扬中一体化重金属污水处理设备--省时省力

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近年来，随着工业和经济的发展，废水的种类和数量越来越多，人们的环保意识越来越强，而废水处理问题人们越来越关注，并成为环境保护的一个重要研究课题。在废水处理过程中，混凝沉淀是一种重要的预处理工艺。所以，开发和选择高效絮凝剂是水处理技术的关键步骤。在众多絮凝剂中，聚氯化铝(PAC)是一种高效无机高分子絮凝剂，由于其混凝能力强、用量少、净水效率高、适应性强、稳定性好等优点，它在水处理领域得到了广泛的应用。

　　1、聚合氯化铝概述

　　聚氯化铝(PAC)不是单一的形式，而是包括单体和聚合物，并按一定比例的多态物质，即Al3+与Al(OH)3之间的一系列亚稳态物质。化学式为[Al2(OH)nCl6-nLm]，其中m为聚合度，n为PAC产物的中性度。颜色为黄色或淡黄色、深褐色、深灰色树脂固体。具有喷雾干燥稳

　油田含油污水的性能与油井的流体性能接近，将其注入到油层中，与油层流体的配伍性好，不会产生沉淀，也不会给储层带来严重的伤害。因此，考虑将油田含油污水进行分离处理，使其水质达到注入水的标准后，经过注水泵加压后，注入到油层中，实现水驱的开发状态。

　　油田含油污水中含有油，而且水的矿化度高，极易产生结垢的现象，影响到油田油气水分离处理工艺的顺利实施。含油污水的矿化度高，含有各种成分，包括离子和非离子成分，以及含有腐蚀性的介质，对油田生产管道和设备具有严重的腐蚀性，影响到油田生产装备的使用寿命。含油污水中含有多种细菌和悬浮颗粒，悬浮固体的存在，严重影响着油井的产能，会堵塞油层的孔隙，影响到储层的渗透能力，给油田生产带来不利的影响。含油污水中有多种气体，硫化氢、二氧化碳等，对人体造成不同程度的伤害，需要采取最佳的技术措施，除去其中的有毒有害的成分，才能促使油田含油污水成为绿色环保的材料，为后续对于油田生产提供帮助。

　　为了合理解决含油污水中的堵塞成分，对含油污水进行除油和除去悬浮颗粒的设计，选择和应用最佳的工艺技术措施，提高含油污水处理的效率。如含油污水处理技术措施划分为物理分离处理技术措施，化学分离处理工艺技术措施，微生物分离处理的技术措施等，使其水质达到更高的标准，真正实现了含油污水的回收利用效果，满足油田废物回收利用的技术要求。

　　二、含油污水处理技术措施

　　依据油田含油污水的特点，选择和应用最佳的含油污水处理技术措施，尽可能降低含油污水处理的成本，使其水质达到更高的标准，为油田注水提供依据。

　　1、重力分离处理技术措施。

　　油水依靠密度的差异性，而实现油水的分离处理的效果。同时依靠重力作用，将原油中的悬浮颗粒除去，提高含油污水的水质标准，使其达到注入水的标准后，通过注水泵加压，进入到注水干线，实现了水驱的开发效率。

　　依据重力分离的作用，设计横向流的除油器，将含油污水中的油珠颗粒分离出来，降低含油污水中的含油量。在斜板除油器的基础上，经过对容器内部结构的升级改造，使其降低液流的速度，促使液流达到重力沉降分离的条件，而将含油污水中的油分离出去，同时将含油污水中的固体颗粒除去，提高水质的标准，而将其注入到油层，实施水驱的开发状态，提高单井的产量，满足油田开发的经济性要求。

　　波纹板聚结除油器的使用，结合沉降池的作用原理，促使水流的碰撞几率增大，而实现含油污水的净化处理的效果。高效游离水分离器的使用，将原油中的游离水分离处理，经过深度的含油污水处理，提高水质的标准，而将更多的含油污水净化处理，达到含油污水再利用的技术要求。

　　2、过滤处理技术措施。

　　对含油污水进行过滤处理，经过一定时间的开发和研究，建立膜分离处理工艺程序，选择和应用最佳的膜材料，将含油污水中的各种杂质成分除去，提高了含油污水处理的标准，促使处理后的含油污水达到更高的标准，满足油田注水的需要。

