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水处理药剂论文

发布时间:2022-12-09 22:55:49

㈠ 论文;铝盐的净水作用(3000字)

聚氯化铝(PAC)
聚丙稀酰胺(PAM)
都是污水处理中常用的混凝剂。
我先小谈一下混凝机理:
1、压缩双电层:胶团双电层的构造决定了在胶粒表面处反离子的浓度最大,随着胶粒表面向外的距离越大则反离子浓度越低,最终与溶液中离子浓度相等。当向溶液中投加电解质,使溶液中离子浓度增高,则扩散层的厚度减小。
当两个胶粒互相接近时,由于扩散层厚度减小,ξ电位降低,因此它们互相排斥的力就减小了,也就是溶液中离子浓度高的胶间斥力比离子浓度低的要小。胶粒间的吸力不受水相组成的影响,但由于扩散层减薄,它们相撞时的距离就减小了,这样相互间的吸力就大了。可见其排斥与吸引的合力由斥力为主变成以吸力为主(排斥势能消失了),胶粒得以迅速凝聚。
这个机理能较好地解释港湾处的沉积现象,因淡水进入海水时,盐类增加,离子浓度增高,淡水挟带胶粒的稳定性降低,所以在港湾处粘土和其它胶体颗粒易沉积。
根据这个机理,当溶液中外加电解质超过发生凝聚的临界凝聚浓度很多时,也不会有更多超额的反离子进入扩散层,不可能出现胶粒改变符号而使胶粒重新稳定的情况。这样的机理是藉单纯静电现象来说明电解质对胶粒脱稳的作用,但它没有考虑脱稳过程中其它性质的作用(如吸附),因此不能解释复杂的其它一些脱稳现象,例如三价铝盐与铁盐作混凝剂投量过多,凝聚效果反而下降,甚至重新稳定;又如与胶粒带同电号的聚合物或高分子有机物可能有好的凝聚效果:等电状态应有最好的凝聚效果,但往往在生产实践中ξ电位大于零时混凝效果却最好……等。
实际上在水溶液中投加混凝剂使胶粒脱稳现象涉及到胶粒与混凝剂,胶粒与水溶液,混凝剂与水溶液三个方面的相互作用,是一个综合的现象。
2、吸附电中和:
吸附电中和作用指粒表面对异号离子,异号胶粒或链状离分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用,由于这种吸附作用中和了它的部分电荷,减少了静电斥力,因而容易与其它颗粒接近而互相吸附。此时静电引力常是这些作用的主要方面,但在不少的情况下,其它的作用了超过静电引力。举例来说,用Na+与十二烷基铵离子(C12H25NH3+)去除带负电荷的碘化银溶液造成的浊度,发现同是一价的有机胺离子脱稳的能力比Na+大得多,Na+过量投加不会造成胶粒再稳,而有机胺离子则不然,超过一定投置时能使胶粒发生再稳现象,说明胶粒吸附了过多的反离子,使原来带的负电荷转变成带正电荷。铝盐、铁盐投加量高时也发生再稳现象以及带来电荷变号。上面的现象用吸附电中和的机理解释是很合适的。
3、吸附架桥作用:
吸附架桥作用机理主要是指高分子物质与胶粒的吸附与桥连。还可以理解成两个大的同号胶粒中间由于有一个异号胶粒而连接在一起。高分子絮凝剂具有线性结构,它们具有能与胶粒表面某些部位起作用的化学基团,当高聚合物与胶粒接触时,基团能与胶粒表面产生特殊的反应而相互吸附,而高聚物分子的其余部分则伸展在溶液中,可以与另一个表面有空位的胶粒吸附,这样聚合物就起了架桥连接的作用。假如胶粒少,上述聚合物伸 展部分粘连不着第二个胶粒,则这个伸展部分迟早还会被原先的胶粒吸附在其他部位上,这个聚合物就不能起架桥作用了,而胶粒又处于稳定状态。高分子絮凝剂投加量过大时,会使胶粒表面饱和产生再稳现象。已经架桥絮凝的胶粒,如受到剧烈的长时间的搅拌,架桥聚合物可能从另一胶粒表面脱开,重又卷回原所在胶粒表面,造成再稳定状态。
聚合物在胶粒表面的吸附来源于各种物理化学作用,如范德华引力、静电引力、氢键、配位键等,取决于聚合物同胶粒表面二者化学结构的特点。 这个机理可解释非离子型或带同电号的离子型高分子絮凝剂能得到好的絮凝效果的现象。
4、沉淀物网捕机理
当金属盐(如硫酸铝或氯化铁)或金属氧化物和氢氧化物(如石灰)作凝聚剂时,当投加量大得足以迅速沉淀金属氢氧化物(如Al(OH)3、Fe(OH)3、Mg(OH)2或金属碳酸盐(如CaCO3)时,水中的胶粒可被这些沉淀物在形成时所网捕。当沉淀物是带正电荷(Al(OH)3及Fe(OH)3在中性和酸性pH范围内)时,沉淀速度可因溶液中存在阴离子而加快,例如硫酸银离子。此外水中胶粒本身可作为这些金属氧氧化物沉淀物形成的核心,所以凝聚剂最佳投加量与被除去物质的浓度成反比,即胶粒越多,金属凝聚剂投加量越少。

以上介绍的混凝的四种机理,在水处理中常不是单独孤立的现象,而往往可能是同时存在的,只是在一定情况下以某种现象为主而已,目前看来它们可以用来解释水的混凝现象。但混凝的机理尚在发展,有待通过进一步的实验以取得更完整的解释。

再来谈以下铝盐的水解过程:
所有金属阳离子不论以何种药剂形态图投加,它们在水中都以三价铝[Al(Ⅲ)]和三价铁[Fe(Ⅲ)]的各种化合物存在。以铝盐为例,在水溶液中即使Al(Ⅲ)以单纯离子状态存在,也不是Al3+而是以Al(H2O)63+,水合铝络合离子状态存在。
当pH值<3时,在水中这种水合铝络离子将是主要形态,如pH升高,水合铝络离子就会发生配位水分子离解(即水解过程),生成各种羟基铝离子,pH值再升高,水解逐级进行,从单核单羟基水解成单核三羟基,最终将产生氢氧化铝化学沉淀物而析出。
实际上的反应比上面的反应还要复杂得多,当pH>4值时,羟基羟离子增加,各离子的羟基之间可发生架桥连接(羟基架桥)产生多核羟基络合物,也即高分子缩聚反应。
从生成物[Al2(OH)2(H2O)5]4+还可进一步被羟基架桥成[Al3(OH)4(H2O)10]5+。与此同时,生成的多核聚合物还会继续水解 。
所以水解与缩聚两种反应交错进行,最终结果产生聚合度极大的中性氢氧化铝。当基数量超过其溶液度时,即析出氢氧化铝沉淀物。
根据以上所述,在整个反应中,像Al3+、Al(OH)2+、Al(OH)3、Al(OH)4-等简单成分以及多种聚合离子,如[(Al(OH)14]4+、[A17(OH)17]4+、[Al8(OH)20]4+、[Al13(OH)34]5+等成分,都会同时出现,它们必然会对混凝过程起作用,共中高价的聚合正价离子对中和粘土胶粒的负电荷,以及压缩其双电层的能力都很大,促进了混凝。
当产生无机聚合物带有负价离子时,不可能靠电荷中和作用,而主要靠吸附架桥的作用使粘土胶粒脱稳。
这就是PAC的净水机理。

