㈠ 論文；鋁鹽的凈水作用(3000字)
聚氯化鋁(PAC)
聚丙稀醯胺(PAM)
都是污水處理中常用的混凝劑。
我先小談一下混凝機理：
1、壓縮雙電層：膠團雙電層的構造決定了在膠粒表面處反離子的濃度最大，隨著膠粒表面向外的距離越大則反離子濃度越低，最終與溶液中離子濃度相等。當向溶液中投加電解質，使溶液中離子濃度增高，則擴散層的厚度減小。
當兩個膠粒互相接近時，由於擴散層厚度減小，ξ電位降低，因此它們互相排斥的力就減小了，也就是溶液中離子濃度高的膠間斥力比離子濃度低的要小。膠粒間的吸力不受水相組成的影響，但由於擴散層減薄，它們相撞時的距離就減小了，這樣相互間的吸力就大了。可見其排斥與吸引的合力由斥力為主變成以吸力為主(排斥勢能消失了)，膠粒得以迅速凝聚。
這個機理能較好地解釋港灣處的沉積現象，因淡水進入海水時，鹽類增加，離子濃度增高，淡水挾帶膠粒的穩定性降低，所以在港灣處粘土和其它膠體顆粒易沉積。
根據這個機理，當溶液中外加電解質超過發生凝聚的臨界凝聚濃度很多時，也不會有更多超額的反離子進入擴散層，不可能出現膠粒改變符號而使膠粒重新穩定的情況。這樣的機理是藉單純靜電現象來說明電解質對膠粒脫穩的作用，但它沒有考慮脫穩過程中其它性質的作用(如吸附)，因此不能解釋復雜的其它一些脫穩現象，例如三價鋁鹽與鐵鹽作混凝劑投量過多，凝聚效果反而下降，甚至重新穩定；又如與膠粒帶同電號的聚合物或高分子有機物可能有好的凝聚效果：等電狀態應有最好的凝聚效果，但往往在生產實踐中ξ電位大於零時混凝效果卻最好……等。
實際上在水溶液中投加混凝劑使膠粒脫穩現象涉及到膠粒與混凝劑，膠粒與水溶液，混凝劑與水溶液三個方面的相互作用，是一個綜合的現象。
2、吸附電中和：
吸附電中和作用指粒表面對異號離子，異號膠粒或鏈狀離分子帶異號電荷的部位有強烈的吸附作用，由於這種吸附作用中和了它的部分電荷，減少了靜電斥力，因而容易與其它顆粒接近而互相吸附。此時靜電引力常是這些作用的主要方面，但在不少的情況下，其它的作用了超過靜電引力。舉例來說，用Na＋與十二烷基銨離子(C12H25NH3+)去除帶負電荷的碘化銀溶液造成的濁度，發現同是一價的有機胺離子脫穩的能力比Na+大得多，Na＋過量投加不會造成膠粒再穩，而有機胺離子則不然，超過一定投置時能使膠粒發生再穩現象，說明膠粒吸附了過多的反離子，使原來帶的負電荷轉變成帶正電荷。鋁鹽、鐵鹽投加量高時也發生再穩現象以及帶來電荷變號。上面的現象用吸附電中和的機理解釋是很合適的。
3、吸附架橋作用：
吸附架橋作用機理主要是指高分子物質與膠粒的吸附與橋連。還可以理解成兩個大的同號膠粒中間由於有一個異號膠粒而連接在一起。高分子絮凝劑具有線性結構，它們具有能與膠粒表面某些部位起作用的化學基團，當高聚合物與膠粒接觸時，基團能與膠粒表面產生特殊的反應而相互吸附，而高聚物分子的其餘部分則伸展在溶液中，可以與另一個表面有空位的膠粒吸附，這樣聚合物就起了架橋連接的作用。假如膠粒少，上述聚合物伸 展部分粘連不著第二個膠粒，則這個伸展部分遲早還會被原先的膠粒吸附在其他部位上，這個聚合物就不能起架橋作用了，而膠粒又處於穩定狀態。高分子絮凝劑投加量過大時，會使膠粒表面飽和產生再穩現象。已經架橋絮凝的膠粒，如受到劇烈的長時間的攪拌，架橋聚合物可能從另一膠粒表面脫開，重又卷回原所在膠粒表面，造成再穩定狀態。
聚合物在膠粒表面的吸附來源於各種物理化學作用，如范德華引力、靜電引力、氫鍵、配位鍵等，取決於聚合物同膠粒表面二者化學結構的特點。 這個機理可解釋非離子型或帶同電號的離子型高分子絮凝劑能得到好的絮凝效果的現象。
4、沉澱物網捕機理
當金屬鹽(如硫酸鋁或氯化鐵)或金屬氧化物和氫氧化物(如石灰)作凝聚劑時，當投加量大得足以迅速沉澱金屬氫氧化物(如Al(OH)3、Fe(OH)3、Mg(OH)2或金屬碳酸鹽(如CaCO3)時，水中的膠粒可被這些沉澱物在形成時所網捕。當沉澱物是帶正電荷(Al(OH)3及Fe(OH)3在中性和酸性pH范圍內)時，沉澱速度可因溶液中存在陰離子而加快，例如硫酸銀離子。此外水中膠粒本身可作為這些金屬氧氧化物沉澱物形成的核心，所以凝聚劑最佳投加量與被除去物質的濃度成反比，即膠粒越多，金屬凝聚劑投加量越少。
以上介紹的混凝的四種機理，在水處理中常不是單獨孤立的現象，而往往可能是同時存在的，只是在一定情況下以某種現象為主而已，目前看來它們可以用來解釋水的混凝現象。但混凝的機理尚在發展，有待通過進一步的實驗以取得更完整的解釋。
再來談以下鋁鹽的水解過程：
所有金屬陽離子不論以何種葯劑形態圖投加，它們在水中都以三價鋁[Al(Ⅲ)]和三價鐵[Fe(Ⅲ)]的各種化合物存在。以鋁鹽為例，在水溶液中即使Al(Ⅲ)以單純離子狀態存在，也不是Al3+而是以Al(H2O)63+,水合鋁絡合離子狀態存在。
當pH值<3時，在水中這種水合鋁絡離子將是主要形態，如pH升高，水合鋁絡離子就會發生配位水分子離解(即水解過程)，生成各種羥基鋁離子，pH值再升高，水解逐級進行，從單核單羥基水解成單核三羥基，最終將產生氫氧化鋁化學沉澱物而析出。
實際上的反應比上面的反應還要復雜得多，當pH>4值時，羥基羥離子增加，各離子的羥基之間可發生架橋連接(羥基架橋)產生多核羥基絡合物，也即高分子縮聚反應。
從生成物[Al2(OH)2(H2O)5]4+還可進一步被羥基架橋成[Al3(OH)4(H2O)10]5+。與此同時，生成的多核聚合物還會繼續水解 。
所以水解與縮聚兩種反應交錯進行，最終結果產生聚合度極大的中性氫氧化鋁。當基數量超過其溶液度時，即析出氫氧化鋁沉澱物。
根據以上所述，在整個反應中，像Al3+、Al(OH)2+、Al(OH)3、Al(OH)4-等簡單成分以及多種聚合離子，如[(Al(OH)14]4+、[A17(OH)17]4+、[Al8(OH)20]4+、[Al13(OH)34]5+等成分，都會同時出現，它們必然會對混凝過程起作用，共中高價的聚合正價離子對中和粘土膠粒的負電荷，以及壓縮其雙電層的能力都很大，促進了混凝。
當產生無機聚合物帶有負價離子時，不可能靠電荷中和作用，而主要靠吸附架橋的作用使粘土膠粒脫穩。
這就是PAC的凈水機理。
PAM是高分子混凝劑，其作用機理：
