关键词:清洁生产; 污水处理; 工艺; 运行; 管理
Abstract: wastewater treatment as a make sewage to use again into a water body or the water quality requirements, of the sewage purifying of the important work. Wastewater treatment is widely used in agriculture, transportation, energy, petrochemical industry, construction, environmental protection, urban landscape and other areas, sewage treatment in People's Daily life will play more and more about important role. This paper to kunshan jinxi sewage treatment plant, for example, from the sewage treatment process related concepts talked about that, and then on urban sewage treatment plants three kinds of wastewater treatment process specification, and kunshan jinxi in sewage treatment plant the process effect, for example, the last of kunshan city jinxi of sewage treatment plant production management experience was introduced.
Keywords: clean production; Sewage treatment; Technology; Operation; management
中图分类号:U664.9+2文献标识码:A 文章编号:
前言
所谓的污水处理就是通过采用各种物理的、化学的或生物的处理方法将污水中所含的污染物转化为无害物或将其分离出来,从而使污水得到净化的一个过程。相应的污水处理工艺就是对包括生活污水和工业污水在内的各种污水,采用经济的、科学的、行之有效的合理的处理工艺方法。
一、污水处理工艺概述
(一)污水处理分类
按污水来源分类,可将污水处理划分为生活污水处理和生产废水处理两类污水处理。其中生活污水处理就是对日常生活产生的污水的处理,这些污水主要是指各种各样的有机物和无机物及其混合物,其中包括纯溶液、悬浮和漂浮的各种各样的固体颗粒以及凝胶状和胶状扩散物等;生产废水处理主要包括工业废水处理、农业污水处理以及医疗污水处理等。
(二)常见的污水处理方法
笔者参阅相关文献,总结以下几种常见的污水处理方法:
第一、物理处理法。这是一种通过物理或机械的分离过程的一种处理方法,包括沉淀、过滤、离心分离以及上浮等技术方法。
第二、化学处理法。这是一种通过加入化学物质与污水中有害物质发生化学反应的转化过程的处理方法,包括氧化、还原、分解、中和、混凝、化学沉淀等方法。
第三、物理化学处理法。这是一种通过物理化学的分离过程的一种处理方法,包括吸附、萃取、离子交换、电解、渗透等技术方法。
第四、生物处理法。这是一种通过微生物在污水中对有机物进行氧化和分解的新陈代谢过程的方法,包括生物滤池、活性污泥、生物转盘、厌气消化等技术方法。包括厌氧生物处理和好氧生物处理两类
(三)污水处理的一般工艺流程
现代污水处理按处理程度划分,可将污水处理的工艺流程划分为一级、二级和三级污水处理工艺流程。
第一、一级污水处理工艺流程。该流程主要净化污水中那些悬浮状态的固体污染物,大部分物理处理法可以完成这一级处理的要求。作为二级处理的预处理,经过一级处理的污水,其毒害物质一般可去除三分之一左右,还不能达到排放的标准。
第二、二级污水处理工艺流程。该流程主要去除污水中呈溶解状态的胶体等有机污染物质,通过该流程,绝大多数的有机物都得到了净化,达到了有机污染物的排放标准。
第三、三级污水处理工艺流程。该流程是用来进一步处理难降解的有机物以及容易导致水体富营养化的氮和磷等可溶性物质。该流程主要用到的方法有生物脱氮除磷法、活性炭吸附法以及离子交换法等。
概括的讲,整个过程为原污水经过通过粗格栅的污水提升泵提升后,在经过砂滤器或格栅之后进入沉砂池,将经过砂水分离的污水排放到初沉池,这一过程称为一级处理;初次沉淀池的出水通过采用活性污泥法和生物膜法进入生物处理设备,经过生物处理设备的出水进入二沉池;二次沉淀池的出水经过生物脱氮除磷法、活性炭吸附法以及离子交换法处理后进入三级处理,完成整个污水处理工艺流程。昆山市锦溪镇地处环太湖流域,污水处理厂出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。
二、城镇污水处理厂主要的污水处理工艺说明
(一) 改良型SBR生物处理技术
改良型SBR是序列间歇式活性污泥法的简称,它是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术。其工艺原理是预先培养一定量的活性污泥于反应器内,当废水进入反应器后,这些活性污泥就会与污水中的微生物混合在一起,这样的话微生物就可以利用污水中的有机物进行新陈代谢,从而可以将有机物降解,并将其沉淀分离,达到废水处理的效果。改良型SBR生物处理过程主要由初期的去除与吸附、微生物的新陈代谢以及沉淀物的形成等几个净化过程来完成污水处理的。锦溪污水处理厂所辖农村污水处理站有采用该类型工艺,出水水质较稳定达标。
改良型SBR生物处理污水处理工艺流程为:进水泵房曝气沉砂池改良型SBR生物处理反应池紫外消毒系统出水。
(二) 氧化沟生物处理技术
氧化沟又名氧化渠,其构筑物多呈封闭的环形沟渠。它是SBR生物处理技术的一种变型。由于氧化沟生物处理技术的污水和活性污泥在曝气渠道中是不断循环流动的,所以氧化沟又称为循环曝气池。其中氧化沟一般由导流和混合设备、沟体、曝气设备和进出水装置等组成,沟体一般采用的呈环形、长方形、L形、圆形或其他形,沟端的形状多为矩形和梯形。一般较大型城市污水处理厂采用该工艺,是锦溪污水处理厂二期20000M3/D的备选工艺。
氧化沟生物处理污水处理工艺流程为:进水泵房初沉池氧化沟生物处理池二沉池紫外消毒系统出水。
(三) 倒置A/A/O生物处理技术
倒置A/A/O工艺是是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称。该工艺处理效率比较高,一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂的污水处理,与效率呈正比。倒置A/A/O工艺的基础建设费和运行费用也非常的高,而且运行管理的要求也非常高,所以倒置A/A/O生物处理技术多用于大中型城市污水厂的污水处理。锦溪污水处理厂目前10000M3/D规模选用倒置A/A/O工艺,并增加深度处理工艺―化学沉淀除磷,新型有阀漏池去除SS,目前运行稳定,出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。
倒置A/A/O生物处理技术污水处理工艺流程为:进水泵房初沉池倒置A/A/O生物处理池二沉池紫外消毒系统出水。
三、污水处理工艺的管理经验
笔者作为昆山市锦溪污水处理厂的管理人员,从事污水处理厂的管理工作已有多年,积累了一些污水处理工艺的管理经验,这里总结一下,与行业的同仁一起分享。
(一)建立和健全各项管理规章制度
为了做到污水处理工艺的精细化管理,昆山市锦溪污水处理厂自运行以来,根据自身的实际情况,在借鉴其他兄弟公司成功经验的基础上,制定了各项污水处理管理的规章制度以及污水处理的操作规范流程,同时在污水处理工艺的运行中不断健全各项管理规章制度,严格各项污水处理的操作规范流程的执行情况。充分保障污水处理工艺运行管理的良性循环。
(二)加强对专业技术人员的培训
人才是做好污水处理的关键,尽管不少从事污水处理的相关人员都具有一定的专业知识,但这些专业知识往往与实际管理相脱节。鉴于这种情况,昆山市锦溪污水处理厂采用了理论讲课与实际操作相结合的培训机制,强化对专业技术人员的培训学习力度,通过对专业人员的培训,使其掌握实际条件下污水处理工艺的各项核心技术环节,熟悉污水处理的实际工艺流程,明确流程的要领,通过提高人才的专业技能来有效提高污水处理的质量和效率。
(三)做好各项技术改造
