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關鍵詞:高濃度污水;處理技術;應用現狀
油田污水主要包括原油脫出水(又名油田采出水)、鉆井污水及站內其它類型的含油污水。油田污水的處理依據油田生產、環境等因素可以有多種方式。由于油田污水種類多,地層差異及鉆井工藝不同等原因,油田污水處理站不僅水質差異大,而且油田污水的水質變化大,廢水水質復雜,含有石油破乳劑、鹽、酚、硫等污染環境的物質,嚴重地污染了生態環境。當油田需要注水時,油田污水經處理后回注地層,此時要對水中的懸浮物、油等多項指標進行嚴格控制,防止其對地層產生傷害。為此,提出了更高的污水處理技術,對油田采出水處理具有一定的參考價值。
1 油田污水處理技術現狀
油田的水處理工藝,其流程一般為“油―過濾”和“隔油―浮選(或旋流除油)―過濾”,即通常稱為的“老三套”,其工藝主要是除去廢水中的油和懸浮物。在很長一段時間內,此工藝流程被廣泛地應用于各油田的采出水處理中,而且效果良好,處理后的水質一般都能達到回注水的要求。
1.1技術分類
(1)根據對油田污水處理程度和水質要求的不同,通常將污水處理技術分為一級處理、二級處理和三級處理。一般來說一級處理屬于預處理,二級處理能除去90%左右可降解有機物和90%~95%的固體懸浮物。對于重金屬毒物和生物等難以降解的有機物,例如高碳化合物以及在生化處理過程中出現的氮、磷,二級處理難以完全除去,則需進行三級處理。各級處理技術主要包括重力分離、粗粒化、浮選法、過濾、膜分離以及生物法等十幾種方法。
(2)技術分類有物理法、化學法、物理化學法、生物法。物理處理法的重點是去除廢水重點礦物質和大部分固體懸浮物、油類等,主要方法包括重力分離、離心分離、過濾、粗粒化、膜分離和蒸發等方法。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。物化處理法通常包括氣浮法和吸附法兩種。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,廣泛為各國所采用。
1.2油田污水處理的一般工藝
油田污水成分比較復雜,油分含量及油在水中存在形式也不相同,且多數情況下常與其他廢水相混合。因此單一方法處理往往效果不佳。同時,因各種方法都有其局限性,在實際應用中通常是兩三種方法聯合使用,使出水水質達到排放標準。另外,各油田的生產方式、環境要求以及處理水的用途的不同,使油田污水處理工藝差別較大。在這些工藝流程中,常見的一級處理有重力分離、浮選及離心分離。主要除去浮油及油濕固體;二級處理有過濾、粗粒化、化學處理等,主要是破乳和去除分散油;深度處理有超濾、活性炭吸附、生化處理等,主要是去除溶解油。
1.3膜生物反應器工藝
膜生物反應器(MBR)是一種由膜分離單元與生物處理單元相結臺的新型水處理技術,以膜組件取代二沉池在生物反應器中保持高活性污泥濃度減少污水處理設施占地,并通過保持低污泥負荷減少污泥量。與傳統的生化水處理技術相比,MBR具有以下主要特點:處理效率高、出水水質好;設備緊湊、占地面積小;易實現自動控制、運行管理簡單。自20世紀80年代以來,膜生物反應器己應用于美國、德國、法國和埃及等十多個國家,規模從6m3/d至13000m3/d不等。在我國,膜生物反應器作為污水再生回用的一項高新技術,其開發與研究也正越來越深入。雖然目前膜生物反應器在我國的實際應用還比較少,然而,在水資源日益緊缺的情況下,隨著膜技術的發展、新型膜材料的開發以及膜材料成本的逐漸下降,膜生物反應器將會有較好的應用前景。
2 污水處理技術分析
目前,石化行業的堿渣廢水處理方法主要有直接處理法、化學處理法和生物氧化法。直接處理法有出售、稀釋、深井注入和焚燒處理等方法,其中以焚燒法為主,直接處理法容易出現污染轉移(大氣)或轉嫁(其他地方),故受到一定限制。化學處理法通常采用濕式空氣氧化技術(WAO),即在150~200℃,1.5~10MPa的條件下,利用氧氣直接氧化去除堿渣中的硫化物,達到堿渣預處理的目的。堿渣的處理效果受制于氧化反應體系的溫度與壓力,污染物去除效率越高,相應體系所需的溫度與壓力也就越高,WAO法高昂的設備投資額度和運行費用使其應用受到限制。焚燒和濕式催化氧化都是投資、運行費用非常高的處理技術。相比之下,采用生化技術進行處理,其投資、運行費用都只有濕式催化、焚燒法的幾分之一或者幾十分之一,運行管理簡單,處理效果穩定。生物氧化法首先將堿渣進行適度的稀釋(10~20倍),控制硫化物在1000~3000mg/L,中和后,利用特殊的生物反應器,使硫細菌在生物反應器中形成生物氧化床,通過生物的作用利用空氣中的氧氣氧化硫化物和酚,從而達到堿渣預處理的目的。生物氧化方式相比具有較好的技術經濟價值,而內循環固定生物氧化床技術即IRBAF處理工藝是針對石油煉制和石油化工產品精制過程中產生的廢堿渣(汽油、柴油、液態烴等堿渣)而開發,大幅度減輕污水處理場的進水負荷,能夠有效地氧化處理催化汽油廢堿液、液態烴廢堿液等高濃度廢水,保證了現有污水處理系統的正常運轉和達標排放。
3污水處理趨勢分析
新型水處理藥劑的研制和開發混凝劑是油田采出水、鉆井污水處理中重要的環節,研制出混凝能力強、快速破乳、沉降快、絮凝體體積小、在堿性和中性條件下同樣有效的新型混凝劑,是油田水處理藥劑開發工作者今后努力的方向。近年來,研制和應用原料來源廣的聚合鋁、鐵、硅等混凝劑成為熱點,無機高分子混凝劑的品種已經逐步形成系列;而在有機方面,有機混凝劑復合配方的篩選和高聚物枝接是研究的重點。先進設備的研制和應用先進的生物處理技術被認為是未來最有前景的污水處理技術,一直是水處理工作者研究的重點和難點。近年來,基因工程技術的長足發展,以質粒育種菌和基因工程菌為代表的高效降解菌種的特性研究和工程應用,是今后污水生物處理技術的發展方向。膜分離技術的研究及推廣膜分離技術用于油田污水處理,目前尚處于工業性試驗階段,難以大規模工業應用的原因主要是膜的成本和膜污染問題。因此,今后的研究的重點是:開發質優價廉的新材料膜;找出減少膜污染的措施;清洗方法的優化以及清洗劑的開發。開發工藝更為先進的復合反應器,提高處理效率,減少占地面積。膜生物反應器工藝,作為膜分離技術和生物處理技術的結合體,集中了兩種技術的優點,已經在一些工業廢水處理中應用。但就其自身特點而言,膜生物反應器應用于油田污水處理的趨勢已經不可逆轉。
4 結束語
介紹了油田污水處理的一般工藝和國際先進的膜生物反應器工藝,并對污水處理技術進行了對比分析,探討了水處理今后的發展方向,為今后油田水處理工藝改進提供了理論依據。
關鍵詞:污水處理;技術;探討
中圖分類號:TU3文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2012)
