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论文摘要:随着经济的快速发展以及人们生活水平的不断提高,城市环境已经成为人们评价一个城市发展程度的重要指标。城市废水处理――这一影城市下游环境的重要工程,其实施效果对于我国环境有着重要的影响。文中就城市废水处理新技术进行了简要的分析。
可持续发展路线的实施,增加了我国各级政府对环境保护的认识和治理力度。城市污水处理,作为一个城市发展程度的重要标志,其实施效果已经成为了评价城市发展程度的重要指标。城市污水处理的效果不仅仅关系到城市所在地周边的环境保护,更关系到下游城市人们的身体健康以及经济发展。加快城市污水处理建设,加快城市污水处理新技术的应用,促进城市和谐发展以及可持续发展路线的实施,是目前我国城市污水处理相关部门的首要任务。
1.我国城市污水处理现状分析
目前我国城市污水处理的面临着重要的考验,现有污水处理系统已经不能满足日益增加的城市污水量。而工业废水、日常生活排放污水在城市内部的流向对流经城市的河流以及浅层地下水也都有着不同程度的污染。这也使得我国多数城市水源受到污染,加大了城市生活用水处理的费用,加剧了我国城市废水污染程度。近年来为了加快我国可持续发展战略目标的实施、促进我国水资源优化、保护环境,我国很多城市已经开始了对城市内污水流向的治理,减少污水在城市内流向对浅层地下水的污染。同时大力应用新的废水处理技术,加快污水处理建设,为我国可持续发展路线的实施打下坚实的基础。
2.城市污水处理新技术分析
2.1曝气生物滤池技术分析
曝气生物滤池是一种经过改良的新一代上向流曝气生物滤池。它既可以用于污水的二级处理,也可以用于处理出水需要回用等其它要求的污水深度处理,并且能够达到很高的排放水质标准。由于曝气生物滤池工艺将滤池和生化反应器结合起来,因此不再需要沉淀池;占地面积小,是常规工艺的1/4~1/5,节省大量征地和地基处理费用;池容小,土建工程量比其它工艺少20%~40%;全部模块化结构,改扩建容易,工期短;上部出水为清水,滤头不易堵塞,检修和更换容易。无需放空滤池中滤料;可对厂区进行全封闭,无臭味污染,视觉和景观效果好;不需要单独的反冲冼水和反冲洗水泵,降低了设备投资和运行费用;穿孔管曝气,节省设备投资和维护费,效率高。而膜式曝气头通常在运行两年后开始丧失其效率;自动化程度高,操作人员少;低温运行稳定,受温度影响很小;由于其具有连续的物理过滤能力,一旦生物反应发生问题,滤池仍可去除绝大部分的悬浮物;而且仅需要几天即可恢复生物处理能力,而活性污泥法需要几个星期才能恢复;由于其具有的众多有点,我国已经在2002年在广东南海新建了一座设计流量为50000m3/d的新型曝气生物滤池污水处理厂,从近6年的处理运行情况来看,运行稳定,处理效果好,是投资较少的一种新技术应用典型。
2.2天然有机化学污水处理技术的分析
天然有机化学在污水处理方面的优势已经被人们认可,也使得其在污水处理中的发展前景越来越好。化学混凝与生物法共同作用污水处理法已经成为了天然有机化学污水处理发展的新方向。该工艺能有效去除水中的颗粒物、磷和氮,使出水水质达到一定的水平。有些国家把化学混凝法加生物处理作为主要的处理方法对城市生活污水进行处理,如挪威、瑞典、丹麦,其70%的污水都用混凝法+生物处理。其它一些国家如美国和香港用一种叫做化学强化一级处理法,该法比化学混凝法需要的混凝剂量更少,但足以去除大部分磷同时大大加快沉降速度。
世界上最常用的混凝剂为铝盐和铁盐,也有一定数量的有机聚合物作混凝剂或助凝剂。水和污水中的污染物去除是通过已知的机械原理即破坏胶体的稳定性而混凝,或者是化学药剂与固体水解产物共同沉降来完成。混凝法的效率是受混凝剂的物理及化学特性、进水及工艺条件等因素的影响。
污水处理无疑是要花钱的。问题是要找到一种不仅投资少而且长期运行费用低的最经济最有效的方法。根据欧洲污水处理经验,要去除95%的BOD和90%以上的磷并且脱除85%氮,则化学强化一级处理+生物处理是最经济有效的。化学处理法特别是在工业污水比例大、污水水质日/年变化大时更显其最经济有效。在快速发展的工业化城市,企业排放的污染物会影响甚至破坏传统的生物处理过程,而化学处理法在这方面具有许多的先进性,能处理很多不同的污水,能承受很大的冲击负荷。对实际污水处理工程而言,首先用化学法进行污水处理研究,不仅能承受冲击负荷,将污水处理到一定的程度,还可以了解污水的组成和变化情况,为较易受污水冲击负荷、毒性物质影响的生物处理提供保护。种种优势预示了天然有机化学污水处理的良好发展前景。
2.3污水生物处理方法分析
生物污水处理是用生物学的方法处理污水的总称,是现代污水处理应用中最广泛的方法之一。主要借助微生物的分解作用把污水中有机物转化为简单的无机物,使污水得到净化。按对氧气需求情况可分为厌氧生物处理和好氧生物处理两大类。厌氧生物处理系利用厌氧微生物把有机物转化为有机酸,甲烷菌再把有机酸分解为甲烷、二氧化碳和氢等,如厌氧塘、化粪池、污泥的厌气消化和厌氧生物反应器等。好氧生物处理系采用机械曝气或自然曝气(如藻类光合作用产氧等)为污水中好氧微生物提供活动能源,促进好氧微生物的分解活动,使污水得到净化,如活性污泥、生物滤池、生物转盘、污水灌溉、氧化塘的功能。污水生物处理效果好,费用低,技术较简单,应用比较简单。当简单的沉淀和化学处理不能保证达到足够的净化程度时,就要用生物的方法作进一步处理。生物处理中要特别注意掌握净化污水的微生物的基本特点,满足其要求条件;污水中BOD与COD比值要大于0.3。温度影响较大,冬季一般效果较差。
3.加快分流制排水管网的推进,促进污水处理的实施
我国原有城市排水管网多位合流制排水管网,其是通过在城市中铺设一套排水管网用来排泄污水和径流雨水。这样的排水管网导致后期在进行污水处理时加大了处理量,增加了污水处理费用。而目前较为先进的分流制排水管网,是在城市中设两套独立的排水管网,分别排泄污水和径流雨水。这就使得在后期进行污水处理过程中,可以不对径流雨水进行处理,只针对污水进行处理,大大降低了污水处理费用。铺设分流制排水管网的费用与合流制排水管网污水处理费用相比,分流制虽然一次性投入较大,但是综合比较可以发现,其在管网运行多年后,总体费用只占合流制管网污水处理的42.7%。因此,加快我国老城区合流制管网改革,在建设新城区时积极采用分流制排水管网设计是污水处理发展的必然方向。
结论
城市污水处理新技术的不断涌现,为城市污水处理提供了更过的选择空间。同时也使得我国污水处理技术正在向着国际化的标准迈进。通过新技术的应用及人们对日常生活中无磷清洁用品的广泛使用,减少有害污水的产生,为我国环境保护打下坚实的基础。
参考文献
[1]李笑雯.城市废水处理技术[M].化学工业出版社,2006,7.
[2]梁国庆.城市污水处理生物技术分析[J].农业技术,2007,8.
[3]杨欣.居民生活污水的处理[J].化工信息,2007,8.
论文摘要:随着经济的快速发展以及人们生活水平的不断提高,城市环境已经成为人们评价一个城市发展程度的重要指标。城市废水处理――这一影城市下游环境的重要工程,其实施效果对于我国环境有着重要的影响。文中就城市废水处理新技术进行了简要的分析。
可持续发展路线的实施,增加了我国各级政府对环境保护的认识和治理力度。城市污水处理,作为一个城市发展程度的重要标志,其实施效果已经成为了评价城市发展程度的重要指标。城市污水处理的效果不仅仅关系到城市所在地周边的环境保护,更关系到下游城市人们的身体健康以及经济发展。加快城市污水处理建设,加快城市污水处理新技术的应用,促进城市和谐发展以及可持续发展路线的实施,是目前我国城市污水处理相关部门的首要任务。
1.我国城市污水处理现状分析
目前我国城市污水处理的面临着重要的考验,现有污水处理系统已经不能满足日益增加的城市污水量。而工业废水、日常生活排放污水在城市内部的流向对流经城市的河流以及浅层地下水也都有着不同程度的污染。这也使得我国多数城市水源受到污染,加大了城市生活用水处理的费用,加剧了我国城市废水污染程度。近年来为了加快我国可持续发展战略目标的实施、促进我国水资源优化、保护环境,我国很多城市已经开始了对城市内污水流向的治理,减少污水在城市内流向对浅层地下水的污染。同时大力应用新的废水处理技术,加快污水处理建设,为我国可持续发展路线的实施打下坚实的基础。
2.城市污水处理新技术分析
2.1曝气生物滤池技术分析
曝气生物滤池是一种经过改良的新一代上向流曝气生物滤池。它既可以用于污水的二级处理,也可以用于处理出水需要回用等其它要求的污水深度处理,并且能够达到很高的排放水质标准。由于曝气生物滤池工艺将滤池和生化反应器结合起来,因此不再需要沉淀池;占地面积小,是常规工艺的1/4~1/5,节省大量征地和地基处理费用;池容小,土建工程量比其它工艺少20%~40%;全部模块化结构,改扩建容易,工期短;上部出水为清水,滤头不易堵塞,检修和更换容易。无需放空滤池中滤料;可对厂区进行全封闭,无臭味污染,视觉和景观效果好;不需要单独的反冲冼水和反冲洗水泵,降低了设备投资和运行费用;穿孔管曝气,节省设备投资和维护费,效率高。而膜式曝气头通常在运行两年后开始丧失其效率;自动化程度高,操作人员少;低温运行稳定,受温度影响很小;由于其具有连续的物理过滤能力,一旦生物反应发生问题,滤池仍可去除绝大部分的悬浮物;而且仅需要几天即可恢复生物处理能力,而活性污泥法需要几个星期才能恢复;由于其具有的众多有点,我国已经在2002年在广东南海新建了一座设计流量为50000m3/d的新型曝气生物滤池污水处理厂,从近6年的处理运行情况来看,运行稳定,处理效果好,是投资较少的一种新技术应用典型。
2.2天然有机化学污水处理技术的分析
天然有机化学在污水处理方面的优势已经被人们认可,也使得其在污水处理中的发展前景越来越好。化学混凝与生物法共同作用污水处理法已经成为了天然有机化学污水处理发展的新方向。该工艺能有效去除水中的颗粒物、磷和氮,使出水水质达到一定的水平。有些国家把化学混凝法加生物处理作为主要的处理方法对城市生活污水进行处理,如挪威、瑞典、丹麦,其70%的污水都用混凝法+生物处理。其它一些国家如美国和香港用一种叫做化学强化一级处理法,该法比化学混凝法需要的混凝剂量更少,但足以去除大部分磷同时大大加快沉降速度。
世界上最常用的混凝剂为铝盐和铁盐,也有一定数量的有机聚合物作混凝剂或助凝剂。水和污水中的污染物去除是通过已知的机械原理即破坏胶体的稳定性而混凝,或者是化学药剂与固体水解产物共同沉降来完成。混凝法的效率是受混凝剂的物理及化学特性、进水及工艺条件等因素的影响。
污水处理无疑是要花钱的。问题是要找到一种不仅投资少而且长期运行费用低的最经济最有效的方法。根据欧洲污水处理经验,要去除95%的BOD和90%以上的磷并且脱除85%氮,则化学强化一级处理+生物处理是最经济有效的。化学处理法特别是在工业污水比例大、污水水质日/年变化大时更显其最经济有效。在快速发展的工业化城市,企业排放的污染物会影响甚至破坏传统的生物处理过程,而化学处理法在这方面具有许多的先进性,能处理很多不同的污水,能承受很大的冲击负荷。对实际污水处理工程而言,首先用化学法进行污水处理研究,不仅能承受冲击负荷,将污水处理到一定的程度,还可以了解污水的组成和变化情况,为较易受污水冲击负荷、毒性物质影响的生物处理提供保护。种种优势预示了天然有机化学污水处理的良好发展前景。
2.3污水生物处理方法分析
生物污水处理是用生物学的方法处理污水的总称,是现代污水处理应用中最广泛的方法之一。主要借助微生物的分解作用把污水中有机物转化为简单的无机物,使污水得到净化。按对氧气需求情况可分为厌氧生物处理和好氧生物处理两大类。厌氧生物处理系利用厌氧微生物把有机物转化为有机酸,甲烷菌再把有机酸分解为甲烷、二氧化碳和氢等,如厌氧塘、化粪池、污泥的厌气消化和厌氧生物反应器等。好氧生物处理系采用机械曝气或自然曝气(如藻类光合作用产氧等)为污水中好氧微生物提供活动能源,促进好氧微生物的分解活动,使污水得到净化,如活性污泥、生物滤池、生物转盘、污水灌溉、氧化塘的功能。污水生物处理效果好,费用低,技术较简单,应用比较简单。当简单的沉淀和化学处理不能保证达到足够的净化程度时,就要用生物的方法作进一步处理。生物处理中要特别注意掌握净化污水的微生物的基本特点,满足其要求条件;污水中BOD与COD比值要大于0.3。温度影响较大,冬季一般效果较差。
3.加快分流制排水管网的推进,促进污水处理的实施
我国原有城市排水管网多位合流制排水管网,其是通过在城市中铺设一套排水管网用来排泄污水和径流雨水。这样的排水管网导致后期在进行污水处理时加大了处理量,增加了污水处理费用。而目前较为先进的分流制排水管网,是在城市中设两套独立的排水管网,分别排泄污水和径流雨水。这就使得在后期进行污水处理过程中,可以不对径流雨水进行处理,只针对污水进行处理,大大降低了污水处理费用。铺设分流制排水管网的费用与合流制排水管网污水处理费用相比,分流制虽然一次性投入较大,但是综合比较可以发现,其在管网运行多年后,总体费用只占合流制管网污水处理的42.7%。因此,加快我国老城区合流制管网改革,在建设新城区时积极采用分流制排水管网设计是污水处理发展的必然方向。
结论
城市污水处理新技术的不断涌现,为城市污水处理提供了更过的选择空间。同时也使得我国污水处理技术正在向着国际化的标准迈进。通过新技术的应用及人们对日常生活中无磷清洁用品的广泛使用,减少有害污水的产生,为我国环境保护打下坚实的基础。
参考文献
[1]李笑雯.城市废水处理技术[M].化学工业出版社,2006,7.