除了做好上述的工作外,还要做好各项技术改造工作,其中主要包括对沉降的处理、对设计缺陷的整改、对设施缺陷的整改、对设备缺陷方面的整改、对污泥调节池的改进以及对出泥管道的改进等。
(四)做好标准化建设认证
近两年来,锦溪污水处理厂上下一致,先后完成了清洁生产认证、ISO14001和ISO9001认证,全厂建设踏上一个全新的台阶。
结语:水作为人类的生命之源,做好生活和工业污水的处理工作,保护生态环境,是实现人类可持续发展的根本保证,因此,做好污水处理工作意义重大。污水处理的核心在于污水处理工艺流程的实施,随着科学技术的进步,各种生物、物理和化学技术的应用大大提高了污水的处理效率,然而污水处理工艺在运行时还应注意一些细节的技术问题,正所谓细节决定成败,做好细节的技术问题,将决定污水处理的质量和成效。
参考文献:
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那些处理过的污水,当然不是供人饮用,而是供采莲河作为景观用水,每天供水约2万立方,其余的则排放到船房河和西坝河作景观用水,这些河道的补水水质,达到了国家要求的标准。
厂区除了简单的办公楼,吸人眼球的是环形的污水处理设施。
穿过绿化带来到污水池边,就是翟媛每天取样的地方,正在净化的污水不停地翻滚着,多少会有一丝腥味。
戴上手套,手握取样瓢,翟媛从污水池中舀出污水注入两个塑料容器中,30分钟以后,她开始观察和记录,回到办公室,她将这些数据输入电脑中进行分析,为下一步的污水处理提供参考。
这几乎就是25岁的翟媛每天的工作。
2011年的时候,翟媛考上昆明理工大学,就读的专业,就是水处理。在校期间,除了理论学习,她还来到昆明市第一水质净化厂进行实习,对整个水质处理工艺流程进行初步的了解;学习期间,班上的学生通过学校组织,对昆明市现有水处理工艺有了初步的认识。
2014年,她又进入昆明市第二水质净化厂进行毕业实习,主要是对各个岗位的跟班实习。翟媛的悟性很好,仿佛生来就跟水有,理论和实践的结合让她如鱼得水。
翟媛天性文静,这让她面对任何与水有关的事务都能沉得下心来,认真负责,积极学习相关工作流程及专业技术知识,塑造了较高的业务水平和沟通协调能力,在实习中积累了丰富的经验。
2015年7月,翟媛考进昆明滇池水务股份有限公司进行上岗培训,对昆明滇池水务股份有限公司旗下所有水质净化厂现有的水处理工艺有了进一步的了解。7月底,在水务公司组织下,翟媛对资质认证进行了培训考试,并以优异的成绩获得了国家废水处理工四级证书。8月,她正式分配到昆明市第一水质净化厂生产科工作,主要负责生产运行报表整理及工艺运行总结。
开始进厂的时候,翟媛看到那些报表上的数据,还是有点蒙。数据的变化意味着水质的变化,但究竟如何从专业上进行解读,她还得请教师傅。大概每一个年轻人的成才,都离不开师傅的传帮带。不过师傅领进门,修行在个人。能否出师,就看自己的造化了。
翟媛没有让自己失望,也没有让师傅失望,她如饥似渴地学习岗位技能知识及实际操作技能,做到了理论与实际相结合。
参加工作还不到一年,机会来了。2016年4月,她代表昆明市第一污水净化厂参加云南省第十三轮职工技术技能大赛污水处理工种的比赛,让自己的专业技能知识又有了进一步的飞跃,也接触到了自己在厂内工作岗位上无法接触到的知识及实际操作技能。
随后通过层层选拔进入了云南省第十三轮职工技术技能大赛污水处理技能竞赛决赛,并获得了技术技能状元称号,同时获得了国家废水处理工二级证书。
2016年7月,她被借调至昆明市滇池管理局名下草海及周边水环境提升综合整治指挥部,主要负责滇池及草海周边水环境整治工作,10月参与了“关于昆明滇池流域及牛栏江补水区农村生活污水处理设施尽职调查”,对农村水处理有了深刻的体会。
中图分类号:[R123.3] 文献标识码:A
一、前 言城市化是现代化的一个标志,在我国城市规模的分类为:城市人口在20万人以下的为小城市,20~50万人为中等城市。随着社会经济的发展,中小城市污水处理厂的建设已经日趋普遍。如何根据中小城市的特点优化污水处理工艺成为目前城市规划和建设中亟待解决的问题。
二、中小城市污水处理中存在的问题 首先,中小城市在污水处理中表理出水平低,主要表现在污水处理设备落后。我国的污水处理厂绝大部分是一、二级污水处理。污水设备存在着效率低、能耗高、维修率高、自动化程度低等缺点。另外,我国污水处理技术虽然在吸收消化国外技术的同时也发展了自己的技术,但这些技术在不同程度上存在着基建造价和运行成本较高、处理效率有待提高等问题。这严重影响我国污水处理的水平。
其次,污水处理厂建设和运行资金严重短缺。为了实现我国污水处理的2000年和2010年的目标,我们必须在较短时间内建设足够数量的污水处理厂。根据统计资料表明,我国2000年需增加1518万吨的日处理能力,约需投资304亿元。到2010年还要增加6722万吨的日处理能力,约需资金1344亿元。短时间筹资的困难就造成预期的环境目标无法实现。 中小城市污水处理中存在的问题还体现在运行机制不合理。我国污水处理的建设、运行、管理体制是从建国以来形成的计划经济体制条件下的建设、运行、管理机制。污水处理的全部费用都由政府全部承担,而污水处理又是纯公益事业,容易造成建不起和建起养不起的现实局面。
三、中小城市污水处理的具体举措
(一)建立市场经济的运行机制 我国目前的污水处理的建设、运行、管理是一种典型的计划经济模式,己不符合现代的市场经济。为此我们要建立市场经济的运行机制。把污水处理作为一种市场行为,作为一种商品生产的过程。中水作为一种商品,通过销售中水来取得维系运行的经费,为经营者创造利润和再发展的资本。经营者按市场经济的规律努力提高管理水平、寻求最佳方案,使污水处理持续发展下去。
(二)实现污水处理资源化 从自然属性看,污水处理资源化就是保护水资源的更新能力的有效手段:从社会属性看,污水处理资源化就是解决污水对环境的污染;从经济属性看,污水处理资源化,就是从流通的角度增加水资源;从科技属性看,污水处理资源化就是要研究出先进的污水处理的设备和工艺,来减少污水对环境的污染;从哲学属性看,污水处理资源化就是维持人的生命源泉,水的伦理道德的平衡,以确保人类社会的可持续发展。
(三)制定鼓励污水处理的经济政策 制定鼓励污水处理的经济政策,实现污水有价排放、有偿处理、有偿使用。并利用价格杠杆,使污水排放的价格略高于处理的价格。这样污水处理厂,只要认真管理、积极经营、就会有赢利,这样就会使污水处理有发展潜力,在市场经济发展规律中有竞争力。
(四)大力发展污水处理的科学技术 要大力发展污水处理的科学技术,研究污水处理的新工艺、新设备,这是提高我国中小城市污水处理能力的保证。 1、革新的氧化沟工艺 现代氧化沟工艺具有运行灵活、处理效果好、脱氮效果好、污泥稳定程度高等工艺特点。如交替式氧化沟工艺通过将2~3条既联系又相对独立的单沟组合起来,通过改变氧化沟和操作方式,设置了相对独立的缺氧区与好氧区,形成A/O和A2/O的工艺环境,不仅可达到去除BOD、SS的目的。而且可达到生物脱氮除磷的目的。从目前国内氧化沟的应用来看,其突出的工艺优点是基建费用低,操作简单,运行稳定。易于维护管理,剩余污泥量少而且稳定,处理效果稳定可靠, 2、革新的SBR工艺 SBR法从问世以来,已经发展为城市污水处理的实用技术之一。其变种也有十几种之多,如UNITANK工艺、TCBS工艺、MSBR工艺等。革新的SBR工艺在城市污水应用中的重点是尽可能降低基建和运行费用,简化操作过程,提高系统的可靠性和灵活性。革新的SBR工艺城市污水处理中的关键技术如下:为达到同时硝化反硝化的目的,准确控制溶解氧的设计;合理的污水体积确定;典型污水水质脱碳、脱氮、脱磷的关键工艺参数;高效连续流SBR工艺的设计;革新的SBR工艺配套系统的合理设计。
3、从工业废水的单独分散处理转为城市污水的集中处理 虽然发达国家的污染控制对象已经转向微量有毒有机物,致力于受污染水体水质功能的恢复,但广大发展中国家的污染控制对象仍然主要是有机污染物,以及氮磷营养物,遏制水污染和水质富营养化不断加剧的趋势仍然是艰巨的任务。
4、扩增污水处理厂综合性技能 长期以来,我国的污水处理技术研究以单项优势为主,且偏重于工艺性能的研究,缺乏对不同处理系统综合研究,缺乏足够的系统性、完整性,缺乏全面和综合比较能力。因此有必要调整科技攻关的思路,将工艺研究和设备开发密切结合,在推广应用先进工艺技术的同时推出高质量的成套设备,不断扩增污水处理厂综合性技能,如:曝气系统生产性能测试和改进技术;不同类型微生物的微观分布及其对处理性能的影响;溶解氧分布与能量节省;新型除磷脱氮技术的开发等。
四、总 论总之,污水处理设施的建设和运行是我国中小城市当前水污染控制的重点。建立科学的污水管理体制和方法,总结一些中小城市代表性的污染源的治理技术和城市污水处理技术,可以大大推动我国污水处理设备产业的发展和促进中小城市持续发展。
参考文献:
[1]沈光范,关于城市污水处理厂设计的若干问题[J],《中国给水排水》,北京,2009年.
