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《非膨胀状态下 二沉池污泥流失的原因及对策！》

  • 来源专题：水体污染治理
  • 编译者： wangyang
  • 发布时间：2020-02-24

  • 1、原因

    放流出水中有颗粒物质流出，就其问题产生的部位，10%的可能性是来自二沉池本身，而90%的可能性是来自曝气池。主要故障原因分述如下。

    1、冲击负荷的存在导致的活性污泥随水流失

    冲击负荷我们主要可归结为两类：一类是污泥负荷，另一类是表面负荷。

    1.1污泥负荷过高原因的分析

    污泥负荷导致的出水所夹带的颗粒物质多半是活性污泥未能沉降的颗粒，其感官判断要点是出水伴有浑浊现象。发生这种现象的原因是：活性污泥系统受到污泥负荷冲击时，污泥活性增强。由于颗粒间活性变高而使得活性污泥颗粒间的絮凝性变差，从而出现多重细小的未絮凝活性污泥颗粒。这一部分颗粒最容易在二沉池内因沉降不及时而随水流出池外，造成出水夹带颗粒物质。

    1.2表面负荷过高原因的分析

    表面负荷过高是因进流水量过大，导致污水、废水和整个活性污泥在生化系统停留时间（HRT）变短。活性污泥或未被活性污泥吸附的其他颗粒物质在二沉池停留时间变短，成为二沉池出水中所含颗粒物质产生的主要原因。衡量冲击负荷是通过污泥负荷和表面负荷来判定的。其中运用最多的是污泥负荷，即F/M 值超过0.5 时，可以判断活性污泥出现了明显的冲击负荷。

    2、污泥老化/低负荷导致的活性污泥随水流失

    活性污泥老化/低负荷导致放流出水夹杂细小颗粒物质(通常为解絮的活性污泥颗粒)在实践中是最为常见的，为此确认活性污泥是否发生了老化就可以侧面验证现在有放流水所出现的颗粒物质是否为活性污泥老化引起的了。

    活性污泥老化/低负荷常在控制泥龄过程或 F/M 值低于0.04情况下出现。如果持续时间超过1个月的，活性污泥出现老化/低负荷的情况就比较普遍。

    3、活性污泥中毒导致放流出水富含未沉降颗粒物质

    活性污泥法进水中夹带的下列物质超过抑制浓度，就会对活性污泥产生抑制作用甚至污泥活性中毒，导致活性污泥失活，达不到对废水中有机物的分解能力，从而引起活性污泥随水漂出。