（1）由於其具有極性基因—醯胺基，易於借其氫健的作用在泥沙顆粒表面吸附；（2）因其有很長的分子鏈，大數量級的長鏈在水中有巨大的吸附表面積，故絮凝作用好，能利用長鏈在顆粒之間架橋，形成大顆粒的絮凝體，加速沉降。（3）藉助於聚丙烯醯胺的絮凝——助凝，在凈水處理的泥凝過程中可能發生雙電離壓縮，使顆粒聚集穩定性降低，在分子引力作用下顆粒結合起來，分散相的簡單陰離子可以被聚合物陰離子基團所取代；（4）高分子和天然水組成中的物質和水中懸浮物，或在它之前投加的水解混凝劑的離子之間發生化學相互作用，可能是絡合反應；（5）由於分子鏈固定在不同顆粒的表面上，各個固相顆粒之間形成聚合橋。聚丙烯醯胺是一種化學性質比較活潑的高分子化合物。由於分子側鏈上醯氨基的活性，使聚合物獲得了許多寶貴的性能。非離子型PAM類絮凝劑由於不帶離子型官能團，因此與陰離子型PAM類絮凝劑相比具有以下特點：絮凝性能受水PH值和鹽類波動的影響小；在中型或鹼性條件下，其絮凝效果（沉降速度）不如陰離子型，但在酸性的條件下卻優於陰離子型，絮體強度比陰離子型高分子絮凝劑的強。陰離子型PAM類絮凝劑的分子量通常比陰離子型或非離子型的聚合物低，其澄清性能主要是通過電荷中和作用而獲得。這類絮凝劑的功能主要是絮凝帶負電荷的膠體，具有除濁、脫色等功能，適用於有機膠體含量高的水處理。
㈡ 水處理方面的論文資料
這東西太多了 有環評報告 科研報告 設計方案 設備采購單 土建圖紙 安裝圖紙 調試報告 竣工報告 監測報告 驗收報告 然後才能頒發排污許可證
每一項都是費精力的事 而且每樣的是要花錢才能弄到的
我公司是做水處理的 公司性質 這些資料是保密的 而且是要收費的 大哥 這不是吝嗇不吝嗇的問題 是原則問題了
教你個辦法 去任何一個環保公司 實習
然後隨便拿一份資料 回去做論文不就得了
必須要自己去體會的 對不起 不能直接幫到你了 抱歉
㈢ 有關水的凈化的論文
一，給水處理得基本方法：
「混凝－沉澱－過濾－消毒」常規處理工藝流程
以廣州水源為例，由於水源差，七間水廠的水源有六間達不到國家規定的五類標准，因此在進行常規處理前須經過預處理，在泵前投加高錳酸鉀（主要通過氧化作用，使有機物膜被氧化，懸浮顆粒物或膠體的表面性質發生有利於脫穩凝聚的變化，從而使除濁效率增加，有機物含量也隨之降低，減輕了水的異臭味。並且高錳酸鉀與水中還原性物質發生反應，生成不溶於水的中間產物二氧化錳，也可以為新生凝核促使膠體凝聚。用隔膜泵直接投加到源水。）、活性炭（物理吸附與化學吸附，物理吸附主要是其多孔結構提供了大量的表面積，從而使其非常容易達到吸收收集雜質的目的；化學吸附指被吸附的物質與活性炭表面物質發生反應，如：與水中的亞氯酸鹽發生反應，使亞氯酸鹽變成氯離子形式，從而達到去除水中亞氯酸鹽目的，使水中不再有令人反感的味道和氣味。用螺桿泵直接投加到源水。）、氨（主要為穩定水中余氯。在氯化的同時投加氨使其優先生成氯氨，然後逐步對其他物質發生氧化，使水中游離氯減少，增強了消毒目的。由氨機自動調節直接投加到源水管）。泵後投加氯（主要目的是殺死水體中的青苔、氧化部分有機物和降低亞硝酸鹽的生成。且此值須根據待慮水的余氯值進行投加。由氯機及水射器直接投加到源水管。）、礬（主要成分一般為鹼鋁或硫酸鋁。但鹼鋁腐蝕性及對水溫的適應性相對較高，因此鹼鋁較常用。用螺桿泵直接投加到源水管。）
預處理後，進入澄清工藝，即混凝、沉澱和過濾，處理對象主要是水中懸浮物和膠體雜質，水中雜質通過葯，形成大顆粒的絮凝（此步驟在絮凝池中完成，俗稱反應池。本廠全部反應池都為網格反應池，由多格豎井串聯而成，進水水流順序從一格到下一格，上下對角交錯流動，直到出口，使礬與水中懸浮物和膠體雜質充分反應。），而後經沉澱池進行礬花與水的重力分離（本廠沉澱池有平流沉澱池與斜管沉澱池。平流沉澱池利用重力作用，使礬花以拋物線形式沉到池底，使其與待慮水分開；斜管沉澱池根據水流向上流動，污泥下滑的原理將水與礬花分離。），再者待濾水進入濾池，使細微殘余的雜質顆粒經沙（從上而下沙層依次為：細沙，粗沙，春石）濾掉（本廠有移動罩慮池與普通快慮池，這兩鍾慮池主要區別在於沖洗沙層的方法。移動罩慮池利用虹吸原理將沙層表面雜物抽掉；普通快慮池則通過反沖洗，包括300秒的氣沖，主要目的將沙層沖散，7分鍾的水沖，將沙層里的雜質徹底沖洗干凈。）。濾後水須經後加氯（主要目的是殺死細菌、病毒和其它致病微生物，保證出廠水有適量的余氯量，以抑制水中殘存細菌的繁殖及防止管網再度被污染，但須根據出廠水余氯值進行投加，本廠一般控制在2.8－3.3之間。），成品水流入清水池後，經吸水井由二級泵房的泵機加壓進入城市供水管網。
二，混凝原理
原水之所以渾濁不清，是因為水中含有大量以膠體形式存在的粘土顆粒。由於這些粘土顆粒一般都帶有一定的負電荷，在靜電的相斥作用下，這些顆粒一般不易結大而沉澱，原水始終表現為渾濁現象。要讓這些顆粒互相凝聚、結大而沉澱出來，最有效的辦法之一是加入致沉作用強的三價鋁離子 。在鋁離子的衍生物中，由於以聚合物形式存在的聚合氯化鋁具有反應時間短、混凝效果好、形成礬花大、沉澱速度快、適應不同水質及較寬的PH范圍等優點，在生產上我們採用加入聚合氯化鋁水溶液的方法使渾濁的原水變得清澈。聚合氯化鋁的分子式可表示為： 。
我們把一定量的礬溶液按比例混合到原水中，並在混合槽和反應池中充分混合、反應，凝聚成較大顆粒的礬花的過程稱為混凝。在混凝過程中起混凝作用的致沉劑，也可稱為混凝劑。水的混凝機理是水處理的一個重要的課題。混凝包括凝聚與絮凝兩種過程。凝聚是指膠體被壓縮雙電層而脫穩的過程。凝聚是瞬間的，只需將化學葯劑擴散到全部水中即可。絮凝則是指膠體脫穩後（或由於高分子物質的吸附橋作用）聚結成大顆粒絮體的過程。絮凝過程是需要一定的時間去完成的。但是一般情況下二者很難區分，因此把能起凝聚與絮凝作用的葯劑通稱為混凝劑。
注意的是，混凝劑的添加量存在一個最佳的范圍。添加少了，致沉作用不大；添加多了，反而會因過多的鋁離子致使原來帶負電荷的膠粒變為帶正電荷，顆粒間的斥力又增加了，從而導致凝聚效果下降。因此，在投礬工藝中，必須准確控制添加量，且應經常跟蹤投加效果。
三、投氯流程
氯瓶——液氯管——蒸發器——真空調節器——投氯機——水射器——水
四、凈化工藝通用流程
源水反應池沉澱
添加葯劑（混凝劑）
自己在加點論證的東西吧··
㈣ 什麼是水處理葯劑
環境專業新生你好！
所謂的定義是人下得
基本是為了使得水質達到某一標准版所使用的化學葯權劑
分類
一半是按照用途分類
1 循環水處理
2 污水處理
3 凈水處理
讀書的話問老師
工作的話問領導，別怕挨罵
興趣去的話。。多上網搜搜~
㈤ 消毒工藝論文：污水處理幾種消毒工藝技術經濟比較
1 污水消毒工藝的技術比較
消毒方法可分為物理消毒法和化學消毒法。物理消毒法主要利用加熱、冷凍、輻照等方法對微生物的遺傳物質核酸進行破壞而達到消毒目的，工程中常用的物理消毒方法主要有紫外線消毒法等。化學消毒法是利用消毒劑的強氧化性來破壞微生物的結構而達到消毒的目的，工程中常用的化學消毒方法有液氯消毒、-30-
