作用來激勵用戶節(jié)水的方式為定額累進(jìn)收取污水處理費(fèi)?,F(xiàn)今的大部分水源都用于供給人們的基本生活用水,從節(jié)約用水的角度分析發(fā)現(xiàn),居民生活用水是有著很大的節(jié)水潛力的,并且工作難度也不大,但是非居民生產(chǎn)用水在總水量中占得比例較小,并且變數(shù)大,靜態(tài)定額不能很好的管理水量的動態(tài)變化,所以不使用定額累進(jìn)計(jì)量污水處理費(fèi)的收費(fèi)方式。使用定額累進(jìn)計(jì)量法收取污水處理費(fèi)的首要前提是合理設(shè)定基本的用水定額。在制定這一標(biāo)準(zhǔn)時(shí),要先確定人均用水量,然后根據(jù)每戶的人數(shù)來確定各戶用水量。在收取定額累進(jìn)污水處理費(fèi)時(shí),要科學(xué)的確定級數(shù),因?yàn)榧夹g(shù)過少無法體現(xiàn)價(jià)格杠桿的作用,導(dǎo)致熱能的浪費(fèi);但級數(shù)太多又會使污水處理費(fèi)體制更加復(fù)雜,對社會的發(fā)展產(chǎn)生不利的影響。通常情況下,在定額累進(jìn)計(jì)量污水處理費(fèi)系統(tǒng)中都將級數(shù)分為3級。第一級要能保證居民的日常生活用水量和污水處理系統(tǒng)的運(yùn)行成本,主要是為了收回成本。第二級級數(shù)則要以提高居民的生活質(zhì)量為標(biāo)準(zhǔn),利潤也是比較低,是第一級的1.5倍。第三級級數(shù)按市場價(jià)格滿足某些特殊需要來確定,收費(fèi)應(yīng)是第一級的2倍,或者等于經(jīng)營性污水處理費(fèi)。

三、結(jié)語

污水處理論文范文第2篇

城市污水處理廠的主要建設(shè)內(nèi)容有硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)包括污水收集系統(tǒng)和處理系統(tǒng),污水收集系統(tǒng)包括城區(qū)污水收集管網(wǎng)、污水輸送管道及污水提升泵站;污水處理系統(tǒng)包括污水處理工程的構(gòu)筑物、配套的泵站、設(shè)備、自控系統(tǒng)等。軟件系統(tǒng)包括設(shè)計(jì)的處理規(guī)模和處理工藝,處理規(guī)模即日處理的污水量,處理工藝即處理工藝技術(shù)、路線、自控性能等。

2城市污水處理廠對環(huán)境的影響

2.1對生態(tài)的影響

由于城市污水處理廠通常建在城市周邊的郊區(qū),從城區(qū)收集的污水需要通過輸送的管道及污水提升泵站方可送到污水處理廠,輸送管道的建設(shè)將破壞穿過的土地、河流等生態(tài)系統(tǒng),其建設(shè)過程中產(chǎn)生的棄土堆置不僅需要占用土地,同時(shí)還破壞土地原有的生態(tài)系統(tǒng)。在城區(qū)的污水管網(wǎng)建設(shè)和改造中,施工過程的噪聲、粉塵、施工廢水對城區(qū)居民產(chǎn)生影響,產(chǎn)生的棄土對占用土地生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。

2.2惡臭的影響

城市污水處理廠的惡臭主要來源于格柵、泵房、沉砂池、反應(yīng)池、污泥池等,由于廢水中含有氮、硫、氯、磷等污染物,隨著廢水的腐殖發(fā)酵產(chǎn)生如NH3、CH3S?螄OH、H2S等,形成惡臭。

2.3噪聲的影響

城市污水處理廠的噪聲源主要有風(fēng)機(jī)、水泵及水流等,尤其是風(fēng)機(jī)的噪聲,聲級高達(dá)105dB。盡管一般情況城市污水處理廠遠(yuǎn)離居民區(qū),對周圍的居民區(qū)影響很小,但對于操作人員,長期處于強(qiáng)噪聲的工作環(huán)境中可能導(dǎo)致耳聾,并對人體的中樞神經(jīng)、植物神經(jīng)產(chǎn)生損害。