[2]梁国庆.城市污水处理生物技术分析[J].农业技术,2007,8.
[3]杨欣.居民生活污水的处理[J].化工信息,2007,8.
1.1污水管网设计
城市污水管网担负着城市污水的收集和输送,是连接污水产生源和污水处理厂的重要的、不可缺少的环节。一般说,凡在新建市、区或扩建新区建设污水处理工程时,宜采用分流制;在已建成合流制排水系统的旧城区、小城镇等,宜将原合流制直泄式排水系统改造成截流式合流系统;在雨量稀少地区,如我国西北的部分地区或者边远小城镇,由于污水处理规模小,街道狭窄,两侧建筑密集,施工复杂,无条件修建分流制排水系统,也可考虑采用合流制排水系统。值得注意的是,当截流倍数较大时,旱季和雨季污水量相差较大,污水处理厂的进水水量及水质都随之发生相应波动,造成冲击负荷,因此在污水处理厂工艺流程设计和设计参数选择时应对该水量、水质变化进行必要的分析和校核,保证处理厂出水稳定达标。
1.2垃圾渗滤液对污水处理厂的影响
国内一些城市,特别是中小城镇,当垃圾处理规模不大,且距城市污水处理厂较近时,往往将垃圾渗滤液经预处理或不经处理直接排入城市污水处理厂。这种情况下,设计城市污水处理厂时,需十分注意由于垃圾渗滤液高浓度废水的进入而给处理厂进水带来的水质变化。处理厂规模越小,其影响越大,渗滤液处理量与污水处理厂处理规模的比值越大,对设计参数选择、设备选型及工程费、运行费等影响越大。
1.3除臭技术
随着我国对环境质量要求的提高和污水处理技术的发展,在设计污水处理厂的同时,考虑除臭设施已提到议事日程。除臭方法常用有活性炭吸附法、化学药剂吸收法、土壤法及生物法。由于活性炭吸附法去除高浓度臭气效率低且价格高;化学药剂吸收法臭气去除效率低且操作管理复杂;土壤法则适合低浓度臭气去除及占地面积大等不足,目前国内外广泛采用生物除臭法,即利用微生物除臭。该法具有适合于各种臭气浓度的脱除,且具有效率高,不产生二次污染及运行费用低等优点。因此,在我国建议采用生物除臭更为经济合理。
2影响城市污水处理系统的关键技术
城市污水属于可生化处理的中性污水,工艺技术要求并不太复杂,而城市污水处理工艺技术方案的关键因素是曝气技术的选用。
2.1曝气技术的重要地位
城市污水主要污染物成份基本都是容易被微生物分解的物质。在城市污水处理工艺技术方案中,采用曝气充氧培养微生物对有机污染物质进行分解,这一基本原理都是相同的。一般都是采取初沉、曝气、二沉、回流或排出的工艺流程;近年来还出现了曝气、二沉、回流或排出的三合一体间歇式曝气工艺。
曝气充氧是城市污水处理工艺运行中最重要的技术保障手段,也是工艺运行的动态控制核心;在城市污水处理运行费用中,动力消耗所占比例约为80%,而曝气充氧能耗又要占装置总动力消耗的约80%;由此可见,所选用的曝气形式及技术在城市污水处理工艺技术方案中的重要地位。
2.2曝气技术的基本分类
①传统的分类曝气技术传统的分类方法是按照设备性质区分的,分为三种基本形式。表面曝气—采用机械运动的方法,使水体表面不断更新与空气接触;表面曝气分为叶轮表面曝气与转刷(盘)表面曝气两种。
射流自吸—利用水体的射流作用吸入空气。
鼓风曝气—风机鼓风经曝气器扩散向水体中输入空气(或纯氧)。
②按照流体运动性质的新分类曝气技术的实质就是使气相中的氧向液相中转移,传统的分类方法难以反映曝气技术的实质问题。使气相中的氧转移为液相中的溶解氧,是通过流体运动形成气液接触界面而完成的。
2.3鼓风曝气是曝气技术的发展趋势
在城市污水处理工艺技术中,有越来越多的工程技术人员认识到了鼓风曝气技术具有动能消耗合理和充氧效率高的优点,因此鼓风曝气技术在城市污水处理工艺技术中越来越得到普遍的应用。
2.4终端设备是鼓风曝气技术的关键
鼓风曝气技术的终端是关键设备气流扩散装置——曝气器。鼓风机经管道鼓入曝气池的气相流体,最终是由曝气器对气流的扩散而产生起氧传递作用的气液接触界面;曝气充氧效率、曝气运行可靠程度的长久性、氧传递均衡性与氧供给长期稳定性等等曝气技术性能如何,完全是要取决于曝气终端设备(曝气器)的功能作用。
2.5旋混曝气器
本世纪九十年代初,我们就开始着手研究曝气器的气流扩散问题,经过大量的实验研究与运行实践经验的总结,确立了采用阻力小且无堵塞的大孔排气结构,经旋流、旋混与倒齿等多种结构扩散作用产生细泡的曝气技术,生产制造了“旋混曝气器”。从近年在湖南与广东两地的应用情况来看,旋混曝气器突出表现了效率高、可靠性好、对长期稳定运行有保障的优点,深得用户的好评。
3结语
自然系统和人工系统相结合的系统叫复合系统。市场经济条件下的城市污水处理系统,就是一个开放的复合系统。所谓开放的复合系统,是指这个复合系统,还与外界环境中的种种系统进行着交换。城市污水处理系统的整体目标是:导、治结合,实现污水处理“四化”。“四化”——一是减量化,即污水、能耗、物耗的减小;二是无害化,即污水处理的过程与结果对人及受纳水体无害;三是资源化,即污水处理后的循环回用;四是产业化,即污水处理按市场机制形成产业。
论文关键词:城市污水曝气技术工程设计
论文摘要:本文分析和论述了影响城市污水处理系统的几个主要因素,着重对曝气技术在城市污水处理工艺的主导地位和技术应用进行阐述。
参考文献:
[1]徐志嫱,魏红,黄廷林.污水采用集中或分散处理再生回用的经济比较[J].中国给水排水,2007.
[2]张丽丽,徐得潜.城市污水处理厂布局优化的经济性判据[J].山西建筑,2009.
[3]王文雯.城市河流治理生态效应优化模式探索[D].山东师范大学,2004.
摘要:目前是市政发展到重要阶段,在此阶段中,人们的生活水平在不断的提高,但是伴随人们生活水平的不但提高,其对于水资源的污染也在逐渐严重,因此在目前的市政发展过程中,需要对相关的污水进行处理。在当前的水污染处理过程中,第一应进行污水处理工艺的提升,保证水资源的可回收性,其次提升保护意识,降低水污染的发生条件,实现污水的资源化利用。
关键词:市政污水;处理工艺;回用利用技术
引言:水资源关乎整个社会的生存与发展,因此人们在日常生活中必须减少水资源的浪费,提高水源的利用率,这样才能够缓解当前水资源紧张的局面。市政污水回用和污水处理技术是提高水资源利用的主要手段,因此市政部门需将污水处理作为重点工作,从根本上构建市政水循环系统,有效改善市政污水的问题。
1市政污水处理以及回用的意义
近年来,全球水资源日趋紧张,世界上已经有越来越多的地区缺少水源,如今很多国家都对污水处理、回用进行规划,将处理后的污水作为一种新的水源重新投入使用,以缓解水资源的紧张情况。若污水的重新利用率和再生利用率均能达到20%,就能缓解国家的缺水情况,将污水回用。这样不仅能够减少污水排放量,还能够在农业中发展污水再生技术,促进循环用水,在工业中将循环给水系统应用于实际的工业生产中。污水经过处理后回用,不仅能够减少污水排放量,还能够回收污水中的其他有用物质,从而降低湖泊、江河等水源的污染率,保护自然环境,保护水资源,维持生态平衡。污水经过处理后可用于农业灌溉,植物能够有效吸收污水中的营养物质,因此污水回用于农业生产中,能够有效解决和防治环境卫生问题。生活中排放生活污水、工业废水还会造成地下水污染,从某种意义上看,处理后的污水重新用于生活,能够保护自然环境,减少污染。
2市政污水治理现状
市政在污水治理方面的工作一直都没有停止过,传统方式的污水治理都是在强调污水排放的标准。市政工作人员在污水处理方面制定了一些标准和原则,所有的污水排放之前都需要进行检测,确保污水适合制定的标准才允许排放。而市政工作人员还强调排放污水的企业自行处理已经排放掉的废水。但该种模式的污水治理并不能起到明显的效果,而各个企业分别治理污水,无法达成一个统一的循环,水资源还是在持续地流失。经过国家环保部门对于污水治理工作的深入调查,最终决定改变污水治理的策略。通过市政所制定的污水处理厂统一处理污水,并致力于打造成一个完整的污水处理循环系统。但当前状态下的市政污水处理还并没有达到目标,在污水处理工作中也存在着一些问题,促使市政方面无法达成污水治理的目标。
典型的市政污水处理工艺流程主要包括机械处理、生化处理、污泥处理等工段。有机械处理以及生化处理构成的系统属于二级处理系统,其中BOD5和SS去除率可达90%-98%。处理效果介于一级和二级处理中间的一般称为强化以及处理、一级半处理或不完全二级处理,主要有高负荷生物处理法和化学处理法两大类,BOD5去除率达45%-75%。具有生物除磷脱氮功能的二级处理系统通常称为深度二级处理。为了除特定的物质,在二级处理之后设置的处理系统属于三级处理,例如化学除磷,活性炭吸附等。
3污水的处理与回用
随着时代的变迁,人类的思想发生了重大的转变。就对污水的处理而言,在以前,人类常采用简单、粗放的处理模式;而现如今,尤其是在可持续发展战略的影响下,人类懂得了变废为宝,加强了对污水的回收利用率。只有这样,才能有利于水资源的循环、可持续利用,才能有利于我国经济持续、健康、快速、稳定的发展。下面,本文将从污水处理厂的规模、数量与选址,处理工艺和污水回用三个维度对该问题进行如下的阐述。
3.1污水处理厂的规模、数量与选址
市政污水处理厂设计是一项非常复杂的工程,其规模、数量与选址都是设计的重要组成部分。具体地讲,主要体现在这样三个方面:首先,就污水处理厂的规模而言,我们在设计时,应当先进行近期及远期规模的研究,以此来确定工程的分期。其次,就污水处理厂的数量而言,其设计不应当局限于传统的经验,而应当根据具体实际的需求,科学地分配污水处理厂的数量,不应过分集中,而且要充分考虑市政的实际承受能力,不应盲目地扩建,并最终形成一种大、中、小相结合的污水处理厂布局规划。最后,就污水处理厂地选址而言,应首先进行实际的调查走访,根据回用水的需求,在适当位置设计出合适的污水处理厂。除此之外,应摒弃传统的规划方式,不应将厂址选址河系的下游或者市政的郊区,因为这违背了污水资源化的原则。
市政污水处理厂是进行市政污水处理的主力军,我们必须对其进行科学地规划和设计,使其充分发挥自身的作用,为污水处理事业做出应有的贡献。
3.2处理工艺
污水处理工艺是指对市政生活污水和工业废水的各种经济、合理、科学、行之有效的工艺方法。根据《水污染控制工程》,我们将其分为不溶态污染物的分离技术、污染物的生物化学转化技术、污染物的化学转化技术、溶解态污染物的物理化学分离技术四类。但是,在实际操作中,我们应按照污水水质和回用水水质的要求,对水处理单元进行多种组合,选择出既经济又有可操作性的污水处理流程。
在确定进水水质的问题上,我们应事先在城区选择几个有代表性的排污口,然后对其进行定期的检测,并用加权平均的方法计算出其水质的浓度。因此,我们应当事先对该厂附近地区污水再生水需求情况的调查,然后对处理工艺进行适当的延长和完善,在此基础上,确定切实可行的处理工艺。目前,许多市政污水处理厂迫于法律和行政部门的压力,普遍采用了二级生物处理工艺,也就是用生物处理法将污水中各种复杂的有机物氧化降解为简单的物质。
3.3污水回用
污水回用是指将废水或污水经二级处理和深度处理后回用于生产系统或生活杂用。污水回用的范围很广,从工业上的重复利用水体的补给水和生活用水。污水回用既可以有效地节约和利用有限的和宝贵的淡水资源,又可以减少污水或废水的排放量,减轻水环境的污染,还可以缓解市政排水管道的超负荷现象,具有明显的社会效益、环境效益和经济效益。
我国是一个贫水国家,许多市政面临着水资源短缺的危机。在这种形势下,加强污水的回用就成为解决这一问题的重要举措。到目前为止,许多市政在污水回用方面做出了显著的成绩,如大连、青岛、天津等,通过它们的发展实践证明,市政污水回用有着重要的经济价值,应当加大实施力度。
在污水回用的过程中,有许多问题应当引起我们高度重视,如环境污染问题。污水回用需要很大的资金投入做支撑,然而,市政污水处理厂的资金毕竟是有限的,这就需要政府加大支持力度,保证污水回用事业的顺利完成。
4总结:
当今世界已经有很多国家都属于贫水国家,而我国正是属于这类国家的范围之内。淡水资源环境遭到迫坏,水资源更加难以获得。国家的发展虽然需要依靠经济,但国家发展的根本就是国家的资源,水资源也是国家资源之一,甚至关系到了国民的身心健康。确保水资源的充足,提高水资源的利用效率是国家需要关注的问题。国家支持污水回用利用技术的发展能够有效地完善污水处理问题,从而实现我国的长远发展。
参考文献:
[1]市政再生水系统优化研究[J].伍茂春.环境与发展.2018(02)
[2]农产品加工工业园区污水处理工程设计应用[J].陈斌,马雪林,陈龙.中国资源综合利用.2018(07)
[3]对环境工程中市政污水处理问题的探讨[J].王志刚.农家参谋.2018(17)
水利水电工程的施工过程非常复杂,受地质条件和地形的影响较大。因此,在建筑工程中,必须合理施工、因地制宜,施工人员和设计者要细致地探测现场的地形、地貌,并在条件允许的情况下实行现场试验,充分保证设计方案的可行性。对水利水电工程来说,基础工程属于一项隐性工程,因为施工人员并不能保证施工质量,质量检测员也不能合理评价工程质量,这样质量问题就很难被人们察觉。通常情况下,这些问题都是导致工程质量下降的主要原因。除此之外,水利水电基础工程的施工工期特别短,施工时间与周围河流的汛期有紧密的联系,只有在枯水期施工才能保证工程质量。只有在机器设备和施工人员合理施工的情况下,才能最大限度地提高工程效率。
2基础处理技术的要求
水利水电工程基础处理技术的目的是为了保证施工的质量水平,因此,施工人员必须遵循基础处理的技术要求。在水利水电施工之前,设计者要根据地质地形完成设计规划,整理出技术施工的文件,使工程施工有据可循,充分做好前期准备工作,合理预测其中可能出现的各种问题,并提出应对方案。在水利水电工程建设过程中,要长期保护和复核水位的基准线和定位孔,在保证复核质量检验程序完善的情况下,可以反复试验。在保证施工安全的基础上,规范施工人员的操作,使其符合规范的要求。在施工前,要对施工人员进行严格的培训,按照施工方案依次施工,并将水利水电建筑场地周围的植被和建筑物按照规定处理掉。在施工人员完全掌握现场水文、地质条件的情况下,提出应对突发事件的有效措施。
3基础处理的重要性
水利水电工程是一项公益事业。为了为人们提供更好的生活服务,我国加大了对水利水电建设的管理力度,不断完善工程体系。为了保证施工质量,要严格遵循相关施工标准,选择先进的技术,采取行之有效的管理方法,加强对基础质量的重视程度。在水利水电基础施工中,要注意以下问题:①要想水利水电基础和地基的强度可以承载整个建筑的质量,就要考虑工程的耐侵蚀性、耐久性、抗冻性和防潮性;要想工程基础的每一项特性都能满足标准的要求,就要增强地基的稳定性,就要留出足够的工作面,保证施工可以顺利进行。②在建筑施工中,为了防止基础结构被破坏,要根据基准灰线切割,将其切成1个槽形的轮廓线,并沿着轮廓线施工。在建造地面排水设施和降低地下水时,要根据地质资料,充分考虑尺寸的大小,保证施工质量。③我国地缘广阔,地貌地形多样。在水利水电选址中,不能保证所有的地基选址都在条件良好的地质区域。由于水利水电建设受自然环境的影响较大,所以,经常会遇到比较差的地基,很难保证建筑的稳定性。其中,主要的不良地基有软弱黏性土,俗称软土,它是由具有高压缩性的淤泥质土和淤泥组成,这类土质主要是黏性沉降物,所以,其承载力低,主要分布在江河冲刷地;杂填土是由生活垃圾土、工业生产垃圾土和建筑垃圾土堆积而成的,经常出现在矿区和传统居民区;湿陷性黄土的土质亲水性强,本身的自重应力大于其他土质,所以,它的含水量高,容易沉降,主要分布在黄土高原区。而在水利水电工程中,最常遇到的就是软土地基。
4基础处理的措施
4.1强化对经济运行和考核制度的管理水利水电工程需要严格管理其经济运行情况,这样才能确保施工程序的正常推进,并按照计划依次实施。所以,在施工内部要建立有效的基本准则和生产运行指标,既能在团队中树立有效的管理制度,也可以约束施工队员的行为,合理地管理施工队内的资金,保证经济运行和施工安全,在一定程度上降低施工成本。
4.2提高施工人员的技术水平在水利水电工程施工中,依靠的主要因素是人。为了保证工程的质量和安全,要坚持“以人为本”的原则,增强施工人员的责任感,提高其技术水平,确保每个环节都符合相关规定,不但在保证质量的前提下缩短施工时间,还能有效地节约成本。将先进的改良技术应用到工程中,健全工程管理,对整个施工的有效运行有非常重要的作用。除此之外,还要建立质量监管部门,根据施工目的和具体情况提出具体的施工要求,监督机器设备的维护和检修,使机器处于最佳的工作状态。同时,要实时监控施工人员的工作情况,根据大家的专业水平进行培训,在确保安全的工作环境下实现技术创新,保证建筑工程获取最大的经济利益,为我国的水利水电建设作出贡献。
4.3对水利水电基础技术的探索
4.3.1全新的施工方法对全新的施工方法来说,一方面,要想基础的硬度和地基能够承受住建筑上的全部荷载,就要先保证基础的抗冻性、耐久性、耐侵蚀性和防潮性。同时,为了保证地基的稳定性,要预留出足够的工作面,而且地基的变形值范围要在规定的参考值内,避免建筑物出现倾斜、开裂等情况。另一方面,对于相对较浅的基础来说,可以沿着基准灰线将其切割成1个槽边的轮廓进行施工作业。而排水系统和地下水位的处理,要结合具体挖方尺寸和施工场地的情况来定,这样才能保证地基结构的完好。
4.3.2加强软土地基的方法加强软土地基的方法主要有以下3种:①挖除置换法。适当地挖除建筑物下面的软土层,并将其填换成低压缩性和防腐蚀性的散粒材料,比如卵石、粗砂、煤渣和石屑等。②重锤夯实法。用带有自动脱钩设备的履带起重机把重锤吊到指定的高度,并做自由落体动作,利用冲击力把土夯实。③排水固结法。人为提高土层的承载力,在其内部形成垂直或水平通道,在自重的作用下加速排水、固结,提高土层强度。
5结束语
1电渗析在工业废水处理中的应用电渗析是利用阴阳离子交换膜的特性来分离工业废水中有害物质的一种方法。目前,电渗析可以应用在赤泥碱性废水的处理过程中,也可以应用在将亚硝酸盐从镍老化液的去除中。(1)电渗析在赤泥碱性废水处理过程中的应用。近些年来,氧化铝生产企业多采用将赤泥混合浆液注入深海的办法处理堆积如山的赤泥,然而,长期使用这种方法不仅不利于海洋生态的保护,而且由于碱量损失严重也会损害氧化铝生产企业的经济效益和社会效益。(2)电渗析在将亚硝酸盐从镍老化液的去除中的应用。电渗析可以利用其具有阴阳离子选择透过性的特点,将有害离子进行滤除,延长镀镍液的使用周期,避免了资源浪费,同时也为企业购置原材料节省了成本。反渗透在工业废水处理中的应用当下,反渗透主要用于处理橡胶工业废水、高浓度有机废水及海水的淡化。(1)反渗透在处理橡胶工业废水中的应用。反渗透对无机盐具有很高的去除率,而橡胶工业废水成分中含量最多的恰恰就是无机盐。利用反渗透对橡胶工业废水进行处理有利于废水的资源回收,减少了橡胶废水对环境的影响。(2)反渗透在有机废水处理中的应用。可以利用反渗透对有机物90%的去除率,对废水中的有机物进行滤除,回收有机物得到无害的工业用水。另外,反渗透在海水淡化中的应用也越来越普遍。我国的淡水资源短缺,然而,我国的海洋覆盖率很大,而海水与淡水的最大区别在于海水含盐量较高。如果能将海水的盐分降低到人可以使用的程度,再经过一系列的处理就可以供人们使用。我国已经投入四个海水淡化工程,通过多次反渗透将海水进行逐步的淡化,将苦咸水变成使用水,为解决我国食用水短缺现象提供了可能。
2在造纸废水处理中的应用(1)造纸废水水质与处理方法。造纸行业是消耗大量水的大户,废水排放,对环境污染十分严重。不同成分的纸浆和造纸产生的工业废水也不同,一般对于污水处理采用的措施有:化学沉淀、活性污泥、药浮、气浮等传统措施。然而,用这些处理措施通常达不到排放标准,尤其是活性污泥工艺,夏季高温影响了活性污泥处理过程的效率,活性污泥厂消化处理造纸废水中芳香族化更难。近年来,随着渗透膜分离介质(UF)、(NF)、(RO)、(ED)等措施处理纸浆、造纸废水,国内外都进行了研究及开发应用。在造纸废水中有许多有价值的化工产品,如木质素、木质素磺酸盐、香兰素,可以在膜处理中回收,净化水可用于造纸过程,所以膜技术10多年来的污水处理厂在世界造纸工业中建立及运行。(2)膜法处理纸浆造纸废水工艺。膜系统的设计,膜和装置类型的选择,都要注意。由于造纸废水的温度较高,pH范围较宽,因此应选用耐温和耐化学药品的高分子膜,如聚砜、聚砜酰胺、含氟聚合物及其他一些聚合物制成的UF膜、RO膜,以及聚乙烯异相阴、阳离子交换膜等。由于废水成分复杂且含量较高,因此应选用流动状态较好的管式、板式的UF、RO装置,才能获得较满意的处理效果。(3)膜工艺处理造纸废水。1)膜系统的设计。①膜和设备选型,由于造纸废水温度比较高,pH值范围也比较广泛,所以我们应该选择高分子膜并耐化学腐蚀,例如聚砜、聚砜酰胺、含氟聚合物和其他聚合物制作的UF膜、RO膜和聚乙烯异相阴、阳离子交换膜。由于废水成分复杂,含量较高,所以我们应该选择流动状态好管式,板式的UF、RO装置,可获得满意的处理效果。②膜系统的选型设计,UF膜RO膜法或ED法,在恒定的操作条件下对造纸废水处理时,透水通量随溶液浓度的增加而明显降低。从膜分离方法的特点来看,有几种不同的设计方法。如图1所示。图1(a)为RO工厂运作模式,对低浓度的废水,效果特别明显,当液体通过膜组件时,通常可以去除5%~20%稀溶液。图1(b)的措施更适合于超滤系统,因为系统中的组件数量少,回路中的溶液可以不断循环,浓缩到所需的浓度。然而,该方法的性能不高,因为膜几乎总是在高浓度废水中。图1(c)所示是一个多段连续系统,供给液在每一段都经过一定的循环浓缩,最后浓缩到所需浓度。所以,。图1(c)的运作模式更适合于超滤,纳滤和反渗透系统。2)膜法处理工艺流程。图2为按照图1(c)的概念面设计的多段连续过滤膜系统。图2中,废水过滤后被泵入在膜的每一段元件中,渗透和和浓缩液集中在各出口。系统中带有可用蒸汽或冷却水进行恒温的热交换器。过生产线上膜系统末端的折光仪或通过控制料液和浓缩液流量比例的控制器来控制浓缩液的流量和固体含量。渗透液和清洗剂的混合物作为定期清洗膜的清洗液。
二、膜技术发展方向
现有膜对无机分子的截留不好,从而影响了它的使用。所以,对膜分离技术发展很有必要性。当前,研发新的膜材料已成为膜技术发展的新趋势。目前,废水处理中膜技术未来的发展方向有以下几点。(1)膜材质和表面性能的变化,通过研发高强度、长寿命、抗污染、高通量膜材料,可以减少膜的污染。(2)开发复合薄膜材料,加强各种膜新材料和复合膜工艺的开发,特别是生产高强度、寿命长、抗污染、高通量膜材料。(3)化学稳定性高,抗污染能力强,抗菌的新型膜研制,尤其是性能优良的有机膜与低成本的无机膜的研制。(4)膜分离和其他膜分离工艺技术的结合,开发新型的膜分离工艺,成功地处理了膜堵塞问题,如果把不同的膜技术进行组合使用,或者和常规的水处理技术进行结合应用,大大提高处理效果,降低处理成本。(5)研发新的膜组件及膜分离技术工程的一些设备,例如高压泵、计量泵精密过滤器。大部分设备由于质量问题而影响了膜装置的作用,所以要加强这方面的工作。
三、结语
由于我国采矿,炼金,电解,农药,医药等行业的发展,铅、汞、铅、铬、镉、铜、锌等重金属污染日益严重,治理重金属污染成为保护环境刻不容缓的问题。生物吸附法在这方面因其独特的优势受到大量关注,发展生物吸附技术成为我国重要研究课题。生物吸附法属于活性污泥法的一种。严格来说,只要是能从废水中分离出金属离子的生物体都可以称之为生物吸附剂。比较常见的生物吸附剂包括菌类、淀粉以及藻类等。按照生物体的不同特征,我们又可以将生物吸附分为两种:死体吸附与活体吸附。其中死体吸附具有极佳的吸附效果,原因在于实施者无需对生物死体提供营养,它也不易受环境变换的影响,具有很强的金属离子结合能力。与传统的金属离子处理方法相比,生物吸附法具有以下优点:(1)污染小,而且吸附效果十分显著。(2)不易受环境(pH值和温度)的影响。(3)金属能够被回收利用。(4)吸附剂能得以再生,可循环使用。