二氧化氯消毒、臭氧消毒以及新型活性氧消毒( 如單過硫酸氫鉀)等。
1.1 氯消毒
氯與水反應時，一般產生「歧化反應」，生成次氯酸(HOCl) 和鹽酸(HCl)。其反應式為：
Cl2+H2O = HOCl+Cl-+H+
氯的滅菌作用主要是次氯酸，因為它是體積很小的中性分子，能擴散到帶有負電荷的細菌表面，具有較強的滲透力，能穿透細胞壁進入細菌內部。氯對細菌的作用是破壞其酶系統，導致細菌死亡。而氯對病毒的作用，主要是對核酸破壞的致死性作用。
自從20 世紀初，氯化法就廣泛地應用於水消毒工藝。目前，氯化法消毒仍是應用最廣的化學消毒方法，其主要特點是：
1)處理水量較大時，單位水體的處理費用較低。
2)水體氯消毒後能長時間地保持一定數量的余氯，從而具有持續消毒能力。
3)氯消毒歷史較長，經驗較多，是一種比較成熟的消毒方法。江心洲污水處理廠原先選擇這樣的消毒工藝肯定也是考慮到氯消毒的這些特點。
但據研究發現氯消毒至今已知的消毒副產物已經有500 種以上，但是絕大多數的濃度只有微克/ 升(μg/ L)
級，且許多消毒副產物未作進一步的研究。在大量的消毒副產物中，目前集中研究的只有三鹵甲烷、鹵乙酸、鹵乙腈、鹵代酮、鹵代醛、鹵代酚等20 余種， 其中對於THMs
的致癌性已有共識，其它大部分具有一般毒性，部分具有致突性。THMs
等鹵化有機物的產生主要是水體中的有機物與氯作用的結果，而城市生活污水中含有大量的有機物，經氯消毒後，會生成鹵化有機物等消毒副產物，隨污水進入地面水體，污染水源，並對魚類等水生生物產生毒害作用。氯消毒的副產物已經引起了廣泛的關注，我國新型頒布的水質指標中就明確增加對鹵代產物的控制，新標准將在2012
年7 月1 號之前全部實施，因此，改變江心洲污水處理廠目前的氯消毒工藝勢在必行。
1.2 二氧化氯消毒
二氧化氯也是一種強氧化劑，其氧化能力是氯的25 倍，消毒能力僅次於臭氧，高於氯。試驗表明，二氧化氯在控制THMs
的形成和減少總有機鹵方面，與氯相比具有優越性，二氧化氯與水中的腐殖酸和富里酸等腐殖質都不會生成THMs，即使在飲水消毒過程中，投加少量的二氧化氯，也能有效地抑制THMs
的生成。二氧化氯是廣譜型消毒劑，對水中的病原微生物包括：病毒、芽孢、真菌、致病菌及肉毒桿菌均有很高的滅活效果，有剩餘消毒能力，二氧化氯對孢子和病毒的滅活作用均比氯有效，並且在高pH
值與含氨的水中滅菌效果不受影響。另外，二氧化氯去除水中的色度、嗅、味的能力也較強。
制備二氧化氯的起始原料有氯酸鈉和亞氯酸鈉，
因亞氯酸鈉不能貯存，必須現場製取及時使用，且亞氯酸鈉價格昂貴，成本較高，所以現在一般用氯酸納制備二氧化氯的比較多。為了全面了解二氧化氯工藝，
江心洲污水處理廠委託某環保公司專門設計了一整套的工程方案。工程方案中以二氧化氯發生器來制備二氧化氯，其反應式為：
2NaClO3 + 4HCl = 2ClO2 + 2NaCl + Cl2 + 2H2O
但在與該公司的技術溝通中，我們了解到不管是用亞氯酸鈉還是氯酸鈉制備二氧化氯，它們在消毒過程中都會產生消毒副產物，當反應不完全時，自由性氯同樣會與有機物反應，有可能生成THMs，所以使用二氧化氯也要追加一定的安全管理成本。
1.3 臭氧消毒
臭氧是強氧化劑，臭氧化和氯化一樣，既起消毒的作用，也起氧化作用，但是臭氧的消毒能力和氧化性都比氯強，能氧化水中的有機物，並能殺死病毒、芽孢及細菌。臭氧都是在現場用空氣或純氧通過臭氧發生器製取，產率分別為1%-3%
和2%-6%。
根據目前的研究可以發現：
1)臭氧消毒反應迅速，殺菌效率高，同時能有效地去除水中殘留有機物、色、嗅、味等，受pH 值、溫度的影響很小。
2)臭氧能夠減少水中THMs 等鹵代烷類消毒副產物的生成量。
3)臭氧消毒可以降低水中總有機鹵化物的濃度。
由於臭氧消毒工藝目前在大型城市污水處理廠運用的較少，另外臭氧穩定性差容易分解為氧氣，故不能瓶裝貯存和運輸，必須現場制備及時使用，設備投資大，電耗大，成本較高;運行管理比較復雜。所以江心洲污水處理廠在選擇的替代消毒工藝中並沒有考慮臭氧工藝。
1.4 紫外線消毒
紫外線根據生物效應的不同，按照波長劃分為A、B、C、D 四個波段，水處理領域的消毒主要採用的是C
波段紫外線。水的紫外線消毒，是一種光化學效應。研究表明，紫外線主要是通過對微生物(細菌、病毒、芽孢等病原體)的輻射損傷和破壞核酸的功能使微生物致死從而達到消毒的目的。微生物的核酸分子吸收光譜的范圍是240nm
～ 280 nm，對波長260nm 的紫外線有最大吸收，而低壓紫外線消毒燈所產生的光波波長其中心輻射波長是253.7 nm，正好與之相符合。 -31-
紫外線消毒是一種物理方法，相比於化學方法，
它的優點也很多。它不向水中增加任何物質，沒有副作用，不會產生消毒副產物，它的消毒速度快﹑效率高﹑佔地面積小;設備操作簡單，便於運行管理和實現自動化等。然而，紫外線的滅菌作用只在其輻照期間有效，所以被處理的水一旦離開消毒器就不具有殘余的消毒能力，容易遭受二次污染，所以當細菌未被滅活而進入後續系統，就無法阻止其粘附在下游管道表面並繁衍後代;只有吸收紫外線的微生物才會被滅活，因此對於懸浮固體很多水質較差的水，例如污水，
由於懸浮固體可以庇護微生物使其免遭傷害，消毒效果很難保證。尤其江心洲污水處理廠日處理為64 萬噸，
如果其處理效果不理想的話，這么大量的出水勢必會對接納水體長江造成巨大的污染。另外，由於紫外線消毒採取的是明渠，而我廠為接觸池，需要進行部分的土建改造。
1.5 活性氧消毒劑( 以單過硫酸氫鉀為例)
單過硫酸氫鉀復合物溶於水後，經過循環鏈式反應，連續持久產生新生態氧「O」：
HSO5- → HSO4- +「O」
HSO4- + 2H2O → HSO5- + 2H+ + 2e
復合物在水中釋放出一定濃度的超氧自由基「ROOO」，反應活性大，氧化能力極強，可以使細胞中的單糖、多糖、蛋白質、DNA、RNA 等發生氧化，
遭受損傷與破壞。活性氧自由基在極低濃度時就能完全殺滅水中的原生動物、藻類、孢子細菌等策生物， 剩餘的基因及微生物屍體均可被分解成H2O、CO2、O2
及無機鹽類，沒有葯劑殘留。
單過硫酸氫鉀復合物溶於水後具有如下的特點：
(1)氧化能力強，殺滅效率高，不但能殺滅水中的各種微生物，還能殺滅原蟲和藻類。
(2)可直接氧化水中的腐植物及三鹵甲烷前體物，因此反應不產生三鹵甲烷(thm)、鹵乙酸和其它有害物質。