隨著我國城市現代化不斷發展,城市污水問題已成為阻礙社會經濟進步的重要因素。我們應樹立強烈的資源意識,根據水污染現狀采取針對性的處理措施,凈化水資源,提高城市用水的效率。
1 污水處理中運用的技術方法
1.1 在現代城市污水處理過程中物理技術得到了廣泛的運用,其通過許多不同的物理方法來對物理實施處理。
1.1.1 過濾技術
這是物理處理污水最基本的方式,在污水流經的地方建立一道過濾層,該層主要是由石英、沙子等構成的粒狀過濾層,能夠把其中的雜質截留下來,以達到凈化的效果。
1.1.2 分離技術
分離主要是運用雜質與水的密度大小不一原理,以對污水進行分離處理的技術。密度小的污染雜質會懸浮在水面,然后在利用相關的設備把雜質徹底分離出來,如:離心機等。
1.1.3 沉淀技術
通常運用在污泥較多的污水中,其主要包括了兩次沉淀過程。第一次沉淀是在污水輸進處理設備前進行,第二次則是在污泥完全沉淀之后及時清理以凈化污水。
1.2 創新模式綜合各類方法
科技時代背景下,很多先進的城市污水處理技術被提出。除了上述提到的常用技術外,如:生物膜技術、活性炭技術等都被積極采用,每項綜合技術都有著自己獨特的優勢。
1.2.1 生物膜技術
該技術具有效果好、資金少、費用低等特點,其主要是采取微生物菌種的培養,制成有效的制劑,將這種制劑投入到污水中就會出現生物膜,以對水質實施凈化處理。
1.2.2 吸附技術
該技術主要材料是粉末活性炭粉末,利用活性炭的吸附性能來處理污水。這樣能夠改變污水的顏色,凈化污水的氣味實施凈化,是水污染處理的科學方法。
1.2.3 氧化技術
該技術多數跟化學氧化反應密切相關,其優點在于操作簡單,無需過多的處理裝置即可對污水開展凈化處理。
2 膜分離技術及其應用
通過開發新型有機、無機及復合經濟型膜材料,采用經濟、有效手段防止膜污染,加強膜技術與其它水處理技術聯合應用,可大大促進分離技術在城鎮生活污水處理中的實際應用。膜分離技術(如微濾、超濾)在城市生活污水處理應用方面也有了較大進展,已經部分商業化用作回用水。 Kyu—Hong和Song設計的中空纖維膜微濾系統,小規模處理生活污水,由于微生物降解了60%的TOC(總有機碳)。其中的懸浮顆粒和固體主要通過膜吸附作用從水中得以清除,結果使出水水質中COD、BOD、TOC、ss (懸浮物)和濁度分別低于30mg/L、10mg/L、10mg/L、2mg/L和1NTU,滿足回用水標準。 AbdessemedI21報道了絮凝一吸附一微濾系統處理生活污水,出水可回用,出水水質中濁度和COD分別為從18NTU、77mg,L降到0.5NUT、13mL。膜污染是膜分離技術在污水處理應用中的一個難題。
膜污染防治技術目前主要有:(1)對濾液進行前處理。各種混凝技術對濾液進行前處理能有效去除有顆粒物。強化一級處理工藝與膜技術聯合作用。(2)改善操作環境,有關研究證實雙向攪動、物理沖洗、改變曝氣等方式能有效降低膜污染。(3)定期對膜組件進行清洗。目前膜污染仍是制約膜技術在處理城鎮生活污水應用中的最重要因素。防治膜污染而采取的種種措施使膜法水處理耗能相對較高。故與其他水處理方法結合應用的新型、低能耗合成膜法水處理工藝成為水處理領域研究的熱點之一。
膜生物反應器就是由膜分離技術與生物反應器結合的生物化學反應處理系統。 Uedam等研制的加壓浸沒式膜生物反應器是膜生物反應器研制過程中的又一進展。通過抬高進水水位,利用膜組件外部水的壓力形成壓力差,并串聯一個厭氧硝化池除N,可使其能耗大大降低。
3 強化一級處理技術及其應用
強化一級處理技術可分為化學強化一級處理工藝和生物強化一級處理工藝,有研究表明在對生活污水處理過程中,CEPT的處理效果明顯。一般懸浮固體去除率可達90%、BOB去除率為50%~70%、細菌去除率為80%~90%、TP為80% 90%。而常規一級處理去除率為:SS為50%~60%、BOD為25%~40%、TP為10%。特別是在除磷方面,處理后出水水質滿足一級或二級排放標準,其運行費用僅為常規活性污染工藝的23%;當進水有機質濃度較高時,可采用混凝強化一級處理 活性污泥法,可保證出水水質達標,運行費用僅為原有工藝的70%。該試驗還證明了利用回流一級污泥的絮凝吸附作用強化一級沉淀處理生活污水。當適當條件下,COD和SS的去除率分別為60%~70%和70%左右。當前,強化一級處理技術面臨的主要挑戰是:污泥產量大對污泥的處理難度和處理費用增加,而且絮凝劑存在生物學毒性和生態學上的安全性問題,當采用這些絮凝劑進行強化時,容易造成對環境的二次污染。因此,重點解決好減少污泥產量和污泥資源化等難題,特別是隨著高效、生態安全性能高的新型復合絮凝劑的研制和應用,強化一級處理工藝在低濃度生活污水處理方面應用前景很廣。
4 生物處理技術方法
4.1 厭氧生物濾池
厭氧生物濾池是一種內部裝有填料作為微生物載體的厭氧生物膜法處理裝置。厭氧微生物附著載體的表面生長,當污水自下而上升式通過載體所構成的固定床層時,在厭氧微生物作用下,污水中的有機物得以厭氧分解,并產生沼氣。厭氧生物濾池有多種變型,填料的發展迅速,其工藝流程為:進水沉淀池厭氧消化池厭氧生物濾池拔風管氧化溝進氣出水井排水。污水經沉淀池預處理后進入厭氧消化池進行水解和酸化,可提高污水的可生化性,為后續處理創造條件。在拔風系統作用下,生物濾池處于兼氧狀態,阻止了污水中甲烷細菌的產生,使整個系統仍處于酸性階段,而氧化溝內溶解氧一般可穩定在1.5~2.8mg/L,污水在此進一步好氧處理。該工藝的實質類似于A/O法,但兼性厭氧生物濾池使厭氧段得到強化。拔風系統是處理過程的關鍵。其主要優點是不耗能、造價低、管理簡單、無噪聲、無異味、掛膜快、剩余污泥量少、出水水質好、運行效果穩定。
4.2 生物接觸氧化法
此方法是一種介于活性污泥法和生物膜法的污水生物處理技術,兼備兩者的優點。其主要構筑物為生物接觸氧化池,池內充填填料。已經充氧的污水以一定的流速流經被其浸沒的填料,在填料上形成生物膜。污水與生物膜廣泛接觸,在生物膜上微生物的作用下,有機污染物得到去除,污水得到凈化。由于池內具備適于微生物棲息增殖的良好環境條件,因此,生物膜上生物相豐富、食物鏈長、微生物濃度高、活性強,不產生污泥膨脹,污泥生成量少,且易于沉淀。生物接觸氧化法具有多種凈化功能,除有效地去除有機物外,如運行得當,還能夠脫氧和除磷。
5 結束語
隨著社會市場經濟的發展,城市現代化進程的加快,人口數量不斷增加,導致了城市用水量不斷增多。而水污染問題也變得日趨嚴重,給城市居民的生活質量造成了不利影響,積極做好城市水污染處理有著重要的現實意義。
參考文獻:
[1]張澤亮.研究生物接觸氧化法處理城鎮污水的相關作用[J].揚州大學學報,2008,20(13).
