揚(yáng)中一體化重金屬污水處理設(shè)備--省時(shí)省力

近年來(lái)，隨著工業(yè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，廢水的種類(lèi)和數(shù)量越來(lái)越多，人們的環(huán)保意識(shí)越來(lái)越強(qiáng)，而廢水處理問(wèn)題人們?cè)絹?lái)越關(guān)注，并成為環(huán)境保護(hù)的一個(gè)重要研究課題。在廢水處理過(guò)程中，混凝沉淀是一種重要的預(yù)處理工藝。所以，開(kāi)發(fā)和選擇高效絮凝劑是水處理技術(shù)的關(guān)鍵步驟。在眾多絮凝劑中，聚氯化鋁(PAC)是一種高效無(wú)機(jī)高分子絮凝劑，由于其混凝能力強(qiáng)、用量少、凈水效率高、適應(yīng)性強(qiáng)、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，它在水處理領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

　　1、聚合氯化鋁概述

　　聚氯化鋁(PAC)不是單一的形式，而是包括單體和聚合物，并按一定比例的多態(tài)物質(zhì)，即Al3+與Al(OH)3之間的一系列亞穩(wěn)態(tài)物質(zhì)?；瘜W(xué)式為[Al2(OH)nCl6-nLm]，其中m為聚合度，n為PAC產(chǎn)物的中性度。顏色為黃色或淡黃色、深褐色、深灰色樹(shù)脂固體。具有噴霧干燥穩(wěn)

　油田含油污水的性能與油井的流體性能接近，將其注入到油層中，與油層流體的配伍性好，不會(huì)產(chǎn)生沉淀，也不會(huì)給儲(chǔ)層帶來(lái)嚴(yán)重的傷害。因此，考慮將油田含油污水進(jìn)行分離處理，使其水質(zhì)達(dá)到注入水的標(biāo)準(zhǔn)后，經(jīng)過(guò)注水泵加壓后，注入到油層中，實(shí)現(xiàn)水驅(qū)的開(kāi)發(fā)狀態(tài)。

　　油田含油污水中含有油，而且水的礦化度高，極易產(chǎn)生結(jié)垢的現(xiàn)象，影響到油田油氣水分離處理工藝的順利實(shí)施。含油污水的礦化度高，含有各種成分，包括離子和非離子成分，以及含有腐蝕性的介質(zhì)，對(duì)油田生產(chǎn)管道和設(shè)備具有嚴(yán)重的腐蝕性，影響到油田生產(chǎn)裝備的使用壽命。含油污水中含有多種細(xì)菌和懸浮顆粒，懸浮固體的存在，嚴(yán)重影響著油井的產(chǎn)能，會(huì)堵塞油層的孔隙，影響到儲(chǔ)層的滲透能力，給油田生產(chǎn)帶來(lái)不利的影響。含油污水中有多種氣體，硫化氫、二氧化碳等，對(duì)人體造成不同程度的傷害，需要采取的技術(shù)措施，除去其中的有毒有害的成分，才能促使油田含油污水成為綠色環(huán)保的材料，為后續(xù)對(duì)于油田生產(chǎn)提供幫助。

　　為了合理解決含油污水中的堵塞成分，對(duì)含油污水進(jìn)行除油和除去懸浮顆粒的設(shè)計(jì)，選擇和應(yīng)用的工藝技術(shù)措施，提高含油污水處理的效率。如含油污水處理技術(shù)措施劃分為物理分離處理技術(shù)措施，化學(xué)分離處理工藝技術(shù)措施，微生物分離處理的技術(shù)措施等，使其水質(zhì)達(dá)到更高的標(biāo)準(zhǔn)，真正實(shí)現(xiàn)了含油污水的回收利用效果，滿(mǎn)足油田廢物回收利用的技術(shù)要求。

　　二、含油污水處理技術(shù)措施

　　依據(jù)油田含油污水的特點(diǎn)，選擇和應(yīng)用的含油污水處理技術(shù)措施，盡可能降低含油污水處理的成本，使其水質(zhì)達(dá)到更高的標(biāo)準(zhǔn)，為油田注水提供依據(jù)。

　　1、重力分離處理技術(shù)措施。

　　油水依靠密度的差異性，而實(shí)現(xiàn)油水的分離處理的效果。同時(shí)依靠重力作用，將原油中的懸浮顆粒除去，提高含油污水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，使其達(dá)到注入水的標(biāo)準(zhǔn)后，通過(guò)注水泵加壓，進(jìn)入到注水干線，實(shí)現(xiàn)了水驅(qū)的開(kāi)發(fā)效率。