(3)能破壞水中的酚類、硫化物類、氰化物類、亞硝酸類及其它有害化合物，特別是對酚類控制效果好，不產生有厭氧氣味的氯酚，提高了水質和除臭作用，同時能和水中有色、味的有機物反應，脫去其色和味，改善水的味道。
(4)在水中通過鏈式反應，維持微量新生態[O] 氧和活性氧自由基[ROOO]
使其氧化能力穩定，作用持久，可以防止水中的再次污染。通過它的特點我們可以看出其消毒劑的消毒能力是強於液氯的，而同時又不產生消毒副產物，還有它的作用持久以及氧化能力的穩定又是紫外線工藝所不能及的。
考慮採用此工藝設計變更，可以很好的利用現有的已經建成的管道、水泵等設備，另外，溶葯罐也可以從一級加葯處理的投資設備中調劑使用，不需要增加更多的投資。
2 污水消毒工藝的經濟比較
通過對比以上這些工藝的特點，單過硫酸氫鉀為代表的活性氧消毒工藝顯示出了超出其它工藝的優點。但是否適合投入到污水處理的消毒中還需要看他們的實際投資及運行成本，所以，下面我們又對其投資運行的經濟性做了比較。
以江心洲污水處理廠64 萬噸/ 日處理量為例， 設備投資按照10 年使用壽命周期計算。
說明：從上表我們可以分析得出，紫外線消毒的投資成本最高，活性氧的投資成本最低;液氯的運行成本最低，活性氧的運行成本最高。
3 結論
(1)傳統的化學消毒工藝消毒液氯和二氧化氯， 都比較容易產生副產物，安全管理成本較高。(2) 臭氧消毒工藝由於在大型污水處理廠使用的並不多，
而且它的投入成本較大，運營管理成本也很高。(3)
物理的方法紫外線消毒由於它對水質要求比較高，設備投資和運行維護費用也較高，以及後續的消毒效果差也沒有顯示出優勢來。(4)新型的活性氧消毒劑在水處理過程中體現出了高效、安全等優勢，同時操作簡單，工藝也不復雜，適合大、中、小型污水處理廠。(5)江心洲污水處理廠針對目前的設備設施現狀，
如果要完善液氯的所有設施及安全用具，其投資不會低於100 萬元;如果通過設計變更，採用活性氧消毒工藝，需要增加36
萬元的投資;採用二氧化氯消毒工藝;需要增加投資200 萬元元;採用紫外線消毒工藝， 需要增加投資800~1000
萬元。經綜合技術經濟分析比較，以及今後消毒運行的實際情況，我們最終建議了江心洲污水處理廠採用活性氧消毒工藝的變更。
㈥ 水處理技術論文
水處理技術
創刊於1975年，主要報道各種水處理方法的研究和應用成果，尤其是膜技術在水處理、化工、電力、電子、煤炭、醫葯、食品、紡織、冶金、鐵路、環保、軍事等領域的應用成果，同時為水源開發、工業用水除鹽、工藝用水處理、超純水制備、廢水治理、水再生回用、海水淡化提供有效的新技術。 《水處理技術》為環境類中文核心期刊,「中國期刊方陣」期刊，全國科技論文統計源期刊，中國科學引文資料庫來源期刊。本刊論文被美國CA和日本科技文獻速報摘錄。曾多次榮獲國家海洋局、華東地區和浙江省優秀期刊獎。 《水處理技術》已加入《中國學術期刊(光碟版)》和「中國期刊網」、「萬方數據資源系統」、「中文科技期刊資料庫」。 1、公司依託獨特而實用的水基化學向華理論和先進的水質分析儀器，可以對客戶的水質情況進行系統的分析，根據水質情況及處理要求，篩選最佳水處理葯劑，制定最佳處理工藝。 2、對客戶現有的效果不理想的水處理系統進行改造，使出水水質達到回用要求或達標排放。 3、提供各種工業廢水快速高效脫色技術，處理速度快，基建投資小，運行成本低，操作簡單，去除SS、COD、BOD效果好。 4、特別提供低成本造紙黑液處理技術，造紙中段水處理技術，造紙白水回用技術。 5、提供多種工業廢水處理小試、初步設計、中試、工程調試及人員培訓。小試、初步設計不收費。
滲透技術
反滲透技術是當今最先進和最節能有效的膜分離技術。其原理是在高於溶液滲透壓的作用下，依據其他物質不能透過半透膜而將這些物質和水分離開來。由於反滲透膜的膜孔徑非常小（僅為10A左右），因此能夠有效地去除水中的溶解鹽類、膠體、微生物、有機物等（去除率高達97%-98%）。反滲透是目前高純水設備中應用最廣泛的一種脫鹽技術，它的分離對象是溶液中的離子范圍和分子量幾百的有機物；反滲透（RO）、超過濾（UF）、微孔膜過濾（MF）和電滲析（EDI）技術都屬於膜分離技術。 近30年來，反滲透、電滲析、超過濾和膜過濾已進入工業應用，主要應用於電子、化工、食品、制葯及飲用純水等領域。
反滲透的原理:
首先要了解「滲透」的概念.滲透是一種物理現象.當兩種含有不同鹽類的水,如用一張半滲透性的薄膜分開就會發現,含鹽量少的一邊的水分會透過膜滲到含鹽量高的水中,而所含的鹽分並不滲透,這樣,逐漸把兩邊的含鹽濃度融合到均等為止.然而,要完成這一過程需要很長時間,這一過程也稱為滲透壓力.但如果在含鹽量高的水側,試加一個壓力,其結果也可以使上述滲透停止,這時的壓力稱為滲透壓力.如果壓力再加大,可以使方向相反方向滲透,而鹽分剩下.因此,反滲透除鹽原理,就是在有鹽分的水中(如原水),施以比自然滲透壓力更大的壓力,使滲透向相反方向進行,把原水中的水分子壓力到膜的另一邊,變成潔凈的水,從而達到除去水中雜質、鹽分的目的.
RO反滲透的由來:
1950年美國科學家DR.S.Sourirajan有一回無意發現海鷗在海上飛行時從海面啜起一大口海水,隔了幾秒後,吐出一小口的海水,而產生疑問,因為陸地上由肺呼吸的動物是絕對無法飲用高鹽份的海水的.經過解剖發現海鷗體內有一層薄膜,該薄膜非常精密,海水經由海鷗吸入體內後加壓,再經由壓力作用將水分子貫穿滲透過薄膜轉化為淡水,而含有雜質及高濃縮鹽份的海水則吐出嘴外,此即往後反滲透法的基本理論架構;並在1953年由University of Florida應用於海水淡化去除鹽份設備,在1960年經美國聯邦政府專案支助美國U.C.L.A大學醫學院教授Dr.S.Sidney Lode配合DR.S.Soirirajan博士著手研究反滲透膜,一年約投入四億美元經費研究,以運用於太空人使用,使太空船不用運載大量的飲用水升空,直到1960年投入研究工作的學者、專家越來越多,使之質與量更加精進,從而解決了人類欽用水中的難題.
混合床
在同一個交換器中,將陰陽離子交換樹脂按照一定的體積比例進行填裝,在均勻混合狀態下,進行陰陽離子交換,從而除去水中的鹽分.混合床的陰陽離子交換樹脂在交換過程中,由於是處於均勻混合狀態,交錯排列,互相接觸,可以看作是由許許多多的陰陽離子交換樹脂而組成的多級式復床,因為均勻混合,所以陰陽離子的交換反應幾乎是同時進行的,所產生的H+ 和OH- 隨即合成H2O,交換反應進行得很徹底,出水水質穩定.