2生物吸附剂的种类及应用
随着生物吸附剂的发展,其种类已由早期的微生物为主变为目前包括微生物、无生命的动植物碎片及活体生物系统在内的多种吸附剂形式。判断一种物质是否为合适的吸附剂,一般需要考虑5个方面:平衡吸附容量、对目的物的选择吸附性能、吸附速度、吸附机械稳定性和应用成本.下面根据这些条件,对目前主要集中吸附剂的种类和应用进行介绍。
2.1天然有机吸附剂
程发等人对壳聚糖及其螯合性能的研究,为壳聚糖在生物吸附领域的应用做出了重要贡献。研究表明,壳聚糖的重要衍生物N.O-羧甲基壳聚糖,因同时含有胺基和羧基,能使Zn2+、Pb2+、Hg2+、Cu2+等多种金属离子在溶液中沉淀,在废水处理中有着重要作用。李增新等学者将天然沸石与脱乙酰壳聚糖制成了吸附颗粒制剂,使壳聚糖吸附在天然沸石上,在工业上有很好的应用。
2.2微生物
2.2.1藻类
藻类是微生物吸附剂中的重要组成部分,多用于去除工业废水、被污染的地下水、电镀废水、矿物加工废水中的重金属离子如Pb2+、Pd2+、Ag2+、Cr2+、Hg2+、Cu2+等,吸附效果显著。部分大型海藻吸附效果比其他微生物高出许多,甚至超过了活性炭、天然沸石,与离子交换树脂相近。藻类在吸附重金属离子上独特的能力使得他们成为了生物吸附剂最主要的部分。这方面的研究中,何园、秦益民、范文宏等有重大研究进展。何园以处理之后的海藻为研究对象,将其运用与电镀水的处理中,主要吸附金、银、铜、镍等贵重金属。并改变pH值,金属离子浓度、吸附剂浓度等因素,解析了生物吸附等温线方程和吸附、解析动力学变化规律,确定了其最佳应用条件,为藻类生物吸附剂投入到实际废水处理应用中奠定了基础;秦益民研究了改性海带的吸附能力,通过对天然海带进行不同类型的化学处理,试验出了不同的铜离子吸附能力,结果表明,天然海带对铜离子的吸附量要远远小于氢氧化钠溶液处理过的海带对铜离子的吸附量,而被氢氧化钠溶液处理过的海带对铜离子的吸附量已经达到了88.0mg/g。这证明了化学改性还带在废水处理中有很大的应用潜力;范文宏在前人的基础上,将海带粉、海藻酸钠、明胶等物质配置成了固化海带吸附剂,根据等温线方程,确定出了该吸附剂对Ni2+的吸附能力,表明其在Ni2+中有很强的应用价值。
2.2.2细菌
研究表明,细菌对多种金属离子都有很强的富集作用。作为生物吸附剂的一类,细菌和放线菌都有着很好的研究潜力。屈艳芬等学者研究了以细菌为主体的复合生物吸附剂FY01与活性污泥对含铬废水的吸附性能,研究表明,他们协同作用处理的通用电镀废水与康力电镀废水效果,比2者单独作用分别高出39.8%和44.6%;关晓辉等学者研究了浮游球衣菌的吸附性能,学者们将浮游球衣菌负载在纳米Fe3O4上制成符合吸附剂,研究其对Cr(VI)的吸附性能,结果表明pH值在2~3之间时,该吸附剂对Cr(VI)的单位吸附量达到了0.0217mmol/g。
2.2.3真菌
真菌在自然界中广泛存在,他们具有制备方便,吸附量大、吸附后分离方便等特点,人类已经发现的真菌大概有12万种,这些真菌广泛的存在于生物圈的各个部分,无论是在空气中,还是土壤中,都有着他们的存在。这些真菌主要包括单细胞的酵母菌、小型霉菌以及能够产生子实体的大型真菌。虽然这些真菌中的大部分都能应用于工业生产,但是真菌吸附剂主要有酵母菌和霉菌两种。
2.2.4酵母菌
朱一民等对啤酒酵母菌进行了研究,发现其对Hg2+、Cd2+、Pd2+具有极强的吸附性,去除率分别达到了96%、93%、94.4%;李川等则使酵母菌自溶得到了细胞壁,并用硅酸乙酯制备了硅溶胶,利用溶胶再凝胶的方法得到了硅载细胞壁生物吸附剂S-l。研究表明,该吸附剂对Pb2+和Cd2+具有较强的吸附量,对Ag2+具有较强的吸附强度。李川和他的团队对酵母菌进行自溶处理,得到其中空细胞壁。再将细胞壁与硅酸乙酯结合,制成了半径为250到600μm的硅载细胞壁生物吸附剂S-l。实验证明,S-l对Ag2+离子具有很高的吸附强度,对Pb2+和Cd2+有很大的吸附量,能在废水处理中的到广泛应用。尹华学者研究了产朊假丝酵母、解脂假丝酵母结合活性污泥对电镀废水中重金属离子的处理性能。结果表明,次红方法使用的pH值范围广,对肺水肿铬的去除率较高,能达到91%以上。
2.2.5霉菌
经过化学处理,霉菌对C(rVI)具有一定的吸附能力。Sudha等的研究结果表明,经过不同的试剂处理过的根霉对C(rVI)有一定的吸附能力;在调整合适的pH值,初始经书离子浓度,接触时间等因素后,使其符合Langmuir和Freundlich吸附等温方程,在实际生产中具有应用潜力。Akar等对葡萄孢霉吸附Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)做了研究,在调整控制条件的基础上,研究出了最适吸附条件和最大吸附值。
2.3农林废弃物
农林废弃物也可直接用于废水处理,主要是由于农林废弃物具有较高的孔隙度,利于金属离子的物理吸附,且一些农林废弃物含有大量活性物质,也对金属离子的吸附有很强的吸附作用。农林废弃物主要有树皮、果壳、甘蔗渣、秸秆等类型。这些农林废弃物作为农业和林业生产过程中产生的废弃品,再生周期短,易降解,一般的处理方式只是直接点燃,或者作为饲料和土地的肥料,但是大部分的农林废弃物都得不到有效的利用,没有收到人们的重视。故而农林废弃物具有价格低廉,吸附效果显著,使用方法简单,而且保护环境等特点,广泛应用于各个企业的废水处理环节,而且合理利用农林废弃物能够降低处理废水的成本,带来巨大的经济效益。Gupta等对糖厂的废弃物蔗渣灰进行了过氧化氢处理,并研究了它对Pb2+和Cr6+的吸附能力。结果表明,这种类型的吸附剂能在60min中内去除Cr6+,80,min内去除Pb2+;朱波对大豆秸秆用柠檬酸进行改良,制备出对重金属离子有较强吸附能力的秸秆吸附剂。研究表明,通过调整吸附pH值,金属离子初始浓度、作用时间等因素,使大豆秸秆吸附剂对Cu2+的吸附能力达到了应用要求。通过对实验数据进行后期的拟合处理,朱波学者得到了这种新的生物吸附剂的吸附等温线,实验结果能够有力的证明,这种植物纤维性生物吸附剂具有很好的应用前景。李莲对豆制品废弃物豆渣做了生物吸附剂研究,发现其对Cd2+和Zn2+具有相当的吸附能力。她分析了pH值,金属离子浓度,接触时间等因素对去除效果的影响,做出了吸附效果曲线图并对Langmuir等温线和Freundlich等温线进行模拟,结果表明,这种生物吸附剂更符合Langmuir等温线的吸附模型,能在生产中得到广泛应用。
2.4其他生物吸附剂
除了以上几种主要的吸附剂之外,有学者发现胡萝卜渣能有效吸附Cr(Ⅲ)、Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ),而且吸附方程满足Langmuir,胡茂盛发现了三裂叶豚草对重金属Cu2+也有的吸附规律,利用匀浆单细胞的制备技术并结合负压空化的技术手段提取出三裂叶豚草对重金属的吸附因子,使得三裂叶豚草也有了作为一种新型的生物吸附剂的潜力。这些科学家的努力都表明除了主流生物吸附剂之外,还有多种生物吸附剂具有开发潜力。也许还有着许多未知的吸附能力更强的生物吸附剂等待着人们的发现与研究。
3结语
水利工程建设常常会遇到岩溶地段,这样的地段在处理上必须要格外注意,一旦处理不当,就会给工程的安全埋下隐患,除了灌浆处理技术,目前尚没有特别好的处理方法。在对岩溶地区进行基础施工时,要先对所在地段进行详细的勘察,根据施工情况、地质特点、岩溶深浅、分布情况等进行全方位的了解,然后制定相应的技术方案,对于岩溶地区的基础施工,一般分为有填充物和没有填充物。在进行基础处理时,一般采用不冲洗高压水泥灌浆,这种方式能大大提高基础的稳定性、抗渗性,也可以采用使水泥浆液以条带状向土体中穿插,凝结后,会形成网络包裹进而提高地基的稳固性能。高压喷浆技术主要是利用高压喷嘴,通过灌浆管不断钻进,把喷嘴送到指定位置,水泥喷浆强大的压力会把原有土层破坏,水泥浆液会和被破坏的土层泥土进行充分混合相融,凝固后形成一个结实的柱体结构,这样会使岩溶地区的基础变得稳定坚固。高压灌浆技术在处理岩溶地段的地基应用较为普遍,效果不错。
2浅层岩溶地区和深层岩溶地区的基础灌浆
对于浅层岩溶地段,因为岩溶埋藏的不是很深,可以利用机械先把填充物全部挖掘出来,然后再用水泥进行回填,完成灌浆,此种地段的灌浆基本都在露天完成,施工相对容易一些,工序也较简单。对于埋层较深的岩溶,在灌浆时,一般不适合用高压喷灌浆技术,因为水泥浆进入深层岩溶时,会对里面的填产物充生排斥,然后形成固化,对进一步灌浆造成阻碍,使得灌浆面不大,影响基础的稳定,多数采用钻孔注浆技术进行处理。
3大吸浆量情况的灌注在基础灌浆
作业时,常常会遇到大量吸浆的情况,使灌浆作用不能在预计施工作业时间内完成。通常的岩缝灌浆在1~3个小时内都会结束,对于水泥浆量的消耗也都正常。但遇到大吸浆情况,这样的地层结构会使浆量消耗很大,因为灌进地层的水泥浆会从别的地方涌出,使灌浆时间延长。遇到这种情况,一定要做好相应的处理,采用妥善的解决方案,首先要进行限流,控制注浆的速度,减少注浆量,使浆液的流动速度变慢然后慢慢凝结,但一直要保持灌浆结束的最终要求才能结束。再有就是采用降低压力或者是自流的方法进行施工处置,等到泥浆全部都凝结之后,可以采取多次灌浆的方法,在进行基础灌浆施工时,可以适当将灌浆压力降低,在灌浆凝固之后,没有别的原因可按设计压力进行灌浆。
4严重漏水的情况下灌浆施工
水利施工过程中选址十分关键,但因地形地貌的不同,一些工程所处位置不得不面对复杂的地基情况,由于各种原因,常常会遇到漏水的情况,这时施工条件变得困难,如不采取有效的方案,会出现跑浆现象,消耗大量的浆液,延长灌浆时间,使成本增加。这时可采取充填级配料处理方法和采用模袋灌浆的方法进行施工,两种方法都各有优点,可以根据具体的情况适当采用。模袋变形能力强,适应环境形状的变化,有效堵塞溶洞,另外也较耐磨,而且浆液定形凝固后强度增强。充填级配料的时候如果使用砾石的效果不好,也可利用粘稠度较高的水泥冲灌级配料,水泥冲灌级配料的材料和数量应该灵活掌握。
4.1充填级配料处理方法这种方法就是用粘稠状的水泥浆,直接灌入砂砾中,水泥浆与砂砾结合而形成坚固的凝结体,从而增强地基的抗渗性能及稳固性。在灌注时,要注意砾石的直径,一般都是呈逐渐变大的趋势。对于灌入量要进行细致、准确的判断,避免浪费填料,填料可以是水泥浆,也可以是水泥、粗砂、砾石等混合物,实践证明,混合物充填是相对自然的,灌后会产生反过滤层,把一些裂缝有效堵住,同时使水利工程的抗渗水性能得到提高。
4.2模袋灌浆处理方法在水利工程建设中,常常使用模袋灌浆,利用聚酯、尼龙等材质制成模袋,在袋中进行灌浆,这些特殊材质具有较高的耐磨性,可以根据需要设计成不同形状的模袋,在灌浆阶段应用,由于模袋具有一定的透性,浆中的水分能够渗出,但浆中的颗粒存在于浆中,所以袋中能保留颗粒。使水灰比得到降低,所以一方面能缩短水泥浆的凝固时间,另一方面,凝固后的强度也大大提升,提高灌浆的质量。
5结语
论文摘要摘要:随着经济的快速发展以及人们生活水平的不断提高,城市环境已经成为人们评价一个城市发展程度的重要指标。城市废水处理――这一影城市下游环境的重要工程,其实施效果对于我国环境有着重要的影响。文中就城市废水处理新技术进行了简要的分析。
可持续发展路线的实施,增加了我国各级政府对环境保护的熟悉和治理力度。城市污水处理,作为一个城市发展程度的重要标志,其实施效果已经成为了评价城市发展程度的重要指标。城市污水处理的效果不仅仅关系到城市所在地周边的环境保护,更关系到下游城市人们的身体健康以及经济发展。加快城市污水处理建设,加快城市污水处理新技术的应用,促进城市和谐发展以及可持续发展路线的实施,是目前我国城市污水处理相关部门的首要任务。
1.我国城市污水处理目前状况分析