PAM是高分子混凝剂,其作用机理:
(1)由于其具有极性基因—酰胺基,易于借其氢健的作用在泥沙颗粒表面吸附;(2)因其有很长的分子链,大数量级的长链在水中有巨大的吸附表面积,故絮凝作用好,能利用长链在颗粒之间架桥,形成大颗粒的絮凝体,加速沉降。(3)借助于聚丙烯酰胺的絮凝——助凝,在净水处理的泥凝过程中可能发生双电离压缩,使颗粒聚集稳定性降低,在分子引力作用下颗粒结合起来,分散相的简单阴离子可以被聚合物阴离子基团所取代;(4)高分子和天然水组成中的物质和水中悬浮物,或在它之前投加的水解混凝剂的离子之间发生化学相互作用,可能是络合反应;(5)由于分子链固定在不同颗粒的表面上,各个固相颗粒之间形成聚合桥。聚丙烯酰胺是一种化学性质比较活泼的高分子化合物。由于分子侧链上酰氨基的活性,使聚合物获得了许多宝贵的性能。非离子型PAM类絮凝剂由于不带离子型官能团,因此与阴离子型PAM类絮凝剂相比具有以下特点:絮凝性能受水PH值和盐类波动的影响小;在中型或碱性条件下,其絮凝效果(沉降速度)不如阴离子型,但在酸性的条件下却优于阴离子型,絮体强度比阴离子型高分子絮凝剂的强。阴离子型PAM类絮凝剂的分子量通常比阴离子型或非离子型的聚合物低,其澄清性能主要是通过电荷中和作用而获得。这类絮凝剂的功能主要是絮凝带负电荷的胶体,具有除浊、脱色等功能,适用于有机胶体含量高的水处理。

㈡ 水处理方面的论文资料

这东西太多了 有环评报告 科研报告 设计方案 设备采购单 土建图纸 安装图纸 调试报告 竣工报告 监测报告 验收报告 然后才能颁发排污许可证
每一项都是费精力的事 而且每样的是要花钱才能弄到的
我公司是做水处理的 公司性质 这些资料是保密的 而且是要收费的 大哥 这不是吝啬不吝啬的问题 是原则问题了
教你个办法 去任何一个环保公司 实习
然后随便拿一份资料 回去做论文不就得了
必须要自己去体会的 对不起 不能直接帮到你了 抱歉

㈢ 有关水的净化的论文

一,给水处理得基本方法:
“混凝-沉淀-过滤-消毒”常规处理工艺流程
以广州水源为例,由于水源差,七间水厂的水源有六间达不到国家规定的五类标准,因此在进行常规处理前须经过预处理,在泵前投加高锰酸钾(主要通过氧化作用,使有机物膜被氧化,悬浮颗粒物或胶体的表面性质发生有利于脱稳凝聚的变化,从而使除浊效率增加,有机物含量也随之降低,减轻了水的异臭味。并且高锰酸钾与水中还原性物质发生反应,生成不溶于水的中间产物二氧化锰,也可以为新生凝核促使胶体凝聚。用隔膜泵直接投加到源水。)、活性炭(物理吸附与化学吸附,物理吸附主要是其多孔结构提供了大量的表面积,从而使其非常容易达到吸收收集杂质的目的;化学吸附指被吸附的物质与活性炭表面物质发生反应,如:与水中的亚氯酸盐发生反应,使亚氯酸盐变成氯离子形式,从而达到去除水中亚氯酸盐目的,使水中不再有令人反感的味道和气味。用螺杆泵直接投加到源水。)、氨(主要为稳定水中余氯。在氯化的同时投加氨使其优先生成氯氨,然后逐步对其他物质发生氧化,使水中游离氯减少,增强了消毒目的。由氨机自动调节直接投加到源水管)。泵后投加氯(主要目的是杀死水体中的青苔、氧化部分有机物和降低亚硝酸盐的生成。且此值须根据待虑水的余氯值进行投加。由氯机及水射器直接投加到源水管。)、矾(主要成分一般为碱铝或硫酸铝。但碱铝腐蚀性及对水温的适应性相对较高,因此碱铝较常用。用螺杆泵直接投加到源水管。)
预处理后,进入澄清工艺,即混凝、沉淀和过滤,处理对象主要是水中悬浮物和胶体杂质,水中杂质通过药,形成大颗粒的絮凝(此步骤在絮凝池中完成,俗称反应池。本厂全部反应池都为网格反应池,由多格竖井串联而成,进水水流顺序从一格到下一格,上下对角交错流动,直到出口,使矾与水中悬浮物和胶体杂质充分反应。),而后经沉淀池进行矾花与水的重力分离(本厂沉淀池有平流沉淀池与斜管沉淀池。平流沉淀池利用重力作用,使矾花以抛物线形式沉到池底,使其与待虑水分开;斜管沉淀池根据水流向上流动,污泥下滑的原理将水与矾花分离。),再者待滤水进入滤池,使细微残余的杂质颗粒经沙(从上而下沙层依次为:细沙,粗沙,春石)滤掉(本厂有移动罩虑池与普通快虑池,这两钟虑池主要区别在于冲洗沙层的方法。移动罩虑池利用虹吸原理将沙层表面杂物抽掉;普通快虑池则通过反冲洗,包括300秒的气冲,主要目的将沙层冲散,7分钟的水冲,将沙层里的杂质彻底冲洗干净。)。滤后水须经后加氯(主要目的是杀死细菌、病毒和其它致病微生物,保证出厂水有适量的余氯量,以抑制水中残存细菌的繁殖及防止管网再度被污染,但须根据出厂水余氯值进行投加,本厂一般控制在2.8-3.3之间。),成品水流入清水池后,经吸水井由二级泵房的泵机加压进入城市供水管网。

二,混凝原理
原水之所以浑浊不清,是因为水中含有大量以胶体形式存在的粘土颗粒。由于这些粘土颗粒一般都带有一定的负电荷,在静电的相斥作用下,这些颗粒一般不易结大而沉淀,原水始终表现为浑浊现象。要让这些颗粒互相凝聚、结大而沉淀出来,最有效的办法之一是加入致沉作用强的三价铝离子 。在铝离子的衍生物中,由于以聚合物形式存在的聚合氯化铝具有反应时间短、混凝效果好、形成矾花大、沉淀速度快、适应不同水质及较宽的PH范围等优点,在生产上我们采用加入聚合氯化铝水溶液的方法使浑浊的原水变得清澈。聚合氯化铝的分子式可表示为: 。
我们把一定量的矾溶液按比例混合到原水中,并在混合槽和反应池中充分混合、反应,凝聚成较大颗粒的矾花的过程称为混凝。在混凝过程中起混凝作用的致沉剂,也可称为混凝剂。水的混凝机理是水处理的一个重要的课题。混凝包括凝聚与絮凝两种过程。凝聚是指胶体被压缩双电层而脱稳的过程。凝聚是瞬间的,只需将化学药剂扩散到全部水中即可。絮凝则是指胶体脱稳后(或由于高分子物质的吸附桥作用)聚结成大颗粒絮体的过程。絮凝过程是需要一定的时间去完成的。但是一般情况下二者很难区分,因此把能起凝聚与絮凝作用的药剂通称为混凝剂。
注意的是,混凝剂的添加量存在一个最佳的范围。添加少了,致沉作用不大;添加多了,反而会因过多的铝离子致使原来带负电荷的胶粒变为带正电荷,颗粒间的斥力又增加了,从而导致凝聚效果下降。因此,在投矾工艺中,必须准确控制添加量,且应经常跟踪投加效果。

三、投氯流程
氯瓶——液氯管——蒸发器——真空调节器——投氯机——水射器——水

四、净化工艺通用流程
源水反应池沉淀

添加药剂(混凝剂)