混合床常見的工藝流程有：
一級反滲透系統→混合床
陽床→陰床→混合床
二級反滲透系統→EDI
設備出水量的大小根據客戶的要求設計，設備的工藝根據當地的水質狀況做相應的改進，設備材料的選型又可根據您的需求做相應的調整
設備操作中常見的幾種疑問：
設備使用周期短：系統設計不合理、進水水質某種成份偏高、陰樹脂未完全再生起來等
設備出水PH值偏出正常范圍：罐體內某種樹脂未完全再生好、陰樹脂被污染再生不起等
樹脂變色：樹脂受到重金屬（如Fe）等物質污染失效
樹脂再生不起：葯劑投放量不夠、樹脂失效、再生液未清洗干凈、樹脂再生是未分好層、樹脂再生後未混合均勻等。
軟化水設備
軟化水處理是利用陽離子交換樹脂中可交換的陽離子，把水中所含的鈣、鎂離子交換出來，典型反映可用下列離子反應式表示：
Ca2++2RNa=R2Ca+2Na+
Mg2++2RNa=RMg+2Na+
當水流經樹脂層後出水硬度超過某一規定值後，離子交換樹脂飽合，不再起軟化作用，為恢復離子交換樹脂的交換能力對離子交換樹脂進行再生（「又稱還原」）。
□ 軟水設備怎樣選型
軟水設備怎樣選型？
只要您了解並提供給我們技術部以下參數，就可以較准確的選擇適合貴單位系統設備所要求的軟化設備了。
◇ 1．首先您要提供所需要使用軟化水的系統是：工藝用水？採暖？冷卻補水？蒸汽鍋爐？鋼鐵冶煉行業？化工制葯行業？
◇ 2．系統用水時間：明確運行時間/小時用水量/平均值/峰值流量/
用戶是否需要連續供水？若需要則選擇單閥雙罐或雙控雙床系列，否則可選單閥單罐系統。
◇ 3．源水總硬度？：水源是市政自來水？地下水？地表水源（江,河,湖水）您需提供使用地區的原水硬度。對一定型號的軟水設備來說水硬度高，其周期制水量必然要少，由此而來導致再生頻繁。對樹脂的使用壽命不利。為避免這種情況出現，應加大樹脂體積，這意味著選用加大型號的軟水設備。
如果您不了解所用水源的水質情況，您可以委託給我公司的分析實驗室，我們提供免費的常規水質分析。
◇ 4、 所需的軟水單位流量（噸/小時）。這由用戶設備的性質和要求決定，以此選定標准型號的軟水設備；
◇ 5、周期制水量的設定
在軟水設備型號設定之後，根據原水硬度，所用樹脂的交換工作容量就可以確定理論周期制水量（噸）。
軟化設備選型須知
◇ 1、控制器：完全採用美國FLECK富萊克、AUTOTROL阿圖祖自動控制閥
◇ 2、樹脂罐：可供選擇：國產RFP罐、金屬內襯塑罐（PE內襯）
進口（斯特洛）RFP罐
◇ 3、設備運行控制形式：
L—流量型：制備水量達到設定值時自動還原，可適用於所有的給水系統軟水制備。
S—時間型：以時間為控制再生計量方式，適合用水量穩定的系統供水，最短還原再生 周期為24小時。
◇ 4、可供選擇的設備組合：
⑴—單控單床：還原期間停止供水2小時或繼續供原水（硬水旁通）。
⑵—單控雙床：交替供水，一用一備型。
⑶—雙控雙床：交替供水，一用一備型。
⑷—雙控雙床：同時供水，交替再生。
⑸—多控幾床：三個以上樹脂罐並聯使用，適合大型供水系統。
註：應根據所處理的原水硬度值選型。如屬高硬度水（＞8mmol/L時），建議加大一級選型；＞12mmol/L時，應採用二次軟化或配合其它方法.
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註：如果您需要經濟的選型方案的話，請電話或傳真給我公司技術部，一定會給您一個滿意的回復。
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摘要：投加水處理葯劑是水處理中一種常用的方法。本文以絮凝劑，殺生劑為主，介紹了它們的發展現狀，使用的局限性，分析了各種主要葯劑的應用前景。
1、前言
水處理劑是工業用水、生活用水、廢水處理過程中必需的化學葯劑，通過使用這些化學葯劑，可使水達到一定的質量要求。它的主要作用是控制水垢和污泥的形成、減少泡沫、減少與水接觸的材料腐蝕、除去水中的懸浮固體和有毒物質、除臭脫色、軟化水質等。目前由於世界各國用水量急劇增加，同時各種環保法規（水凈化法）相繼制定，而且要求日益嚴格，所以對於各類高效的水處理葯劑增長很快。在我國，與日益嚴峻的水資源危機矛盾的是水處理葯劑的生產能力很低，質量也得不到保證，所以加快我國水處理葯劑這一環保材料產業的發展迫在眉睫。
水處理葯劑包括絮凝劑、緩蝕劑、阻垢劑、殺生劑、分散劑、清洗劑、預膜劑、消泡劑、脫色劑、螯合劑、除氧劑及離子交換樹脂等。本文將對絮凝劑和殺生劑作系統地介紹。
2、絮凝劑
絮凝技術的關鍵是絮凝劑的選擇。絮凝劑可分為無機、有機和微生物絮凝劑。
2.1、無機絮凝劑
無機低分子絮凝劑有氯化鋁、硫酸鋁、硫酸鐵、氯化鐵等。其聚集速度慢，形成的絮狀物小，腐蝕性強，在水處理過程中存在較大的問題，而逐漸被無機高分子絮凝劑所取代。
無機高分子絮凝劑是在傳統鋁鹽、鐵鹽的基礎上發展起來的一種新型的水處理劑，價格較低廉，凈水效果好。
聚合氯化鋁(PAC)的混凝性能好，生成的礬花大，投葯量少，效率高，沉降快，適合水質范圍較寬。主要用於飲用水和工業給水的凈化。同時還能用於去除水中所含的鐵、錳、鉻、鉛等重金屬，以及氟化物和水中含油等，故可用於處理多種工業廢水。
聚合氯化鋁鐵（PAFC）是一種新型的無機高分子凈水劑，產品中鋁鐵二者的配比是可調的，以適應不同水質的需求，已分別在石化、鋼鐵、煤炭工業等廢水的凈化處理中得到應用。結果表明，該葯劑質優、價廉，是一種新型、高效、穩定的凈水劑，具有廣泛的應用前景。有人通過實驗比較得出PAFC的凈水效果稍好於PAC，但PAFC加葯成本比PAC少得多。
聚合硫酸鐵具有良好的絮凝和吸附作用，廣泛應用於原水，飲用水、自來水、工業用水、工業廢水及生活污水的處理。聚合硫酸鋁(PAS)是一種使用最廣的混凝劑，主要用於飲用水和工業用水的凈化處理。
聚硅酸鹽是在聚硅酸及傳統的鋁鹽、鐵鹽基礎上發展起來的。高度聚合的硅酸與金屬離子一起可產生良好的混凝效果。通過把金屬離子的電中和能力和聚硅酸的吸附架橋能力結合在一起，使復合產物具有較強的電中和與吸附架橋作用，達到更好的凈水效果。它們的絮凝脫穩性能遠超過聚硅酸和聚金屬離子，同聚硅酸相比，不但提高了穩定性，且增加了電中和能力;同聚金屬離子相比，則增強了粘結架橋性能。以聚合硅酸硫酸鋁（PASS）、聚硅氯化鋁（PASC）和硅鐵復合無機高分子絮凝劑為代表的復合無機高分子絮凝劑，成功應用在給水、工業廢水以及城市污水的各種流程中，現已成為主流絮凝劑。
但是，無機高分子絮凝劑的相對分子質量和粒度以及絮凝架橋能力仍比有機絮凝劑差很多，且存在對進一步水解反應的不穩定性問題。
2.2有機高分子絮凝劑
與無機絮凝劑相比，合成有機高分子絮凝劑用量少，絮凝速度快，受共存鹽類、介質pH及環境溫度影響小，生成污泥量也少;而且有機高分子絮凝劑分子可帶—COO、—NH—、SO3、—OH等親電基團，可具鏈狀、環狀等多種結構，利於污染物進入絮體，脫色性好。一般有機絮凝劑的色度去除較無機絮凝劑高20％左右.目前應用較為廣泛的是聚丙烯醯胺類。它能適應多種絮凝對象，用量少，效率高，生成的泥渣少，後處理容易。常與其它無機絮凝劑復配，如與氯化鋁的復配使用。