,年方41岁,凭着敬业和实干一步步走向了成功。现任市城市排水管理处党委书记兼污水处理厂厂长,主要负责市、辛安河污水处理厂和排水监测站的全面工作。尤为难能可贵的是,他凭着一股青春的朝气,赋予了企业无限的生机,创出了许多业绩,曾经荣获市城市建设先进个人,省建设系统劳动模范等荣誉称号。十年来,他带领的“两厂一站”的团队先后荣获“全国城市污水处理厂运行管理示范项目”;并通过了iso9000国际质量管理体系认证、iso14000环境管理体系认证和ohsms18000职业健康与安全体系认证;组织开发的“污水处理厂在线监控系统和无纸化办公系统的开发应用”技术通过市科技局专家评审,在全省污水处理行业监管会议上进行推广,并荣获市城市管理局“科技创新优秀奖”和省企业管理现代化创新成果三等奖。污水处理厂污泥车间先后被市、省授予“青年文明号”,被和建设部联合授予“全国青年文明号”、排水监测站化验室和东海泵站荣获市“五一劳动奖状先进班组”等荣誉称号。特别是现在正在运行的二级污水处理工程,得到了有关领导和中外专家肯定。
任职以来,就注重抓科技创新,利用科学技术为生产服务、为管理服务,潜心组织科技创新,节约生产成本,提高生产运行水平。围绕节约、洁净发展为主题的节能减排、治污降耗活动,对设备进行技术改造、革新,节约资金50多万元。
为实施污水处理远程在线监控系统及无纸化办公系统的开发与应用。带领有关技术人员和职工,放弃休息日,进行反复研究,最终经过一年多的努力,系统投入运行。运行后省建设厅对污水处理厂运行情况可以实时监控,污水厂内部与外部市民、客户间的沟通更为便捷。市科技局在污水处理厂召开了“污水处理在线监控系统及无纸化办公系统的开发和应用”技术鉴定会。鉴定委员会给出了“该系统设计可靠,技术先进,社会和经济效益显著,达到国内领先水平,具有在相关行业推广的价值”的结论。该项目年节约资金10万多元,并获得了省建设职工优秀技术创新成果三等奖。
市城市排水监测站是按照国家、建设部法规依法行使对排入城市排水管网的污水及污水处理厂和辛安河污水处理厂的进、出水水质进行监测、监督的机构,在的带领下,排水监测站通过了省计量认证和部级实验室认可。该站是全国第五家、省第一家通过国家实验室认可的排水监测站。这标志着市城市排水监测站出具的检验报告在亚太十三个签约国家中具有多边互认的效力,能够为市城市排水监测工作提供质量更高、准确度更强、互认范围更广的服务。
在工作中始终把安全生产工作作为首要任务来抓,每月定期检查全厂安全工作,不定期抽点部位和关键工序安全情况,将安全隐患消除在萌芽状态。污水处理厂运行近十年来没有发生过安全事故。
“防汛责任重于泰山”。污水处理厂每年都肩负着城市防汛任务,为做好防汛工作,他始终把保证正常生产运行和保护集体财产作为己任,提前做好防汛预案。今年3月4日,市遭遇自1969年以来最大的风暴潮袭击,坚持在风暴潮一线,沉着指挥,和职工一起站在冰冷刺骨的海水中,在水中搬运沙袋,一直干到深夜,第二天拖着疲惫的身体又照常上班。他们采取的果断行动,保护了国家财产,抗击了风暴潮的侵袭,并成功组织了风暴潮过后的灾后自救工作。
为提升企业的社会价值,坚持倡导团队精神,培育特色企业文化,为市污水处理事业的建设和发展营造良好环境;倡导开通了“污水处理厂网站”,将污水厂运营情况和当今污水处理的动态及时在网站上,及时回复网民提出的问题;首开公用事业实行“市民开放日”的先河,让市民全面了解污水处理的情况,更加关心支持污水处理事业;创办了厂报,反映污水处理厂以及兄弟单位的生产生活、文化积累情况。同时,积极与大中专院校联系沟通,以污水厂为服务平台,为青少年学生提供培训和学习基地,承担青年人的社会教育责任,提高他们的环保意识。
作为主要人员曾参加了市第一座污水处理厂——污水处理厂的建设及运行管理工作。在抓好日常运行的基础上,他始终把二级处理升级改造作为发展前景,全力推进该项目为海洋生态环境建设发挥作用。结合污水处理厂运行现状,按照各级领导要求,认真组织相关人员进行调研,聘请专家论证,提出解决方案,达成共识后,先后50余次奔赴济南、北京等地,积极争取德国kfw银行中德财政合作城市污水处理专项贷款1000万欧元,为项目的启动建设做出了贡献。污水处理厂二级处理扩建项目列为市重点工程,配合市政府相关部门,早一点完成二级处理扩建工程,他加班加点,无论是凌晨还是深夜,还是在泥泞的工地,都有他忙碌而又疲惫的身影,以忘我的工作热情和超常规的工作节奏,围绕任务目标开展工作,确保顺利推进二级处理扩建项目。
为此,他付出了许多许多……
工程刚刚开始,摆在人面前是接踵不断的困难。环保法规的严厉制约,我市严峻的水环境状况,都不允许工程有一天的 拖延;而工程涉及面之大,涉及部门之多,工期要求之紧,各种程序之复杂,甚至于突发的自然灾难,都是人必须去面对、去解决的诸多难题。
自然之难。随着工业化、城镇化进程的加速,水资源污染、水生态恶化已经成为阻碍经济社会健康发展的瓶颈因素。尤其是近岸海域水质超标严重;近海渔业资源急剧衰退;一些优良岸线和滩涂正逐渐减少。芝罘岛的海域也是如此。
搬迁之难。升级改造工程的预留地原是一片滩涂。几年前,几十个养殖户在这片区域安营扎寨,经过几年的精心培育和巨额资金的投入,海参养殖已到了收获期。改造工程需要利用养殖区域填海造田的消息传出后,养殖户们的抵触情绪十分明显。
灾害之难.在初开始的厂区回填过程中,我市突遭百年不遇的风暴潮袭击,已经回填好的场地被海水淹没,工地的指挥部临时办公室被风暴潮摧毁,场地泥泞湿滑,使原本紧张的工期更显艰难。
时间之难。涉及到国外政府贷款的污水处理厂建设项目常规执行周期是五年,本项目从5月13日启动国外政府间贷款谈判到6月底通水试运行,前后仅三年零一个月的时间,其难度可想而知。
协调之难。该工程从立项、审批、贷款、设计、土建、设备国际招标采购前后涉及到3个国家部委、5个省直部门、1个境外银行、1个境内转贷银行,还有海关、商检等部门,所有审批程序都需从市级各部门开始逐级上报批准。程序要求之严、审批环节之多、复杂程度之高、工作量之大,都是市城市基础设施建设史上前所未有的。
推进之难。去年8月,省环保局了《省半岛流域污染物综合排放控制标准》。标准明确要求,半岛流域内所有污水处理厂的出水排放标准必须执行国标《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级b标准,这比省环保局此前对项目环评报告批文同意的二级出水标准又提高一个等级。而此时按原计划污水处理厂二期扩建工程的前期所有程序已完成审批,土建施工已经开工建设。出水标准的突然提高,完全打乱了项目的推进计划,可研、环评、初步设计、土建设计到设备招标文件等都面临重新审批的难题。
调度之难。污水处理厂升级改造工程是对一期工程进行升级,有很多管网要和一期工程衔接,而老厂区地下管网、电缆沟错综复杂,稍有不慎就会影响一期工程的正常运行。一边是工期紧迫、争分夺秒,一边是保证正常运行、不容闪失,这就需要在工程建设和运行管理出现矛盾时统筹兼顾,协调解决,这些都是对管理者经验和智慧的考验。
面对困难,面对挑战,带领人没有退缩,没有止步不前,在各级领导的大力支持下,他们闯过一个个难关,向着胜利的彼岸进发。
从土建施工到设备安装试运行仅用1年的时间,从设备国际招标完成至通水试运行仅3个半月的时间,可以说人创造了业内的奇迹。kfw银行项目主管traub先生到现场查看后给予了“非常满意”的评价,认为该项目无论在工程质量还是工程进度,都是目前中德财政合作项目中最令人满意的。当kfw银行专家经过多方认证,确信污水处理厂通水试运行后,专门打来国际长途表示祝贺,并要求认真总结经验以便在国内的其他中德财政合作项目上广。
然而,有谁知道,这“奇迹”的背后,带领他的一班人洒下了多少汗水。
为了保证土建主体工程顺利完工,他曾多次会同有关人员赴天津华北设计院,就工程项目的时间、设计要求进行商讨,积极想对策并补充方案。比预计时间提前了宝贵的12个月。他深入工地,现场解决工程建设中遇到的各种问题,有时为了研究、解决问题,经常吃住在工地;为了招标这一工作的顺利进行,他放弃回家过小年和亲人团聚的时间。晚上,听着窗外一阵紧似一阵的鞭炮声,和同志们谁也没有过节的心情,为找出其中的问题,他和专业技术人员,进行反复研究,一直到凌晨四点,第二天,当把废标依据提交给评标专家委员会时,专家们在惊喜之余,更加赞赏他所带领这些来自项目单位的专业技术人员敬业精神;为了市的二级污水处理重点工程早日完工,他经常带病坚持工作。有一次,他发高烧39度,职工看到他难受的样子,劝他回去休息,他却说:“我能回去吗?现在正是关键时候,我是这里负责的人,回去我不放心”,就这样他一直坚持在工地。从开工到竣工他没有休息一天,正是他的这种精神,激励着广大职工工作的积极性。
1自动化技术在城市污水处理中应用的必要性