[2]李國文.城市式生活污水處理技術的最新發展[J].科技博覽,2008,9(2).
關鍵詞:油田污水處理 方法工藝 發展趨勢
目前隨著我國工業和汽車業等行業對石油的需求量日益增長,促使我國加大了對石油的開發和勘測。然而我國許多油田都已處于開發的中后期,產出液的含水量較大,產生了大量的油田污水,對生態環境的保護和可持續發展提出了嚴峻的考驗。由于油田污水含有大量的石油生產和開采成分,所以必須深入研究油田污水處理的原理和方法,掌握處理的工藝和流程,根據污水成分的特點進行綜合分析,探索油田污水處理技術的新方法。
一、油田污水處理的意義
油田污水處理是油田開采和生產中一項重要的內容,對環境生態保護有重要意義。隨著石油資源的不斷開采,原油含水量也越來越高,因此污水處理已成為石油生產中急需解決的問題。油田污水的隨意排放會給油田水體造成潛移性的侵害,對周圍環境造成了很大危害。所以針對油田污水要采取科學有效的技術進行處理,不斷改進油田污水處理技術,降低石油生產和開發利用中對環境造成的危害,實現經濟和環境的協調發展。
二、油田污水處理的工藝和方法
1.油田污水處理方法
按照污水排放標準和注水水質標準的要求,要嚴格控制排放和注水的各項指標,綜合利用各種方法對油田污水進行處理。水中的懸浮雜質一般有膠體固體物、浮油和分散油、乳化油以及懸浮固體四類。其中懸浮物中的主要為含油類雜質,而去油的過程同時也能夠將膠體固體物和懸浮固體去除。油田污水處理過程中,為滿足凈化水處理中的指標要求,需要添加一定量的添加劑。例如通過添加適量的緩蝕劑、防垢劑以及殺菌劑,可以避免腐蝕、水結垢以及細菌繁殖。常用的去油污方法有以下三種:
1.1物理法:物理方法去油主要為斜板除油、自然除油、旋流除油、氣浮法除油、立式除油罐除油以及粗粒化除油。采用物理法進行除油的同時也能去除懸浮固體。由于水和油密度不同,自然除油是利用重力作用實現水油分離,這種方法忽略了水流的不均勻性以及油珠顆粒上浮中的絮凝,導致污水處理容積大,操作環節不密封,停留時間長,成本高。基于“淺池理論”對自然除油進行改進的斜板除油法,通過在除油罐的沉降區添加波紋斜板,大大提高了除油的效率。粗粒化除油的目的是去除分散油,當污水經過填充物時油珠會增大,從而有利于沉降。旋流除油法是利用水、油的密度差,通過調整液流旋轉速度,利用不同的離心力分離出水和油。
1.2混凝處理:混凝除油法是利用混凝劑破除膠體固體并去除膠體固體和乳化油。在污水處理中,為了處理油田污水中的分散油、溶解油以及乳化油,通常采用混凝沉降法進行去除,處理過程中能夠去掉其中的粉質懸浮固體和泥質。混凝處理的主要原理是利用物理或化學方法增加污水中各類雜質的分離速度,加速其沉降。混凝劑對水中膠體顆粒常見的三種混凝作用是電性中和、吸附橋架以及網掃作用。按照混凝劑種類的不同,或者其膠體性質和投放量的不同,其混凝作用有主次之分。隨著復合型混凝劑和無機高分子混凝劑的不斷使用,使得其在油田污水處理中的凈化效果越來越好,并且加入一定劑量的藥劑可以大大降低投資成本,提高處理的效率。
1.3過濾方法:過濾主要是為了去除破乳后的油物以及混凝后的懸浮固體。過濾處理是將污水中的雜質去除,首先讓污水通過含粒狀物的過濾床或厚實多孔的石英砂,使雜質留在介質的空隙或介質上,從而凈化了油田污水。過濾的主要環節有:吸附絮凝沉淀截留,目的是去除其中的懸浮物和膠體物質,同時去除水中的油類、鐵氧化物、細菌和放射性顆粒等。
2.油田污水處理工藝
油田污水注水水質處理的工藝主要由來水水質、水源和對水質的要求確定。針對高滲透油層,通常要利用幾種常見的污水處理工藝進行處理;而對中低滲透油層除了需要常規處理外,還要對其做進一步的深度處理,如二級處理或三級處理。目前在處理含高滲透油層污水時,許多油田通常使用三段處理工藝,首先采用自然沉降法除油,其次在第二段采用混凝沉降法去除懸浮物和油,最后采用石英砂對污水進行過濾。對于原水質較差的區塊或油田,常采用以下幾種工藝:浮選式、旋流式、重力式和壓力式。中低滲透油層的處理過程較復雜,通常包括兩次過濾,要經過含油污水常規處理工藝粗過濾精過濾等處理工藝。最常見的深度處理工藝有多次雙向過濾流程、過濾-浮選深度流程和濾芯過濾和雙濾料深度處理流程。以下為兩種常見的污水處理工藝。
2.1重力式污水處理工藝。重力式污水處理工藝流程當沒有動力泵時,能夠借助重力差實現含油污水的流動,其過濾過程和沉降都是自流。然而該工藝所占面積較大,污水停留時間長。
2.2壓力式污水處理工藝。壓力式污水處理工藝的流程為:污水進入緩沖罐提升泵增壓粗粒化罐除油斜板沉降罐(去除乳化油和機械雜質)進入壓力過濾罐(去除懸浮物)。該方法所用過濾和除油設備均為承壓容器,密閉性較好,能隔絕氧氣,同時污水在其內部的停留時間更短。不足是水中含沙量較高時容易出現堵塞現象,并且其適應水質和水量變化的能力會降低。
三、油田污水處理技術的發展方向
由于對油田回注水的水質要求不斷提高,以及人們對油田污水處理的重視程度越來越高,使得油田污水處理技術正面臨著嚴峻的考驗。加強油田污水的后處理利用和處理技術的研究是今后油田污水處理研究的重要方向。
1.生物處理技術
在油田污水處理過程中使用生物處理技術是目前前景較好的一種新型技術。采用生物技術處理含油污水主要研究方向是高效降解菌和應用,質粒育種菌和基因工程菌的研究是油田污水生物處理技術的重要發展方向。
2.高新技術和高效水處理設備
目前油田污水處理中的高新技術有:光催化氧化技術和電絮凝技術等,而微波技術、超聲波技術是今后技術研究的重要方向。高效水處理設備目的是為了減少占地面積并提高處理效率,例如新型密閉式浮選箱、水力旋流器以及組合式裝置等
3.高效處理藥劑的開發
高效處理藥劑的開發主要是混凝劑,主要是根據油田廢水的具體情況開發相應的處理劑,其具有絮凝體積小、混凝能力強、快速破乳以及沉降迅速等特點。目前混凝劑使用的材料多為鐵、硅和聚合鋁等,另外高聚物混凝劑等有機材料型混凝劑的研究也是一個重要方向。
四、結語
隨著我國油田開發力度的增加,針對油田污水處理的方法、工藝研究及設備研制也得到了快速的發展。但各種方法都難滿足所有需求,處理的工藝也有待完善。所以針對油田污水要采取科學有效的技術進行處理,不斷改進油田污水處理技術,降低石油生產和開發利用中對環境造成的危害,實現經濟和環境的協調發展。
參考文獻:
[1] 劉會友.勝利油區污水處理工藝改造的技術經濟性分析[J].油氣地質與采收率,2005,12(4):78-80.