但合成高分子絮凝劑其單體或水解、降解產物常常有毒，如聚丙烯醯胺(PAM)的單體，有神經毒性和致畸、致癌、致突變的「三致」效應。
2.3微生物絮凝劑
微生物絮凝劑是利用生物技術，從微生物或其分泌物提取、純化而獲得的一種安全、高效、能自然降解的新型水處理劑，至今發現具有絮凝性的微生物已超過17種，包括黴菌、細菌、放線菌和酵母菌等。它分為：
(1)直接利用微生物細胞的絮凝劑，如某些細菌、黴菌、放線菌和酵母，他們大量存在於土壤、活性污泥和沉積物中；
(2)利用微生物細胞壁提取物的絮凝劑，如酵母細胞壁的葡聚糖、甘露聚糖、蛋白質和N-乙醯葡萄糖胺等成分；
(3)利用微生物細胞代謝產物的絮凝劑，微生物細胞分泌到細胞外的代謝產物是細胞的莢膜和粘液質，除水外，其主要成分為多糖及少量多肽、蛋白質、脂類及其復合物。其中多糖在某種程度上可用做絮凝劑。
迄今為止，發現的絮凝效果最好的微生物絮凝劑是紅平諾卡氏菌NOC-1。可用於畜產廢水處理，膨脹污泥的沉降及紙漿廢水(黑液)顏料廢水等有色廢水的脫色，效果顯著。
雖然，對微生物絮凝劑的研究屢有報道，但大多處於實驗室研究階段，未走向工業應用。我國這方面的起步較晚，目前的研究僅限於菌種篩選。
成都生物研究所分離篩選初步獲得6株微生物絮凝劑產生菌，用其發酵離心上清液對造紙黑液，皮革廢水，偶氮染料廢水，硫化染料廢水，電鍍廢水，彩印製板廢水，石油化工廢水，造幣廢水及藍黑水，碳素墨水等進行的絮凝試驗表明，廢水固液分離效果良好，COD去除率55％—98％，懸浮物，色度、濁度去除率90％以上。
上海大學環境科學系在污水處理廠的迴流污泥及底泥中分離，篩選出3株絮凝劑產生菌.該菌株所產培養液可使土壤懸液濁度去除率達99％以上，使鹼性染料廢水COD去除率為70％左右，色度去除為92％左右。
目前，絮凝劑正向價廉實用、無毒高效的方向發展。有機高分子絮凝劑將逐漸取代目前被廣泛使用的無機絮凝劑，另一方面，微生物絮凝劑具有使用穩定性、安全性、高效性及低耗性。是當今最具發展前途的絮凝之一。所以，未來的發展不僅要開發新型廉價高效的微生物絮凝劑，還要研究微生物絮凝劑與其他絮凝劑的配合使用。已有試驗表明，二者配合使用，可以互補， 不僅可以提高絮凝效率，而且還可降低投加量。
3、殺生劑
殺生劑是在循環冷卻水系統中，用以殺死微生物（菌藻）以阻止其大量繁殖致使冷卻水系統中的金屬設備發生腐蝕及事故，影響正常運行的水處理葯劑。根據殺生機制分為氧化性殺生劑和非氧化性殺生劑。
3.1氧化性殺生劑
氯氣是一種強氧化性殺生劑，其殺菌力強，價格低廉，使用較簡單，是當今應用最廣泛的殺生劑之一。但不適於鹼性水處理。另外，它可能與水中有機物生成致癌物三鹵甲烷，因而限制了它的應用。於是溴類、臭氧、二氧化氯相繼為人們所重視。
溴類殺生劑主要有溴化鈉、溴化海因、活性溴、溴化丙醯胺等。溴化丙醯胺是近年來開發出的一類氧化性殺生劑，其中2，2-二溴-3-氮川丙醯胺是一種非常有效的廣譜殺生劑。隨著冷卻水pH值和溫度的升高，它的半衰期迅速變短，對環境污染小。
臭氧具有十分優良的殺菌活性，剝離粘泥作用較強，同時還兼具緩蝕阻垢作用，用它處理循環冷卻水，其濃縮倍數可達30～50。但由於成本較高，目前還未被廣泛採用。
二氧化氯對細胞壁有較強的吸引和穿透能力，它對冷卻水中存在的主要危害菌種如異養菌、鐵細菌、硫酸鹽還原菌等都有很好的殺滅作用。它的特點是用量少、高效、快速、葯效持續時間長。如2mg/L的二氧化氯作用30s後就能殺死近100％的微生物;在pH為8.6，活菌數達71萬個/ml的水中投加0.5mg/L的二氧化氯作用12h後，對異養菌的殺菌率保持在99％以上。另外，它能不受pH的影響，不與水中氨、有機胺類及酚類反應；不僅能殺死微生物，而且能分解殘留的細胞結構，具有殺孢子和殺病毒的作用；適用於鹼性水處理，對環境沒有威脅。在我國，以前由於它的不穩定性限制了其推廣應用。近年來，一些廠家已先後批量生產穩定性二氧化氯，南京某公司還推出了化學法二氧化氯發生器，其設計獨特，操作簡便，安全可靠。用二氧化氯取代氯氣作為工業循環冷卻水的殺生劑具有很多的優越性，特別是對於合成氨廠，化工廠和煉油廠的冷卻水系統，由於系統中有機物和氨的含量高，需氯量大，pH值偏鹼性，用二氧化氯取代氯氣可以取得更好的經濟、環境效益。
3.2非氧化性殺生劑
非氧化性殺生劑種類較多，應用較早的氯酚類因毒性大，易污染水體，漸漸被棄之不用。有機胺類使用也極少。
二硫氰基甲烷是使用較早的有機硫化物殺生劑。對於抑制藻類、真菌和細菌，尤其是硫酸鹽還原菌十分有效。但不適宜在鹼性冷卻水系統中使用。
異噻唑啉酮是一類較新的有機硫化物殺生劑。該類殺生劑是通過斷開細菌和藻類蛋白質的鍵而起殺生作用的，濃度為0.5mg/L時，即能有效地抑製冷卻水系統中的藻類、真菌和細菌，具有廣譜高效、作用時間長(0.5mg/L的加入量，使用5周後仍有效)、低毒、pH使用范圍廣、配伍性混溶性好、不起泡沫，並能阻止粘泥生成等優點。國外已廣泛應用於冷卻水處理中。
季銨鹽殺生劑因其成本低，毒性小，且兼具緩蝕性。故得到廣泛的應用，但使用中還存在易產生抗葯性、費用增加，起泡，加重腐蝕等問題。鑒於此，新合成的十六烷基辛基二甲基溴化銨(168)和十六烷基癸基二甲基溴化銨(1610)兩種雙烷基季銨鹽，改變了季銨鹽的表面活性和分子穩定性，它產生的泡沫少，殺生活性也得以提高。
戊二醛具有高效廣譜的殺菌滅藻作用，對生物粘泥也有一定的剝離作用。美國聯合碳化物公司生產了系列戊二醛水處理殺生劑A515、A525、A530等，試驗證明，A515對異養菌等具有明顯的殺生作用，且葯效持續時間長，72h後殺菌率仍有90％以上;它適用於鹼性水處理，與磷系葯劑具有良好的配伍性。武漢某公司近年推出戊二醛系列用於循環冷卻水系統，效果明顯。在對冷卻水的推薦使用濃度下，戊二醛幾乎沒有毒性，它的水溶液本身會發生生物降解。隨著社會環保意識的加強，戊二醛類殺生劑將大有發展前途。
開發新型殺生劑，要考慮價格、毒性，使用安全性，貯存穩定性、微生物耐葯性等因素外，還應考慮殺生劑的復配間的協同效應，復配在一起，既能增強殺生能力，又能降低加葯量。
4、水處理葯劑的發展方向
4.1專用水處理葯劑的開發
為了滿足不同廢水系統(如造紙廢水、印染廢水、食品加工廢水等)的需要，專用性強，針對某一類化學物質的品種的研製與開發勢在必行。
4.2多功能水處理葯劑的開發
多功能水處理劑是水處理葯劑研究的一個重要方面，這類新型水處理技術的出現，將開拓水處理劑的生產和應用范圍，對化學法處理工業水的發展有重大的促進作用。
這方面的研究主要有：緩蝕-阻垢劑、絮凝-緩蝕劑、絮凝-殺菌劑、絮凝-殺菌-緩蝕劑、絮凝-緩蝕-阻垢劑等。
4.3綠色水處理葯劑的發展
水處理葯劑綠色化發展中，無毒、無害、易生物降解都是方向。最典型的綠色水處理葯劑是近年來國內外開發的分散阻垢劑聚天冬氨酸（PASP）。PASP是合成的一種生物高分子。有良好的生物相溶性和可生物降解性。毒理學的研究揭示出聚天冬氨酸（PASP）無毒、無敏感或無突變的效果。