由于人们的生活步伐越来越快,对水资源的需求也越来越多,使得水资源变得非常的缺少。因此提升对水资源的利用率以及对其进行循环利用,节约用水等都是城市居民必须关注的重要问题,需要给予十分关注。在城市污水处理中自动化技术的应用,是通过改造和升级自动化系统与处理设备,进而达到对水质进行净化,对水资源进行再循环利用的目的。具体来说,在城市污水处理中,自动化技术具有下面四个方面的作用。首先,自动化技术具有对处理设备金鑫操作和控制作用。在对城市污水进行处理的过程中,利用对你处理设备的参数进行调整和操控而实现对污水进行循环处理利用的目的。其次,具有技术显示的作用。在对城市污水进行处理的过程中,设备图像可以十分清楚的显示出来,并可以全程的定位和跟踪污水的处理情况,传递图像信息。同时,在此过程中,假如工作人员通过监控及时的发现了问题就能够及时将问题进行汇报,处理好相应工作。再次,具有对数据进行处理的作用。在对城市污水进行处理的自动化系统可以对水质相关数据进行统计存储,并对其做好记录,进行在线的分析,对水质的污染指数进行跟踪,获取相应的数据,同时做好通知,使得工作人员可以对其进行总结。假如系统数据出现异常能够及时对其进行报错并做好调整。第四,针对不良反应能够及时进行报警的功能。针对对污水进行处理的过程中带来的不良反应,自动化技术具有诸多优势,能够实现报警,例如在出现数据报错或紊乱的情况时就可以实现报警功能,这时工作人员就能够参照报警的提示信息对其指令进行分配。在紧急状况下对其进行安全维护等。
2自动化技术在城市自动化污水处理应用中存在的问题
2.1在设备以及软件的配置与运行中存在失误
在对城市污水进行处理的自动化系统当中,其主要的应用是体现在对工艺生产流程当中所需要求进行的检测,对自动化仪表进行的控制和分析等方面。自动化污水处理技术的应用需要设备和仪器的支持,尤其体现在软件配置方面。在软件配置上包括管理软件、应用以及通信软件等方面,而对于那些规模较大的污水处理厂来说,更是要应用人机界面软件系统。在对软件和设备的应用中不可避免的需要工作人员的操作,这就在一定程度上可能会带来操作上的问题。另外,在对城市污水进行自动化处理的过程当中,环境也会使得设备仪器的应用受到影响出现数据方面的误差,而造成致操作不能实现理想化的状态。
2.2在对污水进行自动化处理的过程中具有较大的难度
因为通常来看,污水处理厂需要很大的占地面积,同时在对污水进行自动化处理的系统当中要用到比较繁琐复杂的人力和设备仪器,从而在对污水自动化处理的过程中具有较大的维护难度。工作人员定期对仪器设备进行清洗的操作需要严格依照规定进行,而在此过程中不可避免的会导致操作不按照步骤对其进行维护,进而造成仪器设备出现不精准的问题。
2.3在自动化系统运作的过程中能够出现有害的气体而造成不良影响
在对城市污水进行处理的自动化系统运行时很有可能会出现很多的有害气体,这不但给工作人员的身体健康造成了影响,另外还有可能会仪器和设备造成腐蚀,进而造成在对仪器进行测试时出现失误而给污水处理工艺正常运作的流程带来影响。2.4在自动化技术相关的专业人员上比较缺乏在城市污水的自动化处理系统当中需要应用计算机、自动控制以及显示和自动检测等技术。而中控室则更是在对全厂的运作情况进行监测,对数据进行处理,对设备进行管理以及对生产相关的数据进行调度。因此,作为一名技术人员,不但要掌握相应的自动化技术知识,还应该对计算机设备和系统有所掌握,并具备对数据进行分析的能力,但是从这些方面来看,自动化技术相关人员比较缺乏。
3自动化技术在城市污水处理中应用的完善及发展趋势
结合当前在自动化技术在城市污水处理过程中所存在的以上问题,要不断的对其进行调整和完善。在科学技术快速提升的今天,自动化技术中需要对所需设备和仪器进行不断的换代和更新,这就需要相应的工作人员要使专业技术知识得以不断的提升,使专业知识越来越丰富,越来越适应时代的发展。另外,结合我国城市污水处理的现实情况,很多政府越来越重视相应技术的开发和研究,对于污水进行处理的管理力度也越来越大。在对城市污水进行处理的过程中,中央监控系统通过对数据中心进行监控和管理实现对污水进行处理,实现分散控制与集中管理的结合监控,进而对中控室进行集中管理,使局部对主体的正常运行不造成影响,这就使得系统的稳定性在一定程度上得到了保障,使得故障发生的风险得以分解。再次,污水处理厂要结合自己的实际情况存在的差异对工艺流程做出具体的要求,根据用户所需对其进行具体的调整,同时确保自动化系统的内部配置具有合理和灵活的特征。最后,当前,城市污水自动化监控系统已经逐步实现了全面化和大众化,并开始向着智能化和数字化以及网络化方向发展。此外,在今后的水处理当中,广域污水自动化监控处理也将成为未来发展的趋势和重心。
关键词:污水处理厂;稳定达标;提标改造
随着城镇经济的不断发展和环境保护标准的不断提高,我国中小城镇污水处理能力日益增强,根据我国住房与城乡建设部的最新统计结果,截至2014年底,我国污水处理厂总数达5300余座,污水处理能力达1.63亿m3/d,大多数污水处理厂由于建设时间较早,排放标准低,约50%以上的污水处理厂只能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级B标准要求,甚至还有将近25%的污水处理厂执行二级标准。由于我国城市河道补水的重要来源是城镇污水厂出水,排入河道后,稀释能力小,若不提高出水水质排放标准,将严重威胁城市生态环境。国家环保总局要求,对于污水处理厂出水作为城市景观用水的此类污水处理厂,出水水质应达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标准,因此,对我国城镇污水处理厂进行提标改造势在必行。
1中小型污水处理厂提标改造的必要性
1.1中小型污水处理厂现状
1.1.1设备老化程度高
由于资金投入力度不够等原因,导致污水厂设备在长期运行过程中,缺乏足够的维护和管理,导致设备出现不同程度的老化和损坏,更有甚者出现设备无法运转,却得不到及时维修的情况,严重影响了污水处理效率。
1.1.2处理能力和处理要求不匹配
随着城镇工业化进程的推进,排放污水中污染物种类愈加复杂,对排放标准的要求提高。很多污水处理厂在早期设计过程中并未考虑到城市发展情况,设施处理量没有预留足够的远期处理量,不能满足现有的处理要求。在现阶段对水质要求提高的形势下,中小污水处理厂应推进更新扩容改造。
1.1.3建厂初期调试不到位
工艺调试对于污水处理设备是否正常运行至关重要,关乎出水是否能够达标排放。很多污水处理厂建成初期,忽略了工艺参数的调试,或者因为缺乏专业技术人员的种种原因,导致工艺调试不到位,致使污水处理厂设备运行不畅,处理不达标,增加处理成本。
1.2污水厂出水稳定达标的难点及应对措施
1.2.1污水处理厂出水稳定达标的难点
①低碳源问题2009年抽样统计分析结果显示,我国60%的污水处理厂碳氮比低于4,碳氮比偏低影响反硝化的完成。
②工业废水接入导致污水处理厂出水COD稳定达标困难。
③冬季低温问题导致污水处理厂出水TN难以达标。低温条件下,污水处理系统中微生物活性降低,数量减少。太湖流域污水处理相关研究成果表明,冬季水温低于15℃时,对微生物活性、污泥硝化反硝化性能以及生物脱氮效果影响较大,导致出水TN不达标。
1.2.2应对措施针对污水处理厂难以稳定达标的难点问题,现提出以下应对措施。
1.2.2.1提标改造技术方案中合理取舍预处理单元
当城镇污水处理厂有工业废水,由于工业废水间歇排放,水质水量波动大,为保证处理单元稳定运行,前设调节池很有必要。若是印染废水或其他易引起pH值变化大的特殊废水,还要特别注意pH值的调节,避免对水处理设备产生腐蚀。乡镇等小型污水处理厂规模小、水质水量变化大,通常在格栅后也常设调节池。对于进水可生化性偏低的废水(B/C值<0.3),例如制药废水、印染废水、高浓度有机废水等,应考虑设置厌氧水解池。利用兼性水解产酸菌,将难以生物降解的大分子有机物转化为易生物降解有机物,提高可生化性,从而提高后续生物处理效率。
1.2.2.2提标改造同时要注重源头污染物的控制
加快雨污分流制排水体制的建设,新建城区严格采用雨污分流制排水系统,老城区采用合流制或截流式合流制作为过渡时期的排水体制;接入城镇污水处理厂的污废水需严格按照国家、行业有关标准,防止对污水厂污水、污泥处理系统分产生不良影响。对于进水碳源不足的污水处理厂,需重新考虑服务范围内设置化粪池的合理性,适当放宽碳源充足的普通有机废水(如糖业废水、食品废水等)排入污水厂的水质浓度。
1.2.2.3低温强化硝化和反硝化措施
王阿华等人研究表明,水温低于12℃时,污泥的反硝化速率和硝化速率比常温下减少了一倍,只有0.5~1mg/h,0.6~0.8mg/h。一体化固定膜活性污泥IFAS、包埋硝化菌工艺是工程实际中常用的两种低温下提高脱氮效果的方法。IFAS工艺常采用向好氧池中投加填料的方法,该工艺附着生物的硝化活性是活性污泥的3倍以上;包埋硝化菌工艺受水温影响更小,投加率12%的情况下,硝化活性就达到了普通活性污泥的3倍以上。
1.2.2.4合理使用化学除磷
针对碳源不足的情况,牺牲生物除磷,采用化学除磷,这种方法在北美已有非常成熟的案例。
2中小型污水处理厂提标难点分析及解决思路
2.1中小型污水处理厂提标难点剖析
多数小型城镇污水处理厂受原水浓度、设备处理效率等因素影响,二级处理很难达到一级A标准,出水指标从一级B标准提高到一级A标准。针对表中SS,提标改造时,增加深度处理工艺即可达到要求,增加深度处理工艺的主要目的是去除二级出水中的SS,BOD5、COD也伴随SS的去除得到进一步的去除,但TN、TP的无法通过简单固液分离进行去除,因为TN、TP是以溶解态形式存于二级出水,因此,城镇污水处理厂提标改造的重点和难点是TN、TP、SS的去除。
2.2中小型污水处理厂提标改造思路
①了解目前中小型污水处理厂提标改造技术的研究现状以及主要提标改造技术。
②根据污水厂运行现状分析提标难点。
③针对提标难点逐一分析探索并选择适宜本厂要求的强化生化处理方法。
④结合实际情况,选择合适的深度处理技术,进一步提升出水水质。
3中小型污水处理厂提标改造技术措施