[2] 馬寶東,陳曉彥,張本艷,等.聚合物驅新型污水處理劑的研制和應用[J].油氣地質與采收率,2005,12(5):70-72.
關鍵詞:高濃度污水;處理;IRBAF處理工藝
油田污水主要包括原油脫出水(又名油田采出水)、鉆井污水及站內其它類型的含油污水。油田污水的處理依據油田生產、環境等因素可以有多種方式。當油田需要注水時,油田污水經處理后回注地層,此時要對水中的懸浮物、油等多項指標進行嚴格控制,防止其對地層產生傷害。石油生產單位大部分集中在干旱地區,水資源嚴重缺乏,如何將采油過程中產生的污水變廢為寶,具有十分重要的現實意義。
1油田污水處理技術現狀
油田的水處理工藝,其流程一般為“隔油——過濾”和“隔油——浮選(或旋流除油)——過濾”,即通常稱為的“老三套”,其工藝主要是除去廢水中的油和懸浮物。在很長一段時間內,此工藝流程被廣泛地應用于各油田的采出水處理中,而且效果良好,處理后的水質一般都能達到回注水的要求。
1.1技術分類
根據對油田污水處理程度和水質要求的不同,通常將污水處理技術分為一級處理、二級處理和三級處理。一般來說一級處理屬于預處理,二級處理能除去90%左右可降解有機物荷90%~95%的固體懸浮物。然而對于重金屬毒物和生物難以降解有機物高碳化合物以及在生化處理過程中出現氮、磷難以完全除去,尚需進行三級處理。各級處理技術主要包括重力分離、粗粒化、浮選法、過濾、膜分離以及生物法等十幾種方法。
一、二級處理主要是利用過慮、沉降、浮選方法把污水中的懸浮物除去。去除廢水中的礦物質和大部分固體懸浮物、油類等。主要方法包括重力分離、離心分離、過濾、粗粒化、中和、生物處理等方法。這些技術在國內外都比較成熟。
1.2油田污水處理的一般工藝
油田污水成分比較復雜,油分含量及油在水中存在形式也不相同,且多數情況下常與其他廢水相混合,因此單一方法處理往往效果不佳。同時,因各種力法都有其局限性,在實際應用中通常是兩三種方法聯合使用,使出水水質達到排放標準。另外,各油田的生產方式、環境要求以及處理水的用途的不同,使油田污水處理工藝差別較大。在這些工藝流程中,常見的一級處理有重力分離、浮選及離心分離.主要除去浮油及油濕固體;二級處理有過濾、粗粒化、化學處理等,主要是破乳和去除分散油;深度處理有超濾、活性炭吸附、生化處理等,主要是去除溶解油。
1.3膜生物反應器工藝
膜生物反應器(MBR)是一種由膜分離單元與生物處理單元相結臺的新型水處理技術,以膜組件取代二沉池在生物反應器中保持高活性污泥濃度減少污水處理設施占地,并通過保持低污泥負荷減少污泥量。與傳統的生化水處理技術相比,MBR具有以下主要特點:處理效率高、出水水質好;設備緊湊、占地面積小;易實現自動控制、運行管理簡單。自20世紀80年代以來,該技術愈來愈受到重視,成為研究的熱點之一。目前膜生物反應器己應用于美國、德國、法國和埃及等十多個國家,規模從6m3/d至13000m3/d不等。
在我國,膜生物反應器作為污水再生回用的一項高新技術,其開發與研究也正越來越深入。雖然目前膜生物反應器在我國的實際應用還較少,然而,在水資源日益緊缺的情況下,隨著膜技術的發展、新型膜材料的開發以及膜材料成本的逐漸下降,膜生物反應器將會有較好的應用前景。
2污水處理技術分析目前,石化行業的堿渣廢水處理方法主要有直接處理法、化學處理法和生物氧化法。
直接處理法有出售、稀釋、深井注入和焚燒處理等方法,其中以焚燒法為主,直接處理法容易出現污染轉移(大氣)或轉嫁(其他地方),故受到一定限制。
化學處理法通常采用濕式空氣氧化技術(WAO),即在150~200℃,1.5~10MPa的條件下,利用氧氣直接氧化去除堿渣中的硫化物,達到堿渣預處理的目的。堿渣的處理效果受制于氧化反應體系的溫度與壓力,污染物去除效率越高,相應體系所需的溫度與壓力也就越高,WAO法高昂的設備投資額度和運行費用使其應用受到限制。
焚燒和濕式催化氧化都是投資、運行費用非常高的處理技術。相比之下,采用生化技術進行處理,其投資、運行費用都只有濕式催化、焚燒法的幾分之一或者幾十分之一,運行管理簡單,處理效果穩定。
生物氧化法是采用首先將堿渣進行適度的稀釋(10~20倍),控制硫化物在1000~3000mg。L-1,并中和后,利用特殊的生物反應器,使硫細菌在生物反應器中形成生物氧化床,通過生物的作用利用空氣中氧氣氧化硫化物和酚,從而達到堿渣預處理的目的。生物氧化方式相比具有較好的技術經濟價值,而內循環固定生物氧化床技術即IRBAF處理工藝是針對石油煉制和石油化工產品精制過程中產生的廢堿渣(汽油、柴油、液態烴等堿渣)開發,大幅度減輕污水處理場的進水負荷,能夠有效地氧化處理催化汽油廢堿液、液態烴廢堿液等高濃度廢水,保證了現有污水處理系統的正常運轉和達標排放。
3IRBAF處理工藝簡介
關鍵詞:高濃度污水;處理;IRBAF處理工藝
油田污水主要包括原油脫出水(又名油田采出水)、鉆井污水及站內其它類型的含油污水。油田污水的處理依據油田生產、環境等因素可以有多種方式。當油田需要注水時,油田污水經處理后回注地層,此時要對水中的懸浮物、油等多項指標進行嚴格控制,防止其對地層產生傷害。石油生產單位大部分集中在干旱地區,水資源嚴重缺乏,如何將采油過程中產生的污水變廢為寶,具有十分重要的現實意義。
1 油田污水處理技術現狀
油田的水處理工藝,其流程一般為“隔油——過濾”和“隔油——浮選(或旋流除油)——過濾”,即通常稱為的“老三套”,其工藝主要是除去廢水中的油和懸浮物。在很長一段時間內,此工藝流程被廣泛地應用于各油田的采出水處理中,而且效果良好,處理后的水質一般都能達到回注水的要求。
1.1技術分類
根據對油田污水處理程度和水質要求的不同,通常將污水處理技術分為一級處理、二級處理和三級處理。一般來說一級處理屬于預處理,二級處理能除去90%左右可降解有機物荷90%~95%的固體懸浮物。然而對于重金屬毒物和生物難以降解有機物高碳化合物以及在生化處理過程中出現氮、磷難以完全除去,尚需進行三級處理。各級處理技術主要包括重力分離、粗粒化、浮選法、過濾、膜分離以及生物法等十幾種方法。
一、二級處理主要是利用過慮、沉降、浮選方法把污水中的懸浮物除去。去除廢水中的礦物質和大部分固體懸浮物、油類等。主要方法包括重力分離、離心分離、過濾、粗粒化、中和、生物處理等方法。這些技術在國內外都比較成熟。
