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隨著社會需要的不斷增加,油田的勘探開發規模也不斷擴大,油田開發進入到中后期,高含水性越來越明顯,目前我國在開發油田的含水率都較高,采油廢水的產生量也成為主要的含油污水源。含油污水中的石油類污染成分主要有:浮油、分散油、乳化油和懸浮固體等。這些物質在隨廢水排除后都難以在自然環境中降解,且對自然環境的危害性極大,所以研究石油化工廢水的處理方法具有深遠的現實意義。
開采出來的原油經過初期簡單處理后通過集輸管線輸送到煉油廠,在煉油廠需要經過脫水等處理,然后再利用常減壓設備對其進行蒸餾和減壓蒸餾,分割出汽油、柴油等,對常壓重油和減壓渣油需要進行再加工處理,再加工采用高溫下的物理、化學相結合的方法,再加工程序需要耗費大量的燃料和冷卻水。在煉油技術應用過程中,油和水直接接觸,所以形成了含油污水,含油污水具有濃度高、難溶解的特點,處理難度大,一經排出即會對環境產生嚴重的污染和危害。如何處理含有污水是一項值得研究的課題。
1 化學方法處理石油化工廢水
用化學方法處理石油化工廢水是指使用化學成分來分解、溶解或者凝集廢水中的污染成分,再對廢水進行處理降低環境污染的方法。
1.1 絮凝
絮凝是石油化工廢水處理的一個重要過程,是指通過向廢水中施加絮凝劑來使肺水中的膠體顆粒受到破壞膠體顆粒被破壞后相互碰撞和聚集,經過絮凝所形成的物質更加容易被從廢水中分離出來。絮凝法對處理石油化工廢水中的有機污染物、浮游生物和藻類等污染物效果較為顯著。在應用中絮凝通常需要和沉淀或氣浮技術方法并用,對廢水進行初步處理。在實踐中采用較多的是利用微生物絮凝劑來處理石油化工廢水,該方法在適用范圍上更廣,降解性能強,效率高且不存在二次污染,在今后的石油化工污水處理上該方法具有廣闊的發展前景。
1.2 氧化
氧化法本身又有多種分類,主要是石油化工企業產生的廢水在成分上具有巨大的差異,所以要針對其成分特點選擇具體的氧化方法,以實現高效、最經濟、最安全的處理石油化工廢水的目的。在此介紹幾種典型的氧化方法和適用范圍:第一,利用光催化氧化法處理含有21種有機污染物的污水,效果顯著,且不會產生二次污染,該方法屬于最新的處理石油化工污水的技術方法,目前還在研究和完善中;第二,利用濕式氧化法對含有有毒有害污染物和高濃度難降解的有機污染物進行處理,經過實踐調查研究,利用濕氧化法處理石油化工廢水時COD、無機硫化物等物質的去除率分別能達到81.8%和100%。該技術方法在應用上效果顯著,能夠有效的控制環境污染物,我國通過濕式氧化法處理石油化工廢水在效果上已經達到了國外同類設備處理石油化工廢水的效果;第三,利用臭氧化法與生物活性炭吸附技術相結合對石油化工廢水進行深度處理,能夠有效氧化有機污染物,同時提高活性炭的含氧量,延長使用期限,降解效果顯著。
2 物理方法處理石油化工廢水
物理方法處理石油化工廢水也有諸多的分類:
2.1 吸附
吸附是指通過利用固體物質的多孔性來吸附廢水中的污染物的物理方法,吸附一般選用活性炭,因為活性炭具有較強的吸附性能,處理廢水效果好,但是吸附方法在應用上具有成本高、易造成二次污染等缺陷,所以吸附方法需要和上文提到的絮凝和臭氧氧化方法結合運用。
2.2 膜分離
膜分離污水處理方法在類型上也表現為多樣化,如微濾、超濾及反滲透等,在實踐應用中膜分離技術方法在去除石油化工廢水的臭味、色度上都具有十分顯著的效果,還能夠有效去除有機污染物和微生物,該技術方法具有穩定可靠的應用價值。
2.3 氣浮法
氣浮法是通過投放分散度高的小氣泡哎粘附石油化工中的懸浮物,小氣泡在廢水中浮升到水面也會把附著物帶出并使油類物質分離。在石油化工廢水的處理程序中,氣浮法是在經過絮凝工序后應用的技術方法,經過實踐表明,氣浮法在處理石油化工廢水中具有穩定可靠的效果,值得繼續推廣,夸大其使用范圍。
3 生化方法處理石油化工廢水
3.1 好氧處理
好氧處理的方法種類較多,在石油化工廢水處理中可以應用的好氧處理方法有高效好氧生物反應器、生物接觸氧化等技術方法,這一方法一般都與厭氧處理方法相結合應用,很少單獨在石油化工污水處理中使用。
3.2 厭氧處理
石油化工廢水可生化性能差異在處理上一般需要先進行厭氧處理來提高其在后續的處理中的可生化性。厭氧處理方法主要有兩類:其一是在高濃度有機廢水的處理中應用的升流式厭氧污泥床,不但成本低,效果也十分顯著;其二是厭氧固定膜反應器,能夠有效截留附著污水中的厭氧微生物,將污水中的有機污染物進行轉化后去除,該技術方法具有簡單便捷、應用時效長的特點,也具有深遠的應用價值和推廣必要。
3.3 組合法
石油化工廢水的污染種類復雜多樣,在不同的煉油廠廢水水質表現得不盡相同,所以在處理方法上也不能單一的使用某種方法,所以將好氧處理方法與厭氧處理方法有效結合在處理效果上必將更加有效。這種組合的處理方法經過在石油化工廢水處理中應用,效果非常好,所以值得在應用中加以推廣,來為廢水處理提供更加安全可靠的技術方法。4 結語
石油化工廢水具有復雜的污染物成分,含有的有毒有害物質對環境和人們的身體健康都有不利的影響,鑒于其特性必然需要對其進行相應的處理,降低排入外界的污水的危害。對石油化工這類含油污水處理需要綜合利用物理、化學、生物等方法,針對不同的污水水質特點選擇不同的處理方法,在達到最佳的處理效果的同時降低成本,避免二次污染。
參考文獻
關鍵詞:焦化酚氰廢水、水處理施工 工藝
中圖分類號:TV文獻標識碼: A
一、焦化廢水的特點及常規處理方法 焦化酚氰廢水是煤制焦炭、煤氣凈化及焦化產品回收過程中產生的高濃度有機廢水。其組成復雜,含有大量的酚類、聯苯、油、吡啶、吲哚和喹啉等有機污染物,還含有氰、無機氟離子和氨氮等有毒有害物質,屬較難生化降解的高濃度有機工業廢水?,F有的焦化廢水處理技術主要物理化學法:包括蒸氨法、焚燒法、混凝沉淀法、膜分離法、萃取法、吸附法;生物法:包括普通活性污泥法、生物脫氮法、A/O法、A2/O法,SBR法等。某企業焦爐配套建設的1座焦化酚氰廢水處理站,用于接納焦爐煤氣凈化系統產生的工藝排水、焦爐煤氣管道輸送過程中排放的冷凝水、循環水站強制外排水等。
本焦化酚氰廢水站由生化處理、物化處理和深度回用處理三個大系統組成。深度處理采用傳統的超濾(UF)+納濾(NF)+反滲透(RO)組成。其詳細的工藝流程如下:本文對該企業焦爐配套建設的酚氰廢水處理站中的UF系統的設計進行分析和總結
二、廢物處理與處置
1.廢物的處理與處置的內容是指對廢水處理過程中所產生的重油、輕 油、浮油和剩余污泥及絮凝污泥的收集、處理和最終處置。
⑴、重油的處理與處置:除油池集油斗中沉集的重質油,應定期用除油池頂上的油泵抽出至1#泵房頂上的重油罐中,加熱至70℃左右,啟動油泵進行抽油。重油罐中的油水混合液經過一定時間的靜置后,通過重油罐上的分層放液閥將分離后的上清液放出,并經分離水管路送回至1#泵房1#吸水井中,返送到除油系統再進行除油處理。