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  • 《连续光照诱导晶格膨胀增强钙钛矿太阳电池性能》
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    • 编译者：guokm
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    • 有机无机杂化钙钛矿太阳电池光电转换效率在短短数年时间内便冲破了22%的大关，直逼传统的晶硅电池，并且该电池制备工艺简单和成本低廉，是极具发展前景的新一代薄膜电池技术。然而，截止当前科学家对该电池潜在工作机理仍然不甚明了，亟需加大研究力度。 莱斯大学Aditya D. Mohite教授课题组和洛斯阿拉莫斯国家实验室研究人员合作的最新研究发现，连续光照会引起钙钛矿薄膜晶格发生均匀膨胀，从而释放了晶体局部应力，减少了晶体的能垒和非辐射载流子复合，从而增强了电池的性能，即光诱导晶格膨胀有助于提升电池性能，进一步深刻揭露钙钛矿电池工作机理。研究人员首先通过旋涂法分别制备了单阳离子（MA+）的甲胺碘化铅（MAPbI3）钙钛矿薄膜和双阳离子（FA+、MA+）双金属混合的甲脒甲胺铯碘铅薄膜（FA0.7MA0.25Cs0.05PbI3）。掠入射广角X射线散射（GIWAXS）极图显示，相比MAPbI3，FA0.7MA0.25Cs0.05PbI3薄膜晶体的晶格增大了，表明了FA+和Cs+成功地引入到MAPbI3立方相的晶格中。随后研究人员将制备的钙钛矿薄膜置于惰性气体氛围中进行连续辐照处理，结果显示辐照处理后的FA0.7MA0.25Cs0.05PbI3薄膜晶格间距从6.29 Å增大到6.33 Å，即晶格发生了膨胀；类似现象在MAPbI3同样被观察到；表明了连续的光照诱导晶体晶格发生膨胀。且通过追踪观测发现，该结构变化具有弛豫现象（即结构变化的状态能够维持一段时间后才恢复）。接着研究人员将制备的钙钛矿薄膜FA0.7MA0.25Cs0.05PbI3用于组装电池器件，系统研究光照诱导晶体膨胀对电池性能的影响。电流电压测试显示，光照前20分钟，电池的开路电压从0.73 V增加到0.9 V；20分钟后，电池开路电压和填充因子同时增大，且在光照时间推移至120分钟时达到了峰值，开路电压和填充因子分别增大至1.08 V和74%（光照前的数值分别为0.73 V和68%），从而将电池器件的效率从18.5%提升到20.5%。研究人员通过后续的光致发光和模拟研究发现，连续光照引起的晶格膨胀之所以增强电池性能主要是有两个原因：一是晶格膨胀使得晶格应力得到释放降低了钙钛矿界面能垒有助于载流子传输；二是膨胀使得晶面排列更加整齐，消除了晶体中的部分缺陷，减少了非辐射的复合。进一步的老化测试结果显示，基于MAPbI3钙钛矿薄膜电池在连续光照30分钟后性能就开始出现衰退；而采用FA0.7MA0.25Cs0.05PbI3薄膜的电池在连续300分钟的光照测试下仍可维持初始效率的80%，展现出优异的稳定性，这主要是Cs元素的引入改善了晶体相结构稳定性所致。 该项研究首次通过实验手段系统地研究了连续光照对钙钛矿薄膜晶格及其器件的影响，揭露了光照诱导钙钛矿晶格膨胀与电池性能之间的相互关联，为设计开发高性能钙钛矿电池积累了宝贵的理论知识。相关研究成果发表在《Science》 。 （李明月 郭楷模）
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    • 来源专题：水体污染治理
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    • 本文通过介绍非常规水资源的内涵及发展情况，对贵阳市非常规水资源利用现状和存在的问题进行分析，提出了推进贵阳市中心城区非常规水工程建设、运营管理、政策和法规的一系列方法和措施，可为下一步非常规水资源实际开发利用工程的建设提供参考和技术支持，缓解水资源供需矛盾，保障水资源可持续发展。 贵阳市地处长江、珠江两大分水岭地带，人均水资源占有量为1014m3/（人·a），低于1700m3/（人·a）的世界缺水警戒线。全市岩溶地貌发育充分，水资源开发利用难度大、成本高，城市供水以蓄为主，属于工程性、资源性、水质性缺水的中度缺水城市。贵阳市始终把建设国家节水型城市作为“建设水生态文明城市”战略目标的重要内容，全面实施综合节水、生活节水、工业节水和生态节水等重点工作，2011年，贵阳市成功跨入“国家节水型城市”行列，但社会发展、城市建设、人口增长和水污染日益严重等原因导致的水资源供需矛盾依然突出。