1.2油田污水處理的一般工藝
油田污水成分比較復雜,油分含量及油在水中存在形式也不相同,且多數情況下常與其他廢水相混合,因此單一方法處理往往效果不佳。同時,因各種力法都有其局限性,在實際應用中通常是兩三種方法聯合使用,使出水水質達到排放標準。另外,各油田的生產方式、環境要求以及處理水的用途的不同,使油田污水處理工藝差別較大。在這些工藝流程中,常見的一級處理有重力分離、浮選及離心分離.主要除去浮油及油濕固體;二級處理有過濾、粗粒化、化學處理等,主要是破乳和去除分散油;深度處理有超濾、活性炭吸附、生化處理等,主要是去除溶解油。
1.3膜生物反應器工藝
膜生物反應器(MBR)是一種由膜分離單元與生物處理單元相結臺的新型水處理技術,以膜組件取代二沉池在生物反應器中保持高活性污泥濃度減少污水處理設施占地,并通過保持低污泥負荷減少污泥量。與傳統的生化水處理技術相比,MBR具有以下主要特點:處理效率高、出水水質好;設備緊湊、占地面積小;易實現自動控制、運行管理簡單。自20世紀80年代以來,該技術愈來愈受到重視,成為研究的熱點之一。目前膜生物反應器己應用于美國、德國、法國和埃及等十多個國家,規模從6m3/d至13000m3/d不等。
在我國,膜生物反應器作為污水再生回用的一項高新技術,其開發與研究也正越來越深入。雖然目前膜生物反應器在我國的實際應用還較少,然而,在水資源日益緊缺的情況下,隨著膜技術的發展、新型膜材料的開發以及膜材料成本的逐漸下降,膜生物反應器將會有較好的應用前景。
2 污水處理技術分析
目前,石化行業的堿渣廢水處理方法主要有直接處理法、化學處理法和生物氧化法。
直接處理法有出售、稀釋、深井注入和焚燒處理等方法,其中以焚燒法為主,直接處理法容易出現污染轉移(大氣)或轉嫁(其他地方),故受到一定限制。
化學處理法通常采用濕式空氣氧化技術(WAO),即在150~200℃,1.5~10MPa的條件下,利用氧氣直接氧化去除堿渣中的硫化物,達到堿渣預處理的目的。堿渣的處理效果受制于氧化反應體系的溫度與壓力,污染物去除效率越高,相應體系所需的溫度與壓力也就越高,WAO法高昂的設備投資額度和運行費用使其應用受到限制。
焚燒和濕式催化氧化都是投資、運行費用非常高的處理技術。相比之下,采用生化技術進行處理,其投資、運行費用都只有濕式催化、焚燒法的幾分之一或者幾十分之一,運行管理簡單,處理效果穩定。
生物氧化法是采用首先將堿渣進行適度的稀釋(10~20倍),控制硫化物在1000~3000mg。L-1,并中和后,利用特殊的生物反應器,使硫細菌在生物反應器中形成生物氧化床,通過生物的作用利用空氣中氧氣氧化硫化物和酚,從而達到堿渣預處理的目的。生物氧化方式相比具有較好的技術經濟價值,而內循環固定生物氧化床技術即IRBAF處理工藝是針對石油煉制和石油化工產品精制過程中產生的廢堿渣(汽油、柴油、液態烴等堿渣)開發,大幅度減輕污水處理場的進水負荷,能夠有效地氧化處理催化汽油廢堿液、液態烴廢堿液等高濃度廢水,保證了現有污水處理系統的正常運轉和達標排放。
3 IRBAF處理工藝簡介
內循環固定生物氧化床技術(Enternal Recurrence Fixed Biological Bed縮寫IRBAF)是在常溫、常壓的條件下,利用專屬微生物特殊的工藝環境,形成一個高活性生物酶催化氧化床,促使水體中污染物氧化。當BAF反應池經過一定時間的運行,其填料中將產生大量的生物質,當新增生物量床,過多時,會影響水在填料內部的運行,降低處理效率,此時需通過反沖洗將生物床中的過剩生物質脫出。BAF的反沖洗可通過反沖洗自控系統或半自控系統來完成。反沖洗周期視進水COD負荷確定,COD負荷越高,反沖洗周期越短,反之,BAF的反沖洗周期越長。反沖洗采用新型脈沖氣水聯合反沖洗技術,反沖洗風采用煉油廠的非凈化風,反沖洗水采用二級內循環BAF的凈化出水,沖出的高濃度泥水混合液自流進入泥水分離池,經沉淀分離后,上層清液循環處理。本工藝產泥量較少,可滯留于泥水分離池,不定期排入凈化水車間現有的污泥處理系統。
關鍵詞:水處理技術; 污水處理; 運用;前景
Abstract: Clean water for public health and the quality of people's life is very important. On water treatment technology and management and the supply of water resources, presents a challenge to each big city and metropolitan region. Only through the sewage treatment and recycling as well as drinking water purification, can realize the city water resources supply reliability. City is faced with the energy cost rises ceaselessly, increasingly stringent environmental standards and in some areas of shortage of water resources, serious challenge.
Key words: water treatment; sewage treatment; application prospect;
前言: 在城市規劃、建設方面要給回用水事業的普及和發展留有空間。城市市政公用設施規劃時,尤其是給水廠、污水廠的規劃、設計、建設應當把給水與污水處理、污水回用整體考慮,按可持續發展的戰略思想,制定近、遠期水資源再生利用規劃。水處理問題是圍繞解決水中的污染物質而展開的,當前CO2排放作為造成全球氣候變暖的溫室氣體的罪魁禍首已經是不爭的事實,CO2已不再是無害,而且已經被各國列入了控制排放的黑名單中。這個變化對我們傳統的污水處理理念提出了挑戰。
一.水處理技術在污水處理中的運用.