对现有中小型污水处理厂提标改造主要从三个方面着手:一是改造现有污水处理厂的二级处理工艺,主要是强化生物处理单元;二是新建三级处理设施;三是新技术膜生物反应器(MBR)工艺的使用,新技术往往无需三级即可达标或者满足回用水要求。
3.1生物处理工艺改造
对二级处理工艺进行改造,主要是为了提高脱氮除磷效果以及有机物的去除率,改造重点在生化池。对于生化池的技术改造主要有两种:降低容积负荷和泥膜联用。
3.1.1降低生化池的容积负荷
目前工程中常用的措施有进水分流量减荷和扩容减荷。前者适用于厂区平面布置允许的情况下,在厂区新建生化池,达到分流量的目的,最终实现生化池减荷的效果。此法生产改造同步进行,不影响现有工艺的正常运行。后者主要通过扩大容积来减小负荷、延长水力停留时间和污泥泥龄,进而提高生化处理效果,扩大容积的方式有两种:一是在场地允许情况下,直接将原有生化池扩容;二是将原有初沉池改造为生化池,这种方法提高了进入生化池的碳氮比,有利于TN的去除,高程衔接无阻,此法充分利用了现有构筑物。
3.1.2泥法-膜法联用
悬浮生物法(活性污泥法)和固定膜生物法是污水生物处理的两种常见技术。其中活性污泥法在实际工程中应用较多,这是因为固定膜生物法需要设置填料,填料造价一般较高。生物膜法具有硝化功能强大、抗冲击负荷、生物量大、污泥龄长等优点,受温度影响小,在低温条件下,其脱氮效果要远好于活性污泥法。因此在污水厂的提标改造中,可充分利用两者优点,在生化池中设置填料。
3.2新建三级处理设施经
技术经济比较,目前适合我国中小型污水处理厂的三级处理工艺有以下三种:常规混凝-沉淀-过滤;微絮凝-过滤;直接过滤。三级处理的核心是过滤单元,目前工程实际中应用最为广泛的是V型滤池,这是因为V型滤池的滤料采用均质深层砂滤料,截污能力强,反冲洗强度低、效果好,过滤周期长。此外还有翻板滤池、D型滤池、滤布滤池等。
3.3膜生物反应器(MBR)的应用
MBR是一种新型污水处理装置,结合超微滤膜和污水处理中的生物反应器,通过超微滤膜截留细小微生物絮体,增加了生化池中的活性污泥浓度,极大的提高有机物的去除效率,同时,超微滤膜可取代二沉池,实现泥水分离。MBR适用于需同时脱氮除磷、对出水水质要求高、用地紧张或者回用要求的场合。
4中小型污水处理厂提标改造的综合建议
(1)污水处理厂提标改造应充分考虑技术的合理性、经济性、稳定可靠性以及工程实施可行性,而不应该注重技术先进性和新型性,对于新技术、新设备,应在小范围内工程应用,总结经验,为大规模推广提供参考。尤其是国内首次实用的新型技术,一定要进行中试和生产性试验,参数稳定后才可投入实际工程应用。
(2)只有在经济条件许可、用地紧张、尾水需循环利用的情况下才考虑采用MBR工艺。
(3)若用地紧张,经济条件不许可,过滤单元可考虑滤布滤池或转盘滤池。
(4)生物除磷难以满足出水TP一级A排放要求时,可考虑化学除磷。
参考文献
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Abstract: Starting with the construction unit, the article divided the instrumentation automation control project of sewage treatment plant into preparation,implementation,debugging and acceptance and summary,focused on the function need analysis and process control,and discussed the role of instrumentation and automation control system in the sewage treatment plant and project management method.
关键词: 自动化控制;管理;方法
Key words: automation control;management;method
中图分类号:U664.9+2 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)10-0075-02
0 引言
节能减排作为当前给水排水行业发展的重要任务之一,其工作的进展备受瞩目,党的十也对环境保护提出了新的要求,而仪表自动化控制技术作为水行业发展中的后助力量,保障着节能减排工作的有续进行。作为项目的建设单位,做好仪表自动化控制项目的管理对于污水处理厂的生产运行、提高设备的利用率、节能降耗、减员增效等方面有着不可替代的作用。在新的形势下,污水处理厂数量越来越多、规模越来越大,对自动化的程度要求也越来越高,良好的过程控制和施工现场管理,对完成高质量的自控系统有着重要意义,因此如何根据实际情况建立一个质量较高的自动化控制系统,保证污水厂高效稳定运行成为越来越重要的研究课题。仪表自动化控制系统基于厂区设备控制并满足工艺要求的基础上进行,作为项目建设单位,应将自动化控制工程的项目管理分为以下几个阶段。
1 准备阶段
在仪表自动化控制系统实施前,要解决自控系统应完成哪些功能,如何实现这些功能。
1.1 功能的需求分析 在污水处理过程中用到大量的阀门、水泵、搅拌器、风机等设备,这些设备一般采用远程遥控方式启停,或根据一定的程序、时间或逻辑关系控制。功能的需要分析应满足:①以实现“集中管理、分散控制”的监控模式,要求局部故障不影响主体正常运行。②界面设计根据工艺处理及实际需求进行优化,具备较好的开放性。③基本功能应具有逻辑控制、工艺、设备运行状态显示及仪表记录、故障记录、生产报表、数据曲线查询等功能。④充分考虑与厂外泵站、水务管理、环保监测自控系统的通讯接口,组成广域网统一监控。
1.2 系统构架 系统构架要根据厂区的面积,设备的分布情况和控制要求,确定系统的核心组网和通讯方式,满足功能需求分析中提出的各项要求。通过专业的开发软件编制系统控制程序和人机界面操作界面,实现系统的集中监视、分散控制、柔性调整和设备的自动控制,充分发挥系统软硬件的功能。一般的污水处理厂自动化系统主要由现场控制层、集中监控层(中央控制室)、厂部生产管理层组成。常用的系统构架形式可以为(图1)。
2 方案设计
自控系统方案设计遵循先进合理、安全可靠、经济实惠、开放灵活的设计原则。在充分考虑污水处理工艺特性的基础上,将建设现代化污水处理厂的理念融入到自控系统设计当中。
2.1 单体设备控制 对单体设备来说其控制分为三个层次,其优先顺序为现场手动控制、上位手动控制和PLC自动控制,设备发生故障时可以以最快的速度切断故障设备的运行,最大程度地降低设备的损坏程度。
2.2 逻辑控制 预留开发方式接口,方便系统逻辑功能的实现。常的逻辑控制方式有:根据液位和水量变化调节水泵频率,根据生化池溶解氧浓度调整风机导叶角度或运行频率,根据液位差控制格栅的启停等等,均可以起到节能降耗的目的。
2.3 信息处理设计 通过上位机或下位机软件系统直接采集的在线仪表数据,并以数据报表和图形显示,还可根据处理工艺原理自动对数据进行分析和推导,提炼出对运行操作有指导意义的数据。如:污泥负荷、污泥龄、回流比等工艺控制指标;风机水泵运行效率、处理单方水量的电耗、设备累计运行时间等,为污水厂的节能降耗提供指导数据。
3 实施阶段
选择一个专业技术水平较高,报价合理的专业施工队伍是仪表自动化工程施工质量的重要保证。注重施工现场的过程控制,实现功能需要中的目标。现场施工主要的过程控制分为以下几个方面:
3.1 电缆布线 ①电缆敷设方式以满足运行可靠、便于维护和经济合理的原则。②线路应按最短路径集中敷设,横平竖直、不宜交叉。③线缆敷设完毕进行校线和标号,终端加设标志牌。④高低压电缆、控制和信号“由上而下”分开布设。
3.2 仪表设备安装 ①仪表工程施工符合产品说明书和设计文件的要求。②铭牌标志、备品备件,技术文件、说明书等资料齐全。③施工过程中,注意对已安装的仪表设备进行保护。④仪表安装应便于操作和维护方便,避开有振动、潮湿、磁场干扰的位置。
3.3 人机界面 监控软件是人机交流的桥梁,是保证整个自动控制系统易操作、易维护最重要的部分。人机界面开发要求界面操作直观、简洁友好,尽可能直观表现出污水厂的工艺运行情况。历史数据和查询曲线应特别重视环保部门的要求,根据相关文件进行实施。中央控制室作为污水厂集散管理的核心,也作为相关部门参观检查的必经之地,室内操作布局要合理,空间明亮、宽敞大方。
4 调试运行阶段
自控及仪表系统待各工艺、电气和自控仪表系统安装结束,检验无误,满足设计要求后,进行点对点测试,合格后进行系统联动调试。调试的主要目的是检查出系统中存在的主要问题,并进行整改落实,使自控系统达到设计要求,满足工艺设计控制和生产实际需要。重点要做好以下几方面工作:
①系统各检测部件、仪表安装完毕,接线完成,线路完好,通信完成。②各设备动力线路和控制回路接线完成,单机试车合格。③设备现场手动控制单机试车完成,各仪表单台试验校准完成。④做好调试运行记录。⑤功能调试应包括系统显示、处理、操作、控制、报警、打印等功能的检查试验。⑥单机调试合格后进行系统联动调试。
5 总结阶段