　　依據(jù)重力分離的作用，設(shè)計(jì)橫向流的除油器，將含油污水中的油珠顆粒分離出來(lái)，降低含油污水中的含油量。在斜板除油器的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)對(duì)容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的升級(jí)改造，使其降低液流的速度，促使液流達(dá)到重力沉降分離的條件，而將含油污水中的油分離出去，同時(shí)將含油污水中的固體顆粒除去，提高水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)，而將其注入到油層，實(shí)施水驅(qū)的開(kāi)發(fā)狀態(tài)，提高單井的產(chǎn)量，滿(mǎn)足油田開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)性要求。

　　波紋板聚結(jié)除油器的使用，結(jié)合沉降池的作用原理，促使水流的碰撞幾率增大，而實(shí)現(xiàn)含油污水的凈化處理的效果。高效游離水分離器的使用，將原油中的游離水分離處理，經(jīng)過(guò)深度的含油污水處理，提高水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)，而將更多的含油污水凈化處理，達(dá)到含油污水再利用的技術(shù)要求。

　　2、過(guò)濾處理技術(shù)措施。

　　對(duì)含油污水進(jìn)行過(guò)濾處理，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的開(kāi)發(fā)和研究，建立膜分離處理工藝程序，選擇和應(yīng)用的膜材料，將含油污水中的各種雜質(zhì)成分除去，提高了含油污水處理的標(biāo)準(zhǔn)，促使處理后的含油污水達(dá)到更高的標(biāo)準(zhǔn)，滿(mǎn)足油田注水的需要。

　　膜分離處理技術(shù)措施屬于膜分離的方式，選擇和應(yīng)用的膜材料，利用微孔隙膜片的作用，將油珠顆粒和表面活性劑截留，除去其中乳化油。對(duì)膜材料進(jìn)行分析和研究，選擇和應(yīng)用的膜材料，同時(shí)對(duì)膜的材料進(jìn)行優(yōu)化，降低膜分離技術(shù)的應(yīng)用成本，使其滿(mǎn)足油田含油污水處理的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，不斷提升膜分離處理技術(shù)的應(yīng)用效果

　　3、氣浮選除油技術(shù)措施。

　　針對(duì)含油污水中的含油量的不同，選擇和應(yīng)用不同的氣浮選設(shè)備，應(yīng)用空氣或者天然氣的流動(dòng)狀態(tài)，形成穩(wěn)定的氣泡，在氣泡上浮的過(guò)程中，攜帶油珠顆粒上浮，經(jīng)過(guò)收油槽將油珠顆?；厥眨M(jìn)入到油氣分離處理系統(tǒng)，作為油田產(chǎn)量的一部分，而被油田利用起來(lái)。

　　油田生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常應(yīng)用的方法為加壓溶氣氣浮的技術(shù)措施，給氣體加壓處理，依靠氣泡輕在液體中總是上浮的原理，氣泡在上升的過(guò)程中，攜帶油珠顆粒，而將含油污水中的油珠顆粒除去，降低含油污水的含油量，使其達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

　　4、聲波、微波及超聲波脫水技術(shù)措施。

　　隨著油田含油污水處理技術(shù)的不斷進(jìn)步，先后研制的微生物處理技術(shù)措施，借助于微生物分解氧化有機(jī)物的特點(diǎn)，將含油污水中的油珠顆粒除去，提高污水除油處理的效率，盡可能降低微生物的需求量。保證微生物脫水處理達(dá)到的狀態(tài)，獲得的水質(zhì)處理的效果。

　　聲波的作用能夠加速水滴的聚結(jié)，提高原油脫水處理的效率，同時(shí)減低破乳劑的用量，相應(yīng)地降低化學(xué)藥劑的使用量。在使其達(dá)到注入水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)后，降低了注入水的堵塞程度，而保證油田注水的順利實(shí)施，達(dá)到水驅(qū)的開(kāi)發(fā)效率。

定性好，對(duì)水適應(yīng)性廣，水解快，吸附能力強(qiáng)，明礬大，沉淀質(zhì)量快，出水濁度低，脫水性能好等諸多特點(diǎn)。所以，聚合氯化鋁也被稱(chēng)為高效聚合氯化鋁、高效PAC或高效噴霧干燥聚合氯化鋁。適用于各種渾濁度的原水，具有廣泛的酸堿度范圍。

　　2、實(shí)驗(yàn)部分

　　2.1 主要原料與儀器

　　鋁酸鈣粉，濃鹽酸，精密電子天平AL104，YHCOD-100全自動(dòng)COD消解回流儀，IRPrestige-21型紅外光譜儀，E201-CpH計(jì)，ZR4-6型凝固實(shí)驗(yàn)機(jī)，分析儀liquidTOCⅡ，HACH2100Q濁度計(jì)。