自己在加点论证的东西吧··

㈣ 什么是水处理药剂

环境专业新生你好!
所谓的定义是人下得
基本是为了使得水质达到某一标准版所使用的化学药权剂

分类
一半是按照用途分类
1 循环水处理
2 污水处理
3 净水处理

读书的话问老师
工作的话问领导,别怕挨骂
兴趣去的话。。多上网搜搜~

㈤ 消毒工艺论文:污水处理几种消毒工艺技术经济比较

1 污水消毒工艺的技术比较
消毒方法可分为物理消毒法和化学消毒法。物理消毒法主要利用加热、冷冻、辐照等方法对微生物的遗传物质核酸进行破坏而达到消毒目的,工程中常用的物理消毒方法主要有紫外线消毒法等。化学消毒法是利用消毒剂的强氧化性来破坏微生物的结构而达到消毒的目的,工程中常用的化学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( 如单过硫酸氢钾)等。
1.1 氯消毒
氯与水反应时,一般产生“歧化反应”,生成次氯酸(HOCl) 和盐酸(HCl)。其反应式为:
Cl2+H2O = HOCl+Cl-+H+
氯的灭菌作用主要是次氯酸,因为它是体积很小的中性分子,能扩散到带有负电荷的细菌表面,具有较强的渗透力,能穿透细胞壁进入细菌内部。氯对细菌的作用是破坏其酶系统,导致细菌死亡。而氯对病毒的作用,主要是对核酸破坏的致死性作用。
自从20 世纪初,氯化法就广泛地应用于水消毒工艺。目前,氯化法消毒仍是应用最广的化学消毒方法,其主要特点是:
1)处理水量较大时,单位水体的处理费用较低。
2)水体氯消毒后能长时间地保持一定数量的余氯,从而具有持续消毒能力。
3)氯消毒历史较长,经验较多,是一种比较成熟的消毒方法。江心洲污水处理厂原先选择这样的消毒工艺肯定也是考虑到氯消毒的这些特点。
但据研究发现氯消毒至今已知的消毒副产物已经有500 种以上,但是绝大多数的浓度只有微克/ 升(μg/ L)
级,且许多消毒副产物未作进一步的研究。在大量的消毒副产物中,目前集中研究的只有三卤甲烷、卤乙酸、卤乙腈、卤代酮、卤代醛、卤代酚等20 余种, 其中对于THMs
的致癌性已有共识,其它大部分具有一般毒性,部分具有致突性。THMs
等卤化有机物的产生主要是水体中的有机物与氯作用的结果,而城市生活污水中含有大量的有机物,经氯消毒后,会生成卤化有机物等消毒副产物,随污水进入地面水体,污染水源,并对鱼类等水生生物产生毒害作用。氯消毒的副产物已经引起了广泛的关注,我国新型颁布的水质指标中就明确增加对卤代产物的控制,新标准将在2012
年7 月1 号之前全部实施,因此,改变江心洲污水处理厂目前的氯消毒工艺势在必行。
1.2 二氧化氯消毒
二氧化氯也是一种强氧化剂,其氧化能力是氯的25 倍,消毒能力仅次于臭氧,高于氯。试验表明,二氧化氯在控制THMs
的形成和减少总有机卤方面,与氯相比具有优越性,二氧化氯与水中的腐殖酸和富里酸等腐殖质都不会生成THMs,即使在饮水消毒过程中,投加少量的二氧化氯,也能有效地抑制THMs
的生成。二氧化氯是广谱型消毒剂,对水中的病原微生物包括:病毒、芽孢、真菌、致病菌及肉毒杆菌均有很高的灭活效果,有剩余消毒能力,二氧化氯对孢子和病毒的灭活作用均比氯有效,并且在高pH
值与含氨的水中灭菌效果不受影响。另外,二氧化氯去除水中的色度、嗅、味的能力也较强。
制备二氧化氯的起始原料有氯酸钠和亚氯酸钠,
因亚氯酸钠不能贮存,必须现场制取及时使用,且亚氯酸钠价格昂贵,成本较高,所以现在一般用氯酸纳制备二氧化氯的比较多。为了全面了解二氧化氯工艺,
江心洲污水处理厂委托某环保公司专门设计了一整套的工程方案。工程方案中以二氧化氯发生器来制备二氧化氯,其反应式为:
2NaClO3 + 4HCl = 2ClO2 + 2NaCl + Cl2 + 2H2O
但在与该公司的技术沟通中,我们了解到不管是用亚氯酸钠还是氯酸钠制备二氧化氯,它们在消毒过程中都会产生消毒副产物,当反应不完全时,自由性氯同样会与有机物反应,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
臭氧是强氧化剂,臭氧化和氯化一样,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强,能氧化水中的有机物,并能杀死病毒、芽孢及细菌。臭氧都是在现场用空气或纯氧通过臭氧发生器制取,产率分别为1%-3%
和2%-6%。
根据目前的研究可以发现:
1)臭氧消毒反应迅速,杀菌效率高,同时能有效地去除水中残留有机物、色、嗅、味等,受pH 值、温度的影响很小。
2)臭氧能够减少水中THMs 等卤代烷类消毒副产物的生成量。
3)臭氧消毒可以降低水中总有机卤化物的浓度。
由于臭氧消毒工艺目前在大型城市污水处理厂运用的较少,另外臭氧稳定性差容易分解为氧气,故不能瓶装贮存和运输,必须现场制备及时使用,设备投资大,电耗大,成本较高;运行管理比较复杂。所以江心洲污水处理厂在选择的替代消毒工艺中并没有考虑臭氧工艺。
1.4 紫外线消毒
紫外线根据生物效应的不同,按照波长划分为A、B、C、D 四个波段,水处理领域的消毒主要采用的是C
波段紫外线。水的紫外线消毒,是一种光化学效应。研究表明,紫外线主要是通过对微生物(细菌、病毒、芽孢等病原体)的辐射损伤和破坏核酸的功能使微生物致死从而达到消毒的目的。微生物的核酸分子吸收光谱的范围是240nm
~ 280 nm,对波长260nm 的紫外线有最大吸收,而低压紫外线消毒灯所产生的光波波长其中心辐射波长是253.7 nm,正好与之相符合。 -31-
紫外线消毒是一种物理方法,相比于化学方法,
它的优点也很多。它不向水中增加任何物质,没有副作用,不会产生消毒副产物,它的消毒速度快﹑效率高﹑占地面积小;设备操作简单,便于运行管理和实现自动化等。然而,紫外线的灭菌作用只在其辐照期间有效,所以被处理的水一旦离开消毒器就不具有残余的消毒能力,容易遭受二次污染,所以当细菌未被灭活而进入后续系统,就无法阻止其粘附在下游管道表面并繁衍后代;只有吸收紫外线的微生物才会被灭活,因此对于悬浮固体很多水质较差的水,例如污水,
由于悬浮固体可以庇护微生物使其免遭伤害,消毒效果很难保证。尤其江心洲污水处理厂日处理为64 万吨,
如果其处理效果不理想的话,这么大量的出水势必会对接纳水体长江造成巨大的污染。另外,由于紫外线消毒采取的是明渠,而我厂为接触池,需要进行部分的土建改造。
1.5 活性氧消毒剂( 以单过硫酸氢钾为例)
单过硫酸氢钾复合物溶于水后,经过循环链式反应,连续持久产生新生态氧「O」:
HSO5- → HSO4- +「O」
HSO4- + 2H2O → HSO5- + 2H+ + 2e
复合物在水中释放出一定浓度的超氧自由基「ROOO」,反应活性大,氧化能力极强,可以使细胞中的单糖、多糖、蛋白质、DNA、RNA 等发生氧化,
遭受损伤与破坏。活性氧自由基在极低浓度时就能完全杀灭水中的原生动物、藻类、孢子细菌等策生物, 剩余的基因及微生物尸体均可被分解成H2O、CO2、O2
及无机盐类,没有药剂残留。
单过硫酸氢钾复合物溶于水后具有如下的特点:
(1)氧化能力强,杀灭效率高,不但能杀灭水中的各种微生物,还能杀灭原虫和藻类。
(2)可直接氧化水中的腐植物及三卤甲烷前体物,因此反应不产生三卤甲烷(thm)、卤乙酸和其它有害物质。
(3)能破坏水中的酚类、硫化物类、氰化物类、亚硝酸类及其它有害化合物,特别是对酚类控制效果好,不产生有厌氧气味的氯酚,提高了水质和除臭作用,同时能和水中有色、味的有机物反应,脱去其色和味,改善水的味道。
(4)在水中通过链式反应,维持微量新生态[O] 氧和活性氧自由基[ROOO]
使其氧化能力稳定,作用持久,可以防止水中的再次污染。通过它的特点我们可以看出其消毒剂的消毒能力是强于液氯的,而同时又不产生消毒副产物,还有它的作用持久以及氧化能力的稳定又是紫外线工艺所不能及的。
考虑采用此工艺设计变更,可以很好的利用现有的已经建成的管道、水泵等设备,另外,溶药罐也可以从一级加药处理的投资设备中调剂使用,不需要增加更多的投资。
2 污水消毒工艺的经济比较
通过对比以上这些工艺的特点,单过硫酸氢钾为代表的活性氧消毒工艺显示出了超出其它工艺的优点。但是否适合投入到污水处理的消毒中还需要看他们的实际投资及运行成本,所以,下面我们又对其投资运行的经济性做了比较。
以江心洲污水处理厂64 万吨/ 日处理量为例, 设备投资按照10 年使用寿命周期计算。
说明:从上表我们可以分析得出,紫外线消毒的投资成本最高,活性氧的投资成本最低;液氯的运行成本最低,活性氧的运行成本最高。
3 结论
(1)传统的化学消毒工艺消毒液氯和二氧化氯, 都比较容易产生副产物,安全管理成本较高。(2) 臭氧消毒工艺由于在大型污水处理厂使用的并不多,
而且它的投入成本较大,运营管理成本也很高。(3)
物理的方法紫外线消毒由于它对水质要求比较高,设备投资和运行维护费用也较高,以及后续的消毒效果差也没有显示出优势来。(4)新型的活性氧消毒剂在水处理过程中体现出了高效、安全等优势,同时操作简单,工艺也不复杂,适合大、中、小型污水处理厂。(5)江心洲污水处理厂针对目前的设备设施现状,
如果要完善液氯的所有设施及安全用具,其投资不会低于100 万元;如果通过设计变更,采用活性氧消毒工艺,需要增加36
万元的投资;采用二氧化氯消毒工艺;需要增加投资200 万元元;采用紫外线消毒工艺, 需要增加投资800~1000
万元。经综合技术经济分析比较,以及今后消毒运行的实际情况,我们最终建议了江心洲污水处理厂采用活性氧消毒工艺的变更。