⑵、輕油的收集與處置:浮在除油池書面上的輕油,應用抬高除油池中工作液位的方法,將輕油導入集油槽中,可采用連續除油或定期除油方式。
⑶、污泥的處理與處置:混凝沉淀池排放處的絮凝污泥和二沉池排出的剩余污泥,應送到污泥濃縮池進行進一步脫水處理。絮凝污泥經污泥提升泵提升后經三角計量堰后進入污泥濃縮池,剩余污泥是從回流污泥中分出經三角計量堰后進入濃縮池。
2、系統控制
⑴、污水提升自動控制:油水分離池分離水、污泥濃縮池及廠區其他酚氰廢水,自流進入1#泵房的1#吸水井中,由污水提升泵抽送至除油池。該泵由井內液位控制自動工作,高液位開泵,低液位停泵。超高液位報警。
⑵、液位、流量、溫度、溶解氧、PH值控制: 在各種管道及各種泵出流管道上設有流量檢測裝置,在1#吸水井、缺氧池、好氧池中,設有檢測液位的儀表裝置,可在廠內集中控制室的儀表盤上讀出,并設有高低液位自動報警。
3、藥劑投加系統:
藥劑配制投加系統也是廢水處理過程的重要附屬設施。其投配裝置設在綜合樓內。在綜合樓內設有純堿(NaCO3)、磷(P)、聚合硫酸鐵(PFS)、和聚丙烯酰胺(PAM)四種藥劑的藥劑攪拌槽、藥液輸送設備和流量定量裝置。
4、空氣系統
它是廢水處理系統過程的重要附屬設施,在鼓風機房設有三臺離心鼓風機,通過空氣管道和好氧池底部的微孔曝氣器向好氧池供氧,水中溶解氧的濃度維持在24mg/l。
5、分析化驗
分析化驗設在綜合樓化驗室中,有可供焦化污水處理系統水質分析及系統監測用的分析化驗儀器和設備。焦化污水處理過程中,水和泥的分析化驗項目操作分常規和抽查兩種項目。常規項目每天一次,抽查項目每周一到兩次。此外,還應根據污水處理過程中的實際情況來決定分析化驗的項目和頻率。
三、水處理的施工:在此僅指為保證各項工藝項目功能的實現而進行的安裝所應注意的事項以及采取的必要的完善措施。
1、水質預處理工段的安裝注意事項:① 6個除油斗中均安裝蛇形蒸汽加熱管,除油斗為四面倒錐體,四個面上的蒸汽管道串聯連接,冷凝液直接通過疏水閥排放在廢水里;②在重油罐中也加設盤管,在冬季及液體溫度較低時,排油前先通蒸汽加熱,以便于油的流動及油水分離;③在輕油分離池中加設蒸汽彎管;④所有彎管全部采用180°成型彎頭。在布置加熱管時,管道間距應均勻,離罐壁(池壁)要有不小于50mm的間隙。⑤除油池蒸氨廢水入口上加設切斷閥門及旁路閥門,當故障發生時,蒸氨廢水可通過閥門切換,直接排放到調節池中;⑥為防止冬季氣溫過低,不利于微生物的存活及管道凍結爆裂,在調節池及3#、4#吸水井中均加設蒸汽加熱管道;⑦對于重力流管道,必須注意管道的流向和坡度。
2、生化處理和后混凝沉淀工段安裝注意事項:①厭氧池、缺氧池的填料安裝要均勻合理,綁扎要牢固;填料的支架在安裝時,上下要對應,相互應平行。②進厭氧池、缺氧池的布水器在安裝時,定位應準確。③好氧池內的微孔曝氣器在安裝時應布置均勻,并應根據曝氣量的大小調整安裝數量,曝氣器安裝時一定要保證管道內清潔,在空氣管道吹掃前,不得與空氣管道連接。④好氧池上設消泡水管道,消泡水來自循環水排污管道,消泡噴頭按圖紙要求布置,朝向合理。好氧池上布置污泥回流管道,坡度從提升泵房坡向進水口,且不小于10%。⑤消泡水管道、稀釋水管道上均應安裝流量裝置,便于計量投入水量及稀釋倍數。⑥各沉淀池輸送污泥的管道及出水堰的自流管道,必須保證坡度及走向合理,盡量減少彎頭或少用90°彎頭,以減少阻力。
3、投加藥系統的安裝注意事項:各種藥劑的攪拌桶在安裝時應注意相互位置及工作液面與輸送泵進出口的高度,保證攪拌桶內攪拌軸的垂直度。
4、空氣系統的安裝注意事項:鼓風機在安裝時,對輪的同軸度、平行度必須符合規范規定,安裝時使用百分表檢測;原設計鼓風機沒有循環水管,根據實際運行情況,風機連續運行時,軸承溫度偏高,在試車階段增設了循環水管道;進風管道上,各種裝置(進口裝置、消音器、蝶閥等)的安裝位置應符合圖紙要求,風機的進出管道全部采用不銹鋼管道,為保證管道內的清潔及防止堵塞曝氣頭的微孔,管道在安裝焊接時全部采用氬弧焊打底,手工焊蓋面。
四、系統控制
⑴、污水提升自動控制:油水分離池分離水、污泥濃縮池及廠區其他酚氰廢水,自流進入1#泵房的1#吸水井中,由污水提升泵抽送至除油池。該泵由井內液位控制自動工作,高液位開泵,低液位停泵。超高液位報警。
⑵、液位、流量、溫度、溶解氧、PH值控制:
在各種管道及各種泵出流管道上設有流量檢測裝置,在1#吸水井、缺氧池、好氧池中,設有檢測液位的儀表裝置,可在廠內集中控制室的儀表盤上讀出,并設有高低液位自動報警。
慶華酚氰廢水處理站建成運行后,經過四個月的馴化期,現在運行相當穩定,水質也達到設計預期的標準。該工藝最大的優點是運行穩定,出水水質變化小,而且總體來說投資少,見效快,因而受到青海省環保局的大力推廣。
參考文獻:
[關鍵詞]好氧池 MBR 超濾 RO反滲透
中圖分類號:TP211.3 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)05-0058-02
Schneider in coking wastewater and its application in the depth of processing control
Xu HaiTao
(Benxi steel information automation automation division manager)
[Abstract]this paper mainly introduces the application of schneider PLC in the coking wastewater treatment, combined with biological denitrification process, combined with advanced treatment process requirement, and played a detailed instructions on the set of control system hardware configuration, network configuration and software design. In metallurgical automation control in the coking wastewater treatment industry with the advanced level, the system has been put into operation, and the quality of the production of qualified standard achieved the effect of wastewater reuse.