目前我国城市污水处理的面临着重要的考验,现有污水处理系统已经不能满足日益增加的城市污水量。而工业废水、日常生活排放污水在城市内部的流向对流经城市的河流以及浅层地下水也都有着不同程度的污染。这也使得我国多数城市水源受到污染,加大了城市生活用水处理的费用,加剧了我国城市废水污染程度。近年来为了加快我国可持续发展战略目标的实施、促进我国水资源优化、保护环境,我国很多城市已经开始了对城市内污水流向的治理,减少污水在城市内流向对浅层地下水的污染。同时大力应用新的废水处理技术,加快污水处理建设,为我国可持续发展路线的实施打下坚实的基础。
2.城市污水处理新技术分析
2.1曝气生物滤池技术分析
曝气生物滤池是一种经过改良的新一代上向流曝气生物滤池。它既可以用于污水的二级处理,也可以用于处理出水需要回用等其它要求的污水深度处理,并且能够达到很高的排放水质标准。由于曝气生物滤池工艺将滤池和生化反应器结合起来,因此不再需要沉淀池;占地面积小,是常规工艺的1/4~1/5,节省大量征地和地基处理费用;池容小,土建工程量比其它工艺少20%~40%;全部模块化结构,改扩建轻易,工期短;上部出水为清水,滤头不易堵塞,检修和更换轻易。无需放空滤池中滤料;可对厂区进行全封闭,无臭味污染,视觉和景观效果好;不需要单独的反冲冼水和反冲洗水泵,降低了设备投资和运行费用;穿孔管曝气,节省设备投资和维护费,效率高。而膜式曝气头通常在运行两年后开始丧失其效率;自动化程度高,操作人员少;低温运行稳定,受温度影响很小;由于其具有连续的物理过滤能力,一旦生物反应发生新问题,滤池仍可去除绝大部分的悬浮物;而且仅需要几天即可恢复生物处理能力,而活性污泥法需要几个星期才能恢复;由于其具有的众多有点,我国已经在2002年在广东南海新建了一座设计流量为50000m3/d的新型曝气生物滤池污水处理厂,从近6年的处理运行情况来看,运行稳定,处理效果好,是投资较少的一种新技术应用典型。
2.2天然有机化学污水处理技术的分析
天然有机化学在污水处理方面的优势已经被人们认可,也使得其在污水处理中的发展前景越来越好。化学混凝和生物法共同功能污水处理法已经成为了天然有机化学污水处理发展的新方向。该工艺能有效去除水中的颗粒物、磷和氮,使出水水质达到一定的水平。有些国家把化学混凝法加生物处理作为主要的处理方法对城市生活污水进行处理,如挪威、瑞典、丹麦,其70%的污水都用混凝法+生物处理。其它一些国家如美国和香港用一种叫做化学强化一级处理法,该法比化学混凝法需要的混凝剂量更少,但足以去除大部分磷同时大大加快沉降速度。
世界上最常用的混凝剂为铝盐和铁盐,也有一定数量的有机聚合物作混凝剂或助凝剂。水和污水中的污染物去除是通过已知的机械原理即破坏胶体的稳定性而混凝,或者是化学药剂和固体水解产物共同沉降来完成。混凝法的效率是受混凝剂的物理及化学特性、进水及工艺条件等因素的影响。
污水处理无疑是要花钱的。新问题是要找到一种不仅投资少而且长期运行费用低的最经济最有效的方法。根据欧洲污水处理经验,要去除95%的BOD和90%以上的磷并且脱除85%氮,则化学强化一级处理+生物处理是最经济有效的。化学处理法非凡是在工业污水比例大、污水水质日/年变化大时更显其最经济有效。在快速发展的工业化城市,企业排放的污染物会影响甚至破坏传统的生物处理过程,而化学处理法在这方面具有许多的先进性,能处理很多不同的污水,能承受很大的冲击负荷。对实际污水处理工程而言,首先用化学法进行污水处理探究,不仅能承受冲击负荷,将污水处理到一定的程度,还可以了解污水的组成和变化情况,为较易受污水冲击负荷、毒性物质影响的生物处理提供保护。种种优势预示了天然有机化学污水处理的良好发展前景。
2.3污水生物处理方法分析
生物污水处理是用生物学的方法处理污水的总称,是现代污水处理应用中最广泛的方法之一。主要借助微生物的分解功能把污水中有机物转化为简单的无机物,使污水得到净化。按对氧气需求情况可分为厌氧生物处理和好氧生物处理两大类。厌氧生物处理系利用厌氧微生物把有机物转化为有机酸,甲烷菌再把有机酸分解为甲烷、二氧化碳和氢等,如厌氧塘、化粪池、污泥的厌气消化和厌氧生物反应器等。好氧生物处理系采用机械曝气或自然曝气(如藻类光合功能产氧等)为污水中好氧微生物提供活动能源,促进好氧微生物的分解活动,使污水得到净化,如活性污泥、生物滤池、生物转盘、污水浇灌、氧化塘的功能。污水生物处理效果好,费用低,技术较简单,应用比较简单。当简单的沉淀和化学处理不能保证达到足够的净化程度时,就要用生物的方法作进一步处理。生物处理中要非凡注重把握净化污水的微生物的基本特征,满足其要求条件;污水中BOD和COD比值要大于0.3。温度影响较大,冬季一般效果较差。
3.加快分流制排水管网的推进,促进污水处理的实施
我国原有城市排水管网多位合流制排水管网,其是通过在城市中铺设一套排水管网用来排泄污水和径流雨水。这样的排水管网导致后期在进行污水处理时加大了处理量,增加了污水处理费用。而目前较为先进的分流制排水管网,是在城市中设两套独立的排水管网,分别排泄污水和径流雨水。这就使得在后期进行污水处理过程中,可以不对径流雨水进行处理,只针对污水进行处理,大大降低了污水处理费用。铺设分流制排水管网的费用和合流制排水管网污水处理费用相比,分流制虽然一次性投入较大,但是综合比较可以发现,其在管网运行多年后,总体费用只占合流制管网污水处理的42.7%。因此,加快我国老城区合流制管网改革,在建设新城区时积极采用分流制排水管网设计是污水处理发展的必然方向。
结论
城市污水处理新技术的不断涌现,为城市污水处理提供了更过的选择空间。同时也使得我国污水处理技术正在向着国际化的标准迈进。通过新技术的应用及人们对日常生活中无磷清洁用品的广泛使用,减少有害污水的产生,为我国环境保护打下坚实的基础。
参考文献
[1李笑雯.城市废水处理技术[M.化学工业出版社,2006,7.
[2梁国庆.城市污水处理生物技术分析[J.农业技术,2007,8.
[3杨欣.居民生活污水的处理[J.化工信息,2007,8.
关键词:防水工程;增强层
增强层是指对防水设防中的薄弱节点作增强处理的层次,《屋面工程技术规范》中提到增强层有卷材增强层、涂膜增强层和密封增强层,需增强部位有:阴阳角、板端缝、天沟、檐沟、水落口、过水孔、排水口、防水层收头、出入口、穿过防水层管道、压顶、分格缝、后浇缝、桩头、排水沟、集水坑、门窗框、腰线、设施基座、结构混凝土的裂缝等。
根据结构和选材,增强层设置可有下述几种作法。
1阴阳角
屋面的平面与立面交角处、地下室底面与墙面内外交角处、檐口与天沟交接处、天沟转角处、两个立面转角处形成阴阳角。这些部位常由于混凝土、砂浆干缩和温差变形产生应力集中导致开裂,有些裂缝宽度可扩展到5mm。阴阳角的增强层可采用卷材条,即在交角处铺贴1层100~150mm宽的卷材条予以加强。但由于卷材较硬挺,在交角处难以铺平、铺实,往往采用涂料加增强胎体布作为增强层,即在交角处涂150~200mm宽、厚1~2mm的加胎体的涂层。胎体铺贴时切忌拉紧,应松弛不皱。在3面交角处采用涂料增强,效果就更好了。
2板端缝
屋面、楼板支承端的板缝称板端缝。不管是现浇还是装配结构板,由于荷载作用产生板端负弯矩,板面下挠而板端上部裂开,再加上混凝土、砂浆的干缩和温差变形的影响,会使板端产生较大的板端裂缝。装配式板的板端裂缝更为明显,根据推算,6m大型屋面板的板端将产生12mm左右的裂缝,实地调查中5~8mm的预制大型屋面板的板端裂缝是常见的。现浇结构板由于钢筋连续,裂缝要小得多,但一般二三年后都能发现可见的板端裂缝。因此,板端缝的增强层应有较强的适应基层变形的能力,可采用以下方法处理:
2.1卷材增强层
采用卷材作增强层应采取空铺的方法。可采用200~300mm宽、1.2mm厚的高分子卷材或3mm厚改性沥青卷材单边点粘在板端处,或用压敏型粘结剂,然后铺贴大面积防水层。
2.2涂膜增强层
采用加胎体的防水涂料作增强层,涂料可采用与大面积防水层相容的高分子涂料或聚合物改性沥青涂料。其作法是,在板端缝处200~300mm宽范围先涂刷隔离层150~250mm(如石灰水、石蜡或压敏型抗裂胶),干燥后逐层涂刷防水涂料,铺设胎体,一般一布三涂或二布四涂,然后再施工大面积防水层。
3屋面天沟、檐口
天沟、檐沟和檐口处不但容易变形,而且受雨水严重冲刷,沟中也常常因长期积水、干湿交替而对防水造成严重破坏。很多工程的防水层,首先是沟中或沟沿防水层提早失效而发生渗漏,因此应在这些部位作增强层。由于天沟平面多变,施工工作面小,采用卷材是很不利的,当今许多设计以涂膜防水予以配套,这完全是正确的。对于天沟、檐沟和水落口处一般都作涂膜增强,有一布三涂和二布四涂作法,即在天沟交角处或者整个天沟和檐口先涂涂料,再铺增强胎体,再涂涂料1~2mm厚;在檐口处,构件断面形状复杂,可采取增强空铺层处理,或先涂隔离剂或压敏型抗裂胶后再作增强层。
4水落口、地漏、过水孔
这些部位处在两种材料交接处,由于混凝土和砂浆干缩和两种材料的胀缩不同,会使水落口、地漏、过水孔的周边产生裂缝。另外它也是雨水集中且容易积水的部位,而且所处位置工作面狭小,施工工序又多,施工质量难以保证。根据节点设防原则,应进行多道设防和节点密封处理,所以在水落口、漏斗和套管的周边,预留10mm。
5防水层收头
柔性柔性防水层的末端(卷材和涂膜)收头处,由于防水层的收缩,再经雨水和风力作用,常常提前翘边、脱层,在大面防水层之前渗漏。因此规范规定在卷材收头处必须用压条钉压固定,再用密封材料封口;在砖泛水处预留凹槽,收头压入槽中,再用水泥砂浆保护;混凝土泛水处理,收头上部要用卷材或金属覆盖保护;涂膜的收
头,则要求每遍涂膜层错开,不可集中于一处。
6穿过防水层的管道和预埋件
由于管道或预埋件和周围混凝土胀缩系数的不同,在管道和预埋件周围就会开裂发生渗水。因此抹找平层时管道根部应高出屋面并增设二布五涂的涂膜附加层。
地下室及水池穿过防水层的管道周围应留槽并用密封胶密封,管子中部加1圈遇水膨胀橡胶条。
7屋面出入口
屋面出入口因人们活动频繁会造成提早破损,出入口处防水层收头应处理妥贴,除外,应适当作增强层,并要求表面作保护层,如水泥砂浆保护层等。
8压顶
压顶处于屋面的最高处,直接暴露于自然环境中,受气候影响大,受整个纵向墙体温差、结构受力变形及墙体混凝土与砂浆干缩变形的影响也很大,因此即使是配筋混凝土压顶,其横向裂缝也是不可避免的。一般在3~5年内裂缝均会明显地开展,配筋混凝土压顶,在5~8m之内就会有1条裂缝开展,不配筋混凝土在1m左右就有1条裂缝。雨水顺裂缝到墙内,绕过防水层漏到室内,所以压顶必须作柔性材料增强层。一般是作在压顶下,如果选材不当,可能会造成压顶与女儿墙分层,目前只有聚合物水泥基涂料和聚合物水泥砂浆可以用于此处防水;另一种是将防水层作在压顶上面,采取卷材粘贴或用涂料涂刷。
9分格缝
为避免刚性防水层或找平层干缩和温差造成开裂而预先设置分格缝,分格缝有全分格、半分格(诱导缝)、埋置塑料模条分格等,作用是将块体的变形集中于缝中。缝的大小随时间经常在变化,因此必须在缝中嵌填高性能弹性密封材料,表面再用涂料加胎体覆盖。
10桩头
当地下防水为柔性迎水面防水并且有桩基础的工程,柔性防水到桩身处只能断开,桩头处就会形成渗水通道。桩混凝土浇至桩头时,往往砂浆较多,毛细孔丰富,凿桩头时,混凝土受振动作用,细裂纹很多,所以桩头是地下室渗漏的一个通道,因此必须按图1进行防水和密封处理。
11后浇带
为了克服建筑物温差伸缩或沉降引起建筑物开裂,往往设置变形缝;不设置时采用后浇带技术。当施工原因和技术要求不能满足后浇带的施工要求时,往往在后浇带与原混凝土间出现收缩裂缝而导致漏水。因此在施工后浇带时,对后浇缝两侧要进行增强防水处理。一般作法,在迎水面作表面增强处理或在缝中部埋止水带或遇水膨胀橡胶止水条。
12排水沟、坑及室内厨浴间
在沟坑的交角处是最易发生开裂的部位。地面与沟、坑的交角处,有盖板时的凹槽处常因形状复杂而发生质量问题,因此在这些部位应作增强层处理。一般增强层为一布三涂,因室内地沟和坑基层形状复杂,应采用涂料防水,不宜用卷材。