在一个项目完成后,必须对该项目进行总结,项目总结是对工程的全面回顾、检查、分析、评判,并从中找出成绩与缺点、成功与失败、经验与教训,避免在下一个项目中在出现类似的问题,通过有效的总结使项目管理过程形成一个闭环的反馈机制,最终避免和减少问题的发生。项目的总结应该包括:质量、进度、成本的控制,分析时间节点与计划进度,实际成本与计划成本的偏差量,找出原因,建立并完善历史经验库,以项目总结提供准确、全面的数据,便于后续的项目中得到有价值的参考信息,以此提高计划的准确性,提升项目管理的综合能力。
6 结束语
在仪表自动化控制工程的项目管理中,做好前期功能需要分析和实施过程中的过程管理,从系统角度出发,全面掌握对投资和质量的控制,做好工程完工验收和项目总结工作,提高项目参与者的责任心和业务水平,使项目管理水平达到一个更高层次。
参考文献:
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关键词:水质工程学;教学研究;教学环节;合理安排
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)05-0174-02
《水质工程学》作为给排水科学与工程专业的核心专业课程,涉及理论教学、实验教学、生产实习及课程设计等四个教学环节。《水质工程学》的教学质量,将直接影响本专业毕业生从事专业工作的能力与水平。而教学质量除了受制于各单一教学环节本身的教学效果外,各教学环节的合理安排也会对教学质量的提高产生极大的促进作用。
近年来,我校成立了《水质工程学》课群组,教学团队完成了多项关于给排水专业教学改革的项目,通过总结教学经验、完善实践教学体系、合理安排教学环节,使得《水质工程学》的教学效果有了很大的提高,毕业生质量得到了用人单位的肯定。
一、《水质工程学》主要内容与教学环节
(一)《水质工程学》的重要性
给排水科学与工程专业作为一个工科专业,学生毕业后主要在市政设计院、建筑设计院等各类设计院所、自来水公司、环保公司等工作,毕业生应能从事与给水处理、污水处理相关的设计、施工、运行管理等工作。而这些专业知识的学习,主要来自于《水质工程学》。因此,《水质工程学》教学效果的好坏,直接影响到学生的专业水平和就业单位对学校教学工作质量的评价。
(二)《水质工程学》主要教学内容
《水质工程学》是给排水科学与工程专业最重要的专业必修课之一。课程内容按处理对象主要包括城市给水处理、城市污水处理、工业给水及污废水处理等;按处理原理包含物理处理、化学处理、物化处理和生化处理等,具体包括各种水处理技术的原理、工艺流程、最新成果和发展趋势。城市给水处理的教学目的:要求学生通过学习,具有解决城市给水处理技术问题的初步能力,熟悉城市水厂的运行管理,重点掌握凝聚与絮凝、沉淀、过滤、吸附及消毒等水处理单元的基本概念、基本理论与设计计算。了解该学科现状和发展趋势,具有进行给水处理技术科学研究的基本能力。污水处理部分的教学目的:通过本课程学习,使学生掌握污水的物理处理、活性污泥法、生物膜法、污水的自然生物处理、污水的深度处理与回用以及污泥处理与处置等方面的基本概念、基本理论、设计计算和运行管理技术,掌握污水处理的工程技术与方法、应用条件以及新工艺与新技术,为将来从事本专业的污水处理工程设计、科研及运行管理等工作奠定必要的理论和应用基础。工业水处理部分的教学目的:要求学生重点掌握水的化学处理、离子交换及各种膜法处理的基本理论和工艺技术;熟悉工业给水及工业废水处理的基本处理方法和设备运行管理,熟悉工业废水处理的排放标准;掌握工业给水和工业废水处理工程设计与计算的基本概念;初步具备从事工业给水和废水处理的科研能力,并对该学科现状和发展动向具有初步的了解。
(三)《水质工程学》主要教学环节
《水质工程学》涉及的教学环节主要包括理论教学、水质工程实验、课程设计以及生产实习等四个方面。与本专业的其他课程教学只覆盖一到两个教学环节相比,《水质工程学》的教学过程涵盖了所有相关的教学环节。每个教学环节都对保证教学质量起着重要的作用。理论教学为学生讲授水处理方面的相关原理,使学生全面了解与掌握水质与水质标准、水处理方法与原则、凝聚和絮凝、沉淀、过滤、吸附、氧化还原与消毒、离子交换、膜滤技术、活性污泥法、生物膜法、厌氧生物处理、污泥处理处置与应用、水的冷却、腐蚀与结垢、典型给水处理系统、城市污水处理系统、工业水处理等基本概念与理论,掌握城镇给水与废水处理技术的基本计算方法及其发展状况。水处理实验一方面使学生学习实验基础理论,包括仪器仪表的工作原理、测量方法、误差分析、实验原理,另一方面训练学生的基本实验技能,包括仪器设备的操作使用、维护、实验内容的设计与实验数据的整理等。让学生在学习水处理基本理论后,能更形象地理解理论的内容,巩固所学知识。
课程设计则可以加深学生对专业知识的理解与认识,学习有关设计规范与技术标准,掌握工程设计的基本方法,培养工程设计能力。生产实习则通过让学生参观实际的水处理工程(包括自来水厂与污水处理厂),使学生学习给水排水工程设施的施工、运行、维护与管理知识,学习现行的有关规范、标准与规程。能将课本上的理论知识、理论计算结果与实际工程相结合进行理解,进一步增加学生对实际工程的认知。
二、《水质工程学》教学环节的合理安排
(一)给排水主要专业课程
除专业理论基础与专业技术基础外,给排水科学与工程专业的主要专业课程有:《水质工程学》、《泵与泵站》、《水资源利用与保护》、《给水排水管网系统》、《建筑给水排水工程》、《水工艺设备基础》、《给排水工程仪表与控制》、《水工程施工》与《水工程经济》等课程。上述课程有的涉及课程设计和实习,有的则只有理论教学。《给水排水管网系统》与《泵与泵站》两门课主要涉及理论教学与课程设计两个教学环节,课程设计一般安排在理论教学之后进行。《建筑给水排水工程》主要涉及理论教学、课程设计与生产实习三个环节,很多学校都是先进行理论教学,然后直接进行课程设计,生产实习则是安排在课程设计之后进行。《水工程施工》、《水工艺设备基础》、《水工艺仪表与控制》与《水工程经济》等课程则只有理论教学一个环节。《水质工程学》教学环节涉及理论教学、实验、课程设计及生产实习等四个方面,这四个环节时间顺序上的安排,各个学校不尽相同。一般情况下,水处理实验都会与理论教学同步进行,而课程设计与生产实习,有的学校先安排课程设计,有的学校则先安排生产实习。目前,大多数学校都是课程设计安排在生产实习之前。
(二)《水质工程学》教学环节的合理安排
根据《高等学校给排水科学与工程本科指导性专业规范》,《水质工程学》作为水质控制核心知识领域的推荐课程,课堂教学核心学时数至少应安排64学时;水质工程学实验包含:混凝实验、颗粒自由沉淀实验、过滤及反冲洗实验、活性炭吸附实验、树脂总交换容量和工作交换容量的测试实验、污泥沉降比和污泥指数的测定与分析实验、鼓风曝气系统中的充氧实验、加压溶气气浮的运行与控制实验,安排至少16学时;课程设计包括水厂课程设计和污水处理厂课程设计,至少各安排1周;生产实习主要是水厂与污水处理厂实习,时间则至少安排2周。《水质工程学》涉及的四个教学环节既各有侧重又相互联系,不同的教学安排,对本课程的教学效果将会产生不同的影响。根据每个教学环节教学目的不同,各教学环节执行的顺序也需要合理安排。根据我校多年的教学总结,各环节安排应按如下顺序:首先,安排理论教学。理论教学作为专业知识学习的前提以及其他各环节的基础,应作为第一顺序安排。教师在课堂上详细讲授水质净化各种处理技术的原理、工艺流程及设计计算。其次,安排水处理实验。水处理实验作为课堂教学过程中理论知识的形象体现,应当跟随理论教学的进度随堂安排,这样可以保证学生在学习完理论知识点后,可以立即将其实践化,加深对课堂知识的理解。第三,应该安排生产实习。重点选择两个技术先进、工艺较齐全的给水厂和污水厂蹲点实习,再适当参观若干个工艺方面有不同特点的水处理厂。只有通过生产实习,学生才能进一步结合实际工程加深对书本知识的理解,切实掌握各种水处理构筑物的形式、结构、管渠连接等情况,熟悉各类泵房的布置形式、阀门控制及起吊设备,熟悉自动控制、水质检测等水处理运行过程中所需的设备及其作用,理解与厂区构(建)筑物、道路、绿化等相关的平面布置与高程布置原则。最后,安排课程设计。学生通过课堂理论学习及有关实验操作,并经过校外生产实习的实践活动,再回到学校进行水厂和污水厂课程设计时,将会得心应手,具有更加清晰的思维和逻辑,更能明白水处理厂各构筑之间平面布置与高程衔接的重要性,理解水泵选型及运行的合理设置,明白道路、办公用房、检修车间、化验室等等附属建筑物的布置特点。因此,设计方案会更加合理,更切合实际,为后续毕业设计及走上工作岗位打下坚实基础。
三、结语
《水质工程学》作为给排水科学与工程专业的一门核心课程,如何安排该课程各教学环节,对提高教学效果影响极大。我校成立了《水质工程学》课群组,教学团队完成了多项关于给排水专业教学改革的项目,通过总结教学经验,完善实践教学体系,合理安排教学环节,使得《水质工程学》的教学效果有了很大的提高,毕业生质量得到了用人单位的肯定。根据我校多年的教学经验,制定该课程教学计划,首先进行理论教学,相关实验可在理论教学过程中穿行,生产实习则需要在理论教学完成后安排,最后进行课程设计,这样能极大提高教学效果。当然,对于不同的学校,可能在教学计划、学时安排上都会有差异,但从教学效果考虑,应本着由浅入深、从课堂到实践再到课堂的教学顺序,这样才能保证良好的教学质量。
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关键词:水资源现状;污水处理设施;运行管理;措施
中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1008-813X(2016)02-0026-04