　　2.2 制備方法及優(yōu)化的制備條件

揚(yáng)中一體化重金屬污水處理設(shè)備--省時(shí)省力

　取10.0g鋁酸鈣粉，放入錐形燒瓶中，加入一定量的鹽酸，將錐形燒瓶在100℃下回程計(jì)上自動(dòng)消解加熱反應(yīng)時(shí)間，將產(chǎn)品取出并轉(zhuǎn)移到燒杯中，靜置片刻，然后過(guò)濾，上清液為聚氯化鋁產(chǎn)品。

　　考察了鹽酸用量、反應(yīng)溫度和聚合時(shí)間對(duì)產(chǎn)物性能的影響，確定了的制備條件是：鋁酸鈣粉10.0g，鹽酸用量為35.0mL，溫度為100℃，聚合時(shí)間為2.5h，合成產(chǎn)物氧化鋁含量為10.6%，堿度為92.6%。2.3紅外光譜分析自制的聚氯化鋁置于真空干燥箱內(nèi)，在55℃左右干燥，用kbr壓片法測(cè)定了400~4000cm-1范圍內(nèi)的聚氯化鋁的紅外光譜。

　　3、結(jié)果與討論

　　3.1 紅外光譜分析

　　合成產(chǎn)物的紅外光譜在3001~3680cm-1范圍內(nèi)具有很強(qiáng)的寬吸收峰，這是由于樣品中吸附水分子中與鋁離子相連的-OH基團(tuán)和吸附水分子中的-OH基團(tuán)的拉伸振動(dòng)引起的吸收峰，-OH在1600~1700cm-1波數(shù)之間的水分子彎曲振動(dòng)產(chǎn)生典型的吸收峰，表明合成的產(chǎn)物可能含有結(jié)構(gòu)水和吸附水，并具有羥基結(jié)構(gòu)。此外，在1000~927cm-1處有較弱的吸收峰，而在663~500cm-1處有較強(qiáng)的吸收峰，表明合成產(chǎn)物中存在聚合鋁。

　　3.2 水處理混凝實(shí)驗(yàn)

　　實(shí)驗(yàn)取1.0L水樣，攪拌參數(shù)調(diào)整如下：400r/min為30s，150r/min為3min，60r/min為7min。攪拌后靜置30min，取本品，測(cè)定濁度和TOC。本研究使用的絮凝劑優(yōu)化了含鈣聚氯化鋁的制備條件。

　　3.2.1 用量對(duì)濁度和TOC去除率的影響

　　不調(diào)整水樣pH值，絮凝劑用量為10.0、20.0、30.0、40.0、50.0、60.0、70.0mg/L。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著摻量的增加，殘余濁度先快速下降后略有增加，TOC的去除增加后逐漸減小。其原因是在一定范圍內(nèi)，隨著絮凝劑用量的增加，絮凝劑的電中和能力和吸附能力增加，殘余濁度降低，TOC去除率增加。若絮凝劑用量過(guò)大，膠體的電荷發(fā)生反轉(zhuǎn)，產(chǎn)生膠體間的斥力，使水中的膠體顆粒再次穩(wěn)定，出現(xiàn)反轉(zhuǎn)失穩(wěn)現(xiàn)象，從而使絮凝效果變差。若添加量為40.0mg/L，培養(yǎng)基的殘留濁度小于1NTU，TOC去除率為42.3%。因此，在實(shí)驗(yàn)條件下，劑量為40.0mL。

　　3.2.2 pH值對(duì)濁度和TOC去除率的影響

　　當(dāng)劑量為40.0mg/L時(shí)，調(diào)整后的水樣pH值分別為5.0、6.0、7.0、9.0、10.0。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，pH值在6.0~9.0時(shí)，殘余濁度小于1NTU。水樣pH值對(duì)TOC的去除率有很大的影響。pH值為6.0~10.0時(shí)，TOC去除率約為30.0%，當(dāng)pH值為8.00時(shí)，TOC去除率為41.2%。其原因是pH值過(guò)低時(shí)，水的陽(yáng)離子越多，混凝劑的中和能力降低，進(jìn)而降低了混凝效果，隨著pH值的增加，絮凝劑水解形成的低荷電正極多核絡(luò)合離子或金屬化合物凝析液對(duì)不穩(wěn)定顆粒具有鍵橋作用，使膠體顆粒聚集沉淀，從而降低剩余濁度，TOC去除率提高，若pH值過(guò)高，絮凝劑易水解，其效果較差。測(cè)試水樣pH值為8.0，因此，無(wú)需調(diào)整水樣的pH值，可達(dá)到去除濁度和TOC的良好效果。