13门窗框周边和腰线
外门窗框的周边是漏水的主要点,腰线的上下部位也都是容易开裂处。因此要进行密封材料防水增强处理,即在门窗框与墙间留凹槽,填嵌高弹性密封胶,腰线上下交角处应作较大圆角和向外的坡度,涂刷透明防水胶增强。
14屋面上设备基座
在屋面防水层上安装设备时,应在防水层上作隔离层后浇筑细混凝土保护层,视设备质量决定其厚度,但不应小于30mm。
“芬顿试剂”最早由法国科学家芬顿在酒石酸的分解反应中发现,它是指在酸性条件下Fe2+与H2O2组合的体系。1964年加拿大的Eisenhauer首次在工业废水处理中加入芬顿试剂处理苯酚及烷基苯废水,之后很多学者都将芬顿试剂应用到有机物的降解中。例如,王中旭等以修饰后石墨/聚四氟乙烯为阴极,采用电芬顿反应降解纤维素。由于设备简单、操作简便、反应快速、高效等优点,芬顿氧化技术在有机污染物的水处理领域引起了国内外科学家的极大关注。
2芬顿反应的特点
芬顿反应通过Fe2+与H2O2反应产生强氧化性的羟基自由基(•OH)达到降解有机污染物的目的。反应机理如下:对比于其他氧化剂,•OH具有更高的氧化电位,氧化电位为2.80V,•OH与其它氧化剂的电极电位比较。氟的氧化电位最高,为3.06V,•OH的氧化性仅次于氟,因此具有更强的氧化能力。
3均相芬顿氧化技术的机理及应用
3.1超声芬顿氧化技术
超声辐射产生的空化效应在瞬间能释放高能量,利用这一原理,将超声辐射与芬顿氧化技术结合,使H2O2分子裂解形成具有活性的•OH基团,超声与Fenton试剂联用的体系被称为超声-Fenton氧化技术。超声-Fenton氧化技术的优点是:超声辐射能使H2O2分子裂解产生•OH,这样就能增加反应体系的活性基团,加速有机物的降解。Voncina等利用超声辅助的芬顿氧化技术降解6种活性染料(活性黄15、活性红22、活性蓝28等),研究结果表明芬顿体系中超声波的引入可以提高芬顿反应的效果。陈颖等采用准好氧矿化垃圾反应床+超声/芬顿联用技术对垃圾渗滤液进行预处理。在超声-Fen-ton最佳工艺条件下,COD、总磷和色度的最高去除率可达90%以上,且出水无臭。Zhang等研究了芬顿氧化技术对活性黑8(RB8)的氧化脱色和矿化的影响,研究表明利用超声波为辅助芬顿氧化技术能提高COD的去除率,但是对RB8的脱色影响不明显。超声-Fenton氧化技术由于超声的制备工艺及成本昂贵等问题,限制了该技术的推广程度和使用范围。
3.2微波芬顿氧化技术
在Fenton体系中引入微波的联用技术称为微波-Fenton氧化技术。微波诱导的芬顿氧化技术是近年发展起来的新型氧化技术。微波-Fenton氧化技术的优点是:微波能使带有磁性的污染物产生“热点”,这样能降低化学反应的活化能,缩短反应时间,加速有机污染物的降解。Homem等将微波一芬顿氧化技术应用到阿莫西林的降解中速率。Yang等将微波辐射与芬顿氧化技术相结合用于处理高浓度制药废水。结果表明,在微波功率为300W的最佳反应条件下,COD的去除率可达57.53%。但是与普通芬顿法相比,微波-Fenton氧化技术的缺点是处理费用较高。
3.3光芬顿氧化技术
在芬顿反应中,Fe2+和Fe3+都能与H2O2反应产生•OH,从而实现Fe2+和Fe3+的循环,但是Fe3+与H2O2的反应是这一循环反应的限速步骤。为了提高芬顿氧化的效率,研究者们将紫外或可见光与Fenton联用以提高芬顿体系的催化活性,这种紫外或可见光照射下的Fenton试剂体系被称为光-Fen-ton氧化技术。光-Fenton氧化技术的优点是:首先,Fe3+与•OH产生的(Fe(OH)2+)在光照射下可直接产生•OH和Fe2+,加速了Fe3+和Fe2+之间的循环。其次,光照射H2O2可直接产生•OH,提高了H2O2的有效利用率。再次,紫外光的直接照射可打破有机物现有分子结构而被直接降解或氧化,增加了有机物降解的途径。刘晓霞等采用UV-Fenton体系处理黑色KNB染料废水。研究表明,在酸性条件下,当KNB的初始浓度为50mg/L,H2O2为0.2ml/L,FeSO4为0.7mmol/L时,采用紫外光照射,反应1小时后染料废水脱色率几乎可达100%。Elmor-si等在酸性红73(MR73)的降解研究中,将紫外光引入Fe2+和H2O2体系中,可以有效提高芬顿体系的反应速率,UV-Fenton能促进目标物的降解和矿化。王继全等采用可见光与Fe2O3复合催化剂催化降解有机污染物,在可见光(λ≥420nm)的照射下,催化剂对RhB和MB都有着很好的催化降解效果。由于紫外光是可见光中的一小部分,其获得成本较高限制了紫外-Fenton氧化技术的推广应用。
3.4电芬顿氧化技术
电-Fenton氧化技术就是在电解槽中通过电化学反应生成Fe2+与H2O2作为芬顿试剂,当废水流入电解槽时,通过生成的H2O2与溶液中的Fe2+催化剂两者产生•OH来实现降解有机污染物的目的。电-Fenton氧化技术的优点是:首先,电-Fenton在原位生产H2O2,可以有效避免试剂在运输、储存过程中的风险。其次,电-Fenton可以利用O2产生H2O2,H2O2的产生可以由电化学作用调控,这样能有效提高H2O2的利用效率。再次,电-Fenton降解有机污染物除了•OH的氧化作用外,还有阳极氧化、电吸附的贡献。最后,电-Fenton降解有机污染物污泥产量少,可有效降低二次污染的风险。王盛将电-Fenton体系引入2-乙基葸醌改性气体扩散电极中处理含苯酚废水。通过电-Fenton体系的协同作用产生无选择性氧化剂•OH来,氧化降解废水中苯酚。当铁片作阳极,催化剂2-乙基葸醌大于20%时,降解60min后,苯酚降解率都保持在80%。宋燕为了解决水中个人护理品难以处理的问题,以石墨烯气体扩散电极为阴极,构建了均相电芬顿氧化体系,并应用于含三氯生模拟废水的氧化降解,结果表明,对于初始浓度为45mg/L的三氯生,强酸性条件下外加Fe2+,电芬顿氧化的处理180min,三氯生废水的降解率为73.9%。电-Fenton氧化技术利用了电化学反应和芬顿氧化能力,它与光-Fenton相比降解有机物的机制较完善,且降解途径增加,但是该项技术要求电极应有较高电位用于析氢,同时还需要具备氧还原电子的催化活性,对电极在废水中的稳定性和抗腐蚀性有很高要求,往往需要提高处理成本来获得高效的处理效果。
4结语
在工作阳极钛(钛基)表面涂上纳米级的贵金属[Pt(铂)、Pd(钯)、Os(锇)、Ir(铟)、Ru(钌)、Rh(铑)等]氧化物,在通电情况下于溶液中产生化学活性很强的自由基。如:在有Cl-存在时,阳极则生成新生态的氯(Cl•);在水中则会产生新生态的氧(O•)。这些新生态的自由基能迅速地与溶液中的有机物(如COD)、有色物质、氨氮等起化学反应从而达到降低其浓度的目的,对病毒、细菌和藻类的孢子也具有强大的杀伤力。除了产生自由基外还能产生显著的协同效应,如酸碱效应、沉淀效应、气浮效应、诱导效应和吸附效应等,因此能大大提高水处理效果。
2纳米催化电解技术主要影响因素
2.1电极
20世纪70年展起来的化学修饰电极,通过对电极表面进行修饰,将具有特定功能的分子、聚合物、纳米材料等固定在电极表面,改变电极表面特性,使电极具有良好的电催化性能,并降低工作电位,促使有机物在发生电极析氧反应前氧化降解,并获得良好的电极反应速率和更高效的电流输出,减少副反应发生和降低运行能耗。在此基础上发展起来的纳米级催化剂涂层技术,是现阶段比较有效的电极材料工艺。其拥有更低的工作电位和更高效的电流输出,可减少副反应发生和降低运行能耗。
2.2电解质
电解质浓度增大,溶液导电能力增强,槽电压降低,电压效率提高;但浓度高到一定程度后,电压效率的提高趋于平缓,增加药剂成本,并会增大后续深度处理的难度。此外,部分电解质如Na2SO4等惰性电解质,电解过程中不参与反应,只起导电作用,电解效率的高低仅与其浓度有关;而类似NaCl等电解质,在电解过程中不仅起导电作用,更参与电极反应,氯离子在阳极氧化,进而转变成次氯酸。次氯酸是强氧化剂,不但可直接氧化有机物,而且还能阻止有机物(或中间产物)在电极表面吸附,从而避免降低电极活性。
2.3反应器结构
现在多采用三维电极结构来代替二维电极结构,以增加单元电解槽体积的电极面积,且由于每对阳极和阴极距离很小,传质非常容易,因此大大提高了电解效率和处理量。三维电极所用的填充材料主要有金属粒子、镀上金属的玻璃球或塑料球、金属氧化物、石墨和活性炭等。此外,溶液pH值、电解时间、电流密度、溶液的传质因素、待去除的有机污染物特性等其它条件也对电解效率有较大影响。因此,深入研究有机污染物在电极上的反应历程,开发高效电极材料,确定最佳降解条件,对提高电解效率和降低处理费用是非常必要的。
3纳米催化电解技术在厦门市政污水处理中的应用
根据NCE的特点,其应用主要有如下几方面:
1)将尾水处理达到或接近饮用水标准,直接回用到日常生活中,即实现水资源循环利用。该方式适用于水资源极度缺乏的地区,但投资高,工艺复杂。
2)将尾水处理到非饮用水标准,不与人体直接接触,如便器冲洗、地面和汽车清洗、绿化浇洒和消防用水等。该方式适用性好,易推广。
3)将达到外排标准的工业污水进行再处理后循环利用,一般需增加膜处理装置等使其达到软化水水平。
4)应用于污水处理厂剩余污泥的前处理,从源头减少污泥产量。目前,NCE在厦门市政污水处理中应用的典型案例有污水处理厂中水回用、尾水消毒和污泥减量处理等。
3.1中水回用作为道路冲洗水
1)现场场地较为狭小;
2)设施要求安全性高,运行维护简单,可自动化运行;
3)确保尾水经处理后含有一定余氯;
4)污染物浓度、色度进一步降低。对常见的尾水消毒工艺(紫外、加氯、二氧化氯、臭氧和电解消毒等)进行比选,结合尾水水质和处理后出水水质要求,确定采用纳米催化电解+砂、碳过滤的处理工艺,设计并建设处理水量为300t/d的中水回用工程。其中,纳米催化电解机外形尺寸H1485mm×W820mm×D530mm,采用三相交流380V供电,额定输出直流电压0~50V,额定输出电流0~1000A,实际有效占地约10m2。电解机每个电解槽的电解容积约7.2L,电解停留时间一般控制在4s左右(根据实际进水量可进行调整),极板间距根据来水杂质颗粒大小一般选择间距为4mm,极板交叉分布。
3.2小型污水处理站尾水消毒
因厦门市本岛机场北侧工业区部分企业排放污水问题,拟在机场北侧车辆拆检定损中心北侧建设临时污水处理站,主要处理附近约1km2范围内产生的约30t/d污水。污水处理主体工艺采用一体式氧化沟,将传统污水处理技术中的格栅、厌氧池、好氧池和沉淀池集成一体,大幅度减少用地面积;同时采用高效射流曝气机,实现曝气和推流;由于系统无内、外回流,无复杂自动化控制系统,对运行人员要求低。在消毒工艺的选择上,考虑到污水处理站无人值守或仅设置设备看守人员的现状,确定采用运行管理简单的纳米催化电解消毒工艺,在提供消毒功能的同时,可适当降低出水色度和浊度,也方便衔接后续中水回用工程。该处理站设计规模为100t/d,占地约120m2,总投资约60万元。污水处理工艺为一体式氧化沟+转盘过滤+纳米催化电解+超滤膜过滤,污水经沉砂、隔油后提升进入篮式格栅,除去大于15mm固体垃圾后,进入一体式氧化沟,经历生物降解、过滤、电解消毒等处理过程,出水满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B排放标准,再根据去向选择外排或超滤后作为中水回用。该项目中利用NCE去除污水色度、产生微气泡去除浊度和产生强氧化性自由基实现消毒功能,相比常规加氯和紫外消毒工艺,无需补充化学药剂,设备简单易操作,运行稳定。2012年11月项目运行以来,出水水质指标中的粪大肠菌群值稳定低于10000个/L。该项目运行能耗约1.10kWh/t,其中电解机能耗约0.09kWh/t,因本项目处理水量较小,电解机采用单电解槽,且在电压、电流控制上进一步优化,能耗较低。电解机实际输出直流电压约3V,输出电流约150A。