2015年7月,住建部要求全国各地按照《水污染防治行动计划》要求,加快城镇污水处理及再生利用设施建设,资源型和水质型缺水地区要加强污水再生利用,促进水环境不断改善。近年来,山东省污水处理事业发展较快,有效缓解了水污染情况,改善了城市及农村的居住环境。但山东省是经济大省,需水量和水排放量大,而全省水资源严重不足,现有的污水处理设施难以满足排放量需求,管理运行机制尚不适应市场经济的要求,水污染状况依然比较严重,远达不到山东水生态文明城市评价标准,已威胁到了全省经济和生态的可持续发展。因此,当务之急,必须解决阻碍污水处理事业发展的问题,以提高水资源量,改善水环境质量,保障经济、生态可持续发展。
1山东省污水管理现状
1.1水资源量及污染情况
山东省是北方严重缺水的地区之一,根据《山东省水资源可持续利用总体规划》,山东省水资源总量仅占全国水资源总量的1.09%,人均水资源量334m3,仅为全国人均占有量的14.7%,为世界人均占有量的4.0%。同时,山东省供水量也逐年下降,供需不平衡现象越来越突出。据《山东省水资源综合规划》,2020年、2030年山东省需水量将达到321.24亿m3、327.40亿m3,如不实施控制措施,按现供水能力,到2020年、2030年分别缺水57.37亿m3、63.53亿m3,缺水率分别达到17.86%、19.40%[1]。山东省水污染现象同样比较严重,河流湖泊等地表水的富营养化问题较为突出,主要由城市生活污水、工业废水排放导致,主要超标污染参数为总磷、氨氮、化学需氧量等。据统计,2014年实测的294个水功能区中,达到Ⅰ类标准的仅有1个,超过Ⅲ类水标准的水功能区高达163个,占55.5%,见图1:
1.2城乡污水处理设施建设情况
近年来,山东省城乡污水排放量与处理量逐年增长,见图2。由图2可见,2013年,全省城乡污水的年排放量和处理量分别达到281133.2万t和266888.8万t,较2011年分别增长了5.9%和7.9%。据统计,到2014年年底,全省累计完成投资270亿元,共建成城市污水处理厂290座,形成污水处理能力1270万t/d。2014年全省城市污水处理厂共处理城市污水36.3亿t,削减COD125万t,削减氨氮11万t,同比分别增长6.1%、13.6%、10%。同时农村污水处理事业继续发展,根据《山东省村镇建设统计年报》及调研结果,截止到2014年底,全省770个建制镇、3440个农村新型社区建有污水处理设施,占总数的70.9%、73.5%,新建农村户用沼气池1.5万户。
2山东省污水处理设施面临的问题
2.1区域发展不平衡
山东省污水处理工作存在城乡发展不平衡、发达地区和欠发达地区不平衡、各市县发展不平衡等问题。一方面,目前山东省出台的《山东省水污染防治条例》《山东省半岛流域水污染物综合排放标准》等一系列污水排放标准,都只针对城镇污水处理,尚未涉及到农村污水处理。另一方面,污水处理厂分布不均。由图3可见,济南、青岛、烟台、潍坊、临沂这5个经济较发达的城市污水处理量占了全省将近一半,莱芜、菏泽、威海、枣庄等欠发达地区各自拥有不到10个污水处理厂。
2.2资金投入不足
山东省污水处理设施建设及运行管理的资金主要为各级政府的公共财政投入、引进社会资金、向用户收费,其中,各级财政承担了污水处理设施的建设及运行管理的主要费用,其他资金来源并不稳定。在城市中,政府为了降低居民的负担,一直保持污水处理低价的状态;而通过BOT等方式引入的社会资金,只能解决集中投入在年度上的摊销,不能构成新的资金来源[2]。在农村地区,大多数村庄经济实力较弱,居民对收费的抵触情绪较大,承担能力较弱,后续的运行维护管理还需要大量资金,面临更严重的资金问题。
2.3监督机制不完善
一方面,住建局、环保局、水务局等多个单位在污水处理工作方面存在职能交叉,容易造成职责分工不明确、相互推诿等现象。另一方面,污水处理设施的投资运行管理主体为政府,缺乏多元的市场运营管理模式,导致竞争不足、运行管理机制僵化。具体来说,城市污水处理厂缺乏竞争的政府包办式模式,不仅容易造成资源不合理配置甚至浪费,也使得政府难以有效控制污水厂的运行及管理费用。农村污水处理设施运行维护主体是乡镇政府和村民自治组织,缺乏必要的监测设备和执法手段,致使当前农村生活污水处理设施弃置现象较为突出,造成建设资金的极大浪费[3]。
2.4人员素质有待提高
山东省负责污水处理设施的大部分操作人员、技术人员及管理人员的能力与水平皆达不到要求。在政府主导的污水建设项目中,由于污水处理行业较为封闭,工资待遇体系过于僵化,既无法留住现有人才,也无法吸引外来人才,致使污水处理设施的处理效率低下。而农村地区缺乏专业的环保人才,负责日常维护的一般为乡镇干部或者普通村民,缺乏专业的运行管理和维护知识技术,也降低了处理设施的运行及管理效率。
3国内先进地区污水处理设施运营管理案例
3.1江苏常州武进区吸引民间资本
常州市武进区民营企业发达,民间资金实力雄厚。据统计,武进区平均每5户人家有一个老板,累计个体、私营企业已达6.25万户,注册资本总计达326亿元,民营经济总量占到全区的90%以上。武进区为了突破农村环保投资瓶颈,根据本地情况,建立“三个一点”投资机制,让区一级、镇一级以及村一级财政各自按照一定比例筹集资金,为武进区农村污水处理提供了资金保障。武进区利用民间资本雄厚的优势,自然村里筹集部分由企业老板完成,自2009年初就启动了“千企帮百村,建设新农村”工程。短短一个月,全区就有1680家企业与村镇合作,启动了870个农村环境综合整治项目,资助的各类环境整治和治污资金高达2.54亿元。
3.2浙江金华东阳市发挥本地建筑企业设计施工优势
金华东阳市建筑业发达,是浙江省著名的“建筑之乡”,其建筑业总产值连续五年在全国县级市中排第一,全市现有130余家二级资质以上总承包企业,10万余建筑从业人员。东阳市的建筑企业不仅具有强烈的回报家乡意愿,还具备资金技术实力雄厚、熟悉本地基本情况、便于监督管理等优势,能有效地解决农村生活污水治理存在的成本、质量等难题。利用本地建筑企业建设污水处理设施成为了独具特色的农村污水治理新办法,为破解生活污水治理难开辟了新道路。截止到2015年,全市共有31家建筑企业参与农村水污染处理事业,已经完成925个自然村的治污设施施工图设计工作,191个自然村的污水管网和55个自然村的治污设施终端完工。
4山东省污水处理设施管理对策
4.1统筹区域均衡发展
当前山东省经济发达的市县污水处理设施建设和运行趋于稳定,面对制造业逐渐向鲁西南、鲁西北等经济欠发达地区转移,该类地区将会出现更严重的水污染问题,更应重视污水设施建设。一方面,在政策上要支持农村污水处理事业的发展,制定专门的农村环境保护法规;在技术及排放标准上,要根据农村污水水质及排放特点,制定适宜的处理技术指南和排放标准,使农村污水处理事业有法可依、有章可循[4]。另一方面,在建设规模上,要重视经济欠发达地区,进一步增加对市县及村镇污水处理设施、污水再生利用设施、污泥处理处置设施的投入,全面提高全省污水处理率。为此,城市地区要加快完善管网建设步伐,增加污水处理厂建设,满足城市地区污水处理量要求;农村地区必须在强化就地处理理念的指导下,大力发展污水处理设施,推进农村污水治理事业发展。
4.2增加资金投入
要按照政府主导、企业主体、社会参与的原则,完善城乡污水处理设施建设多元投入机制。一方面,要积极协调中央和地方有关部门,加大对污水处理行业的财政政策和资金支持力度,充分发挥其在污水处理设施建设中的主导作用。另一方面,应尽快完善市场机制,引入符合行业特征的有效竞争,改变原来的投资、建设和运营体系,实现投资主体多元化、运营主体企业化和运行管理市场化[5]。同时,开放污水回用设施市场,采取BOT、TOT等多种融资模式参与污水回用的建设及运营,以缓解各级财政投入不足的问题。此外,深化水价改革,建立健全污水处理收费制度并合理调整水处理费征收标准,保障城市污水处理厂的正常运行;向村民说明建设与运行污水处理设施的必要性,使更多受惠村民交纳处理费,以缓解处理设施运行维护资金短缺问题。
4.3加强监督管理
要进一步梳理和明确各级主管部门的权责,共同协作监督管理污水设施。一方面,为保证污水处理厂的正常运转,环保部门应进一步加大对污染点源的监督管理,杜绝超标排放以及偷排现象;建设部门应强化排水许可管理,对企业废水进行监测,只有符合《污水排入城市下水道水质标准》的废水才允许进入城市排水管道及污水处理厂进行处理。对于排放水质不能达标的污水处理厂,可安排专项资金,逐步进行工艺改造。同时,城镇污水处理厂要加大监管力度,强化内部管理,严把运行质量关。另一方面,农村地区要成立乡镇环保机构,加强基层环保机构建设,根据农村地区的环境执法特点来安排乡镇执法装备及专职环境执法人员等,负责环保设施的专业检测与监督[6]。
4.4强化人才素质
一方面,城镇污水处理厂应注重培养专业技术管理人才梯队,为污水处理厂稳定运行提供智力支持。同时,不断加大对职工和专业人员的岗位培训,及时更新知识,使其掌握最先进工艺技术。另一方面,针对农村污水处理设施,要加强政策教育,宣传水环境保护的相关方针及政策[7],使管理维护人员明白农村污水治理工作的迫切性,提高其保护农村水环境的自觉性和责任感。还要进一步聘请环保专业人士定期组织培训活动,传授农村生活污水处理设施的构造与运行相关知识,提升管理维护人员的专业知识及技能。
参考文献
[1]赵国斌.山东省水资源管理对策研究[D].济南:山东大学,2012.