㈥ 水处理技术论文

水处理技术
创刊于1975年,主要报道各种水处理方法的研究和应用成果,尤其是膜技术在水处理、化工、电力、电子、煤炭、医药、食品、纺织、冶金、铁路、环保、军事等领域的应用成果,同时为水源开发、工业用水除盐、工艺用水处理、超纯水制备、废水治理、水再生回用、海水淡化提供有效的新技术。 《水处理技术》为环境类中文核心期刊,“中国期刊方阵”期刊,全国科技论文统计源期刊,中国科学引文数据库来源期刊。本刊论文被美国CA和日本科技文献速报摘录。曾多次荣获国家海洋局、华东地区和浙江省优秀期刊奖。 《水处理技术》已加入《中国学术期刊(光盘版)》和“中国期刊网”、“万方数据资源系统”、“中文科技期刊数据库”。 1、公司依托独特而实用的水基化学向华理论和先进的水质分析仪器,可以对客户的水质情况进行系统的分析,根据水质情况及处理要求,筛选最佳水处理药剂,制定最佳处理工艺。 2、对客户现有的效果不理想的水处理系统进行改造,使出水水质达到回用要求或达标排放。 3、提供各种工业废水快速高效脱色技术,处理速度快,基建投资小,运行成本低,操作简单,去除SS、COD、BOD效果好。 4、特别提供低成本造纸黑液处理技术,造纸中段水处理技术,造纸白水回用技术。 5、提供多种工业废水处理小试、初步设计、中试、工程调试及人员培训。小试、初步设计不收费。
渗透技术
反渗透技术是当今最先进和最节能有效的膜分离技术。其原理是在高于溶液渗透压的作用下,依据其他物质不能透过半透膜而将这些物质和水分离开来。由于反渗透膜的膜孔径非常小(仅为10A左右),因此能够有效地去除水中的溶解盐类、胶体、微生物、有机物等(去除率高达97%-98%)。反渗透是目前高纯水设备中应用最广泛的一种脱盐技术,它的分离对象是溶液中的离子范围和分子量几百的有机物;反渗透(RO)、超过滤(UF)、微孔膜过滤(MF)和电渗析(EDI)技术都属于膜分离技术。 近30年来,反渗透、电渗析、超过滤和膜过滤已进入工业应用,主要应用于电子、化工、食品、制药及饮用纯水等领域。
反渗透的原理:
首先要了解“渗透”的概念.渗透是一种物理现象.当两种含有不同盐类的水,如用一张半渗透性的薄膜分开就会发现,含盐量少的一边的水分会透过膜渗到含盐量高的水中,而所含的盐分并不渗透,这样,逐渐把两边的含盐浓度融合到均等为止.然而,要完成这一过程需要很长时间,这一过程也称为渗透压力.但如果在含盐量高的水侧,试加一个压力,其结果也可以使上述渗透停止,这时的压力称为渗透压力.如果压力再加大,可以使方向相反方向渗透,而盐分剩下.因此,反渗透除盐原理,就是在有盐分的水中(如原水),施以比自然渗透压力更大的压力,使渗透向相反方向进行,把原水中的水分子压力到膜的另一边,变成洁净的水,从而达到除去水中杂质、盐分的目的.
RO反渗透的由来:
1950年美国科学家DR.S.Sourirajan有一回无意发现海鸥在海上飞行时从海面啜起一大口海水,隔了几秒后,吐出一小口的海水,而产生疑问,因为陆地上由肺呼吸的动物是绝对无法饮用高盐份的海水的.经过解剖发现海鸥体内有一层薄膜,该薄膜非常精密,海水经由海鸥吸入体内后加压,再经由压力作用将水分子贯穿渗透过薄膜转化为淡水,而含有杂质及高浓缩盐份的海水则吐出嘴外,此即往后反渗透法的基本理论架构;并在1953年由University of Florida应用于海水淡化去除盐份设备,在1960年经美国联邦政府专案支助美国U.C.L.A大学医学院教授Dr.S.Sidney Lode配合DR.S.Soirirajan博士着手研究反渗透膜,一年约投入四亿美元经费研究,以运用于太空人使用,使太空船不用运载大量的饮用水升空,直到1960年投入研究工作的学者、专家越来越多,使之质与量更加精进,从而解决了人类钦用水中的难题.
混合床
在同一个交换器中,将阴阳离子交换树脂按照一定的体积比例进行填装,在均匀混合状态下,进行阴阳离子交换,从而除去水中的盐分.混合床的阴阳离子交换树脂在交换过程中,由于是处于均匀混合状态,交错排列,互相接触,可以看作是由许许多多的阴阳离子交换树脂而组成的多级式复床,因为均匀混合,所以阴阳离子的交换反应几乎是同时进行的,所产生的H+ 和OH- 随即合成H2O,交换反应进行得很彻底,出水水质稳定.
混合床常见的工艺流程有:
一级反渗透系统→混合床
阳床→阴床→混合床
二级反渗透系统→EDI
设备出水量的大小根据客户的要求设计,设备的工艺根据当地的水质状况做相应的改进,设备材料的选型又可根据您的需求做相应的调整
设备操作中常见的几种疑问:
 设备使用周期短:系统设计不合理、进水水质某种成份偏高、阴树脂未完全再生起来等
 设备出水PH值偏出正常范围:罐体内某种树脂未完全再生好、阴树脂被污染再生不起等
 树脂变色:树脂受到重金属(如Fe)等物质污染失效
 树脂再生不起:药剂投放量不够、树脂失效、再生液未清洗干净、树脂再生是未分好层、树脂再生后未混合均匀等。
软化水设备
软化水处理是利用阳离子交换树脂中可交换的阳离子,把水中所含的钙、镁离子交换出来,典型反映可用下列离子反应式表示:
Ca2++2RNa=R2Ca+2Na+
Mg2++2RNa=RMg+2Na+
当水流经树脂层后出水硬度超过某一规定值后,离子交换树脂饱合,不再起软化作用,为恢复离子交换树脂的交换能力对离子交换树脂进行再生(“又称还原”)。
软水设备怎样选型
软水设备怎样选型?