[Key words]aerobic MBR pool ultrafiltration RO reverse osmosis
1.引言
焦化S污水處理了含有大量難降解有機污染物的工業廢水和含有大量的酚氰、苯、氨氮等有毒有害物質,所以這次采用了生物脫氮以及深度處理工藝,達到了廢水再利用的目的。實現這一目標,自動化系統是關鍵的一環,只有實時進行自動調節,自動化過程程度高,才能達到工藝設計目標。
2.概述
系統選用符合國際標準的產品,其技術先進、結構開放,自控系統采用“集中管理、分散控制、數據共享”的分層、分布式的拓撲結構,符合當前工業自動化監測系統發展趨勢,能夠實現全廠工藝參數及設備集中監測和生產過程的自動控制。
(一)本系統采用的集散型計算機控制系統設計方案滿足如下要求:
(1)根據工藝流程及設備運行要求配置儀表、檢測裝置,建立監控系統;
(2)采用分散控制,集中管理的方式,建立污水處理廠中央控制系統,管理整個污水處理廠的運行;
(3)中控系統采用具有開放的符合TCP/IP協議的計算機網絡,并可以與管理系統以及與上級系統和周邊系統鏈接;
(4)主要機械設備的控制采用就地控制、現場控制、中央控制的三層控制模式,現場控制站設置PLC及控制操作人機界面;
(二)污水處理廠工程自動化系統實現的以下基本功能:
(1)具有實時監測全廠的生產過程參數
(2)全自動控制現場設備
(3)在中控室可以實現對全廠設備和儀器儀表的監測和控制。
(4)具有自動進行越限報警和設備故障報警(語音,和畫面顯示)
(5)本自控系統具有以下三種控制方式為手動控制、遙控控制、自動控制。
系統網絡結構配置如下:
3.系統工藝
3.1 A/O工藝,由生物處理裝置組成,根據微生物存在形式不同,A/O工藝又包括活性污泥法和生物膜法。該工藝將預處理的廢水依次經過缺氧和好氧處理,其特點在于在一般缺氧/好氧工藝(A/O)的基礎上增加厭氧段。厭氧段能較好地對污水水解酸化,以便提高缺氧/好氧的處理效率(水解酸化促使焦化廢水可生化性提高)。
3.2 預處理:包括重力除油池、調節池及浮選除油池等內容。
3.3 重力除油池:蒸氨廢水及其它酚氰廢水大約35m3/h,進入除油池,重油沉在底部,由重油泵抽送至重油罐儲存,經進一步油水分離后裝車外運;輕油浮至除油池表面,由除油池刮油機收集到集油罐中,通過管道自流入2#吸水井。
3.4 調節池:當生物處理過程不穩定或系統發生故障時,來水不能進入下段處理構筑物時,由調節池儲存來水量。當系統運行正常后,再把廢水均勻送到1#吸水井。經泵送到除油池進行處理。
3.5 浮選除油池:采用部分水加氣浮選工藝,去除乳化油。除油池出水經泵加壓后進入浮選器,溶氣水采用生產水,壓縮空氣由生產水經水射器送入溶氣罐,在壓力溶氣罐中生產水溶入壓縮空氣,充分溶氣的生產水進入浮選器,經釋放器將水放出,廢水中的乳化油與微氣泡吸附并浮至浮選器表面,由浮選器內刮油板收集到集油槽中,通過管道進到油水分離池中。浮選器出水經管道自流到3#吸水井。進水量35m3/h。
3.6 生化處理:主要設施有厭氧池、缺氧池、好氧池、二沉池、污水污泥回收設施、加藥幾次消泡設施等。
3.7 缺氧池:在此以進水的有機物作為反硝化的碳源和能源,以回流沉淀池出水中的硝態氮為反硝化的氧源,在池中組合填料上生物膜(兼性菌團)作用下進行反硝化脫氮反應,使回流液中的NO2--N;NO3--N轉化為N2排出,同時降解有機物。
3.8 好氧池:微生物的生物化學過程主要在好氧池中進行的。廢水中的氨氮在此被氧化成亞硝態氮及硝態氮。缺氧池出水流入好氧池,與經污泥泵提升后送回到好氧池的活性污泥充分混合,由微生物降解廢水中的有C物,充氧采用雙螺旋テ器,同時對混合液進行攪拌。另外還需投加純堿(Na2CO3)及磷鹽,純堿沿好氧池混合液流向分段投加。回流污泥量應為好氧池處理水量的3~4倍。
3.9 二沉池:好氧池末端出水管自流進入二沉池中心管,在二沉池中進行泥水分離。二沉池出水經自流管道流到混凝系統,其中一部分出水由泵送到粉焦沉淀池進行熄焦,多余水流到混凝沉淀系統的混合反應池。二沉池分離出來的活性污泥經回流污泥泵提升后,大部分作為回流污泥送回好氧池循環使用,剩余部分作為生化過程中產生的剩余污泥,送污泥濃縮池進行濃縮處理。
4.回流沉淀池
也是用來分離好氧池出來的泥水混合液。好氧池2/3處出水自流進入回流沉淀池中心管,在回流沉淀池中進行泥水分離。其出水經自流管道流到4#吸水井,和厭氧池出水一起由泵送至缺氧池,經過進水布水器均勻布水,在缺氧池中進行反硝化脫氮?;亓鞒恋沓胤蛛x出來的活性污經管道和二沉池的活性污泥一起經回流污泥泵提升后,作為回流污泥送回好氧池循環使用。
4.1 污泥處理:主要由污泥濃縮池等組成。
4.2 污泥濃縮池:混凝沉淀池排出的絮凝污泥和二沉池及回流沉淀池排出的剩余污泥,分別由泵送到污泥濃縮池中,污泥在污泥濃縮池中濃縮,分離后的上清液經出水槽收集,并經管道自流回到污水提升井,進入系統重新處理。污泥濃縮池的運行,應根據實際情況進行,也可按兩天排一次泥進行操作,排泥時間約2小時,濃縮后污泥含水率應不大于98%。
5、結束語
深入研究焦化廢水的先進處理技術,既是當前經濟建設面臨的現實問題,也是將來進行技術攻關的重點,只有不斷提高現有處理技術的處理能力、增強新技術的經濟技術可行性,將各種方法有機地結合起來,取長補短才能找到治理焦化廢水的最佳方法。
參考文獻
[1] 楊平,王彬.生物法處理焦化廢水評述.化工環保,2001,21(3):144~149.
[2] 徐亞同,黃民生.廢水生物處理的運行管理與異常對策[M].北京:化學工業出版社,2003.