2.4污泥的影響

城市污水處理中產(chǎn)生污泥,一般情況下為污水處理量的1%~2%,污泥的發(fā)生量大。污泥中不僅含有大量的病原體、微生物、寄生蟲、病菌及有機(jī)物,還含有汞、鉻、鎘、鉛等重金屬,處理不當(dāng)將對土壤、地下水、地表水等產(chǎn)生影響。

2.5排水的影響

城市污水處理廠處理后的最終排水對收納的水體產(chǎn)生影響。城市污水經(jīng)正常處理達(dá)標(biāo)的情況下,排水進(jìn)入河流后在排水口附近形成一段混合區(qū),在此混合區(qū)內(nèi),水質(zhì)不能達(dá)到相應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),對該段河流的水體功能產(chǎn)生不良影響,影響沿線居民的生產(chǎn)、生活。尤其是非正常工況下,污水經(jīng)處理后不能達(dá)標(biāo)排放,在收納排水的水體將形成很大的超標(biāo)帶,并將對沿線的生產(chǎn)、生活帶來嚴(yán)重的影響。

3防治對策

3.1合理選址

城市污水處理廠選址,要根據(jù)城區(qū)總體規(guī)劃要求,選擇城區(qū)的下風(fēng)向、收納廢水河流的下游、遠(yuǎn)離居民區(qū);在排水口設(shè)置時(shí),按照水源保護(hù)區(qū)設(shè)置的要求避開集中式飲用水源的取水口、漁業(yè)養(yǎng)殖等。

3.2建設(shè)花園式廠區(qū)

在廠區(qū)因地制宜種植花草樹木,充分利用不同植物對污染物的吸收作用。如利用地衣、山楂、夾桃竹、丁青等吸收二氧化硫,女貞、美人蕉、大葉黃吸收氯氣,水葫蘆、浮萍、金魚藻等吸收水中的汞、鉛、鎘,闊葉植物吸收大氣中的飄塵。在污水處理廠建設(shè)中,將綠化、人工湖、景點(diǎn)與處理構(gòu)筑物、出水相結(jié)合,既能減少污染對環(huán)境的影響,又可美化廠區(qū)。

3.3建設(shè)全封閉式污水處理廠通常對惡臭主要處理方法有焚燒法、催化氧化法、吸附法等,將發(fā)生惡臭的構(gòu)筑物安置于室內(nèi),通過引風(fēng)設(shè)備收集惡臭氣體,再將臭氣采取相應(yīng)的凈化措施,不僅可以吸收惡臭氣體,廠房還對噪聲起到封閉隔離降低效果。

3.4選擇合理設(shè)備

既要根據(jù)所在地的自然條件和經(jīng)濟(jì)狀況,選擇經(jīng)濟(jì)可行的處理工藝設(shè)備,滿足處理效果要求和經(jīng)濟(jì)承受能力;還要采用先進(jìn)的自動化控制系統(tǒng)和全線監(jiān)控系統(tǒng),減少人工操作,避免因人為因素對處理效果的影響。

3.5確定合理建設(shè)規(guī)模

在城市污水處理廠建設(shè)中,要按照城市的發(fā)展規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)規(guī)劃,合理確定規(guī)模,分步實(shí)施。

3.6選擇合理的工藝

污水處理廠的處理工藝應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)、出水要求、處理規(guī)模、運(yùn)行成本、自然條件和社會狀況等因素慎重考慮。不同的工藝技術(shù)都有其優(yōu)點(diǎn)、特點(diǎn)、適用條件和不足之處,因此,工藝選擇應(yīng)符合技術(shù)合理、經(jīng)濟(jì)節(jié)能、易于管理、重視環(huán)保等方面的要求。

3.7污泥的處置

污泥處置應(yīng)按減量化、資源化、無害化的處置原則,首先對污泥進(jìn)行濃縮脫水,減少污泥發(fā)生量;再通過消化、厭氧,去除污泥中的有機(jī)物、病菌和微生物等,并對污泥進(jìn)行成分測定,達(dá)到要求后可以進(jìn)行堆肥,充分利用污泥中豐富的氮、磷、鉀等營養(yǎng)成分,如不能利用,則進(jìn)行無害化填埋處置。