[2]王纪文.中国城市污水处理设施建设与运营市场化研究[J].资源节约与环保,2013(10):102.
[3]赵芳.山东省农村生活污水处理现状及前景展望[J].临沂师范学院学报,2010,32(6):100-103.
[4]徐慧娟,胡啸,何云,等.强化农村生活污水处理设施管理的思考[J].中国人口•资源与环境,2015,25(5):208-210.
[5]王军,宋斐,周广礼,等.关于山东省农村生活污水管理对策的探讨[J].绿色发展与环境研究,2013,6(1):23-26.
[6]飞.关于污水处理设施运营管理的总结与探讨[J].城市建设理论研究:电子版,2015,5(7):483-484.
[7]李贵宝.中国水管理问题的一些思考[J].中国环境管理干部学院学报,2015,25(3):3-7.
关键词:污水处理成本;现状;问题;措施
1 关于污水处理厂成本管理环节的分析
1.1 随着市场经济体制的发展,我国的污水处理厂体系也在不断的健全,其污水处理效率不断得到优化。但是现阶段来说,我国污水处理厂的运作效率依旧是比较低的,为了更好的进行污水处理厂运营成本的控制,进行设计模块的优化是必要的。受到经济效益这一因素的影响,我国很多的污水处理厂都处于停产或者半停产的状态,这就需要进行污水处理厂正常运作模块的优化,进行早期建设污水厂设备及其技术的更新。目前来说,我国相关城市的污水处理厂污水管网建设体系都是不健全的,其运作成本比较低,并且存在较大的财政资金问题,比如资金的缺乏,也影响了污水处理厂的正常运作。我国的污水处理政策也是不健全的,不能实现污水处理行业的经济效益的提升,影响了污水处理厂的建设及其运营成本的控制。
在现阶段污水处理模块中,影响其成本管理的因素非常多的。随着我国可持续发展道路的开展,污水处理作为公益性事业逐渐引起了社会的广泛关注,这与政府的责任是密切相关的。污水处理厂的资金大多来自于财政拨款,通过对污水处理任务的开展,进行环境效益的保证,保证社会经济效益与环保效益的结合。但是目前来看,相关污水处理厂领导人员的成本管理意识并不强烈,其内部也缺乏有效的成本核算管理,这就需要进行成本运行问题的考虑,保证污水处理模块的有效开展。毕竟我国现阶段的污水处理都是半企业化的模式,没有真正意义上的自负盈亏,其与政府财政密切相关的,这就需要进行相关措施的开展,进行成本控制模块的优化。
1.2 改革开放以来,我国市场运行机制不断得到优化,一系列的污水处理模式不断得到应用,比如TOT模式、BOT模式等,这些模式是当下污水处理厂市场化投资的重要模式,实现政府与企业之间的结合,在该模块中,企业的经营目的就是进行营利,这样一定程度提升了污水处理厂的经营管理水平。这也需要进行不同利益参与者的协调,保证成本控制利益的协调。
2 污水处理成本体系的优化
2.1 在现阶段污水处理模块中,进行运营成本的管理是必要的,这需要进行相关工作模块的优化,引起相关管理者的重视,保证成本控制体系的优化,进行先进经验的总结,保证污水处理厂的经营管理水平的提升,从而实现污水处理运营成本的优化。这需要进行不同模块的成本策略的应用,保证生产成本核算模式的优化,进行其科学性、时效性的应用,保证核算模块中的积极探索及其创新,保证相关应对策略的应用。
在现阶段会计成本费用核算模块中,进行人员薪酬模块、管理费用模块、固定资产折旧模块等控制是必要的,从而针对其处理量的变化而产生变化,保证其设计规模、投资额度的控制,保证各种费用的积极控制,保证其随着处理量的变化而变化,保证实际成本的有效核算,保证其成本支出额的具体控制及其核算,以提升其综合运作效益,满足现阶段工作的需要。更要关注产生这些费用的各类生产指标、能耗指标,将每月的耗电量、污泥运输耗油量、药剂耗用量及相应的单价及污泥产量、运输距离也导入成本核算体系,直观地反映各类成本的单耗指标,为成本控制打好基础。
2.2 制定科学的成本目标,建立成本考核激励机制
为了提升成本控制的效益,展开全目标成本管理方案的更新是必要的,这就需要进行定额管理模块、计量模块、原始记录应用模块等展开分析,进行科学化制度及其方法的应用,保证成本目标的有效考核及其控制,进行主要变动成本指标的关键点控制,保证该指标模块的控制,比如药剂费、运输燃料费、维修费。电费考核需要考虑处理水量,考核单位电耗指标;药剂费需要考虑出泥量及药剂的单价,考核污泥单耗成本;运输燃料费根据运输距离,考核每公里运输成本。
在现阶段的培训模块及其讲解模块中,管理人员及其技术人员要进行污水处理工作的控制,保证其工作原理的有效讲解,进行设备维修管理体系的健全,保证系统的有效操作管理,保证设备维修小组工作的有效开展,积极进行生产车间及其相关设备的有效维护,保证工作内容的有效维护,保证设备维修工作的有效开展。建立健全污水处理设备的维修管理责任制度,对设备的维修建立专门的档案并做好维修记录,设备管理人员要做好各项设备的验收入库、造册登记以及保管和报废的工作,同时根据设备的运行情况和生产的需求,科学合理的进行设备的更新和改造工作。
在现阶段污水处理模块中,进行检测模块及其化验管理模块的协调是必要的,这需要进行检测及其化验管理目标的优化,保证检测模块及其化验模块的协调,进行污水处理厂运作状态参数的积极控制,保证污水处理厂检测模块及其化验模块的有效开展。有效而又准确的得到污水处理厂的适时运行状态参数。而对于污水处理厂的检测和化验的管理就是要保证该项工作开展的正规化,以确保污水处理系统的正常运行同时也能保证化验员以及操作人员的职业健康和工作的安全。
在污水处理厂检测及其化验过程中,进行科学化的作业指导书的应用是必要的,从而进行检测内容的控制及其优化。这需要进行专业人员的水质监测工作的开展,进行设备及其运作技术的协调。进行化验的工作人员必须具有相应的上岗证书,同时污水处理厂也要定期的培训化验员以提高其专业技术水平,确保检测化验结果的公信力。
为了进一步提升成本管理的效益,进行维修费用的考核是必要的,这样可以避免产生短期行为,实现对成本的积极控制,保证设备的有效维护管理,这也需要进行检查模块及其考核模块的控制,进行考核设备完好率的控制,进行维修及其保养记录的积极检查,从而满足现阶段设备正常运作的需要,从而针对成本展开考核,以提升其综合效益。成本考核经由生产、设备、财务部门组成考核组,按照考核办法逐项实施检查、考核、奖惩,确保实现降低成本的目的。
2.3 建立健全成本内控制度,强化执行力度。要想达到降低成本的目标,建立一套适合的内部控制制度至关重要。
在污水处理厂成本控制过程中,要做好物资采购工作、出入库管理工作,保证其质量控制、合同管理等制度的健全,保证详细的工作流程的制定,进行责任制度的优化,从而满足现阶段决策方案的应用需要,确保其采购模块及其维修项目模块的有效开展,进行各种项目管理制度的健全,保证其工作流程体系的健全,保证其内部各个环节的协调。
3 结束语
通过对污水处理设备及其技术的更新,更有利于提升污水处理的综合效益,随着生产知识化水平的提高和污水处理设备的不断更新换代,各大企业的污水处理工作也必将更加简单易行。各污水处理厂在成本管理工作中,应根据自身的特点和具体条件,认真进行成本的分析,抓住影响成本的关键,采取有效措施节约污水处理成本。
参考文献
[1]孙浩国.浅谈如何降低污水的处理成本[J].中国新技术新产品,2009,17.
[2]张敏.浅谈新时期污水处理的成本管理[J].现代经济信息,2009,12.
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