【關鍵詞】 煉油廢水; 旋液分離 ; 節能減排
1概述
近年來,隨著原油劣質化程度的不斷加劇,導致煉油廢水中含油的懸浮物質含量急劇增加,對含油廢水的一級處理帶來巨大壓力。在傳統的煉油廢水一級處理工藝裝置中,油水分離的主要設施為隔油池(一級平流池、二級斜板池),利用油水的密度差異,采用重力沉降的方法對油、水、泥進行分離。在隔油池內設鏈板式刮油刮泥機及集油槽,用于收油和排泥。但這種地下式隔油池為了保證足夠的沉降時間,使得池體長度增加,占地面積大。更為重要的是隔油池的收油操作只能在白天進行,導致每天約12小時無法進行收油操作。這樣大波動的水質變化對污水處理后續工序的運行造成很大影響,從而制約著污水達標和回用水裝置的正常運行。現在用一種由水質調節罐、旋液分離器、檢測自控和泵送及管路系統組成的能自動將油、水、泥三相自動連續分離的罐中罐油水分離新工藝裝置,很好地克服了隔油池除油的缺點,正在煉油廢水處理行業迅速推廣。
2 罐中罐旋液除油裝置的結構、原理及工作流程
2.1結構
罐中罐旋液分離工藝裝置主要由調節罐(外罐)、沉淀腔室(內罐)、水力旋液分離器,自動撇油器和放射式出水布水器,傾斜排泥管路及自控系統組成。它的核心是旋液分離器。旋液分離器有一個分離腔,一個入口和兩個出口。分離腔主要有圓柱形、圓錐形和柱-錐形三種基本形式,柱錐形有分單錐形和雙錐形兩種。按入口與分離腔的連接形式可分為切向入口和漸開線入口;出口一般分為上下兩種且多為軸向出口,分布在分離器的兩端,靠近進料端的為溢流口,遠離進料端的為底流口,分離器工作時,溢流口排油,底流口排水(泥)。
可以在靜置除油調節罐內設置液位自動監測、穿孔排水管系、油位溢流、蒸汽加熱系統、溫度顯示等, 可實現遠距離遙控操作, 全自動運行。
2.2工作原理及流程
旋液分離器是一種利用離心沉降原理,將非均相混合物中具有不同密度的相分離的機械設備。油水混合液用泵從切向口送入旋液分離器,在水力旋液分離器內高速旋轉,產生幾千倍于重力場的離心力場。在離心力的作用下,由于油水密度的差異,密度大的相—水(泥)被甩向分離器四周,然后順著分離器壁面向下流動。在內罐的中下部設有虹吸管,虹吸管的吸入口設在內罐的中底部,用于將脫油后的水從內罐吸出到外罐然后排出。
沉降到旋液器最底部的污泥利用液體的層流態和折流布水使固相物得到更好的沉降效率而分離,最后從設在旋液器最底部的集泥斗中通過排泥斜管排出罐外。
密度最小的相——污油在旋轉過程中被帶到旋液器的中部,并被旋轉產生的二次上升液流帶到分離腔頂部,最后經過撇油器作為溢流排出。這樣旋液分離器就實現了將污水中油、水、泥三相分離的目的。
旋液分離器的工作原理見圖2-3
旋液除油組合裝置的技術參數見表2-1
表1旋液除油組合工藝裝置性能參數
項 目
性能參數 進口壓力
>0.08MPa
進水油含量
500-800 mg/l
污水處理
10—1200m3/h
出水含油量
<150mg/l
進水流速
1—1.6 m/s
工作溫度
5—90℃
顆粒沉降速度
0.4—1.2 mm/s
隨著環保要求的提高,水資源日趨緊張,搞好油田采油污水處理是當務之急。這樣,一方面可以減小工業污水對油田生態環境的破壞,具有長遠的社會意義;另一方面可以充分利用油田污水的可再利用資源,減少對普通油井回注水的需求,節約生產成本,減少資源消耗,具有較大的經濟效益[1-3]。
1、油田采油污水處理的總體進展
油田污水處理的目的是去除水中的油、懸浮物以及其它有礙注水、易造成注水系統腐蝕、結構的不利成分。由于各油田采油污水的物理化學性質差異較大,要求的注水水質標準也不一樣,因此各種油田采油污水處理工藝流程也不盡相同。但是歸納起來多數采用三段處理工藝即除油-混凝沉降(或氣浮)-過濾。
隨著油田開發的逐步深入,各項先進、成熟的污水處理技術逐漸引進、應用于現場生產,初步形成了比較成熟的油田采出水回注處理、稠油油田采出水回用注汽鍋爐處理、外排水達標處理、低滲透油田精細水處理、海上油田水處理等配套的處理技術,基本滿足了高含水期油田的需求。污水處理的領域有了擴展。從陸上油田采出水處理到海洋油田的采出水處理;從單純的為回注目的的處理,發展到用于注汽鍋爐給水的處理、達標排放的處理;從采出水處理發展到含油污泥的處置和無害化處理。污水處理裝備水平有了較大提高。主要污水處理設備及配套設備基本實現了國產化,并逐步形成了系列化、規?;?,如用于不同條件下的過濾設備、氣浮選、壓力除油、液一液旋流除油等除油處理設備、藥劑投加設備等。海上油田注水及水處理設備、注聚設備。水處理的自動化程度有了提高。過濾處理、污泥脫水、氣浮裝置、加藥裝置等實現了PLC集成面板自動控制;流量、液位、以及懸浮固體含量等水質指標也實現了實時在線監測。油田水化學的研究和應用水平有了提高。水處理更加重視工藝和化學的有機結合,油田水化學在油田采出水處理中的作用越來越重要。水處理劑的品種增多、效能提高,油田水化學的研究手段增強、水平提高[5]。特別是針對污水達標外排處理的要求,開展了水微生物學的研究發展應用了生化處理技術,建立了用于污水、污泥處理的菌種庫,使污水深度處理技術得到了長足的發展。
2、油田污水處理的主要方法及其特點
油田污水處理方法主要分物理法、化學法、物理化學法、生物法等四大類,其中物理法主要應用于油田各污水處理站、低滲透區塊注水站的污水處理,常用的處理工藝為“上游三段法(緩沖+沉積分離除油+過濾)+下游二段法(緩沖+精細過濾)”;化學法主要應用于油田各污水處理站,通過添加一定的濃度的化學藥劑從而輔助物理法達到提高水處理效果的目的;生物法主要應用于注汽鍋爐給水的處理、污水達標排放處理等領域。
2.1物理法
物理處理法的重點是去除廢水中的礦物質和大部分固體懸浮物、油類等。物理法主要包括重力分離、離心分離、過濾、粗化、膜分離和蒸發等方法。
重力分離技術,依靠油水比重差進行重力分離是油田廢水治理的關鍵。從油水分離的試驗結果看,沉淀時間越長,從水中分離浮油的效果越好。自然沉降除油罐、重力沉降罐、隔油池作為含油廢水治理的基本手段,已被各油田廣泛使用。
離心分離是使裝有廢水的容器高速旋轉,形成離心力場,因顆粒和污水的質量不同,受到的離心力也不同。我國引進的數套Vortoil水力旋流器,在油田污水處理上取得了良好的效果。過濾器有壓力式和重力式兩種,目前勝利油田普遍采用的是壓力式,有石英砂過濾器、核桃殼過濾器、雙層濾料過濾器、多層濾料過濾器等。
粗?;?,是指含油廢水通過一個裝有粗?;牧系脑O備時,油珠粒徑由小變大的過程。目前常用的粗?;牧嫌惺⑸啊o煙煤、蛇紋石、陶粒、樹脂等材料。粗粒化除油罐用以去除經前期治理后的含油污水中的細小油珠和乳化油。
膜分離技術主要包括徽濾、超濾、納濾和反滲透等幾類,均是利用特殊制造的多孔材料的攔截能力,以物理截留的方式去除水中一定顆粒大小的雜質。目前,油田主要采用的過濾介質為鈦金屬纖維濾膜,這種濾膜經過等離子體的處理,表面具有一定的親水斥油能力。