3.8城市污水的深度處理

為減輕城市污水處理廠的排水對收納水體的不良影響,節(jié)約水資源、保證水資源的持續(xù)利用,可對污水進(jìn)行深度處理后重復(fù)利用。尤其是缺水地區(qū),對污水進(jìn)行深度處理后重復(fù)利用,是解決淡水資源的重要途徑。

所謂深度處理,就是在污水經(jīng)過物化生化處理、達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后,對污水進(jìn)一步采取處理措施,降低水中的污染物,使水質(zhì)接近或優(yōu)于可以直接利用的水質(zhì),如居民生活中的水、工業(yè)冷卻水、道路綠化澆灑水、農(nóng)田灌溉用水等。通過城市污水的深度處理,使污水達(dá)到重復(fù)使用,節(jié)約水資源,減輕對收納水體的污染。

論文關(guān)鍵詞城市污水;環(huán)境影響;工藝技術(shù);防治對策;深度處理

論文摘要分析了城市污水處理廠的環(huán)境影響,提出相應(yīng)的防治對策,以期正確引導(dǎo)城市污水處理廠的建設(shè)。

污水處理論文范文第3篇

油田在處理含油污水時(shí),污水會先進(jìn)入到調(diào)節(jié)隔油池中,之后進(jìn)入加壓溶氣氣浮,工作人員會將適量的化學(xué)藥劑添加到氣浮進(jìn)水管路上,在提升泵提升的情況下,污水就能夠與化學(xué)藥劑充分的混合,在溶氣氣泡的帶動下,含油污水中的懸浮物和油顆粒就會與化學(xué)藥劑發(fā)生反應(yīng)并共同上浮,實(shí)現(xiàn)了油水分離。從氣浮池中出來的水之后會進(jìn)入到油水分離器中,雜質(zhì)會被吸附,油分也會被全部去除,之后出來的污水會進(jìn)入到SBR反應(yīng)池中,其具體的處理流程框圖如圖1所示。(1)調(diào)節(jié)隔油池。在調(diào)節(jié)隔油池中的廢水,一些重量較大的顆粒就會發(fā)生沉淀,而重量較輕的顆粒則會漂浮到表面,其也起到了均勻水質(zhì)的作用;(2)浮油回收。重量較輕的油粒在調(diào)節(jié)隔油池中會漂浮到表面,并且形成一層浮油層,而為了有效的去除表面的浮油,在這里會設(shè)置一個浮油吸收器,從而將浮油全部回收;(3)加壓容器氣浮。在這里不但可以有效的去除污水中的油類物質(zhì)和懸浮物,同時(shí)還能夠降低生物需氧量和化學(xué)需氧量的含量;(4)SBR反應(yīng)池。作為一種新型的活性污泥污水處理技術(shù),SBR反應(yīng)池不但能夠大幅度降低生物需氧量的含量,同時(shí)還能夠有效的去除污水中含有的細(xì)菌。

2油田含油污水處理流程的評價(jià)

在我們對某油田的含油污水處理工作進(jìn)行調(diào)查和研究時(shí),我們監(jiān)測到其污染物分別為石油類物質(zhì)、硫化物、COD、SS以及揮發(fā)酚等,而污水的pH值是達(dá)標(biāo)的。在分析含油污水的監(jiān)測結(jié)果時(shí),我們發(fā)現(xiàn)超標(biāo)最為嚴(yán)重的兩類物質(zhì)是SS和石油類污染物。結(jié)合上述所介紹的油田含油污水的處理工藝,我們應(yīng)先將SS和石油類污染物去除干凈,先將含油污水引入到調(diào)節(jié)隔油池中,從而粗略的去除SS和石油類污染物,采用調(diào)節(jié)隔油池時(shí),其處理量大并且處理效果好,同時(shí)也很好的節(jié)約了成本。針對我國含有污水的處理現(xiàn)狀,油水分離器對進(jìn)水水質(zhì)是有著嚴(yán)格的要求的,SS不應(yīng)超過150ppm,而含油量不應(yīng)超過400ppm,所以,在油水分離器和調(diào)節(jié)隔油池之間就應(yīng)設(shè)置氣浮法除油,對含油污水進(jìn)行再一次的處理,氣浮法能夠有效的去除污水中的懸浮物,而通常的做法就是在油水分離器和調(diào)節(jié)隔油池之間增加一個加壓容器氣浮處理。經(jīng)過這樣的處理流程后,污水中的懸浮物和含油量就都是符合國家標(biāo)準(zhǔn)的了,而為了更好的降低硫化物的含量,還應(yīng)將適量的化學(xué)藥劑加入到從調(diào)節(jié)隔油池中出來的污水中。