3.3污水处理厂污泥处理减量
厦门前埔污水处理厂采用自主研发深度脱水工艺处理污泥,产生泥饼含水率<60%,泥质满足《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋用泥质》(GB/T23485-2009)标准,万吨污水产泥量从传统方法9.5t降至5.4t。为进一步降低污泥产量,拟利用纳米催化电解技术处理剩余污泥,减少进入后续工艺的污泥绝干量,从源头减少污泥产量。主要工艺流程与深度脱水工艺流程相似,区别在于剩余污泥先经纳米催化电解处理,利用电解产生的自由基和其他氧化性物质破坏污泥细胞结构,使污泥细胞内物质和结合水溶出并释放到溶液中,经提升进入重力浓缩池,随上清液溢流进入生化池补充碳源,从而减少进入化学调质池的绝干污泥量。经测算,污泥电解后,绝干污泥量减少16%;浓缩池上清液性质发生显著变化,但对污水处理工艺基本不产生影响,出水水质保持稳定。该项目电解质投加量相当于0.107kg/万t污水,约64元/万t污水,该指标可进一步降低,并通过余氯浓度指示。
4结语
关键词:水泥搅拌桩;地基处理
上世纪六十年代,瑞典岩土工程研究所(SwedishGeotechnicalInstitute)和日本运输省港湾技术研究所(PortandHarborResearchInstitute)分别研究出了一种采用石灰、水泥作为固化剂,通过专用的搅拌机械形成搅拌桩加固软土地基的一种深层搅拌方法。水泥搅拌桩技术经常被运用于地基处理中,对水泥搅拌桩技术的研究探索和不断更新改进很有实用价值。
我国于1978年开始对这种技术进行研究,20世纪80年代,开始将水泥搅拌桩技术应用于处理软土地基工程中,20世纪90年代水泥搅拌桩技术在我国迅速发展起来。本文就水泥搅拌桩技术在地基处理中的参数设计,施工流程,质量检测、及注意事项等四个方面进行了探索。
1水泥搅拌桩在地基基础处理中的参数设计
水泥搅拌桩复合地基主要由桩身、桩间土和褥垫层共同组成。水泥搅拌桩技术在运用之前主要要先确定水泥掺入量,桩径、桩长、加固范围、褥垫层、桩的承载力以及桩的布置形式等内容。
水泥掺入量:水泥掺入量为拟加固土体重量的15%。水泥搅拌桩固化剂建议采用强度等级为32.5级及以上的普通硅酸盐水泥。
桩径:根据《建筑地基处理技术法规》JGJ79-2002以及成桩施工机械等因素确定,工程水泥搅拌桩直径采用500mm为宜。
桩长:同样根据《法规》,水泥搅拌桩的长度宜穿透软弱土层道道承载力相对较高的土层。工程水泥搅拌桩有效桩长不小于9m,桩体必须进入第5层粉细沙层,不得少于0.5m。
加固范围:根据《法规》,水泥搅拌桩可只在基础平面范围内布桩。工程基础采用钢筋混凝土条形基础,水泥搅拌桩在条形基础宽度范围内布桩。
褥垫层:根据《法规》,水泥搅拌桩复合地基应用在基础和桩之间设置褥垫层。褥垫层厚度取300mm,其材料选用中粗砂。
桩土承载力:桩身材料强度确定的单桩承载力应大于或等于由桩土和桩端土的抗力所提供的单桩承载力。一般单桩承载力应大于或等于80KN,复合地基承载力应大于或等于150KN.
桩的布置形式:根据需要用小木桩定好制桩点。
2水泥搅拌桩在地基基础处理中的施工流程
2.1施工场地的选择和平整
水泥搅拌桩技术主要适合处理正常固结的淤泥与淤泥质土,素填土、泥性土,泥炭土,有机质土和含水较高地基承载力标准值不大于120kpa的粘性土、粉土等软土地基。
2.2对搅拌机械在施工前的检验
水泥搅拌机施工机械在所有钻机开机之前应由监理工程师和项目经理部组织检查验收合格后方可开钻,特别注意水泥搅拌桩管道是否有堵塞现象;水泥搅拌机施工机械必须保持好良好的稳定性能;检查水泥搅拌机施工前配电脑记录仪器和打印设备是否安装就序,以免不能随时了解和控制水泥浆用量及喷浆均匀程度,从而引起地基质量不合要求。
2.3试桩
根据施工现场的实际情况,在现场需要进行软基处理的范围内,在地表,中间和桩底位置各取出若干土质,进行比较。选取土质最差材料用作施工配合材料,一般选取3-5组用作配合比的试验,在配合比试验时用各种土质与几种分量的水泥制成水泥、土混合料,制作成圆柱型试件后进行室内标准养护。
选用的水泥要经过检验合格才可使用,水泥用P032.5级及以上的普通硅酸盐水泥为好,严禁使用矿渣水泥或火山灰水泥,水灰比宜采用0.45~0.50,另可加少量的石膏粉和减水剂,用量分别为水泥用量0.5%~1%为合适,以保证搅拌桩的质量。在施工比配合完成后进行工艺性试桩,工艺性试桩可以采用二喷四搅的搅拌施工工艺,即第一次正循环钻进至设计深度后打开高压注浆泵,接着反循环提钻井喷水泥浆液,直至提升到工作基准面以下0.5米,第二次重复搅拌下钻井喷水泥浆至设计深度,最后反循环提钻至地表面。复搅的目的是使水泥浆和土体充分搅拌均匀。
2.4制浆打桩
用小木桩定好制桩点,调平钻机,保持钻杆垂直度小于或等于1%。启动搅拌钻机,控制好钻进速度,钻进速度不应大于1.2m/min;穿越粘土层时,钻进速度不应大于0.8m/min,在钻进50m后,开动空压机喷压缩空气,以防止钻进时堵塞喷浆口,同时可以借助压缩空气减少负载扭矩,使钻进顺利。制浆时,应按每根桩的需要,一次配足浆液,以保证每根桩的掺合比的稳定性和浆量充足,每根桩的正常成桩时间不应少于40min.喷浆压力不小于0.5mpa。
3在水泥搅拌桩施工过程中的注意事项
(1)派专人负责水泥搅拌桩的施工,对水泥搅拌桩实施全程监控。
(2)相关负责人重点检查水泥用量、水泥搅拌机压浆过程中是否有断浆现象,注意喷浆搅拌时间以及复搅次数是否正常。
(3)施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间,每根桩开钻后应连续作业,不得中断喷浆。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。
(4)施工过程中如果发现喷浆量不足,应按照监理工程师要求整桩复搅。复喷的浆量不小于设计用量。
(5)现场施工处应配备施工记录人员,对施工桩日期,天气、喷浆深度、停浆标高、钻机转速,浆液流量、复搅深度等进行详细记录。
4水泥搅拌桩在地基基础处理中的质量检测
(1)施工完成后3d内的N10轻便触探试验,主要是目的是检验水泥搅拌桩桩身水泥浆液的分布均匀性,轻便触探深度一般不大于4m,检测频率为施工总桩数的1%,且不少于三根。
(2)施工完成28d后进行的水泥搅拌桩承载力(静载)试验,可采用复合地基承载力试验和单桩承载力试验。主要目的是检验水泥搅拌桩完成后地基的承载力是否得到提高,检验桩身否达到设计和规范要求,检验数量为施工总桩数的0.5%~1.0%。且每项单体工程不应少于3根。
(3)经轻便触探和静载试验后对桩身质量有怀疑时,在成桩28d后,用抽芯机对桩体进行抽取芯杨,主要目的是检验桩身的强度、完整性桩土搅拌均匀度及桩身长度。检验桩身强度是要求抽取芯样送检测机构进行28d和90d的无侧限抗压强度试验。检验数量为施工总桩数的0.5%,且不少于3根。
对于深层搅拌法施工的水泥搅拌桩现场质量检测,除了根据国家规范JGJ790-2002建筑地基处理技术规范应在现场进行轻型动力触探,钻孔取芯,吊桩载荷试验,还可以建立现场强度与桩内混合强度的数据库,改进检测方法。例如,发明专利:基于混合均匀度的深层搅拌混合土的现场检测方法。
随着我国高速公路飞速发展,一、二级公路的扩建,基础设施的不断新增和改进,村、乡公路迫在眉睫;随着城区的交通道路网不断扩大和完善,城市道路网络逐渐辐射到了城市周边以前是耕地、鱼塘随和淤泥等地区。这些工程的地基处理都需要用水泥搅拌桩技术对泥土进行加固。水泥搅拌桩以其独在工程应用时采取特殊机械将水泥粉或水泥浆喷入软土中,并进行强制搅拌而形成复合地基或挡水结构,在高速公路软土地基处理、高层建筑坑支护、污染场地隔离等工程中得到了广泛应用。目前该技术还广泛地运用于我国铁路、公路、市政工程、港口码头和工业与民用建筑等行业的软基处理加固工程。水泥搅拌桩技术将在实践运用与科学研究中发挥越来越重大的作用。
关键词:市政污水;污水处理;问题;对策
中图分类号:R123文献标识码: A
本文针对市政污水处理中存在的问题及措施,首先分析了市政污水处理中存在的问题,对其存在的问题给出了解决的措施,并分别对其进行了如下探讨研究。
一、市政污水处理中存在的问题
1、监管力度不够
从我国的法律法规来讲,在生产管理过程中,监管力度工作不够。随着我国社会经济的发展,很多城市为了促进发展,实行招商引资政策,为了能够很快的找到投资商家,降低了对投资商家的监管标准,有的监管部门甚至和商家打成一片,睁一只眼闭一只眼,污水处理问题很是让人闹心,由于监管部门属于政府部门,污水处理工作是一个绩效工作,但是当今的污水处理绩效考核并不理想,导致相关的监管管理人员不积极工作,责任心不高。
2、违规现象很严重
随着我国经济的快速发展,频频出现了一些大的企业。在这些大企业中,有很多都是污水排放量大的的行业。另外,随着市场经济的发展企业与企业之间的竞争非常的激烈,有的企业为了降低企业生产成本,就对污水处理问题不够重视,从而导致违规排放现象很严重。
3、污水处理人员综合专业素质低下
在当今的污水处理工作中,污水处理部门由于聘用一些其他行业的人员,由于这些新聘的工作人员从来没有从事过污水处理的工作,而且很多污水处理人员没有经过专业的培训就直接上岗,而这些污水处理技术人员都是初中以下学历,只有一小部分是高中学历,大学本科几乎没有。这些污水处理人员学历不高,缺少提高污水处理的意识,所以,在日常的污水处理工作中,工作怠慢,遇到一些责任问题互相推卸,在使用机械设备的时候,力不从心等。久而久之,形成了不和谐的工作氛围,在污水处理工作中缺少相应的责任心。
4、城市污水处理不够彻底
因我国只有 40%的城市拥有城市污染处理厂,而另外 60%的城市没有城市污水处理厂,就对还没有经过处理的生活用水、工业废水进行排放,使生活用水和工业废水流入河道、湿地以及渗入地层,从而对人民群众的生活健康带来威胁。据我国相关人员调查分析,在 2002年,我国城市污水排放和工业污水经过城市污水处理厂进行的排放总量是 4.4×1010m3,而未经过城市污水处理厂处理过的城市污水排放总量是 3×1010m3,因此,我国大部分城市的城市污水没有得到有效的处理。另外,由于我国大部分城市的城市污水得不到有效的处理,从而造成我国有 80%的上流河段严重受到城市污水的污染。虽然,我国政府和相关单位正在努力建设城市污水处理厂,但是由于我国的污水处理厂的污水处理设备的稳定性和质量比较差,从而使我国城市污水的处理仍然不够彻底。
5、城市污水中的有机物质没有进行有效的利用
由于粪尿具有氮、磷、钾 、钙、镁、硫、铁等化学有机质,而这些元素通常是农家肥所具有的特点。目前,我国大部分的粪尿都是经过化粪池对其进行碳化、污染和发酵,从而使粪尿中的化学元素失去了应有的利用价值,粪尿当中的化学有机质可减少农村对化肥的使用,从而使农村耕地的土壤不会板结化。另外污水处理厂要是对粪尿进行处理会需要大量的技术、设备、资金、人力资源以及能源,所以为了节约应该对城市污水中的有机物进行有效的利用。
6、污水处理厂运行经费不能到位
在目前的一些城市中多数都存在着污水处理的问题,尤其是一些中小型城市跟存在着污水处理问题。主要的原因主要有两点:一方面是由于政府污水处理部门不够重视污水处理建设的规划工作。另一个主要的原因就是政府污水处理部门缺少对污水处理厂资金的投入,在资金投入上,政府没有多方筹措资金,导致污水处理厂运行经费不能到位。
7、城市污水处理造成的二次污染