大力推进非常规水资源的开发利用，将是解决区域缺水问题的必由之路，也将成为衡量一个地区水资源开发技术水平的重要标志，更是在水资源问题严峻的形势下实现最严格水资源管理制度的保障。 1非常规水资源内涵及发展情况 非常规水资源是指区别于一般意义上的地表水、地下水的水源，包括污水处理回用水、海水、微咸水、雨洪水和矿井水，其特点是经过处理后可以被利用，也可称之为非传统水源、替代水源或其他水源。国家自2002年起先后制定了城市污水再生利用杂用水、景观环境用水、工业用水等水质标准。非常规水资源供水模式分为集中式（污水处理厂污水再生利用）和分散式（建筑中水）。2016年，国家发展和改革委员会等9部门联合印发《全民节水行动计划》；2017年，水利部出台《关于非常规水源纳入水资源统一配置的指导意见》，贵州省发展和改革委-84-综合利用员会、贵州省住房和城乡建设厅出台《关于贵州省十三五城镇污水处理及再生利用设施建设规划》；2018年，《贵阳市新建小区污水处理设施建设维护管理办法》正式实施。这些文件明确要求，各地需要大力推进非常规水资源的开发利用，缓解水资源供需矛盾，实现区域内水资源利用结构优化升级、减轻地表和地下水资源压力，减轻城市污水、雨水排放和防洪排涝压力，减少环境污染。根据贵阳市地域及水源特点，可利用的非常规水资源主要为再生水、雨水。 2贵阳市非常规水资源利用现状 2017年，贵阳市中心城区污水处理厂处理总量为118.9万m3/d，按照“适度集中、就地处理、就近利用”的原则，除南明河下游的新庄污水处理厂一期、二期外，南明河中上游的二桥、花溪、花溪南部、合朋、金阳、青山、麻堤河、小河、白云、龙洞堡、金百和孟关等污水处理厂的集中式再生水主要用于南明河、市西河、陈亮河及麦架河等河道生态环境补水，是南明河等河道生态基流的主要来源。中心城区的城市再生水利用率已达58.79%，有助于改善河道景观环境，构建水生态文明城市。虽然城市再生水利用率远高于国家节水型城市考核指标要求（20%），但仍存在污水再生利用用途单一的问题，因此，拓展污水再生利用途径，推动非常规水资源利用设施建设是缓解城市水资源供需矛盾、提高水资源利用率的重要保障。结合实际，目前主要采取了以下几项重点措施。 2.1大力促进污水再生利用试点项目的建设 为使污水再生利用途径单一的问题得到有效解决，以规划为引领，将规划目标与各大污水处理厂运营现状相结合，加大专项资金投入，促进城市集中式污水再生利用试点项目的建成。2.1.1白云污水处理厂白云污水处理厂配套建设有1000m3/d的再生水处理设施，在厂区外围设置3个取水口，主要用于白云区内市政、绿化及生态补水。2.1.2青山污水处理厂青山污水处理厂已配套建设1万m3/d的再生水处理设施。2016年，贵阳市水务局积极开展了青山污水处理厂再生水管网试点项目的建设工作，项目沿南明河两岸铺设了约3.3km的再生水供水管网，可向试点项目服务范围内输送再生水量2250.78m3/d，实现了贵阳市再生水管网配套建设的零的突破。管网沿途预留了河岸公厕、公园水景、居民小区及市政、绿化等再生水专用取水口7个。 2.2部门协同推动贵阳市建筑中水及雨水资源化利用 近年来，贵阳市规划局根据《贵阳市城市规划技术管理办法（试行）》的要求，加强了对城市新、改、扩建建设项目中水设施配套建设的审查。贵阳市住房和城乡建设局编制了《贵阳市海绵城市建设试点项目（2017-2020年）专题研究》，以“渗、滞、蓄、净、用、排”为原则，计划逐年实施海绵型的示范河道、道路、公园和小区等试点项目。贵阳市节约用水办公室根据《贵阳市城市节约用水管理条例》《贵阳市城市节约用水管理实施规定》的相关要求，对城市新、改、扩建项目实施了节水“三同时”审核，须同期配套建设中水或雨水利用设施，并与主体工程同时设计、同时施工、同时投入使用。贵阳市形成了较为有效的部门联动机制，合力促进了分散式污水再生利用项目的建设。 2.3以节水型企业、单位、小区建设为抓手，促进建筑中水和雨水利用设施的配套建设 积极开展节水型企业、单位、小区的建设工作，通过抓重点、树典型的方式，挖掘节水亮点，促进中水、雨水利用设施的配套建设。 3贵阳市非常规水再生利用供需平衡分析 贵阳市非常规水资源开发利用潜力最大的为再生水，根据《贵阳市城市总体规划》近期2020年污水处理厂总规模达到192.4万m3/d，远期2030年达到232.4万m3/d，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，出水水质较好，可作为稳定且优质的再生水水源，按照《城镇污水再生利用工程设计规范》（GB50335—2016）的要求，其再生水量不宜超过污水处理厂处理规模的80%，因此贵阳市中心城区再生水可利用规模近期为153.9万m3/d，远期为185.7万m3/d。