從油水分離器中出來的污水含有大量的致病菌,易導(dǎo)致疾病的蔓延和傳播,同時(shí)污水中的生物需氧量的含量也是不達(dá)標(biāo)的,而加入SBR反應(yīng)池的目的就是要有效處理污水中所含有的大量細(xì)菌。在處理細(xì)菌的同時(shí),SBR反應(yīng)池還能降低生物需氧量的含量,經(jīng)過這樣的處理流程,污水中的各類物質(zhì)的含量即可符合國家的排放標(biāo)準(zhǔn)。

3結(jié)語

污水處理論文范文第4篇

SBR處理工藝可由PCL自動控制系統(tǒng)控制整個的工藝流程,SBR處理工藝反應(yīng)周期包括5個處理期,即進(jìn)水期、反應(yīng)期、沉淀期、排水排泥期和閑置期。從污水進(jìn)水期開始到閑置期結(jié)束形成1個周期,在SBR反應(yīng)池中進(jìn)行整個周期的操作,并設(shè)置曝氣或攪拌裝置。因?yàn)榛旌弦菏冀K留在SBR池中,因此不需要另外設(shè)置沉淀池。周期循環(huán)時(shí)間及每個周期內(nèi)各階段均可根據(jù)不同的處理對象和處理要求進(jìn)行調(diào)整。在SBR反應(yīng)周期中,各階段的控制時(shí)間和總水力停留時(shí)間基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定。在反應(yīng)階段,當(dāng)采用完全曝氣時(shí),反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生的是需氧過程;但在限制曝氣條件下,可使反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生缺氧或厭氧環(huán)境。對生化反應(yīng)具有決定性的作用。進(jìn)水期反應(yīng)期沉淀期排水排泥期閑置期

2生活污水處理工藝-SBR法的實(shí)例

2.1陽江市第一凈水廠

2.1.1簡況陽江市第一凈水廠工程規(guī)模為20000m3/d。建于陽江市四眼塘,工程占地面積11300m2,集水面積14.5km2,服務(wù)人口11.5萬人。1999年動工,2001年2月驗(yàn)收運(yùn)行。處理后的污水直接排入漠陽江,污水的排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)一級排放標(biāo)準(zhǔn)。污水主要來源于城南片區(qū)和城北片區(qū)合流制管道系統(tǒng)排放的生活污水、雨水和部分工業(yè)廢水。

2.1.2運(yùn)行效果SBR工藝適應(yīng)性強(qiáng),運(yùn)行穩(wěn)定,污水水質(zhì)變化不大。此外,SBR工藝優(yōu)點(diǎn)為:(1)管理相對簡單,適應(yīng)性強(qiáng);(2)對生物除磷具有顯著的效果;(3)污泥膨脹情況將不再出現(xiàn),污泥指數(shù)(SVI)低;(4)對于污泥的脫水和沉降具有顯著效果;(5)SBR池曝氣可節(jié)約能源,并根據(jù)水質(zhì)和水量進(jìn)行有效調(diào)節(jié)。還有低噪聲的射流曝氣和攪拌高效曝氣技術(shù)。