處理城市污水所產生的二氧化碳排放量包括兩部分:將污水中的碳源(BOD)轉化為二氧化碳,以及相應的動力消耗折合成二氧化碳排放。經測算,處理城市污水所產生的二氧化碳量為0.29公斤CO2/噸水.天。10萬噸規模的污水處理廠產生的二氧化碳量排放量相當于:3856戶全年總排放量(一個中國家庭平均每年要排放2.7噸二氧化碳),2603輛汽車全年總排放量(在中國,一輛中等汽車一年要排放4噸二氧化碳)。從我國中長期發展戰略來看,污染物減排將被放到首位,而能耗高的處理工藝將失去競爭力,毫無疑問,節能降耗型的水處理技術將成為我國長期的發展方向。由于水在大自然界的循環路徑,對于排放口來說,污水處理屬于末端治理。但是,對于排入的水體和地下水來說,排放水又是源頭。為保證水體的水質,我們不斷制訂越來越嚴格的排放標準和水體水質指標,但遺憾的是結果卻并不因為標準的提高使水體污染程度下降了,而是為了達到排放標準,處理工藝越來越復雜,投資和運行費越來越高,當標準的要求超過了投資和運行能力時,就必定出現兩種情況,或者認罰不認標準,或者對標準陽奉陰違,不能保證處理效果。長此以往造成的結果就是水體污染逐年加劇。
1、污水回用的意義.污水回用在發達國家已得到廣泛應用,而且越來越多的行業已經開始利用處理后的污水。美國加利福尼亞洲有200多個污水回用廠,每年為850多個用戶提供回用水(非飲用水)約4.96億m3。污水回用受到越來越重視的原因主要包括:人口增加和用水量的增加對現有水資源的壓力越來越大;人們開始意識到污水回用是一種非常可靠的供水源;成功的污水回用工程越來越多;供水和污水處理行業越來越意識到污水回用的經濟和環境效益;蓄水工程(如水壩)的環境和經濟成本越來越高;人們逐漸意識到與過度用水有關的環境影響;趨向于回收成本水價制度的引入促進了污水的回用;為滿足高水質標準而進行污水處理廠更新改造的成本不斷增加。
2.污水處理后的運用
(1)工業用水的回用。經處理的污水可以回用于各種不需要符合飲用水水質要求的工業企業。各種工業生產過程中的冷卻水、鍋爐用水、生產和加工用水、清洗和輔助用水(如除塵和澆地)等,都可以利用經處理的污水。可以使用經過處理的污水的行業包括商業洗車、造紙廠、礦山、石油精煉廠、電站、商業洗衣、道路建設企業、旅游點、釀酒廠,以及混凝土、磚、紡織品、金屬及涂料的生產廠。日本近40%經處理的市政污水被用于工業用途,而美國的佛羅里達州和加利福尼亞洲分別為2%和5%。
(2)居民及社區的非飲用水回用。對居民來說,污水回用可以用于沖洗馬桶、洗車、清洗和澆灌花園.從社區的角度來看,污水回用的非飲用水用途還包括室外的灌溉及各種娛樂場所用水。美國加利福尼亞洲早在1961年就將經處理的污水用于有游船及可垂釣的湖泊。提供非飲用水的一種有效辦法是建立分質供水系統。美國佛羅里達州阿爾塔蒙特城的一項分質供水工程,解決了4.5萬人的非飲用水使用問題,其供水量占全城總供水量的30%。
二 水處理行業的前景
水處理在國民生產和生活中占有非常重要地位,有無水處理、水處理技術的先進與否,是一個國家生產、生活水平高低和文明程度的重要標志之一,而水處理服務在中國還是一個新型行業。隨著國家建設步伐的不斷加快,水處理服務會遍及各個行業各個領導,覆蓋面相當廣泛,如石油、電力、化工、核工業、煤炭、冶金、水泥、造紙、卷煙、制藥、啤酒、郵電、民航、鐵路、銀行、酒店、賓館、商場、家庭、機關、學校、城鎮等,市場潛力巨大,有人類生存的地方就涉及到水處理服務,水處理服務是一個永恒的市場。水處理服務走專業道路將成為必然.目前,中國各類工業區、商住區建筑保有量在千萬幢以上,有數百萬臺的換熱器、鍋爐、中央空調、冷卻塔、數萬公里的管線。傳統的運行模式絕大部分帶垢、帶銹運行。實驗表明,水垢的導熱性很差,只有鋼的1/10~1/50,傳熱面若附著0.2~1毫米垢,將使傳熱效率降低10~40%,生產效率嚴重降低,能源消耗大大增加,設備故障頻出,給生產、生活及人類生存的健康帶來極大的危害。結垢后再清洗,這是一種事后處理方式。隨著人們的認識及生活、環境的改善,一種事前處理(預防為主)的方式擺在人們面前,即:要求水系統不結垢、不腐蝕、安全、衛生、經濟、環保、持續運行。通過科學的水處理方式,能有效地預防水垢,并通過防腐、防垢水質處理后,達到節能降耗,延長設備壽命,安全、高效、長周期運轉的目的,也為創造衛生、健康的用水治理環境提供可靠的保障。
而伴隨著中國流體處理業的全面啟動,越來越多的國際廠家紛紛看好中國,全力啟動著其生產與銷售的列車。他們的進入不僅是為中國市場注入了更多的技術手段和方式,也帶動了中國國內廠家的發展。中國在這個行業市場潛力的全面釋放將對世界產生更多影響。常規而言,一個行業的發展要經過啟動、發展、成熟等不同階段。這個行業作為中國經濟第二次浪潮的重要內容無疑會在其他幾個重點基礎行業全面發展之后緩慢到來。而由要力量
三.結語:水處理技術在污水處理中的運用廣泛。 要充分認識到,污水是一種穩定可靠的、可再生利用水資源,污水再生利用是解決水資源短缺的有效措施,是實現水資源良性循環的關鍵。因此,在城市生活和工業用水方面要擯棄輕視節水、制污、不重視非傳統水資源的開發,要重視節流優先、治污為本、多渠道開發水資源的可持續發展戰略。處理城市污水所產生的二氧化碳排放量包括兩部分:將污水中的碳源(BOD)轉化為二氧化碳,以及相應的動力消耗折合成二氧化碳排放。從我國中長期發展戰略來看,污染物減排將被放到首位,而能耗高的處理工藝將失去競爭力,毫無疑問,節能降耗型的水處理技術將成為我國長期的發展方向
參考文獻:
[1]于海蘭,付永勝,羅偉.反滲透處理技術探討[J] .四川環境,2006,(4):73
關鍵詞:水處理技術 污水處理
一水處理技術在污水處理中的運用
水處理問題是圍繞解決水中的污染物質而展開的,當前CO2排放作為造成全球氣候變暖的溫室氣體的罪魁禍首已經是不爭的事實,CO2已不再是無害,而且已經被各國列入了控制排放的黑名單中。這個變化對我們傳統的污水處理理念提出了挑戰。
處理城市污水所產生的二氧化碳排放量包括兩部分:將污水中的碳源(BOD)轉化為二氧化碳,以及相應的動力消耗折合成二氧化碳排放。經測算,處理城市污水所產生的二氧化碳量為0.29公斤CO2/噸水.天。
10萬噸規模的污水處理廠產生的二氧化碳量排放量相當于:3856戶全年總排放量(一個中國家庭平均每年要排放2.7噸二氧化碳),2603輛汽車全年總排放量(在中國,一輛中等汽車一年要排放4噸二氧化碳)。
從我國中長期發展戰略來看,污染物減排將被放到首位,而能耗高的處理工藝將失去競爭力,毫無疑問,節能降耗型的水處理技術將成為我國長期的發展方向。
由于水在大自然界的循環路徑,對于排放口來說,污水處理屬于末端治理。但是,對于排入的水體和地下水來說,排放水又是源頭。為保證水體的水質,我們不斷制訂越來越嚴格的排放標準和水體水質指標,但遺憾的是結果卻并不因為標準的提高使水體污染程度下降了,而是為了達到排放標準,處理工藝越來越復雜,投資和運行費越來越高,當標準的要求超過了投資和運行能力時,就必定出現兩種情況,或者認罰不認標準,或者對標準陽奉陰違,不能保證處理效果。長此以往造成的結果就是水體污染逐年加劇。