4.4高性價比的水處理葯劑的開發
目前高性能的葯劑價格普遍偏高，可通過尋找價廉易得的原料研製出高性能產品，也可通過加強對復配技術的研究，即添加廉價輔助劑，減少葯劑的實際用量，同時保持凈水效能而達降低成本的目的。
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共有記錄91條
1 改性聚四氟乙烯膜在油田含油污水處理中的動電現象 藺愛國 石油學報(石油加工) 2007/06
2 高濃度含氟含油污水處理 徐波 內蒙古科技與經濟 2007/21
3 玻璃鋼罐應用於含油污水處理站 戴頌周 油氣田地面工程 2007/11
4 含油污水處理自動化技術 王向陽 油氣田地面工程 2007/11
5 葉輪氣浮機在含油污水處理中的應用 於振民 工業水處理 2007/09
6 含油污水處理中回收水池的設計 滿秀紅 油氣田地面工程 2007/07
7 國內油田含油污水處理現狀與展望 陳斌 科技信息(科學教研) 2007/17
8 含油污水處理技術 李波 遼寧化工 2007/01
9 克拉瑪依油田高含硫含油污水處理技術試驗研究 李凡修 石油天然氣學報(江漢石油學院學報) 2006/06
10 化學助劑對含油污水處理效果的影響研究 郭春昱 石油規劃設計 2006/05
11 塔中聯合站含油污水處理 王欽平 油氣田地面工程 2006/07
12 用於含油污水處理的氣浮旋流耦合技術研究 白志山 環境污染治理技術與設備 2006/08
13 連鑄機含油污水處理新工藝及其應用 葛平 工業水處理 2006/06
14 淺析含油污水處理工程改造 白生祿 鐵道勞動安全衛生與環保 2006/03
15 油輪壓艙含油污水處理技術分析 王蘭菊 石油化工環境保護 2006/01
16 油田含油污水處理中膜技術的研究與應用 陳蘭 精細石油化工進展 2006/02
17 連鑄含油污水處理新工藝的研究 潘冠英 工業水處理 2006/03
18 膜分離技術在油田含油污水處理中的應用研究進展 藺愛國 工業水處理 2006/01
19 電氣浮含油污水處理工藝工業性試驗研究 張登慶 環境污染治理技術與設備 2005/11
20 鐵路某機務段含油污水處理站改造工程的技術措施 朱立鵬 地下工程與隧道 2005/04
含油污水處理技術
摘 要: 介紹常用的含油廢水處理技術的原理、特點及其除油設備,綜述含油污水的處理方法。
關 鍵 詞: 含油廢水; 技術; 污水處理方法
含油污水的產量大,涉及的范圍廣,例如石油開采、石油煉制、石油化工、油品貯運、油輪事故、輪船航運、車輛清洗、機械製造、食品加工等過程中均會產生含油污水。油污染作為一種常見的污染,對環境保護和生態平衡危害極大。當今油水分離技術較多,常用的方法有重力分離法、空氣浮選法、粗粒化法、過濾法、吸附法、超聲波法等技術,並且新的除油技術還在不斷的研發中。本文從除油器的原理及方法方面加以介紹。
1 重力分離法
重力分離法是典型的初級處理方法,是利用油和水的密度差及油和水的不相溶性,在靜止或流動狀態下實現油珠、懸浮物與水分離。分散在水中的油珠在浮力作用下緩慢上浮、分層,油珠上浮速度取決於油珠顆粒的大小,油與水的密度差,流動狀態及流體的粘度。它們之間的關系可用stokes 和Newton 等定律來描述。
1. 1 橫向流除油器[1 ]
橫向流含油污水除油設備是在斜板除油器的基礎上發展起來的,它由含油污水的聚結區和分離區兩部分組成。含油污水首先經過交叉板型的聚結器,使小分散油珠聚並成大油珠,小顆粒固體物質絮凝成大顆粒,然後聚結長大的油珠和固體物質通過具有獨特通道的橫向流分離板區,而從水中分離出來。在進行油水、固體物質分離的同時,還可以進行氣體(天然氣) 的分離。
1. 2 波紋板聚結油水分離器[2 ]
波紋板除油原理主要是利用油、水的密度差,使油珠浮集在板的波峰處而分離去除,其關鍵是在於藉助哈真淺池沉澱原理,製成波紋板變間距變水流流線,過水斷面是變化的,水流呈擴散、收縮狀態交替流動,產生了脈動(正弦) 水流,使油珠之間增加了碰撞機率,促使小油珠變大,加快油珠的上浮速度,達到油水分離的目的。
1. 3 聚集型油水分離器[3 ]
奧地利費雷公司在世界上率先開發了CPS一體化波紋板式重力加速聚集型油水分離器。該波形板是費雷公司的專利產品,以聚丙烯為基礎材料,內含多種添加劑,使其具有親油而不粘油、抗老化是特點。波紋板一塊一塊地疊加起來的,間距一般為6 mm(當水中懸浮物含量較高時,可採用間距12 mm 的設計) 。
1. 4 高效仰角式游離水分離器[4 ]
將卧式和立式游離水分離器相結合,採用仰角設計,克服了立式容器內油水界面覆蓋面積小和卧式容器油水界面與水出口距離短,分離時間不充分的缺點。來液進口位於管式容器的上行端,水中油珠能聚結並爬高上行至頂端油出口,而水下沉至底端水出口排出。該設備仰角小於12°,長18. 3 m ,直徑為1 372 mm和914 mm兩種規格。
2 過濾法過濾法是將廢水通過設有孔眼的裝置或通過由某種顆粒介質組成的濾層,利用其截留、篩分、慣性碰撞等作用使廢水中的懸浮物和油分等有害物質得以去除。常用的過濾方法有3 種:分層過濾、隔膜過濾和纖維介質過濾。膜過濾法又稱為膜分離法[5 ] ,是利用微孔膜將油珠和表面活性劑截留,主要用於除去乳化油和某些溶解油。濾膜包括超濾膜、反滲透膜和混合濾膜等。膜材料包括有機膜和無機膜兩種,常見的有機膜有醋酸纖維膜、聚碸膜、聚丙烯膜等,常用的無機膜有陶瓷膜、氧化鋁、氧化鈷、氧化鈦等。乳化油處於穩定狀態,用物理方法或者化學方法很難將其分離。隨著膜科學的飛速發展,膜過程處理乳化油污水已逐步被人們接受並在工業中應用。
3 離心分離法
離心分離法是使裝有含油廢水的容器高速旋轉,形成離心力場,因固體顆粒、油珠與廢水的密度不同,受到的離心力也不同,達到從廢水中去除固體顆粒、油珠的方法。常用的設備是水力旋流分離器。旋流分離器在液固分離方面的應用始於19 世紀40 年代,現在較為成熟,但在油/ 水分離
領域的研究要晚得多。雖然液固分離與液液分離的基本原理相同,但二者設備的幾何結構卻差別較大。脫油型旋流分離器起源於英國。從20 世
紀60 年代末開始,由英國南安普頓大學MartinThe w 教授領導的多相流與機械分離研究室開始水中除油旋流分離器的研究,發明了雙錐雙入口
型液- 液旋流分離器。在試驗過程中取得滿意效果。隨後,Young GAB 等人設計出的與雙錐型旋流器具有相同分離性能但處理量要高出1 倍的單
錐型旋流分離器。經過幾何優化設計,Conoco 公司提出了K型旋流分離器,對於直徑小於10μm的油滴分離性能提高更加明顯。由於旋流分離器
具有許多獨特的優點,旋流脫油技術在發達國家含油廢水處理特別是在海上石油開采平台上已成為不可替代的標准設備。
4 浮選法