2.2海門市污水處理中心

2.2.1簡況海門地處長江入??冢c上海隔江相望,經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)。近年來,由于工業(yè)、生活廢水量漸增,相應(yīng)污染物排放增加,工業(yè)污水和生活污水帶來嚴(yán)重的有機(jī)污染,限制城市的可持續(xù)發(fā)展。為此,市政府于1999年10月建成了日處理1萬m3的海門市污水處理中心。該中心主要包括1700多米的排污管道和廠區(qū)內(nèi)污水處理系統(tǒng)及配套設(shè)施,總占地20畝。采用國內(nèi)先進(jìn)可靠的SBR工藝,集沉甸、曝氣、脫氮、脫磷及污泥穩(wěn)定化處理等過程于一體,不需設(shè)初沉池、二沉池及污泥回流設(shè)備。

2.2.2運(yùn)行效果1999年,清華紫光環(huán)保有限公司工程總體投入運(yùn)行。在施工過程中,海門市污水處理中心最突出的特點(diǎn)是節(jié)省投資,建設(shè)周期短。由于SBR工藝技術(shù)的采用,縮短了污水處理過程,節(jié)省了大量建設(shè)資金。它已投入運(yùn)行,污水處理廠的波動水平保持在水量大的情況下,反映水量和SBR工藝良好的質(zhì)量變化的適應(yīng)性。在設(shè)備方面,采用結(jié)構(gòu)簡單,易于維護(hù)的多級離心式鼓風(fēng)機(jī),不銹鋼帶微孔曝氣器,以適應(yīng)小城鎮(zhèn)污水處理廠的實(shí)際情況,取得了令人滿意的結(jié)果。由于污水處理廠建成較早,消毒,除臭等方面需要不斷的補(bǔ)充和完善。

3結(jié)束語

污水處理論文范文第5篇

1.1早期動力學(xué)階段國內(nèi)外對WWTPs的評價(jià)管理,早期重點(diǎn)通過活性污泥模型法(ActivatedSludgeModel,簡稱ASM)預(yù)測水質(zhì)并間接實(shí)現(xiàn)對WWTPs的評價(jià)管理。此模型主要通過研究微生物生化反應(yīng)機(jī)理,建立微生物對生化需氧量(BOD)、化學(xué)需氧量(COD)等指標(biāo)的去除率方程并確定參數(shù),通過方程實(shí)現(xiàn)對出水水質(zhì)指標(biāo)的預(yù)測,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對WWTPs進(jìn)行評價(jià)管理。ASM的發(fā)展經(jīng)歷了四個主要階段:(1)AMS1[2]主要基于生物動力學(xué)基礎(chǔ),通過相關(guān)參數(shù)研究建立ASM1模型對WWTPs進(jìn)行管理評價(jià),但是由于研究處于初級階段,且機(jī)理較為復(fù)雜,因此研究過程并不涉及生物脫氮和除磷;(2)AMS2[3]擴(kuò)展了AMS1,增加了脫氮除磷的研究和預(yù)測,在一定程度上改善了ASM1模型的性能;(3)AMS2d,在AMS2的基礎(chǔ)上稍作改進(jìn),通過調(diào)整參數(shù)、模型改進(jìn),減少了模型的根方均誤差(RootMeanSquareError,簡稱AMSE),提高了預(yù)測準(zhǔn)確度;(4)AMS3[4]為了簡化評價(jià)模型,引入了生物的可選擇性,使模型適用范圍有所改善,同時(shí)也增加了模型的復(fù)雜程度。盡管ASM具有一定的使用價(jià)值,但是對于實(shí)際WWTPs的評價(jià)管理,模型存在較大的局限性(1)不能準(zhǔn)確把水廠故障原因與結(jié)果很好的結(jié)合起來,對水廠的評估和預(yù)測效果比較差;(2)需要大量的動力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)參數(shù)的計(jì)算,許多參數(shù)測量難度較大。(3)不同處理過程、不同運(yùn)行條件都需要大量的參數(shù)驗(yàn)證,因此任務(wù)繁重,在一定程度上浪費(fèi)時(shí)間和精力[5]。出現(xiàn)這些問題的主要原因是,對于一個實(shí)際污水處理廠,存在較復(fù)雜的生物反應(yīng)以及水量、水質(zhì)、PH等高度變化的隨機(jī)因子,而ASM參數(shù)的確定主要基于穩(wěn)定的運(yùn)行條件,當(dāng)運(yùn)行條件波動較大時(shí)模型偏差較大,因此模型的適應(yīng)度較差。