1、污水回用的意義
污水回用在發達國家已得到廣泛應用,而且越來越多的行業已經開始利用處理后的污水。美國加利福尼亞洲有200多個污水回用廠,每年為850多個用戶提供回用水(非飲用水)約4.96億m3。污水回用受到越來越重視的原因主要包括:人口增加和用水量的增加對現有水資源的壓力越來越大;人們開始意識到污水回用是一種非常可靠的供水源;成功的污水回用工程越來越多;供水和污水處理行業越來越意識到污水回用的經濟和環境效益;蓄水工程(如水壩)的環境和經濟成本越來越高;人們逐漸意識到與過度用水有關的環境影響;趨向于回收成本水價制度的引入促進了污水的回用;為滿足高水質標準而進行污水處理廠更新改造的成本不斷增加。
2、污水處理后的運用
(1)工業用水的回用
經處理的污水可以回用于各種不需要符合飲用水水質要求的工業企業。各種工業生產過程中的冷卻水、鍋爐用水、生產和加工用水、清洗和輔助用水(如除塵和澆地)等,都可以利用經處理的污水。可以使用經過處理的污水的行業包括商業洗車、造紙廠、礦山、石油精煉廠、電站、商業洗衣、道路建設企業、旅游點、釀酒廠,以及混凝土、磚、紡織品、金屬及涂料的生產廠。日本近40%經處理的市政污水被用于工業用途,而美國的佛羅里達州和加利福尼亞洲分別為2%和5%。
(2)居民及社區的非飲用水回用
對居民來說,污水回用可以用于沖洗馬桶、洗車、清洗和澆灌花園.從社區的角度來看,污水回用的非飲用水用途還包括室外的灌溉及各種娛樂場所用水。美國加利福尼亞洲早在1961年就將經處理的污水用于有游船及可垂釣的湖泊。提供非飲用水的一種有效辦法是建立分質供水系統。美國佛羅里達州阿爾塔蒙特城的一項分質供水工程,解決了4.5萬人的非飲用水使用問題,其供水量占全城總供水量的30%。
二 水處理行業的前景
水處理在國民生產和生活中占有非常重要地位,有無水處理、水處理技術的先進與否,是一個國家生產、生活水平高低和文明程度的重要標志之一,而水處理服務在中國還是一個新型行業。
隨著國家建設步伐的不斷加快,水處理服務會遍及各個行業各個領導,覆蓋面相當廣泛,如石油、電力、化工、核工業、煤炭、冶金、水泥、造紙、卷煙、制藥、啤酒、郵電、民航、鐵路、銀行、酒店、賓館、商場、家庭、機關、學校、城鎮等,市場潛力巨大,有人類生存的地方就涉及到水處理服務,水處理服務是一個永恒的市場。水處理服務走專業道路將成為必然。
目前,中國各類工業區、商住區建筑保有量在千萬幢以上,有數百萬臺的換熱器、鍋爐、中央空調、冷卻塔、數萬公里的管線。傳統的運行模式絕大部分帶垢、帶銹運行。實驗表明,水垢的導熱性很差,只有鋼的1/10~1/50,傳熱面若附著0.2~1毫米垢,將使傳熱效率降低10~40%,生產效率嚴重降低,能源消耗大大增加,設備故障頻出,給生產、生活及人類生存的健康帶來極大的危害。結垢后再清洗,這是一種事后處理方式。隨著人們的認識及生活、環境的改善,一種事前處理(預防為主)的方式擺在人們面前,即:要求水系統不結垢、不腐蝕、安全、衛生、經濟、環保、持續運行。通過科學的水處理方式,能有效地預防水垢,并通過防腐、防垢水質處理后,達到節能降耗,延長設備壽命,安全、高效、長周期運轉的目的,也為創造衛生、健康的用水治理環境提供可靠的保障。
一、分類及定義
1、污水處理水平
污水處理一般劃分為初級處理、生化處理(二級處理)和深度處理(三級處理)三個處理水平。
初級處理是指通過格柵或沉淀池等除去部分懸浮固體和有機質的過程。通過初級處理,懸浮物、生物化學需氧量(BOD)以及病菌一般可降低50%左右。在沉淀池中加入一些化學或微生物絮凝劑以及石灰等可加速懸浮物質的沉淀(強化初級處理)。
傳統的二級污水處理一般采用生化技術。二級處理的目的是利用污泥中各種細菌或真菌的氧化作用破壞有機質的結構,進一步降低污水中的BOD。如果采用厭氧處理技術,污泥中有機質在厭氧菌作用下可產生沼氣。利用活性污泥技術的二級處理可使病菌數量降至10%。三級處理是在二級處理的基礎上對污水進行更高一級的處理過程。其處理方法主要包括投放化學絮凝劑、活性炭或交換樹脂、反滲透工藝以及各種殺菌處理技術。處理目的主要是除去污水中的碳水化合物、糖類、鹽分,以及對污水進行消毒等。
污水處理技術的選用必須綜合考慮當地的社會經濟發展水平、污水來源及其處理后的用途。不同的污水來源以及處理后污水(再生水)的不同用途要求采用不同的處理水平和處理技術。農村地區生活污水主要含有各種有機污染物以及病原菌等污染物,再生水主要用于各類作(植)物的灌溉用水、景觀或環境用水等方面。根據再生水的具體用途,確定污水需要處理的深度或水平。
2、生活污水處理系統
目前污水處理系統主要是根據污水處理水平的要求,采用一種或幾種處理技術或工藝聯合處理污水。按照污水處理技術的適用條件,農村地區生活污水處理系統可分為集中處理和分散處理兩大類。
(1)集中處理系統。集中處理系統主要是指(小型化)污水處理廠、人工濕地系統或土地處理系統等,通過一系列的物理、化學以及生物措施減少污水中的污染物,從而達到污水凈化和資源化利用的目的。
(2)分散處理系統。分散處理系統是一個高度濃縮的微型化污水處理廠。它采用各種物理、化學或生物措施組合工藝,將各種處理技術高度集成在一個較小的空間范圍內。隨著各種工藝和技術的發展,分散處理系統的產品種類和型號越來越多。
二、投入和產出效益分析
1、工程投資
(1)集中處理系統的投資。污水處理費用隨處理方法的不同而不同。污水處理廠的工程投資以及運行費用一般較高,人工濕地系統和土地處理系統的處理費用相對較低。一級處理的基建費為500元/m3,傳統二級處理的建設投資一般為1000~2000元/m3,污水處理成本約0.5—1.4元/m3。污水深度處理的工程費主要與要求的出水水質有關。
人工濕地污水處理系統的工程投資和運行費一般分別為傳統二級處理工藝的1/3~2/3和1/6~1/3。人工濕地污水處理費可降低至0.1元/m3以下。
(2)分散處理系統的投資。哈爾濱工業大學環保科技股份有限公司生產的生活污水納濾膜污水處理設備,每套售價7.2萬元。廈門藍博科技開發有限公司生產的生活污水處理設備,運行費為0.5元/m3左右。
2、效益分析
(1)經濟效益。污水處理的直接經濟效益與當地水資源的短缺程度密切相關。處理后的生活污水可作為灌溉水或其他用途使用,從而節約淡水資源。同時,農村地區環境條件的改善可降低與污染有關疾病的傳播,減少由此引起的經濟損失。
(2)能源效益。污水處理廠需要一定的能源消耗,如果采用厭氧分解工藝,將產生的沼氣收集發電可解決部分能源問題。人工濕地或土地處理系統一般不需要消耗能源或耗能極少。分散污水處理設施需要消耗一定的電能。