浮選法,又稱氣浮法,是國內外正在深入研究與不斷推廣的一種水處理技術。該法是在水中通入空氣或其他氣體產生微細氣泡,使水中的一些細小懸浮油珠及固體顆粒附著在氣泡上,隨氣泡一起上浮到水面形成浮渣(含油泡沫層) ,然後使用適當的撇油器將油撇去。該法主要用於處理隔油池處理後殘留於水中粒經為10～60μm 的分散油、乳化油及細小的懸浮固體物,出水的含油質量濃度可降至20～30 mg/ L 。根據產生氣泡的方式不同,氣浮法又分為加壓氣浮、鼓氣氣浮、電解氣浮等,其中應用最多的是加壓溶氣氣浮法。
5 生物氧化法
生物氧化法是利用微生物的生物化學作用使廢水得到凈化的一種方法。油類是一種烴類有機物,可以利用微生物的新陳代謝等生命活動將其分解為二氧化碳和水。含油廢水中的有機物多以溶解態和乳化態,BOD5 較高,利於生物的氧化作用。對於含油質量濃度在30～50 mg/ L 以下、同時還含有其他可生物降解的有害物質的廢水,常用生化法處理,主要用於去除廢水中的溶解油。含油廢水常見的生化處理法有活性污泥法、生物過濾法、生物轉盤法等。活性污泥法處理效果好,主要用於處理要求高而水質穩定的廢水。生物膜法與活性污泥法相比,生物膜附著於填料載體表面,使繁殖速度慢的微生物也能存在,從而構成了穩定的生態系統。但是,由於附著在載體表面的微生物量較難控制,因而在運轉操作上靈活性差,而且容積負荷有限。
6 化學法
化學法又稱葯劑法,是投加葯劑由化學作用將廢水中的污染物成分轉化為無害物質,使廢水得到凈化的一種方法。常用的化學方法有中和、沉澱、混凝、氧化還原等。對含油廢水主要用混凝法。混凝法是向含油廢水中加入一定比例的絮凝劑,在水中水解後形成帶正電荷的膠團與帶負電荷的乳化油產生電中和,油粒聚集,粒徑變大,同時生成絮狀物吸附細小油滴,然後通過沉降或氣浮的方法實現油水分離。常見的絮凝劑有聚合氯化鋁(PAC) 、三氯化鐵、硫酸鋁、硫酸亞鐵等無機絮凝劑和丙烯醯胺、聚丙烯醯胺( PAM) 等有機高分子絮凝劑,不同的絮凝劑的投加量和pH 值適用范圍不同。此法適合於靠重力沉降不能分離的乳化狀態的油滴和其他細小懸浮物。
7 吸附法
吸附法是利用親油性材料,吸附廢水中的溶解油及其他溶解性有機物。最常用的吸油材料是活性炭,可吸附廢水中的分散油、乳化油和溶解油。由於活性炭的吸附容量有限(對油一般為30～80 mg/ g) ,成本高,再生困,一般只用作含油廢水多級處理的最後一級處理,出水含油質量濃度可降至0. 1～0. 2 mg/ L 。1976 年湖南長嶺煉油廠在廢水處理中就採用了活性碳吸附進行深度處理。國內外對於新型吸附劑的研製也取得了一些有益的成果。研究發現,片狀石墨能吸附由海上油輪漏油事件釋放的重油並易於與水分離。吸附樹脂是近年來發展起來的一種新型有機吸附材料,吸附性能好,再生容易,有逐步取代活性炭的趨勢,有越來越多的業內人士研究高效吸油樹脂的合成與應用[6 ] 。有研究表明,採用丙綸吸油材料從油工業廢水中吸附分離和回收油類物質,可根據廢水的初始狀況、最終要求、水流流量等因素,選用合適的凈化方法。此外,煤灰、改性膨潤土、磺化煤、碎焦碳、有機纖維、吸油氈、陶粒、石英砂、木屑、稻草等也可用作吸油材料。吸油材料吸油飽和後,根據具體情況,再生重復使用或直接用作燃料。
8 粗粒化法
粗粒化法是利用油、水兩相對聚結材料親和力相差懸殊的特性,油粒被材料捕獲而滯留於材料表面和孔隙內形成油膜,油膜增大到一定厚度時時,在水力和浮力等作用下油膜脫落合並聚結成較大的油粒。由斯托克斯公式可知,油粒在水中的浮升速度與油粒直徑的平方成正比。聚結後粒經較大的油珠則易於從水中被分離。經過粗粒化的廢水,其含油量及污油性質並無變化,只是更容易用重力分離法將油除去。
8. 1 新型高效除油器[7 ]
旋流除油、粗粒化除油及斜板除油技術,是當今普遍認為高效的除油技術。高效除油器是將上述多種高效除油技術於一體的高效合一除油器,
其總體結構設計成卧式,由旋流(渦流段) 粗粒化段及斜板除油段組成。它不僅可提高除油效率,且方便操作、減少佔地。根據江漢油田采出水特
性,採用兩段粗粒化及兩段斜板除油,在進口ρ(油) ≤1 000 mg/ L 時, 出口達到後續處理設備(過濾器) 的進口要求ρ(油) ≤30 mg/ L 。
8. 2 EPS 油水分離技術[8 ]
EPS 油水分離器是一種高效、先進的油水分離裝置。它融合了當今先進的板式除油和粗粒化聚結技術,集污水的預處理、油水分離以及二次沉澱和油的回收於一體;具有安裝運行費用省、油水分離效果好,操作維護容易等特點,是立式除油罐、斜板除油裝置(如美國石油協會的除油裝置(API) 、波紋板斜板除油裝置(CPI) 、平行斜板除油裝置( PPI) 等的更新替代產品。EPS 油水分離器目前已在韓國、美國、波蘭、印度、泰國、中國等國家有了實際的應用,污水處理效果普遍良好。
9 聲波、微波和超聲波脫水技術
聲波可加速水珠聚結,提高原油脫水效率;超聲波可降低能耗和減少破乳劑用量;而微波在降低乳狀液穩定性的同時,還可加熱乳狀液,進一步促進水滴的聚結,在解決我國東部老油田因三采等引起的原油性質復雜的深度脫水問題方面具有很好的應用前景。
微波是指頻率為300 MHz～300 GHz 的電磁波[9 ] 。微波水處理技術是把微波場對單相流和多相流物化反應的強烈催化作用、穿透作用、選擇性供能及其殺滅微生物的功能用於水處理的一項新型技術。
超聲波是一種高頻機械波,其頻率一般2 ×104～5 ×108 Hz 之間,具有能量集中、穿透力強等特點。超聲波在水中可以發生凝聚效應、空穴或空化效應[10 ] 。當超聲波通過含有污水的溶液時,造成微小油滴與水一起振動。但由於大小不同的粒子具有不同的相對振動速度、油滴將會相互碰撞、粘合,使油滴的體積增大。隨後,由於粒子已變大、不能隨聲波振動了,只作無規則運動。最後水中小油滴凝聚並上浮,油水分離效果良好。超聲處理乳化油污水時,必須以先通過實驗,以確定最佳的聲波頻率,否則可能出現超聲粉碎效應,影響處理效果。目前,國內外學者利用超聲波技術降解水中的污染物已多達幾十種,但所研究的對象多為單組分模擬體系,而實際污水中常含有多種污染物,因此超聲波技術在實際污水處理中的適用性如何還有待進一步的研究。此外,目前有關利用超聲波技術降解水中污染物的研究大多屬於實驗室階段,且由於聲化學反應過程的降解機理、反應動力學及反應器的設計放大等方面的研究開展得很不充分,目前還難以實現工程化。
10 超聲/ 電化學聯用技術[9 ]
利用超聲的空化效應,可在電化學反應中使電極不形成覆蓋層,避免電極活性下降;超聲空化效應還有利於協同電催化過程產生·OH ,而使污水中的污染物的分解加速;超聲還可使有機物在水溶液中充分分散,從而大幅度提高反應器的處理能力。Mizera 等在電解氧化處理含酚廢水時發現,無超聲存在時,只有50 %的分解率,若使用25 kHz、104 W/ m2 的超聲波處理時,酚的分解率會提高到80 %。劉靜等利用超聲/ 電化學聯用技術
對印染廢水的處理表明,在超聲波和電場的協同作用下,廢水的脫色率大大高於單獨使用超聲波時的脫色率。