1.2統(tǒng)計(jì)分析階段面對WWTPs復(fù)雜的生物反應(yīng)、高度變化的隨機(jī)因子,動力學(xué)模型已經(jīng)漸漸失去優(yōu)勢,人們將目標(biāo)轉(zhuǎn)向了用數(shù)學(xué)方法處理數(shù)據(jù)并建立擬合模型的領(lǐng)域。為減少運(yùn)算復(fù)雜程度,此階段的模型形式較為簡單,通常為低階線性模型,但模型可靠性、適用性卻大大提高。通常環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都可以考慮進(jìn)去,豐富了WWTPs的評價(jià)指標(biāo)體系。其中,最常用的模型為最小二乘法回歸分析(PartialLeastSquaresModel,簡稱PLSR)、多項(xiàng)式回歸法(Polyno-mialRegressionModel,簡稱PRM)、多項(xiàng)偏最小二乘法回歸(NumberofPartialLeastSquaresRegression,簡稱N-PLSR)、平行因子分析法(ParallelFactorA-nalysis,簡稱PARAFAC)。PLSR、PRM、N-PLSR、PARAFAC等模型所給出的評價(jià)分值和權(quán)重矩陣是合理的,應(yīng)用于WWTPs的評價(jià)管理中也是適用的。但是由于此類評價(jià)方法多局限于水質(zhì)指標(biāo)[6],而對并不存在明確線性關(guān)系的環(huán)境效益指標(biāo)如:資源回用量等并未考慮,因此對WWTPs的評價(jià)比較片面,通常適用于WWTPs水質(zhì)指標(biāo)的預(yù)測評價(jià)或者評價(jià)要求精度適中的WWTPs。

1.3數(shù)據(jù)驅(qū)動建模階段基于自動化檢測技術(shù)的提高以及環(huán)境效益指標(biāo)數(shù)據(jù)的獲取,利用系統(tǒng)中的軟件傳感數(shù)據(jù)驅(qū)動建模成為WWTPS運(yùn)行管理評價(jià)的主要方法。在目前的傳感模型中,黑箱子傳感模型使用較多,此模型會自動捕捉到系統(tǒng)的主要過程,并且自動把輸入輸出數(shù)據(jù)連接起來[7]。DDM中最常用的方法是:神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、熵權(quán)物元法、自組織映射以及隨機(jī)預(yù)測等方法[7]。這類模型主要基于歷史數(shù)據(jù),如果歷史數(shù)據(jù)缺失或者出現(xiàn)錯誤,那么此類方法將不能使用,存在一定風(fēng)險(xiǎn),因此需要經(jīng)過反復(fù)的驗(yàn)證以及專業(yè)人士仔細(xì)推敲才能確定模型是否適用,通常在滿足條件的情況下,模型越簡單越好?;谏窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)[8]很強(qiáng)的非線性擬合能力、可映射任意復(fù)雜的非線性關(guān)系、學(xué)習(xí)規(guī)則簡單等特點(diǎn),神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型通常用于一些復(fù)雜的動態(tài)模型中,尤其是動態(tài)的環(huán)境評價(jià)管理中,它是一種對變量較多的動態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行評估與管理中比較有優(yōu)勢的方法。但是ANN模型存在以下問題:(1)不能解釋本身的推理過程和推理依據(jù)。(2)主要基于歷史數(shù)據(jù),當(dāng)數(shù)據(jù)不充分時(shí)就無法正常工作。(3)把問題的特征轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字,把推理轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)值計(jì)算,造成部分信息丟失。因此,在使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)前需要收集足夠的歷史數(shù)據(jù)、人為將某些問題轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù),進(jìn)而降低模型本身帶來的缺陷,此外,由于本身較強(qiáng)的自運(yùn)算能力,在一定程度上可以給出合理的預(yù)測評價(jià)。因此,這種方法是目前WWTPs運(yùn)營管理評價(jià)中最流行的方法。熵權(quán)物元法可用于評價(jià)計(jì)算多重指數(shù)、模糊問題以及差異性問題,該方法具有簡單的計(jì)算方法、清晰的原則以及客觀的權(quán)重等特點(diǎn)?;谶@些特點(diǎn),熵權(quán)物元法可以用于評價(jià)污水資源和容量,水環(huán)境質(zhì)量,生態(tài)承載力等。到目前為止,該方法首次應(yīng)用于WWTPs的綜合評價(jià),是一種極具潛力的評價(jià)方法。