只要您了解并提供给我们技术部以下参数,就可以较准确的选择适合贵单位系统设备所要求的软化设备了。
◇ 1.首先您要提供所需要使用软化水的系统是:工艺用水?采暖?冷却补水?蒸汽锅炉?钢铁冶炼行业?化工制药行业?
◇ 2.系统用水时间:明确运行时间/小时用水量/平均值/峰值流量/
用户是否需要连续供水?若需要则选择单阀双罐或双控双床系列,否则可选单阀单罐系统。
◇ 3.源水总硬度?:水源是市政自来水?地下水?地表水源(江,河,湖水)您需提供使用地区的原水硬度。对一定型号的软水设备来说水硬度高,其周期制水量必然要少,由此而来导致再生频繁。对树脂的使用寿命不利。为避免这种情况出现,应加大树脂体积,这意味着选用加大型号的软水设备。
如果您不了解所用水源的水质情况,您可以委托给我公司的分析实验室,我们提供免费的常规水质分析。
◇ 4、 所需的软水单位流量(吨/小时)。这由用户设备的性质和要求决定,以此选定标准型号的软水设备;
◇ 5、周期制水量的设定
在软水设备型号设定之后,根据原水硬度,所用树脂的交换工作容量就可以确定理论周期制水量(吨)。

软化设备选型须知

◇ 1、控制器:完全采用美国FLECK富莱克、AUTOTROL阿图祖自动控制阀
◇ 2、树脂罐:可供选择:国产RFP罐、金属内衬塑罐(PE内衬)
进口(斯特洛)RFP罐
◇ 3、设备运行控制形式:
L—流量型:制备水量达到设定值时自动还原,可适用于所有的给水系统软水制备。
S—时间型:以时间为控制再生计量方式,适合用水量稳定的系统供水,最短还原再生 周期为24小时。
◇ 4、可供选择的设备组合:
⑴—单控单床:还原期间停止供水2小时或继续供原水(硬水旁通)。
⑵—单控双床:交替供水,一用一备型。
⑶—双控双床:交替供水,一用一备型。
⑷—双控双床:同时供水,交替再生。
⑸—多控几床:三个以上树脂罐并联使用,适合大型供水系统。

注:应根据所处理的原水硬度值选型。如属高硬度水(>8mmol/L时),建议加大一级选型;>12mmol/L时,应采用二次软化或配合其它方法.
我公司可免费为用户提供常规水质分析,外阜客户可通过邮寄方式。
注:如果您需要经济的选型方案的话,请电话或传真给我公司技术部,一定会给您一个满意的回复。

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摘要:投加水处理药剂是水处理中一种常用的方法。本文以絮凝剂,杀生剂为主,介绍了它们的发展现状,使用的局限性,分析了各种主要药剂的应用前景。

1、前言

水处理剂是工业用水、生活用水、废水处理过程中必需的化学药剂,通过使用这些化学药剂,可使水达到一定的质量要求。它的主要作用是控制水垢和污泥的形成、减少泡沫、减少与水接触的材料腐蚀、除去水中的悬浮固体和有毒物质、除臭脱色、软化水质等。目前由于世界各国用水量急剧增加,同时各种环保法规(水净化法)相继制定,而且要求日益严格,所以对于各类高效的水处理药剂增长很快。在我国,与日益严峻的水资源危机矛盾的是水处理药剂的生产能力很低,质量也得不到保证,所以加快我国水处理药剂这一环保材料产业的发展迫在眉睫。
水处理药剂包括絮凝剂、缓蚀剂、阻垢剂、杀生剂、分散剂、清洗剂、预膜剂、消泡剂、脱色剂、螯合剂、除氧剂及离子交换树脂等。本文将对絮凝剂和杀生剂作系统地介绍。

2、絮凝剂

絮凝技术的关键是絮凝剂的选择。絮凝剂可分为无机、有机和微生物絮凝剂。

2.1、无机絮凝剂

无机低分子絮凝剂有氯化铝、硫酸铝、硫酸铁、氯化铁等。其聚集速度慢,形成的絮状物小,腐蚀性强,在水处理过程中存在较大的问题,而逐渐被无机高分子絮凝剂所取代。
无机高分子絮凝剂是在传统铝盐、铁盐的基础上发展起来的一种新型的水处理剂,价格较低廉,净水效果好。

聚合氯化铝(PAC)的混凝性能好,生成的矾花大,投药量少,效率高,沉降快,适合水质范围较宽。主要用于饮用水和工业给水的净化。同时还能用于去除水中所含的铁、锰、铬、铅等重金属,以及氟化物和水中含油等,故可用于处理多种工业废水。

聚合氯化铝铁(PAFC)是一种新型的无机高分子净水剂,产品中铝铁二者的配比是可调的,以适应不同水质的需求,已分别在石化、钢铁、煤炭工业等废水的净化处理中得到应用。结果表明,该药剂质优、价廉,是一种新型、高效、稳定的净水剂,具有广泛的应用前景。有人通过实验比较得出PAFC的净水效果稍好于PAC,但PAFC加药成本比PAC少得多。
聚合硫酸铁具有良好的絮凝和吸附作用,广泛应用于原水,饮用水、自来水、工业用水、工业废水及生活污水的处理。聚合硫酸铝(PAS)是一种使用最广的混凝剂,主要用于饮用水和工业用水的净化处理。

聚硅酸盐是在聚硅酸及传统的铝盐、铁盐基础上发展起来的。高度聚合的硅酸与金属离子一起可产生良好的混凝效果。通过把金属离子的电中和能力和聚硅酸的吸附架桥能力结合在一起,使复合产物具有较强的电中和与吸附架桥作用,达到更好的净水效果。它们的絮凝脱稳性能远超过聚硅酸和聚金属离子,同聚硅酸相比,不但提高了稳定性,且增加了电中和能力;同聚金属离子相比,则增强了粘结架桥性能。以聚合硅酸硫酸铝(PASS)、聚硅氯化铝(PASC)和硅铁复合无机高分子絮凝剂为代表的复合无机高分子絮凝剂,成功应用在给水、工业废水以及城市污水的各种流程中,现已成为主流絮凝剂。

但是,无机高分子絮凝剂的相对分子质量和粒度以及絮凝架桥能力仍比有机絮凝剂差很多,且存在对进一步水解反应的不稳定性问题。

2.2有机高分子絮凝剂

与无机絮凝剂相比,合成有机高分子絮凝剂用量少,絮凝速度快,受共存盐类、介质pH及环境温度影响小,生成污泥量也少;而且有机高分子絮凝剂分子可带—COO、—NH—、SO3、—OH等亲电基团,可具链状、环状等多种结构,利于污染物进入絮体,脱色性好。一般有机絮凝剂的色度去除较无机絮凝剂高20%左右.目前应用较为广泛的是聚丙烯酰胺类。它能适应多种絮凝对象,用量少,效率高,生成的泥渣少,后处理容易。常与其它无机絮凝剂复配,如与氯化铝的复配使用。

但合成高分子絮凝剂其单体或水解、降解产物常常有毒,如聚丙烯酰胺(PAM)的单体,有神经毒性和致畸、致癌、致突变的“三致”效应。

2.3微生物絮凝剂

微生物絮凝剂是利用生物技术,从微生物或其分泌物提取、纯化而获得的一种安全、高效、能自然降解的新型水处理剂,至今发现具有絮凝性的微生物已超过17种,包括霉菌、细菌、放线菌和酵母菌等。它分为:

(1)直接利用微生物细胞的絮凝剂,如某些细菌、霉菌、放线菌和酵母,他们大量存在于土壤、活性污泥和沉积物中;

(2)利用微生物细胞壁提取物的絮凝剂,如酵母细胞壁的葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质和N-乙酰葡萄糖胺等成分;

(3)利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂,微生物细胞分泌到细胞外的代谢产物是细胞的荚膜和粘液质,除水外,其主要成分为多糖及少量多肽、蛋白质、脂类及其复合物。其中多糖在某种程度上可用做絮凝剂。

迄今为止,发现的絮凝效果最好的微生物絮凝剂是红平诺卡氏菌NOC-1。可用于畜产废水处理,膨胀污泥的沉降及纸浆废水(黑液)颜料废水等有色废水的脱色,效果显著。
虽然,对微生物絮凝剂的研究屡有报道,但大多处于实验室研究阶段,未走向工业应用。我国这方面的起步较晚,目前的研究仅限于菌种筛选。

成都生物研究所分离筛选初步获得6株微生物絮凝剂产生菌,用其发酵离心上清液对造纸黑液,皮革废水,偶氮染料废水,硫化染料废水,电镀废水,彩印制板废水,石油化工废水,造币废水及蓝黑水,碳素墨水等进行的絮凝试验表明,废水固液分离效果良好,COD去除率55%—98%,悬浮物,色度、浊度去除率90%以上。

上海大学环境科学系在污水处理厂的回流污泥及底泥中分离,筛选出3株絮凝剂产生菌.该菌株所产培养液可使土壤悬液浊度去除率达99%以上,使碱性染料废水COD去除率为70%左右,色度去除为92%左右。

目前,絮凝剂正向价廉实用、无毒高效的方向发展。有机高分子絮凝剂将逐渐取代目前被广泛使用的无机絮凝剂,另一方面,微生物絮凝剂具有使用稳定性、安全性、高效性及低耗性。是当今最具发展前途的絮凝之一。所以,未来的发展不仅要开发新型廉价高效的微生物絮凝剂,还要研究微生物絮凝剂与其他絮凝剂的配合使用。已有试验表明,二者配合使用,可以互补, 不仅可以提高絮凝效率,而且还可降低投加量。

3、杀生剂

杀生剂是在循环冷却水系统中,用以杀死微生物(菌藻)以阻止其大量繁殖致使冷却水系统中的金属设备发生腐蚀及事故,影响正常运行的水处理药剂。根据杀生机制分为氧化性杀生剂和非氧化性杀生剂。

3.1氧化性杀生剂

氯气是一种强氧化性杀生剂,其杀菌力强,价格低廉,使用较简单,是当今应用最广泛的杀生剂之一。但不适于碱性水处理。另外,它可能与水中有机物生成致癌物三卤甲烷,因而限制了它的应用。于是溴类、臭氧、二氧化氯相继为人们所重视。

溴类杀生剂主要有溴化钠、溴化海因、活性溴、溴化丙酰胺等。溴化丙酰胺是近年来开发出的一类氧化性杀生剂,其中2,2-二溴-3-氮川丙酰胺是一种非常有效的广谱杀生剂。随着冷却水pH值和温度的升高,它的半衰期迅速变短,对环境污染小。

臭氧具有十分优良的杀菌活性,剥离粘泥作用较强,同时还兼具缓蚀阻垢作用,用它处理循环冷却水,其浓缩倍数可达30~50。但由于成本较高,目前还未被广泛采用。
二氧化氯对细胞壁有较强的吸引和穿透能力,它对冷却水中存在的主要危害菌种如异养菌、铁细菌、硫酸盐还原菌等都有很好的杀灭作用。它的特点是用量少、高效、快速、药效持续时间长。如2mg/L的二氧化氯作用30s后就能杀死近100%的微生物;在pH为8.6,活菌数达71万个/ml的水中投加0.5mg/L的二氧化氯作用12h后,对异养菌的杀菌率保持在99%以上。另外,它能不受pH的影响,不与水中氨、有机胺类及酚类反应;不仅能杀死微生物,而且能分解残留的细胞结构,具有杀孢子和杀病毒的作用;适用于碱性水处理,对环境没有威胁。在我国,以前由于它的不稳定性限制了其推广应用。近年来,一些厂家已先后批量生产稳定性二氧化氯,南京某公司还推出了化学法二氧化氯发生器,其设计独特,操作简便,安全可靠。用二氧化氯取代氯气作为工业循环冷却水的杀生剂具有很多的优越性,特别是对于合成氨厂,化工厂和炼油厂的冷却水系统,由于系统中有机物和氨的含量高,需氯量大,pH值偏碱性,用二氧化氯取代氯气可以取得更好的经济、环境效益。

3.2非氧化性杀生剂

非氧化性杀生剂种类较多,应用较早的氯酚类因毒性大,易污染水体,渐渐被弃之不用。有机胺类使用也极少。

二硫氰基甲烷是使用较早的有机硫化物杀生剂。对于抑制藻类、真菌和细菌,尤其是硫酸盐还原菌十分有效。但不适宜在碱性冷却水系统中使用。

异噻唑啉酮是一类较新的有机硫化物杀生剂。该类杀生剂是通过断开细菌和藻类蛋白质的键而起杀生作用的,浓度为0.5mg/L时,即能有效地抑制冷却水系统中的藻类、真菌和细菌,具有广谱高效、作用时间长(0.5mg/L的加入量,使用5周后仍有效)、低毒、pH使用范围广、配伍性混溶性好、不起泡沫,并能阻止粘泥生成等优点。国外已广泛应用于冷却水处理中。

季铵盐杀生剂因其成本低,毒性小,且兼具缓蚀性。故得到广泛的应用,但使用中还存在易产生抗药性、费用增加,起泡,加重腐蚀等问题。鉴于此,新合成的十六烷基辛基二甲基溴化铵(168)和十六烷基癸基二甲基溴化铵(1610)两种双烷基季铵盐,改变了季铵盐的表面活性和分子稳定性,它产生的泡沫少,杀生活性也得以提高。

戊二醛具有高效广谱的杀菌灭藻作用,对生物粘泥也有一定的剥离作用。美国联合碳化物公司生产了系列戊二醛水处理杀生剂A515、A525、A530等,试验证明,A515对异养菌等具有明显的杀生作用,且药效持续时间长,72h后杀菌率仍有90%以上;它适用于碱性水处理,与磷系药剂具有良好的配伍性。武汉某公司近年推出戊二醛系列用于循环冷却水系统,效果明显。在对冷却水的推荐使用浓度下,戊二醛几乎没有毒性,它的水溶液本身会发生生物降解。随着社会环保意识的加强,戊二醛类杀生剂将大有发展前途。

开发新型杀生剂,要考虑价格、毒性,使用安全性,贮存稳定性、微生物耐药性等因素外,还应考虑杀生剂的复配间的协同效应,复配在一起,既能增强杀生能力,又能降低加药量。

4、水处理药剂的发展方向

4.1专用水处理药剂的开发

为了满足不同废水系统(如造纸废水、印染废水、食品加工废水等)的需要,专用性强,针对某一类化学物质的品种的研制与开发势在必行。

4.2多功能水处理药剂的开发

多功能水处理剂是水处理药剂研究的一个重要方面,这类新型水处理技术的出现,将开拓水处理剂的生产和应用范围,对化学法处理工业水的发展有重大的促进作用。
这方面的研究主要有:缓蚀-阻垢剂、絮凝-缓蚀剂、絮凝-杀菌剂、絮凝-杀菌-缓蚀剂、絮凝-缓蚀-阻垢剂等。