隨著油田注水開發的不斷深入,污水處理工藝也由早期的單級過濾發展到目前的多級過濾預處理技術。目前,油田常用的污水預處理技術主要有兩種:濾料(石英砂或者復合濾料等)過濾、懸浮污泥預處理。
2.2化學法
化學法主要用于處理廢水中不能單獨用物理法或生物法去除的一部分膠體和溶解性物質,特別是含油廢水中的乳化油。包括混凝沉淀、化學轉化和中和法?;炷恋矸ㄊ墙柚炷齽δz體粒子的靜電中和、吸附、架橋等作用使膠體粒子脫穩,在絮凝劑的作用下,發生絮凝沉淀以去除污水中的懸浮物和可溶性污染物。
化學氧化是轉化廢水中污染物的有效方法,能將廢水中呈溶解狀態的無機物和有機物轉化為微毒、無毒物質或轉化成容易與水分離的形態。該法分為化學氧化法,電解氧化法和光化學催化氧化3類。目前常用的處理含油廢水的方法包括超臨界水氧化、濕式空氣氧化、臭氧氧化、TiO2電極氧化、Fenton試劑氧化等。
2.3物理化學法
油田污水物化處理法通常包括氣浮法和吸附法兩種。氣浮法是將空氣以微小氣泡形式注入水中,使微小氣泡與在水中懸浮的油粒粘附,因其密度小于水而上浮,形成浮渣層從水中分離。常投加浮選劑提高浮選效果,浮選劑一方面具有破乳作用和起泡作用;另一方面還有吸附架橋作用,可以使膠體粒子聚集隨氣泡一起上浮。近年來開展了尋求新的吸油劑方面的研究,研究主要集中在兩點:一是將具有吸油性的無機填充劑與交聯聚合物相結合,提高吸附容量;二是提高吸油材料的親水性,改善其對油的吸附性能。
2.4生物法
生物法是利用微生物的生化作用,將復雜的有機物分解為簡單的物質,將有毒的物質轉化為無毒物質,從而使廢水得以凈化。根據氧氣的供應與否,將生物法分成好氧生物處理和厭氧生物處理。生物法較物理或化學方法成本低,投資少,效率高,無二次污染,廣泛為各國所采用。
3、油田污水處理新技術的研究及現狀
國內的采油污水的處理技術主要是針對污水回注設計的。油田污水處理的目的是去除水中的油、懸浮物以及其它有礙注水、易造成注水系統腐蝕、結構的不利成分。由于各油田采油污水的物理化學性質差異較大,要求的注水水質標準也不一樣,因此各種油田采油污水處理工藝流程也不盡相同。由于油井油藏特性、采出液物性及油田區塊分布等的不同,加之環境保護對油田污水處理的不斷提高,有油田污水處理的要求日益提高,油田污水處理及回注并非易事。但是歸納起來多數采用三段處理工藝即除油-混凝沉降(或氣浮)-過濾。
4、油田污水處理當前存在的主要問題
隨著油田進入特高含水期,新的矛盾不斷出現,新的難題需要解決,油田污水處理技術仍然存在著一些不容忽視的矛盾和問題。
(1)腐蝕和結垢問題仍然是制約油田污水系統正常生產的突出問題。 (2)沿程水質二次污染問題表現突出。
(3)運行成本高,特別是藥劑用量大,藥劑費用居高不下,與油田降本增效矛盾較大,影響到處理水質和系統保護。
參考文獻:
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【關鍵詞】污水處理;油田;氣浮法
氣浮技術具有處理裝置簡單、處理速度快、占地面積小、投資省及使用可靠等優點,因此逐漸成為一種重要的污水處理技術。氣浮法是將待處理的水中通人或設法產生大量的微細氣泡為載體,當污水中的油滴及雜質絮粒與氣泡相互粘附時,便形成整體密度小于水的粒團,粒團的浮力大于重力和阻力使其上浮至水面,從而完成水中固體與固體、固體與液體、液體與液體分離的凈水方法。
1、氣浮技術國內外發展概況
氣浮技術的應用始于礦冶工業,20世紀初期,美國開始將加壓溶氣技術用于污水凈化方面。20世紀60年代,部分回流式壓力溶解空氣氣浮開始投入使用,該氣浮方式不僅凈水效果好,而且經濟性也有很大提高,從而擴大了其應用范圍。我國氣浮技術的研究始于20世紀60年代,最初投入應用并且取得良好氣浮效果的是射流浮選技術,其試驗除油效率可達80%左右。80年代末,在國外葉輪氣浮機的基礎上,研制了國產的葉輪浮選機,經投產試運,除油效率達到了90%。對于新型氣浮浮選柱的研究也在不斷深入,它是依據氣液逆流原理工作的,主要特點是結構簡單 能耗較低、占地面積小、維護較容易等。但由于受到設備發展的限制,還未廣泛使用。因此,總的來說,目前國內應用最廣泛的是葉輪氣浮法。
2、氣浮理論的發展
根據微氣泡產生的方式,常見的氣浮凈水技術主要可分為3類:溶氣氣浮法(DAF)、散氣氣浮法(CAF)、電解氣浮法(EAF)。此外,還有化學氣浮法以及其他氣浮凈水技術。
溶氣氣浮法是在一定壓力下將空氣通入水中使之溶解并達到飽和狀態,然后再使廢水壓力突然降低,這時溶解于水中的空氣便以微氣泡的形式從水中釋放出來,以進行氣浮廢水處理。散氣氣浮法是將壓縮空氣直接通入微孔、擴散板、微孔管產生微氣泡,或采用水泵吸水管、水力噴射器、高速葉輪等向水中充氣產生微氣泡。電解氣浮法是向廢水中通人一定的電流,廢水電解出H2、O2和CO2等微小氣泡吸附廢水中微小懸浮物上浮,以達到凈水的目的。另外,近年來發展起來一種新型氣浮法:浮選柱氣浮法。
3、影響氣浮效果的因素
氣浮法,即在含油污水中通人空氣(或天然氣)或設法使水中產生氣泡,使污水中粒徑為0.25~25μm的乳化油和分散在水中的懸浮顆粒粘附在氣泡上,隨氣泡一起上浮到水面并加以回收,從而達到從含油污水去除油和懸浮物的目的,但是,有時要根據出水水質的情況加人浮選劑或混凝劑,以便能使更多的氣泡粘附更多的油滴或懸浮顆粒,最大程度的提高除油率。影響因素主要有溶氣壓力、停留時間、氣泡大小、絮凝劑種類與用量等因素進行分析。
溶氣壓力的高低決定產生氣泡的大小,從而影響出水水質。在氣浮工藝中,一般將壓力控制在0.3~0.44MPa時產生所需氣泡的尺寸足以滿足氣浮需要。而且,較低的溶氣壓力可以降低電耗,節約成本。氣浮過程中,在不同的停留時間用不同的絮凝劑除油率也不同。停留時間并非越短或越長越好,針對不同的氣浮實驗,找到合理的停留時間,也會帶來好的氣浮效果。氣泡大小是氣浮效果的關鍵,不同尺寸氣泡由于受到的浮力不同,所以它們吸附油滴的能力也不相同。小氣泡浮升速度慢,容易捕捉油滴(尤其是小油滴),而大氣泡上浮速度快,易于捕捉大油滴。但是氣泡過大過小都不宜,如果氣泡太大,過快的浮升會使氣泡不容易吸附油滴,而且氣泡容易破裂,除油效果不好。氣泡過小,對釋放氣泡的裝置和壓力有更高的要求,而且,也為處理含有過多小氣泡的浮渣帶來一定難度。氣水比是氣浮的重要技術參數之一。增加污水中溶氣量,有利于氣浮過程的進行。但并非氣水比越大越好,就溶氣氣浮而言,溶于水中的氣體量受溫度、壓力等條件的影響,一般水溫高于40°C時,氣體在水中的溶解度會大大降低,這樣反而影響氣浮效果。另外,溶氣量與氣體壓強成正比,提高氣體壓力,可以提高氣水比,但過高的壓力就會大大增加運行成本。當然,增加停留時間也可提高氣水比,但這種方法降低了設備的使用效率。絮凝劑的投加大提高了氣浮法處理含油污水的效果,但絮凝顆粒的性能是決定氣浮結果的關鍵。