2工程應(yīng)用

工程實(shí)例①,SinghK.P.[9]采用PLSR(PLS1R、PLS2R、PLS2R-A)、PRM、ANN等三種模型對印度WWTPs進(jìn)行預(yù)測和評價(jià)管理。采用上述三種模型、使用進(jìn)水指標(biāo)BOD、COD、TKN、氨氮等數(shù)據(jù)資料實(shí)現(xiàn)對出水指標(biāo)BOD和COD的預(yù)測,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對WWTPs的評價(jià)管理。實(shí)驗(yàn)中采用一年144組數(shù)據(jù),72組數(shù)據(jù)用于訓(xùn)練,36組數(shù)據(jù)用于驗(yàn)證,36組數(shù)據(jù)用于預(yù)測。結(jié)果表明,三種模型均能滿足要求,且神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型優(yōu)于多項(xiàng)式回歸分析,多項(xiàng)式回歸分析優(yōu)于偏最小二乘法,最優(yōu)模型為ANN模型,各項(xiàng)評價(jià)指標(biāo)均比較理想。最終得出ANN是目前WWTPs評價(jià)管理中最好的方法。綜合分析上述案例,PLSR、PRM屬于低階線性模型,而ANN模型屬于復(fù)雜的非線性模型,可以擬合較復(fù)雜的動態(tài)過程,因此PLSR、PRM在模型精度上不及ANN模型,成為印度污水處理廠的最優(yōu)評價(jià)模型;此工程實(shí)例僅僅以主要的水質(zhì)指標(biāo)作為WWTPs的評價(jià)指標(biāo),模型評價(jià)指標(biāo)體系比較片面;此工程實(shí)例中PLSR、PRM不能計(jì)算權(quán)重,沒有辦法給出評價(jià)指標(biāo)對WWTPs的影響程度,因此不利于對WWTPs運(yùn)營管理的評價(jià)。工程實(shí)例②,David[10]使用熵權(quán)物元法從以下三個方面對WWTPs進(jìn)行評價(jià):水質(zhì)指標(biāo)、操作成本以及環(huán)境效益。熵權(quán)物元法對WWTPs的預(yù)測評價(jià)主要通過權(quán)重計(jì)算以及歐式貼近度來體現(xiàn)。當(dāng)環(huán)境效益評價(jià)指標(biāo)權(quán)重越大、運(yùn)行成本評價(jià)指標(biāo)權(quán)重越小,WWTPs評價(jià)指數(shù)就越高。David由模糊數(shù)學(xué)計(jì)算最優(yōu)從屬度物元矩陣,分析了不同因素對水廠運(yùn)營質(zhì)量的權(quán)重,結(jié)果表明總氮的去除率與污泥餅產(chǎn)生量對污水處理廠的運(yùn)營管理影響比較大,從而間接證明硝化反硝化微生物、脫水設(shè)備、脫水藥劑以及工藝條件對WWTPs的運(yùn)營管理有比較大的影響。歐式貼近度(通常用Rph表示)用來表述評價(jià)結(jié)果,貼近度越大,表示結(jié)果越好。由于歐式貼近度由模糊物元平方法以及指標(biāo)權(quán)重法計(jì)算而得,因此,歐式貼近度可以反映污水處理廠的綜合評價(jià)。在文獻(xiàn)[10]中,根據(jù)不同水廠歐式貼近度計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了排序,篩選出了最優(yōu)和最差的污水處理廠。但熵權(quán)物元法評價(jià)結(jié)果與實(shí)際運(yùn)行結(jié)果存在一定的偏差,因此,采用歐式貼近度作為評價(jià)指標(biāo),可靠性尚存在一定的問題。此外,盡管此模型有較好的適用性以及相對的準(zhǔn)確性,但是現(xiàn)有模型沒有考慮到污水處理廠的規(guī)模以及處理水量等問題,而這些指標(biāo)對WWTPs的評價(jià)管理具有決定性的意義,其他如資源回用量、環(huán)境質(zhì)量評價(jià)等對環(huán)境效益有較大影響的環(huán)境效益指標(biāo),也未曾考慮,因此,模型有待進(jìn)一步完善。由于此模型是首次應(yīng)用于WWTPs的評價(jià)與管理中,其模型是否存在其他方面的問題有待進(jìn)一步商榷。