4.3绿色水处理药剂的发展

水处理药剂绿色化发展中,无毒、无害、易生物降解都是方向。最典型的绿色水处理药剂是近年来国内外开发的分散阻垢剂聚天冬氨酸(PASP)。PASP是合成的一种生物高分子。有良好的生物相溶性和可生物降解性。毒理学的研究揭示出聚天冬氨酸(PASP)无毒、无敏感或无突变的效果。

4.4高性价比的水处理药剂的开发

目前高性能的药剂价格普遍偏高,可通过寻找价廉易得的原料研制出高性能产品,也可通过加强对复配技术的研究,即添加廉价辅助剂,减少药剂的实际用量,同时保持净水效能而达降低成本的目的。

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共有记录91条
1 改性聚四氟乙烯膜在油田含油污水处理中的动电现象 蔺爱国 石油学报(石油加工) 2007/06
2 高浓度含氟含油污水处理 徐波 内蒙古科技与经济 2007/21
3 玻璃钢罐应用于含油污水处理站 戴颂周 油气田地面工程 2007/11
4 含油污水处理自动化技术 王向阳 油气田地面工程 2007/11
5 叶轮气浮机在含油污水处理中的应用 于振民 工业水处理 2007/09
6 含油污水处理中回收水池的设计 满秀红 油气田地面工程 2007/07
7 国内油田含油污水处理现状与展望 陈斌 科技信息(科学教研) 2007/17
8 含油污水处理技术 李波 辽宁化工 2007/01
9 克拉玛依油田高含硫含油污水处理技术试验研究 李凡修 石油天然气学报(江汉石油学院学报) 2006/06
10 化学助剂对含油污水处理效果的影响研究 郭春昱 石油规划设计 2006/05
11 塔中联合站含油污水处理 王钦平 油气田地面工程 2006/07
12 用于含油污水处理的气浮旋流耦合技术研究 白志山 环境污染治理技术与设备 2006/08
13 连铸机含油污水处理新工艺及其应用 葛平 工业水处理 2006/06
14 浅析含油污水处理工程改造 白生禄 铁道劳动安全卫生与环保 2006/03
15 油轮压舱含油污水处理技术分析 王兰菊 石油化工环境保护 2006/01
16 油田含油污水处理中膜技术的研究与应用 陈兰 精细石油化工进展 2006/02
17 连铸含油污水处理新工艺的研究 潘冠英 工业水处理 2006/03
18 膜分离技术在油田含油污水处理中的应用研究进展 蔺爱国 工业水处理 2006/01
19 电气浮含油污水处理工艺工业性试验研究 张登庆 环境污染治理技术与设备 2005/11
20 铁路某机务段含油污水处理站改造工程的技术措施 朱立鹏 地下工程与隧道 2005/04
含油污水处理技术
摘 要: 介绍常用的含油废水处理技术的原理、特点及其除油设备,综述含油污水的处理方法。
关 键 词: 含油废水; 技术; 污水处理方法
含油污水的产量大,涉及的范围广,例如石油开采、石油炼制、石油化工、油品贮运、油轮事故、轮船航运、车辆清洗、机械制造、食品加工等过程中均会产生含油污水。油污染作为一种常见的污染,对环境保护和生态平衡危害极大。当今油水分离技术较多,常用的方法有重力分离法、空气浮选法、粗粒化法、过滤法、吸附法、超声波法等技术,并且新的除油技术还在不断的研发中。本文从除油器的原理及方法方面加以介绍。
1 重力分离法
重力分离法是典型的初级处理方法,是利用油和水的密度差及油和水的不相溶性,在静止或流动状态下实现油珠、悬浮物与水分离。分散在水中的油珠在浮力作用下缓慢上浮、分层,油珠上浮速度取决于油珠颗粒的大小,油与水的密度差,流动状态及流体的粘度。它们之间的关系可用stokes 和Newton 等定律来描述。
1. 1 横向流除油器[1 ]
横向流含油污水除油设备是在斜板除油器的基础上发展起来的,它由含油污水的聚结区和分离区两部分组成。含油污水首先经过交叉板型的聚结器,使小分散油珠聚并成大油珠,小颗粒固体物质絮凝成大颗粒,然后聚结长大的油珠和固体物质通过具有独特通道的横向流分离板区,而从水中分离出来。在进行油水、固体物质分离的同时,还可以进行气体(天然气) 的分离。
1. 2 波纹板聚结油水分离器[2 ]
波纹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处而分离去除,其关键是在于借助哈真浅池沉淀原理,制成波纹板变间距变水流流线,过水断面是变化的,水流呈扩散、收缩状态交替流动,产生了脉动(正弦) 水流,使油珠之间增加了碰撞机率,促使小油珠变大,加快油珠的上浮速度,达到油水分离的目的。
1. 3 聚集型油水分离器[3 ]
奥地利费雷公司在世界上率先开发了CPS一体化波纹板式重力加速聚集型油水分离器。该波形板是费雷公司的专利产品,以聚丙烯为基础材料,内含多种添加剂,使其具有亲油而不粘油、抗老化是特点。波纹板一块一块地叠加起来的,间距一般为6 mm(当水中悬浮物含量较高时,可采用间距12 mm 的设计) 。
1. 4 高效仰角式游离水分离器[4 ]
将卧式和立式游离水分离器相结合,采用仰角设计,克服了立式容器内油水界面覆盖面积小和卧式容器油水界面与水出口距离短,分离时间不充分的缺点。来液进口位于管式容器的上行端,水中油珠能聚结并爬高上行至顶端油出口,而水下沉至底端水出口排出。该设备仰角小于12°,长18. 3 m ,直径为1 372 mm和914 mm两种规格。
2 过滤法过滤法是将废水通过设有孔眼的装置或通过由某种颗粒介质组成的滤层,利用其截留、筛分、惯性碰撞等作用使废水中的悬浮物和油分等有害物质得以去除。常用的过滤方法有3 种:分层过滤、隔膜过滤和纤维介质过滤。膜过滤法又称为膜分离法[5 ] ,是利用微孔膜将油珠和表面活性剂截留,主要用于除去乳化油和某些溶解油。滤膜包括超滤膜、反渗透膜和混合滤膜等。膜材料包括有机膜和无机膜两种,常见的有机膜有醋酸纤维膜、聚砜膜、聚丙烯膜等,常用的无机膜有陶瓷膜、氧化铝、氧化钴、氧化钛等。乳化油处于稳定状态,用物理方法或者化学方法很难将其分离。随着膜科学的飞速发展,膜过程处理乳化油污水已逐步被人们接受并在工业中应用。
3 离心分离法
离心分离法是使装有含油废水的容器高速旋转,形成离心力场,因固体颗粒、油珠与废水的密度不同,受到的离心力也不同,达到从废水中去除固体颗粒、油珠的方法。常用的设备是水力旋流分离器。旋流分离器在液固分离方面的应用始于19 世纪40 年代,现在较为成熟,但在油/ 水分离
领域的研究要晚得多。虽然液固分离与液液分离的基本原理相同,但二者设备的几何结构却差别较大。脱油型旋流分离器起源于英国。从20 世
纪60 年代末开始,由英国南安普顿大学MartinThe w 教授领导的多相流与机械分离研究室开始水中除油旋流分离器的研究,发明了双锥双入口
型液- 液旋流分离器。在试验过程中取得满意效果。随后,Young GAB 等人设计出的与双锥型旋流器具有相同分离性能但处理量要高出1 倍的单
锥型旋流分离器。经过几何优化设计,Conoco 公司提出了K型旋流分离器,对于直径小于10μm的油滴分离性能提高更加明显。由于旋流分离器
具有许多独特的优点,旋流脱油技术在发达国家含油废水处理特别是在海上石油开采平台上已成为不可替代的标准设备。
4 浮选法