因城市污水经过处理之后会留下污泥,而留下的污泥中含有病原微生物、重金属、寄生虫卵等,这些污泥所含的物质会具有臭味、不易填埋以及容易腐烂其它物质等特点,如果相关单位和相关人员没有对其进行妥善的处理就会造成二次污染的情况发生。另外,据相关人员调查表明,我国某市的污水处理厂对城市污水中的氨氮去除率不足 45%,造成了污水氨氮的浓度超标并使城市污水处理厂变为污染源头,该市造成氨氮超标的主要原因是该城市污水处理厂的技术和设备不够先进存在着一定的缺陷,从而不能对城市污水进行彻底的处理,造成了二次污染。
二、市政污水处理中存在问题的解决措施
1、污水处理厂要加强自身的污水处理管理
污水处理厂要制定自身的污水处理管理制度的目标,要有指定的污水处理负责管理机制体系,在污水处理管理机制体系中包括污水处理的卫生情况、要保证人民群众的生活环境处于卫生状态,要高度的认识污水处理的问题在污水处理厂日常管理工作中的重要性。在污水处理厂处理污水这个问题中,除了其厂里的员工外就是生活在周围的市民群众,在这种快节奏的城市生活中,如果污水处理这个问题得不到完善的解决,就很容易给人民的生活环境带来麻烦。所以说,为了不会发生这种现象,污水处理厂只有加强自身的污水处理管理,才会确保人民的正常生活不会受到影响,才会保证人民生活环境的安全。
2、政府要加强和完善建立内部污水处理管理机制体系
政府首先要确定完善的污水处理管理机制体系,明确的分配政府内部污水处理部门人员负责的工作内容,这样可以有利于对政府内部污水处理部门人员更好地进行奖罚和管理。其次,政府要设立专门的污水监管人员,以便有利于政府污水处理部门更好的对投资商家进行督查和检查。另外,政府一定要加大污水处理人员的奖罚制度,对于政府内部污水处理部门中的监管人员工作绩效高的,一定要给与奖励,反之,对于对于政府内部污水处理部门中的监管人员工作绩效低的,政府一定要给与惩罚。
3、提高政府内部污水处理监管人员的的整体素质,政府污水处理部门要加强对监管人员的培训工作
政府内部污水处理监管人员的的整体素质对政府在污水处理问题上有重要的影响。例如,在日常的污水处理工作中,一定要提高监管人员的的责任心,如果政府在日常的污水处理问题工作中,一旦出现污水处理问题,就需要监管人员及时的对其存在的污水处理问题进行及时的解决处理。一支具有高素质的监管人员队伍能够在污水处理工作过程中,可以很大程度的降低污水问题的发生。另外,政府要加大对污水处理监管人员的培训工作。在日常的污水处理工作中,政府要对一些污水监管人员在对污水处理淡薄观念不强的情况下,要对其进行提高污水处理监管人员的工作意识,让他们养成良好的监管习惯,这样才能促进政府对污水处理工作,能够真正的满足现代城市人民生活环境安全。
结束语
由此可见,市政污水处理是一项复杂的系统工程,在污水处理的过程中,污水处理的不好,会对市民的生活环境有很大的影响,同时也更使城市受到了严重的污染。只有高度的重视市政污水处理中存在的问题,然后对其存在的问题找出合理、完善的解决措施,这样才能确保市民的生活环境安全以及减少城市污染的现象发生。
参考文献
【关键词】税收;收入分配;调节效果
一、西方对税收调节收入分配的理论研究
西方对税收调节收入分配差距的理论研究最早源于社会政策学派的代表人物瓦格纳(1931),他对资本主义社会进入垄断阶段出现的“贫富两级分化,社会矛盾日益激化”现象,提出了“赋税就是以满足财政上的必要的同时,或不问财政有无必要,以规定国民收入的分配及国民财产的分配,借以矫正个人所得与个人财产的消费为目的的所征收的赋课物”以稳定社会秩序。瓦格纳的“个人所得赋税论”奠定了各国建立个人所得税制度的理论基础;随后,国家干预主义、经济自由主义、现代税制优化理论以及公共选择学派对税收调节收入分配作用进行了大量研究,其中以国家干预学派的理论最为丰富。国家干预经济学派的鼻祖凯恩斯在探究20世纪30年代资本主义爆发的经济大萧条成因时,发现居民的消费能力不足和较低的生活水平造成了“有效需求不足”,而“有效需求不足”正是生产过剩的根源。为此,凯恩斯提出了“国家干预”思想,主张通过有效的政策干预以刺激“有效需求”,可以通过减税刺激居民的消费;此后,凯恩斯学派的继承者在吸收了凯恩斯“国家干预”思想的精华上完整的论述了“税收调节收入分配”的理论。他们主张实行所得税为主的税制结构,只有提高所得税的比重,降低商品税的比重才能实现重新分配财富的作用。税率应以累进税率为主,在累进税率的所得税税制下,才能加大对富人的收入转移,同时调节收入差距的效果就大;马斯格雷夫(1959)提出了公认的财政“三大职能”将收入分配职能正式系统的写入了财政的职能体系。他认为“调节收入与财富的分配,使之符合社会上认为‘公平’或‘公正’的分配状态,就称之为分配职能”,目的就是实现收入分配公平和缩小各收入阶层之间的收入分配差距;随后,国家干预主义学派的新剑桥学派、新古典学派、新凯恩斯学派不断的对税收的收入分配调节思想进行了丰富和深化,在这些学派中以新凯恩斯学派最为典型。新凯恩斯学派的学者发现用凯恩斯学派的“有效需求不足”不能解释20世纪70年代西方国家出现的“滞涨”,他们在吸收了理性预期假设和厂商利润最大化、家庭效用最大化的微观经济基础上建立了新凯恩斯主义宏观经济学。新凯恩斯学派代表人物斯蒂格利茨认为税收调节收入分配的作用在于“调节国民收入和财富的分配,增进社会福利”,他指出收入分配公平的税制选择是不可能兼有效率和公平,公平的关注必然损失效率,损失的程度造成了公平性税制的选择难度。当一国税制以收入分配公平为目的时,大幅度的累进性税制就会在公平增加的同时,以经济效率的损失为代价,最优的税制选择必然是公平和效率的最优选择。
二、西方对税收调节收入分配的文献述评
由于西方以所得税制为主体的税制结构由来已久,对税收调节收入分配效果的实证研究也主要聚焦在所得税的收入分配效应上。所得税累进程度的测量直接决定了其调节收入分配的效果。早期的税制累进程度的测度只局限在税率结构上,Pigou(1929)、siltor(1948)、musgrave et al.(1948)、Dalton(1955)从不同角度利用平均税率和边际税率测量了个人所得税的累进程度,发现累进程度越强,实现“正确的”收入分配的作用也就越强。Oberhofer(1975)发现不仅税率结构具有分配效应,税基也具有收入分配效应。税基的宽窄、减免税政策等都能在不同程度上影响所得税的收入分配效应。Kakwani(1977),Suits(1977)发现既有研究“没有区分平均税率和边际税率对收入分配的不同影响”,在对税收水平与税率结构进行剥离后,将衡量收入分配差距的基尼系数进行分解,分别提出了累进性指数和suits指数来测量税制的累进程度,将衡量收入分配的税前基尼系数与税收集中度或税后基尼系数作比较,当税前基尼系数与税后基尼系数之差为正值时说明税制结构是累进的,税制结构对收入分配不公具有矫正作用;当两者之差为负值时税制结构是累退的,对收入分配不公不但没有发挥矫正作用,反而起到了加速差距扩大的作用,税制的公平性不足。Steuerle et al.(1981)发现Kakwani(1977)和Suits(1977)没有分解税制要素对累进性的影响,将税制要素加入累进性指数后发现,个人所得税的非应税收入、税收优惠、税率结构都在一定程度上分别对收入分配具有效应。Pfalher(1990)遵循税收体系角度入手研究税率结构和税基两方面对收入分配的总体效应,提出了以基尼系数为基础的分解公式来研究税制的整体收入分配效应。西方税制结构的累进性研究也逐步拓展到间接税,Slesnick(1986)采用了一种新的方法测量商品税的累进性,发现间接税的收入分配效应依赖于价格,当存在一个累进性的最优税制时统一的税收体系就能显示出调节收入分配的优势。随后,Kakwani(1988)、Hassan et al.(1996)、Verbist(2004)、Baer et al.(2008)等选取不同的累进性测度指标对不同国家直接税、间接税或者各税种的累进性进行了测度,发现以直接税制为主的国家,累进性的所得税是缩小收入分配差距的一个重要途径;以间接税为主的国家,累退的间接税在一定程度上造成了收入分配的不平等;就各税种而言,累退性的商品税对收入分配差距的作用与累进性的所得税相反。当然,在西方既有研究中也出现了“收入分配差距越大,税收的再分配能力就越弱”(Bjorvatn(2001)),个人所得税在发展中国家的收入分配作用效应很小(Bird et al.(2007))。但是,主流研究从不同程度上肯定了税收对调节收入分配差距起到的作用。
三、我国对税收调节收入分配的理论研究
我国税收调节收入分配作用的理论研究源于20世纪80年代,叶振鹏(1980)、姜维壮(1980)、安体富(1984)、陈共(1984)提出财政的“调节职能”,即财政收支应起到改变社会各阶层的国民收入份额,调整收入分配关系,使得我国财政职能从“分配、监督”职能扩展到了“调节职能”。陈共(1994)年提出了财政的三大职能“资源配置职能、收入分配职能、经济稳定和发展职能”,正式确立了“收入分配职能”,即通过财政资金的调动来缩小社会成员的收入差距,实现公平收入分配目标。郭庆旺(1995)、樊丽明(2000)、高培勇(2006)、安体富(2007)都对税收调节收入分配理论和作用机制进行了系统的研究,从税收制度、所得税累进性、遗产税、税式支出等角度论证了税收能够担任调节收入分配差距的重担,强调了税收是调节收入分配差距的重要途径。贾邵华(2010)从国民收入三次分配流程中的税收调节收入分配作用机制入手,以图解的方式分析了国民收入分配的税收调节作用,并对税收的调节作用进行合理定位。
四、我国对税收调节收入分配的文献综述
随着我国经济的快速发展,人民生活水平提高不断的同时收入分配差距扩大的趋势逐步显露。我国财政税收学者纷纷从税制公平性(累进性)角度对调节收入分配差距进行实证研究。平新乔(1992)运用西方平均税率累进性、应纳税额累进性和剩余收入累进性对我国平均税率的收入分配效应进行了研究,发现不同收入阶层的平均税率差异越大,累进性越强。王雍君(1995)运用税前与税后基尼系数之比测量税制结构的累进性,比值在0-1之间时,累进程度越高比值越接近零。钱晟(2001)在分析我国现行税制在调节居民收入分配过程中存在着明显的累退倾向,调节收入分配上的税种设计也过为单一,在征税政策上也没有考虑到人文特色,提出了完善个人所得税税制体系以调节居民收入分配差距的措施。随后,我国学者从不同角度对税收的调节收入分配效应进行了研究。刘怡(2004)、李绍荣等(2005)、郝春红(2006)、王志刚(2008)、寇铁军(2008)、刘怡等(2009)、郭庆旺等(2011)、聂海峰等(2012)运用Kakwani指数,Suits指数、平均税率或模型对我国的税制结构、税系、税种进行了累进性度量,得出了大致相同的结论,即流转税有明显的累退性,增值税、消费税、营业税的累退累进性在各年表现不一;个人所得税的累进性对收入分配的调节表现不足,提出了优化税制结构,从以“流转税”为主的税制结构转向“流转税、所得税”为主的双向税制结构。刘尚希等(2004)在对个人所得税采用累进税率和单一税率的收入分配作用差异进行比较后,提出了单一税率的有效所得税制。徐进(2006)从商品税对个人收入使用过程的收入分配调节出发等提出了从个人所得税税率和商品税的税种设计上使税收发挥收入分配的调节作用。王亚芬等(2007)、饶海琴(2010)等运用税前税后基尼系数、平均税率分析了个人所得税对全国和上海地区分类分层城镇居民收入差距的调节效果,发现个人所得税对高收入者的调节效果较弱。王乔(2008)、赵桂芝(2010)运用基尼系数对我国税制结构影响居民收入分配差距进行了实证研究,发现流转税为主体的税收体系对居民收入分配差距大体显示出逆向调节,个人所得税的调节效果不显著,我国的税制结构没有起到调节收入分配的作用。此外,卢洪友(2011)从公共物品成本分摊角度,何辉(2007)从利息税的角度分别分析了税收的收入分配调节作用。
参考文献
[1]赵桂芝.中国税收对居民收入差距分类分层调节效应研究-基于城镇居民视角的分析[J].北京工商大学学报(社会科学版),2010(3):53-57.