经分析，贵阳市中心城区再生水可利用规模远大于再生水需水量，因此污水处理厂可提供充足且优质的再生水水源来代替优质水，缓解水资源供需矛盾。 4存在的问题 4.1专项法规、配套政策及技术体系不健全 目前，贵阳市尚未制定非常规水资源利用和管理的专项法规规章，非常规水资源利用设施建设、运行、监督等方面管理主体不明确，产权、运营、监督单位的权责不清；新、改、扩建污水处理厂缺乏强制配套建设再生利用设施的法规支撑；相比常规水资源，非常规水资源的收集、储存、输送和处理需要投入资金建设基础设施，行业发展初期尤其需要政府大力扶持，但目前贵阳市在财政、税收、投融资和价格等方面尚未出台实质性的政策，不足以调动投资运营的积极性；由于非常规水资源开发利用涉及发改、规划、住建和水务等多个职能部门，各部门编制的专项规划虽不同程度地涵盖非常规水资源利用，但各部门要求配套建设分散式中水、雨水利用设施的标准不统一，中水、雨水利用设施仅满足于“有”的状态，配套建设规模是否合理，未进行标准核验。 4.2城市市政、园林、绿化和公厕等用水计量不完善 目前，贵阳市市政、园林、绿化等取用消火栓自来水现象普遍，绝大部分未计量收费，占用了宝贵的饮用水资源。2017年城市供水统计数据显示，贵阳市市政园林绿化等用水计入城市免费的自来水量高达6.5万m3/d，如果用再生水替代6.5万m3/d的市政、园林、绿化和公厕对自来水的消耗，贵阳市有限的饮用水资源将得到较好的节约和保护，城市节水效率将得到大幅提升。集中式再生水厂管网覆盖范围内的市政、园林、绿化和公厕用水还没有形成取用再生水的机制。而再生水完全符合市政、园林、绿化和公厕用水对水质的要求，加之再生水制水成本低，利用经济杠杆形成价格倒逼机制，具有较高的实用性和长远开发性。 4.3污水再生利用基础设施建设滞后 尽管贵阳市积极进行了再生水试点项目建设，但集中式再生水厂及再生水供水管网建设仍相对滞后。目前，再生水管网仅处于点对点的局部铺设的起步阶段，不能满足拓展再生水用途的需求，再生水管网建设滞后已经成为制约贵阳市非常规水资源利用发展的主要因素。 4.4公众对非常规水资源的认知不足，接受度较低 贵阳市对非常规水资源作为城市“第二水源”进行了宣传，但社会各界对非常规水资源认知仍然不足，同时对再生水的水质安全等问题存在疑虑，参与意识低，使得城市非常规水资源开发利用推进较为缓慢。 5非常规水资源利用对策建议 5.1建立健全法律法规 应尽快建立健全非常规水资源利用和管理的各项法规规章，强制配套建设再生利用及输配设施，明确非常规水资源的建设、运营、监督等管理主体，并划分权责职能；研究和出台鼓励非常规水资源开发利用、运营管理的优惠政策，建立合理的融资、运营、监管机制，发挥经济杠杆调控作用，形成再生水水价市场定价体系，适当给予再生水生产供给企业各类扶持，充分调动投资运营的积极性；将非常规水资源与地表水、地下水纳入区域水资源进行统一配置，在编制全市水资源规划时，注意与各专项规划的衔接，并制定统一的分散式中水、雨水利用设施配套建设标准。 5.2加快推进城市杂用水利用 随着城市的发展、人口的增长和“千园之城”的建设，生态景观、园林绿化、公厕等用水量将进一步增大，在实施生态景观、园林绿化、公厕等用水的计量收费的基础上，逐步引导新建公园广场的景观用水、城市绿化、环卫市政、建筑施工、道路清扫、河道景观、洗车及工业生产用水等领域优先使用非常规水资源。待市场培育成熟后，通过法律法规、经济技术等手段禁止在市政供水管网取水，并推广喷灌、微灌等节水灌溉方式。 5.3推进工程性措施建设 当前，要加快推进再生水设施及再生水供水管网的建设。对已建污水处理厂，有针对性地对其建设规模、处理能力及周边区域用水需求等进行技术评估，拟定再生水利用项目的建设计划，对具备再生利用条件的，同步配套再生水供水管网系统。 5.4健全工程建设管理体系 要推动节水载体培育、建筑中水及雨水资源化利用工程建设。通过联动规划、住建、节水等部门合力构建管控机制，在立项备案、规划许可、施工图审查、施工许可、竣工验收及投入运行等环节，加强建筑中水及雨水资源化利用相关要求的审核与把关，引导和约束中水及雨水利用设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投入使用。 5.5加强科普宣传 积极开展节水宣传，提高公众参与度。利用网络、报纸、电视等各类媒体，对城市水资源短缺的现状、非常规水资源的重要价值和安全性等进行广泛宣传，让社会大众充分认识开发和利用城市“第二水源”的必要性和重要性，转变传统的用水观念，培养良好的节水意识，主动参与城市非常规水资源开发利用的过程中。
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