3展望

通過研究國內(nèi)外WWTPs的評價(jià)管理狀況,所適用的主要分為三類:(1)動力學(xué)階段:ASM機(jī)理模型;(2)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)階段:PLSR、PRM、N-PLSR、PARAFAC等模型;(3)數(shù)據(jù)驅(qū)動階段:熵權(quán)物元法和ANN模型。由于ASM機(jī)理模型對水質(zhì)波動的適應(yīng)性較差,PLSR、PRM、N-PLSR、PARAFAC模型精度有限,因此目前比較好的評價(jià)方法是熵權(quán)物元法和ANN模型。熵權(quán)物元法作為一種新方法首次用于WWTPs的評價(jià)管理,應(yīng)用前景比較廣泛,但同時(shí)所存在的問題尚不明確,因此有待進(jìn)一步開發(fā)研究。而ANN模型則是一種比較成熟的模型,無論是現(xiàn)在以及未來發(fā)展趨勢中,都是WWTPs評價(jià)管理中必不可少的研究方法。雖然現(xiàn)有WWTPs環(huán)境管理工作考慮到了運(yùn)行效率、環(huán)境效益等方面,并且在一定程度上能夠?qū)λ|(zhì)改善起到一定的作用,促進(jìn)WWTPs運(yùn)營管理效率的提高,但是對于WWTPs的評價(jià)相當(dāng)?shù)钠?對于運(yùn)行效率,只是停留在耗電量、絮凝劑的投加量等確切指標(biāo)上,沒將人員比例、運(yùn)行負(fù)荷、安全事故發(fā)生比例考慮進(jìn)去,使其難以準(zhǔn)確對WWTPs進(jìn)行評價(jià)管理;除此之外,對于環(huán)境效益,國內(nèi)外WWTPs的評價(jià)管理都把重點(diǎn)放在了改善出水水質(zhì)上,沒有將資源回用量、對周圍環(huán)境的影響、民眾的滿意度等考慮進(jìn)去,因此,評價(jià)過于狹隘片面。存在這種狀況的主要原因是(1)主要水質(zhì)指標(biāo)之間存在比較明確的關(guān)系,易于建立模型;(2)現(xiàn)在環(huán)境管理者對水質(zhì)指標(biāo)之外其它指標(biāo)關(guān)注較少;(3)隨著指標(biāo)數(shù)量的增加,會增加模型的復(fù)雜程度;(4)出水水質(zhì)指標(biāo)直接反應(yīng)污水處理廠對周圍河道等的影響,效果比較明顯。這樣的評價(jià)體系帶來的直接后果是使WWTPs的管理者只重視出水水質(zhì),而忽略了運(yùn)行成本如耗電量、絮凝劑添加量,甚至忽略了WWTPs是否有資源回用等狀況,直接造成資源的浪費(fèi)。基于上述問題,我們要綜合考慮WWTPs的成本、運(yùn)行效率和環(huán)境效益等方面,改變中國污水處理廠運(yùn)行成本高、運(yùn)營效率低、管理體系不完善等問題。因此,現(xiàn)階段以及未來對WWTPs評價(jià)管理的首要任務(wù)是完善評價(jià)指標(biāo)體系,尋找準(zhǔn)確有效的WWTPs評價(jià)模型。

4總結(jié)