4、氣浮工藝及裝置
氣浮法處理含油污水已經成為一種趨勢,隨著對氣浮理論和應用的研究,一些氣浮裝置越來越不能滿足處理需求,因此,對氣浮設備不斷改進并且產生了很多新型的氣浮處理工藝和裝置。其中常用的且氣浮處理含油污水效果較好的裝置是加壓溶氣氣浮裝置、葉輪氣浮裝置以及新型浮選柱。
加壓溶氣氣浮裝置技術成熟,凈化效率高,在水處理領域應用最為廣泛。該裝置形成的氣泡細小、粒度均勻、密集,氣浮處理效果顯著、穩定,氣泡與水中的懸浮物粘附一起浮至水面形成浮渣,再由刮渣機排人浮渣槽,得以去除,清水則由氣浮池下部流出,實現固--液分離。整個工藝過程及設備比較簡單,便于維護,可用于多種廢水處理,尤其適用于含油廢水的處理。
葉輪氣浮。葉輪氣浮技術的關鍵設備為高效渦凹氣浮機,氣浮機的電機周邊是帶微孔的散氣盤,利用高速旋轉時在水中形成負壓區,將液面上的空氣吸入水中,填補真空,此時,被吸人的空氣被轉盤葉輪片切割成直徑10~100m的氣泡,并且螺旋型地上升到水面。該裝置結構簡單、能耗低、占地少、設備性能穩定,機械故障幾乎為零。
浮選柱。作為一種新型的氣浮裝置,該設備內部沒有機械攪拌器或其他運轉部件,通過空氣穿過多孔介質或噴射方法產生氣泡。該氣浮工藝流程是污水從柱頂部進人,空氣從柱底部進人,經氣體分布器分散為細微氣泡,上升流經柱體,從頂部排出,空氣與含油污水充分接觸。因而,該設備具有低能耗、高效率、流程便于控制的優勢,能為含油污水處理帶來更大效益,成為一種新氣浮法的趨向。
氣浮法因具有的各種優勢越來越受關注。首先,氣浮過程中,氣泡與油滴有效粘附所需用藥劑量很少,并且部分藥劑可回收再利用。其次,含油污水被凈化水質達標后可用于回注,節約用水量,從而降低了生產成本。做為一種高效、快速的方法,氣浮法給油田污水處理帶來極大效益。隨著石油工業的發展需求,會不斷出現新的氣浮方法與設備,將使我國氣浮處理油田污水技術進入新的發展階段。
參考文獻
關鍵詞:稀土磁盤分離凈化;廢水設備;氧化鐵皮廢水;水處理工藝
中圖分類號:X505 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)06-0046-03
1 前言
稀土磁盤分離凈化廢水設備”是四川冶金環能集團公司為冶金企業污水處理開發的專用設備。該設備獲四川省科技進步三等獎和四川省環境科學技術成果一等獎,已擁有多項自主知識產權,處于國內領先水平。該廢水處理設備已經在成鋼、攀鋼、武鋼、邯鋼、唐鋼、首鋼等全國大中型鋼鐵企業中得到應用,取得了優良的效果和令人矚目的業績。邯鋼邯寶公司能源中心鋼軋水站將稀土磁盤分離凈化廢水設備用于處理邯鋼2250熱軋系統濁環水處理工藝中,取得了比較優異的效果。
2 鋼軋水站處理邯鋼2250熱軋系統濁環水工藝簡介
鋼軋水站熱軋濁環系統總循環水量為16000m3/h,熱軋系統濁環水處理工藝流程圖如圖1所示。
供熱軋2250用戶軋機軋輥冷卻及氧化鐵皮廢水(其中含氧化鐵皮等廢渣多)通過鐵皮溝回流旋流沉淀池,在旋流沉淀池沉淀,大部分氧化鐵皮沉淀后經天車抓斗抓出外送,用汽車拉走。但仍有部分氧化鐵皮和廢渣以懸浮物形式與水混合,經旋流井提升泵提升,送至稀土磁盤分離凈化設備處理。處理后的水經過濾罐,回吸水井供用戶循環利用[1]。
3 鋼軋水站稀土磁盤分離凈化廢水設備的應用
3.1 鋼軋水站稀土磁盤分離凈化廢水設備概況
鋼軋水站稀土磁盤分離凈化廢水設備含稀土磁盤分離凈化設備,圓盤除油機,自動溶液制備裝置,管式靜態混合器,集油箱等設備組成如表1所示。
3.2 稀土磁盤分離凈化設備技術參數(單臺)
稀土磁盤分離凈化設備技術參數(單臺)表2所示。
3.3 稀土磁盤分離凈化廢水設備的工作原理
稀土磁盤是由稀土永磁體材料做成的磁盤一片一片串接而成的,磁盤間為水流通道,通過對磁盤上磁極的分布,使磁盤間形成強磁場,當水流流過磁盤時,水中所含的磁性懸浮顆粒受到磁場力、重力、水流阻力的三重作用,當磁場力大于(重力+水流阻力)在磁場力方向上的分力時,顆粒便向磁源方向移動,從污水中分離出來,吸附在稀土磁盤上。磁盤以一定速度運轉,使顆粒脫去大部分水分,運轉至刮渣條時,吸附的顆粒被刮渣條刮入刮渣條槽中,隨著刨渣輪的轉動,刨渣條將刮渣條槽內的氧化鐵皮顆粒刨入螺旋輸渣機,渣經輸渣管被輸送至渣池。經刮渣的磁盤重新進入污水中,繼續周而復始的稀土磁盤分離凈化廢水過程[2]。
3.4 設備特點
(1)結構特點。SMDC―1500型稀土磁盤分離凈化廢水設備,設備技術性能先進可靠,運行穩定,維護方便。(2)過負載保護裝置。設備本身的運行含有過負載保護裝置,聯軸器柱銷采用尼龍制品,當熱軋旋流井提升泵提升水中氧化鐵皮含量過高時,由于稀土磁盤機磁盤吸收氧化鐵皮能力有限,會引起磁盤吸收量大,刮渣條刮渣多,刨渣條的彈性應力不能使渣全部彈出,渣量大,從而在磁盤上和刮渣條上堆積,使磁盤機負載加大,當負載超過額定負載很多時電機受負載過大易損壞電機。使用尼龍制聯軸器柱銷,當磁盤機負載過大超過柱銷承受能力時,柱銷會被切斷,電機就會在空載下運行。故柱銷有過載保護作用,防止電機出現過載跳車。
3.5 磁盤分離凈化廢水設備的應用
(1)稀土磁盤機的應用。氧化鐵皮廢水中微細懸浮物的含量比較高,為130mg/L左右,對軋機冷卻和產品表面質量都有很大影響。懸浮物中的98%以上為氧化鐵皮等磁性物質,利用稀土磁盤分離凈化廢水設備可將磁性物質氧化鐵皮除去,達到凈化廢水、循環使用的目的。(2)DOS型圓盤式除油機的應用。將DOS型圓盤式除油機應用于熱軋平流池,使其對池內的打容量循環水和油進行分離,將上層廢油用圓盤進行回收,并用泵提升到集油箱,對循環水的含油量有一定的控制效果。且除油機可依水位波動懸浮在平流池液面上,回收油中含水率低,浮油去除率達85%有一定的對水位的適應性。(3)管式靜態混合器的應用。管式靜態混合器是凈水廠、污水廠及工業用水、廢水處理設備中投加混凝劑、助凝劑、消毒劑后與水流實現瞬間混合的新穎設備,適用于生活飲用水及污水處理中需要藥劑混合的場合。依據此原理,在旋流沉淀池提升泵的出口主管道安裝管式靜態混合器裝置,經溶液自動制備裝置將除油劑,絮凝劑等藥劑按一定濃度注入其中,將藥劑與提升水實現均勻混合,達到除油,絮凝沉淀的效果,使水中含油量,懸浮物指標都有所下降[3]。
3.6 實際存在的問題及解決方法