(3)環境效益。農村生活污水處理的最直接效果就是環境條件的改善,特別是當采用人工濕地處理技術時,通過居民區生態環境的綜合治理,可提高居民的生活環境質量。
(4)社會效益。污水處理既可提高水資源的重復利用率、緩解水資源供需矛盾、促進農業生產的發展,又可改善農村地區的生態環境條件、緩解城市的人口壓力、促進社會的和諧發展,對我國社會經濟的健康持續發展具有積極的作用。
三、我國技術研發現狀
我國污水處理設施始建于20世紀初期。自20世紀80年代以后,我國投入了大量的人力、物力開展水污染治理的研究工作,污水處理技術和處理設備也隨之逐步完善起來。為推動環境保護和污染治理技術的發展和應用,國家環境保護總局于2006年了《國家鼓勵發_展的環境保護技術目錄》,將人工濕地等六種污水處理技術列為城鎮生活污水污染控制技術的重點扶持對象。我國的污水處理技術基本上是以生化技術為主,傳統的活性污泥工藝及其各種改進方法占主導地位。總體來講,目前我國污水處理技術的理論水平與發達國家基本處于同一檔次,但在新技術開發應用以及綜合處理效果方面有較大的差距。
20世紀80年代以來,我國陸續興建了一大批污水處理廠。至2004年底,我國已建成708座污水處理廠,設計處理能力為4912萬m3/天。但由于這些設施主要針對大中城市,縣城一級的污水處理率僅有11.2%。除經濟發達地區外,我國農村地區的污水處理率基本為零。近幾年已完成了10余項人工濕地污水處理工程,對農村居民區生活污水以及河道湖泊環境進行綜合治理。土地處理系統目前在國內的應用不多。
我國分散污水處理設備近些年來得到了較快的發展,適用于生活污水處理的各種型號和工藝的處理設備已投放市場。
【關鍵詞】稠油污水 處理技術 原理分析 特性 凈水劑
目前稠油污水的處理問題是一個公認的技術難題。稠油污水中油水的比重差不大、礦物質的含量高、粘度較大、組成物質復雜多樣等特性,這些特性就決定了稠油污水處理比較困難。隨著水資源的不斷枯竭以我國對于環境保護法律法規的要求,稠油污水必須要經過嚴格的處理過程,實現原油生產的安全環保,同時能夠保證水資源的循環利用,減少水資源的使用量,實現經濟發展和環境保護的共同發展。因此開展稠油污水處理技術研究,可以有效防止水資源的污染,實現水資源的循環利用,節約原油開采成本。
1 稠油污水特性研究
稠油污水和常規水的性質有相同也有差異,主要表現在在密度方面稠油的密度和水的密度差別較小,普通原油的密度在800Kg/ cm3左右,而稠油的密度要相對的高一些,一般密度都會在800Kg/cm3以上,由于密度差別較小,稠油和水之間的混合和分布相對均勻。稠油污水中含有各種各樣的物質,除了含有地層原油中的物質外,還會伴有一定量的泥沙及原油開發過程中加入的添加劑,因此稠油污水的組成成分比較復雜。由于稠油中含有一定量的親水物質,當稠油和水混合時,在親水物質的作用下,就會形成大量的水包油型的乳狀顆粒,乳化作用使稠油污水的處理更加困難。此外溫度對稠油污水的粘度的影響較大,溫度和稠油污水的粘度成反比例關系,溫度過低會嚴重的影響到稠油污水的處理效果。在原油的開采過程中,首先地層中原油在抽油泵的作用下,從地層流向井筒中,在從井筒被提升到井口,再通過井口的節流閥門進入地面輸送管線,這樣經過長時間的紊流流動,而且通過多個彎頭和閥門,都會加重了稠油和水的混合比例。另一個方面在原油開采過程中,為了能夠提高原油的穩定性和采收率,在生產時加入多種化學藥劑,這些化學藥劑很多都含有乳化劑成分,容易造成稠油的乳化,而且原油本身含有的瀝青質等就是性能良好的乳化劑。因此在稠油的運輸污水的處理時要注意盡量避免原油的攪動。減小稠油的流動速度,在化學添加劑的選擇方面,在保證添加劑的性能的前提下,盡量選擇有利于稠油破乳的藥劑。稠油污水不但自身的性質不同,而且也會隨著時間而發生性質的改變。例如隨著時間的增長,稠油污水的平均含有量和懸浮物的量均會隨著時間的改變而發生改變。
2 稠油污水處理注意的問題與建議
由于稠油污水特殊的性質,導致了稠油污水處理的難度相當大,研究結果表明,稠油污水處理的關鍵主要在新型凈水劑的研制與應用技術。在稠油處理時要盡量在上游進行,減小下游的過濾及處理壓力。合理的調整稠油污水的處理流程,保證每個處理過程的都能高效的運行。同時由于稠油污水的均質性,要盡量的避免外來流體對稠油污水的沖擊,使稠油污水變得更加均勻。鑒于稠油污水處理的復雜性,文章分析了其處理過程中應當注意的幾個問題與建議。首先要加大調節池的作用,調節池可以有效的解決油水密度差小的問題,因此要充分利用調節池的作用,可以安裝相應的曝氣系統,通過對稠油污水的曝氣過程,可以增大油水的比重差,而且還可以將稠油污水易揮發的物質充分去除,同時可以保證水水質的穩定。稠油污水的乳化問題,是稠油處理過程中要解決的關鍵問題,如何將乳化的稠油污水破乳,實現油水分離,是稠油污水處理的關鍵。通過新型高效凈水化學劑的研發,開展凈水劑的加入時間、加入量、加入類型的實驗,優化凈水化學劑的使用參數,可以有效的提高稠油污水的油水分離效果。優化稠油污水處理的裝置,稠油污水處理裝置的有效性及合理性是稠油污水處理成功的先決條件。其中高效的油水分離裝置使其關鍵,例如采用隔油斜板等措施來保證高效的油水分離。原油脫水工程中用到的破乳劑對稠油處理的效果也有較大的影響,脫水用到的破乳劑應當和稠油處理用到的化學劑配伍性好。由于稠油污水的不穩定性,因此要合理的設計稠油污水的流程,做好每個過程的銜接,提高稠油污水處理的效率。
3 稠油污水凈水劑的選擇及用量范圍分析
通過的稠油污水破乳劑類型及用量實驗可以得到,當破乳劑TJ的濃度大于80毫克每升時,處理稠油污水得到水明亮透明。油水分離的效果較好,稠油污水的上部為一層黑色液體,為分離出的稠油,而且可以實現稠油的回收。利用這種方法可以有效的減少稠油污水處理占地面積。減小了油水處理的成本。同時可以實現稠油的回收,具有顯著的經濟效益。當利用聚鋁或者聚鐵做破乳劑做實驗時,實驗后油水分析的效果差,分離后產生的沉淀沉降速度較慢,分離得到的稠油少不易分離,回收的價值小。由于這些缺點的存在,就需要較大面積稠油污水處理裝置。而且聚鋁、聚鐵破乳劑的量增加到一定程度后,分離得到的水會變成黃色而且水質差。通過以上分析可以看出,破乳劑TJ的破乳效果要比聚鐵或者聚鋁效果好,具有多方面的優勢,同時實驗得到破乳劑TJ的最佳投放量為80-110毫克每升。
4 結束語
稠油污水的處理問題是油田污水處理中一種重要的難題。稠油污水處理的難度大、成本高,制約著油田的穩定與發展。因此稠油污水處理技術具有重要的理論價值和實際意義。文章通過調研研究,分析了稠油污水的特性,包括自身的密度、溫度及開采過程中的特性,并且根據這些特性,提出了稠油污水處理注意的問題與建議,最后通過破乳劑TJ、聚鋁、聚鐵的室內破乳實驗,驗證了破乳劑TJ優良的性能,同時得到了破乳劑TJ的最佳投放量。通過研究提高油田稠油污水處理有的研究水平,實現了經濟和環保的協調發展,對油田的發展及環境保護具有重要的現實意義。
參考文獻