浮选法,又称气浮法,是国内外正在深入研究与不断推广的一种水处理技术。该法是在水中通入空气或其他气体产生微细气泡,使水中的一些细小悬浮油珠及固体颗粒附着在气泡上,随气泡一起上浮到水面形成浮渣(含油泡沫层) ,然后使用适当的撇油器将油撇去。该法主要用于处理隔油池处理后残留于水中粒经为10~60μm 的分散油、乳化油及细小的悬浮固体物,出水的含油质量浓度可降至20~30 mg/ L 。根据产生气泡的方式不同,气浮法又分为加压气浮、鼓气气浮、电解气浮等,其中应用最多的是加压溶气气浮法。
5 生物氧化法
生物氧化法是利用微生物的生物化学作用使废水得到净化的一种方法。油类是一种烃类有机物,可以利用微生物的新陈代谢等生命活动将其分解为二氧化碳和水。含油废水中的有机物多以溶解态和乳化态,BOD5 较高,利于生物的氧化作用。对于含油质量浓度在30~50 mg/ L 以下、同时还含有其他可生物降解的有害物质的废水,常用生化法处理,主要用于去除废水中的溶解油。含油废水常见的生化处理法有活性污泥法、生物过滤法、生物转盘法等。活性污泥法处理效果好,主要用于处理要求高而水质稳定的废水。生物膜法与活性污泥法相比,生物膜附着于填料载体表面,使繁殖速度慢的微生物也能存在,从而构成了稳定的生态系统。但是,由于附着在载体表面的微生物量较难控制,因而在运转操作上灵活性差,而且容积负荷有限。
6 化学法
化学法又称药剂法,是投加药剂由化学作用将废水中的污染物成分转化为无害物质,使废水得到净化的一种方法。常用的化学方法有中和、沉淀、混凝、氧化还原等。对含油废水主要用混凝法。混凝法是向含油废水中加入一定比例的絮凝剂,在水中水解后形成带正电荷的胶团与带负电荷的乳化油产生电中和,油粒聚集,粒径变大,同时生成絮状物吸附细小油滴,然后通过沉降或气浮的方法实现油水分离。常见的絮凝剂有聚合氯化铝(PAC) 、三氯化铁、硫酸铝、硫酸亚铁等无机絮凝剂和丙烯酰胺、聚丙烯酰胺( PAM) 等有机高分子絮凝剂,不同的絮凝剂的投加量和pH 值适用范围不同。此法适合于靠重力沉降不能分离的乳化状态的油滴和其他细小悬浮物。
7 吸附法
吸附法是利用亲油性材料,吸附废水中的溶解油及其他溶解性有机物。最常用的吸油材料是活性炭,可吸附废水中的分散油、乳化油和溶解油。由于活性炭的吸附容量有限(对油一般为30~80 mg/ g) ,成本高,再生困,一般只用作含油废水多级处理的最后一级处理,出水含油质量浓度可降至0. 1~0. 2 mg/ L 。1976 年湖南长岭炼油厂在废水处理中就采用了活性碳吸附进行深度处理。国内外对于新型吸附剂的研制也取得了一些有益的成果。研究发现,片状石墨能吸附由海上油轮漏油事件释放的重油并易于与水分离。吸附树脂是近年来发展起来的一种新型有机吸附材料,吸附性能好,再生容易,有逐步取代活性炭的趋势,有越来越多的业内人士研究高效吸油树脂的合成与应用[6 ] 。有研究表明,采用丙纶吸油材料从油工业废水中吸附分离和回收油类物质,可根据废水的初始状况、最终要求、水流流量等因素,选用合适的净化方法。此外,煤灰、改性膨润土、磺化煤、碎焦碳、有机纤维、吸油毡、陶粒、石英砂、木屑、稻草等也可用作吸油材料。吸油材料吸油饱和后,根据具体情况,再生重复使用或直接用作燃料。
8 粗粒化法
粗粒化法是利用油、水两相对聚结材料亲和力相差悬殊的特性,油粒被材料捕获而滞留于材料表面和孔隙内形成油膜,油膜增大到一定厚度时时,在水力和浮力等作用下油膜脱落合并聚结成较大的油粒。由斯托克斯公式可知,油粒在水中的浮升速度与油粒直径的平方成正比。聚结后粒经较大的油珠则易于从水中被分离。经过粗粒化的废水,其含油量及污油性质并无变化,只是更容易用重力分离法将油除去。
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术,是当今普遍认为高效的除油技术。高效除油器是将上述多种高效除油技术于一体的高效合一除油器,
其总体结构设计成卧式,由旋流(涡流段) 粗粒化段及斜板除油段组成。它不仅可提高除油效率,且方便操作、减少占地。根据江汉油田采出水特
性,采用两段粗粒化及两段斜板除油,在进口ρ(油) ≤1 000 mg/ L 时, 出口达到后续处理设备(过滤器) 的进口要求ρ(油) ≤30 mg/ L 。
8. 2 EPS 油水分离技术[8 ]
EPS 油水分离器是一种高效、先进的油水分离装置。它融合了当今先进的板式除油和粗粒化聚结技术,集污水的预处理、油水分离以及二次沉淀和油的回收于一体;具有安装运行费用省、油水分离效果好,操作维护容易等特点,是立式除油罐、斜板除油装置(如美国石油协会的除油装置(API) 、波纹板斜板除油装置(CPI) 、平行斜板除油装置( PPI) 等的更新替代产品。EPS 油水分离器目前已在韩国、美国、波兰、印度、泰国、中国等国家有了实际的应用,污水处理效果普遍良好。
9 声波、微波和超声波脱水技术
声波可加速水珠聚结,提高原油脱水效率;超声波可降低能耗和减少破乳剂用量;而微波在降低乳状液稳定性的同时,还可加热乳状液,进一步促进水滴的聚结,在解决我国东部老油田因三采等引起的原油性质复杂的深度脱水问题方面具有很好的应用前景。
微波是指频率为300 MHz~300 GHz 的电磁波[9 ] 。微波水处理技术是把微波场对单相流和多相流物化反应的强烈催化作用、穿透作用、选择性供能及其杀灭微生物的功能用于水处理的一项新型技术。
超声波是一种高频机械波,其频率一般2 ×104~5 ×108 Hz 之间,具有能量集中、穿透力强等特点。超声波在水中可以发生凝聚效应、空穴或空化效应[10 ] 。当超声波通过含有污水的溶液时,造成微小油滴与水一起振动。但由于大小不同的粒子具有不同的相对振动速度、油滴将会相互碰撞、粘合,使油滴的体积增大。随后,由于粒子已变大、不能随声波振动了,只作无规则运动。最后水中小油滴凝聚并上浮,油水分离效果良好。超声处理乳化油污水时,必须以先通过实验,以确定最佳的声波频率,否则可能出现超声粉碎效应,影响处理效果。目前,国内外学者利用超声波技术降解水中的污染物已多达几十种,但所研究的对象多为单组分模拟体系,而实际污水中常含有多种污染物,因此超声波技术在实际污水处理中的适用性如何还有待进一步的研究。此外,目前有关利用超声波技术降解水中污染物的研究大多属于实验室阶段,且由于声化学反应过程的降解机理、反应动力学及反应器的设计放大等方面的研究开展得很不充分,目前还难以实现工程化。
10 超声/ 电化学联用技术[9 ]
利用超声的空化效应,可在电化学反应中使电极不形成覆盖层,避免电极活性下降;超声空化效应还有利于协同电催化过程产生·OH ,而使污水中的污染物的分解加速;超声还可使有机物在水溶液中充分分散,从而大幅度提高反应器的处理能力。Mizera 等在电解氧化处理含酚废水时发现,无超声存在时,只有50 %的分解率,若使用25 kHz、104 W/ m2 的超声波处理时,酚的分解率会提高到80 %。刘静等利用超声/ 电化学联用技术
对印染废水的处理表明,在超声波和电场的协同作用下,废水的脱色率大大高于单独使用超声波时的脱色率。

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