(1)稀土磁盤主管道清渣。依邯寶公司鋼軋水站設計中實際情r,鋼軋水站熱軋旋流沉淀池內渣量大,經旋流提升泵提升的水中渣量大,大量氧化鐵皮渣經常在DN1400主供水管道末端堆積。逢熱軋定檢期間,要及時清理旋流井提升泵主供水管道(稀土磁盤機主進水管道)積聚的氧化鐵皮渣,減少進稀土磁盤機的渣量,以免引起磁盤機高負載運行,損壞電機,影響水質。(2)維護磁盤機運行穩定性由于旋流井提升泵供水流量在8000-12000m3/h之間波動大,進磁盤機水流不穩定,造成磁盤機的負載不穩定,磁盤機負載波動引起電機和磁盤機的運行穩定性下降。故日常運行要合理控制旋流井水位,合理調節旋流提升泵的啟停及旋流井回流閥的控制以提高熱軋濁環水系統操作穩定性,保持進稀土磁盤主管水量平穩,各水池液位要控制在規定范圍內。
3.7 設備點檢要點
(1)柱銷。過負載運行時磁盤機柱銷會被切斷,對磁盤機和電機起保護作用,日常巡檢也應注意檢查柱銷是否完好無損。若柱銷切斷,則由磁盤機負載大造成的。其原因很多:①注意觀察磁盤機磁盤間隙中渣含量是否很多,這是由于旋流提升水含渣量大造成的。②磁盤之間有鐵片或者其他雜物卡住刮渣條。③減速機出現異常。(2)磁盤機本體。由于磁盤機處理能力有限,在磁盤機本體底部經常會堆積氧化鐵皮等雜物,一般要進行本體底部的清理。視堆積程度而定。每月檢查清理一次。并要經常清洗各進磁盤機的進水格欄和調整出水格柵,以免雜物堵塞格柵。(3)皮帶。皮帶作為稀土磁盤機主機電機和減速機功率傳輸的介質,受負載隨主機受負載大小變化,能很好的反應電機減速機的運行狀況。檢查皮帶是否完好無損,觀察皮帶磨損情況,做到及時更換。平均每2周檢查一次(逢熱軋定檢時停機檢查),運行3個月更換一次。(4)軸承。日常點檢中,檢查軸承振動是否在規定值之內,軸承有沒有異響情況。因稀土磁盤機設備運行主機、輔機轉速都不是太高,達5---40r/min,故軸承損壞較?。ㄝS承每2000小時解體檢查一次,6000小時更換一次)。(5)刨條,刮條。稀土磁盤機的刨條的壽命與刨條刨渣量的程度有關,也是由于旋流井提升水進入磁盤機的水中含渣量決定的,因此壽命依現場情況而定,一般更換周期為一年。
刮條壽命為一年,材質為特種復合聚氨酯
刮條和刨條都屬易損件
3.8 易損件及常用備件
易損件及常用備件表3所示[4]。
3.9 優點
(1)設備操作簡單,可實現無人管理。稀土磁盤機及相配套設備日常點檢與維護工作量小,一般情況下設備運行速度不快,噪音小,故障率低,可實現無人管理。(2)水處理效果好,實現對廢水處理回收利用率高,經濟實用。熱軋水處理工藝設施中使用稀土磁盤分離凈化廢水設備,將氧化鐵皮渣從水中分離出來,鐵皮渣用汽車拉走可用于煉鐵廠的原料,除油機排油到集油箱從而也得到回收,使熱軋沖氧化鐵皮廢水經處理后能循環使用,達到熱軋生產用水標準,使水循環利用率達到98%以上,對于邯寶公司噸鋼耗新水持續下降有重要意義。為公司節能減排做出了重大作用。
4 結語
綜上所述,稀土磁盤分離凈化設備在鋼軋水站的應用是成功的,不僅有利于邯鋼2250熱軋生產熱軋濁環水處理系統的穩定運行,也有利于邯鋼邯寶公司節能減排的重要突出作用。
參考文獻
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關鍵詞:煉油廢水;磁處理;水處理
煉油工藝中的常減壓蒸餾、催化裂化、加氫精制、延遲焦化及罐區脫水都會產生大量的含油廢水,其中的主要的污染物為石油類、COD、硫化物、揮發酚和氨氮等。由于含油廢水排放量大、水質差異大、組成復雜且毒性大,加之近年來國內水體污染嚴重,水資源短缺的矛盾愈加突出,因此必須經過嚴格復雜的處理達標后進行回用或排放。煉油行業中,物理化學方法和生化方法是處理含油廢水的常用方法。
1磁技術能夠提高煉油廢水的處理效率
1.1磁技術增強絮凝氣浮工藝的水處理效率
含油廢水的物化處理單元通常包含pH調節、破乳、除油、絮凝和氣浮,而氣浮工藝中的絮凝和氣浮對于去除微細懸浮物、減輕后續處理單元的負荷是最為重要的。通常使用PAC、PAM等作為混凝劑和絮凝劑來去除乳化油和膠體懸浮物,但是這種方法存在加劑量大、絮凝時間長、效果差、引入礦物雜質等缺點。通過加入磁種并進行后續回收的方法,可以縮短混凝時間,提高絮凝和氣浮效果。磁種是一種磁性鐵氧體軟粒,經預處理后等電點提高,在一定的pH(大于7)的水環境中表面帶正電,與廢水中的微細的帶負電的懸浮物進行電性吸附,使得懸浮物的ξ電位降低,擴散雙電層被壓縮,顆粒聚集,與PAC和PAM協同使用時,絮凝體變得更大更致密,根據斯托克斯定律,懸浮物聚沉速度加快,更有利于提高重力沉降分離的效果和效率。楊瑞洪等[1]發現,采用氣浮—磁分離工藝處理含油廢水,出油率高,除油效果顯著、穩定。這種磁凝聚法可節省大量用于化學絮凝的藥劑,沒有二次污染,不增加廢水的含鹽量,有利于水的循環利用。
1.2磁技術增強BAF工藝的水處理效率
BAF(曝氣生物濾池)生化處理方法利用填料上附著的微生物的降解作用,以及濾料本身對廢水中固體懸浮物的吸附作用,使得含油廢水中的SS、COD、BOD5和氨氮等污染物得到深度處理,可以使污水達到回用或排放的標準,是煉油廢水處理中常用的深度處理單元。生物電磁學的研究發現,磁場有利于自由基的形成,增加體系溶解氧的濃度,能夠誘導微生物體內氧化氫酶、過氧化物酶和磷酸酶的合成及活性的提高,有助于微生物吸收分解和轉化廢水中的污染物,進而縮短微生物在填料表面上的掛膜啟動周期,加快對水中污染物質的降解。雒文生等[2]發現,外加磁場的情況下,廢水中功能微生物的新陳代謝和生長被激活,凈化污水的能力提高約17%;王祥三等[3]發現,磁處理可增強微生物的氧化降解有機物的能力,微生物的活性增強了17.3%;安燕等[4]的研究發現,適量磁粉和弱磁場作用可促進苯酚與微生物的共代謝,苯酚的去除率由無磁場對照組的85%提高到90-96%;Yavuz等[5,6]在活性污泥法處理模擬廢水的試驗中設置磁場,水處理效率提高了44%;以磁性聚苯乙烯顆粒為微生物載體,廢水處理效率可提高26%:王韋勝[7]發現,磁性生物炭BAF對COD、氨氮、總磷的去除效果均好于普通生物炭填料BAF;并且磁性生物炭填料BAF抗沖擊負荷能力優于普通生物炭填料BAF;生物膜鏡檢分析表明,磁性生物炭填料和普通生物炭填料均含有大量的細菌類微生物與原后生動物,但前者微生物數量明顯多于后者;通過對兩種生物膜填料上微生物的脫氫酶活性分析表明,在一定范圍內鐵氧體磁性可提高微生物的脫氫酶活性。作為微生物的生長載體,填料是BAF生化處理工藝的核心部件,關系到細菌的繁殖和生長的數量和層次,因此也是決定廢水深度處理效果的主要因素,在填料中使用磁技術,對于提高菌種的酶活性具有顯著的促進作用。
2結語
使用磁凝聚法處理煉廠含油廢水,可以改善裝置的運行效率,提高裝置的處理能力;在BAF深度處理單元使用磁性填料或添加人工磁場對于提高凈水效果,實現廢水回用,緩解用水矛盾是可行的。
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【關鍵詞】:煤化工;廢水處理; 活性污泥法
中圖分類號:X703文獻標識碼: A 文章編號:
引言
煤化工廢水是煤制焦炭、煤氣凈化及焦化產品回收過程中產生的高濃度有機廢水,屬于焦化廢水的一種。水質成分復雜,污染物濃度高。廢水中含有大量的酚類、聯苯、吡啶、吲哚和喹啉等有機污染物,還含有氰、無機氟離子和氨氮等有毒有害物質,污染物色度高,屬較難生化降解的高濃度有機工業廢水。對煤化工廢水的處理,單純靠物理、物理化學、化學的方法進行處理,難以達到排放標準,往往需要通過由幾種方法組成的處理系統,才能達到處理要求的程度。因此煤化工廢水的處理,一直是國內外廢水處理領域的一大難題。
一、 煤化工廢水處理技術
煤化工廢水處理通??煞譃橐患壧幚怼⒍壧幚砗蜕疃忍幚?。這里的一級、二級處理的劃分與傳統的城市污水處理的概念上有所不同,這里所述的一級處理主要是指有價物質的回收,二級處理主要是生化處理,深度處理普遍應用的方法是臭氧化法和活性炭吸附法。
1、煤化工廢水有價物質的回收
煤化工廢水中有機物質的回收一般指的是對酚和氨的回收,常用方法有溶劑萃取脫酚、蒸氨等。
(1)酚的回收
回收廢水中酚的方法很多,有溶劑萃取法、蒸汽脫酚法和吸附脫酚法等。新建焦化廠大都采用溶劑萃取法。對于高濃度含酚廢水的處理技術趨勢是液膜技術、離子交換法等。
(2) 氨的回收
目前對氨的回收主要采用水蒸氣汽提-蒸氨的方法。污水經汽提,析出可溶性氣體,再通過吸收器,氨被磷酸氨吸收,從而使氨與其他氣體分離,再將此富氨液送入汽提器,使磷酸氨溶液再生,并回收氨。
二、 煤化工廢水處理方法
煤化工廢水在進行出處理前根據不同的水質特點設置調節池以調節水質水量,設置隔油池或氣浮池進行除油,經以上的與處理后可采用下面的方法進一步進行處理。
1、活性污泥法
活性污泥法是采用人工曝氣的手段,使得活性污泥均勻分散并懸浮于反應器中和廢水充分接觸,并在有溶解氧的條件下,對廢水中所含的有機底物進行著合成和分解的代謝活動。在活動過程中,有機物質被微生物所利用,得以降解、去除。同時,亦不斷合成新的微生物去補充、維持反應器中所需的工作主體——微生物(活性污泥),與從反應器中排除的那部分剩余污泥相平衡。
活性污泥法處理的關鍵是保證微生物正常生長繁殖,為此須具備以下條件:一是要供給微生物各種必要的營養源,如碳、氮、磷等,一般應保持BOD5:N:P=100:5:1(質量比)。煤化工廢水中往往含磷量不足,一般為0.6~1.6mg/L,故需向水中投加適量的磷;二是要有足夠氧氣;三是要控制某些條件,如pH值以6.5~9.5、水溫以10~25℃為宜。另外應將重金屬和其他能破壞生物過程的有害物質嚴格控制在規定范圍之內。
2、生物鐵法
生物鐵法是在曝氣池中投加鐵鹽,以提高曝氣池活性污泥濃度為主,充分發揮生物氧化和生物絮凝作用的強氧化生物處理方法。工藝包括廢水的預處理、廢水生化處理和廢水物化處理三部分。預處理包括重力除油、均調、氣浮除油;生化處理過程包括一段曝氣、一段沉淀、二段曝氣、二段沉淀;物化處理工藝流程包括旋流反應、混凝沉淀和過濾等工序。
在生物與鐵的共同作用下能夠強化活性污泥的吸附、凝聚、氧化及沉淀作用,達到提高處理效果、改善出水水質的目的。生物鐵法的生產運行工藝條件包括:營養素的需求、適量的溶解氧、溫度和pH值控制、毒物限量及污泥沉降比等。
3、炭—生物鐵法
目前,國內一些廠家的處理裝置由于超負荷運行或其他原因,處理后的水質不能達標,炭—生物鐵法是在原傳統的生物法的基礎上再加一段活性炭生物吸附、過濾處理。老化的活性炭采用生物再生。
該工藝流程簡便,易于操作,設備少,投資低。由于炭不必頻繁再生,故可減少處理費用。對于已有生物處理裝置處理水后不符合排放標準的處理廠,采用炭—生物鐵法進一步處理以提高廢水凈化程度也是一種有效的方法。
4、缺氧—好氧(A—O)法
用常規的活性污泥處理煤化工廢水,對去除酚、氰以及易于生物降解的污染物是有效的,但對于COD中難降解部分的某些污染物以及氨氮與氟化物就很難去除。
A—O法內循環生物脫氮工藝,即缺氧—好氧工藝,其主要工藝路線是缺氧在前,好氧在后,泥水單獨回流,缺氧池進行反硝化反應,好氧池進行硝化反應,廢水先流經缺氧池后進入好氧池。與傳統生物脫氮工藝相比,A—O工藝具有流程簡短、工程造價低;不必外加投入碳源等優點。同時也存在著脫氮率不高(85%左右)等不足。
三、高新技術處理煤化工廢水的研究
目前,國內在處理煤化工廢水的新技術主要有以下幾種
1、 新物化法
新物化法是指在常溫下利用廢水中有害物質與專門為處理廢水而開發的藥劑(污水靈)發生反應,經過4次不同加藥處理過程和處理設施,最終實現COD、BOD、NH3-N、SS均達到排放要求。該技術最大的缺陷是廢水中有毒有害物質只是形態的轉移,另外該技術的成熟性還需要經工程實踐的考驗。
2、 HSB 法處理焦化廢水
HSB(High Sotution Bacteria)是高分子均群的英文縮寫。目前國內初步試驗得出以下結論:HSB耐受廢水中有毒有害物質性好;處理后污泥少、出水色度好;加堿量為傳統方法的1/3~1/5,運行費用較低,但對種菌特性,生存條件、凈化功能尚未完全了解,有待進一步研究與實踐。
四、煤化工廢水深度處理
經過酚、氨回收,預處理及生化處理后的煤化工廢水,其中大部分污染物質得到了去除,但某些主要污染指標仍不能達到排放標準,因此需要進一步的處理——深度處理,來使這些指標達到排放標準。
1、活性炭吸附法
煤化工廢水經以上步驟處理后COD的去除率效果不是很理想,出水濃度較大,有時高達601mg/L左右,很難達標排放,為使廢水達標排放,可使用活性炭降低廢水中COD的濃度。
廢水處理中活性炭吸附主要對象是廢水中用生化法難以降解的有機物或用一般氧化法難以氧化的溶解性有機物,包括木質素、氯或硝基取代的芳烴化合物、雜環化合物、洗滌劑、合成燃料、除萎劑、DDT等。當用活性炭吸附處理時,不但能夠吸附這些難分解有機物,降低COD,還能使廢水脫色、脫臭。因此吸附法在廢水的深度處理中得到了廣泛的應用。
2、混凝沉淀法
混凝是給水處理中一個重要的處理方法?;炷梢越档蛷U水的濁度、色度,去除多種高分子物質、有機物、某些重金屬毒物和放射性物質等,去除導致富營養化的物質如磷等可溶性無機物,并且它能夠改善污泥的脫水性能。具有設備簡單,操作簡便,便于運行,處理效果好的優點;缺點是運行費用高,沉渣量大。
結語
深入研究煤化工廢水的先進處理技術,既是當前經濟建設面臨的現實問題,也是將來進行技術攻關的重點,只有不斷提高現有處理技術的處理能力、增強新技術的經濟技術可行性,將各種方法有機地結合起來,取長補短才能找到治理煤化工廢水的最佳方法。其中化學氧化法具有去除率高,占地面積小、無二次污染的特點 ,是煤化工廢水處理的發展趨勢。吸附法和混凝法是煤化工廢水深度處理的可靠方法 ,應著力進行新型吸附劑和混凝劑的開發。
參考文獻
[1]查傳正等.煤化工生產廢水處理工程實例[J].化工礦物與加工,2006,(3).