　　膜分离处理技术措施属于膜分离的方式，选择和应用最佳的膜材料，利用微孔隙膜片的作用，将油珠颗粒和表面活性剂截留，除去其中乳化油。对膜材料进行分析和研究，选择和应用的膜材料，同时对膜的材料进行优化，降低膜分离技术的应用成本，使其满足油田含油污水处理的技术标准，不断提升膜分离处理技术的应用效果

　　3、气浮选除油技术措施。

　　针对含油污水中的含油量的不同，选择和应用不同的气浮选设备，应用空气或者天然气的流动状态，形成稳定的气泡，在气泡上浮的过程中，携带油珠颗粒上浮，经过收油槽将油珠颗粒回收，进入到油气分离处理系统，作为油田产量的一部分，而被油田利用起来。

　　油田生产现场经常应用的方法为加压溶气气浮的技术措施，给气体加压处理，依靠气泡轻在液体中总是上浮的原理，气泡在上升的过程中，携带油珠颗粒，而将含油污水中的油珠颗粒除去，降低含油污水的含油量，使其达到标准的规定。

　　4、声波、微波及超声波脱水技术措施。

　　随着油田含油污水处理技术的不断进步，先后研制的微生物处理技术措施，借助于微生物分解氧化有机物的特点，将含油污水中的油珠颗粒除去，提高污水除油处理的效率，尽可能降低微生物的需求量。保证微生物脱水处理达到的状态，获得最佳的水质处理的效果。

　　声波的作用能够加速水滴的聚结，提高原油脱水处理的效率，同时减低破乳剂的用量，相应地降低化学药剂的使用量。在使其达到注入水的水质标准后，降低了注入水的堵塞程度，而保证油田注水的顺利实施，达到水驱的开发效率。

定性好，对水适应性广，水解快，吸附能力强，明矾大，沉淀质量快，出水浊度低，脱水性能好等诸多特点。所以，聚合氯化铝也被称为高效聚合氯化铝、高效PAC或高效喷雾干燥聚合氯化铝。适用于各种浑浊度的原水，具有广泛的酸碱度范围。

　　2、实验部分

　　2.1 主要原料与仪器

　　铝酸钙粉，浓盐酸，精密电子天平AL104，YHCOD-100全自动COD消解回流仪，IRPrestige-21型红外光谱仪，E201-CpH计，ZR4-6型凝固实验机，分析仪liquidTOCⅡ，HACH2100Q浊度计。

　　2.2 制备方法及优化的制备条件

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　取10.0g铝酸钙粉，放入锥形烧瓶中，加入一定量的盐酸，将锥形烧瓶在100℃下回程计上自动消解加热反应时间，将产品取出并转移到烧杯中，静置片刻，然后过滤，上清液为聚氯化铝产品。

　　考察了盐酸用量、反应温度和聚合时间对产物性能的影响，确定了最佳的制备条件是：铝酸钙粉10.0g，盐酸用量为35.0mL，温度为100℃，聚合时间为2.5h，合成产物氧化铝含量为10.6%，碱度为92.6%。2.3红外光谱分析自制的聚氯化铝置于真空干燥箱内，在55℃左右干燥，用kbr压片法测定了400~4000cm-1范围内的聚氯化铝的红外光谱。

　　3、结果与讨论

　　3.1 红外光谱分析

　　合成产物的红外光谱在3001~3680cm-1范围内具有很强的宽吸收峰，这是由于样品中吸附水分子中与铝离子相连的-OH基团和吸附水分子中的-OH基团的拉伸振动引起的吸收峰，-OH在1600~1700cm-1波数之间的水分子弯曲振动产生典型的吸收峰，表明合成的产物可能含有结构水和吸附水，并具有羟基结构。此外，在1000~927cm-1处有较弱的吸收峰，而在663~500cm-1处有较强的吸收峰，表明合成产物中存在聚合铝。

　　3.2 水处理混凝实验

　　实验取1.0L水样，搅拌参数调整如下：400r/min为30s，150r/min为3min，60r/min为7min。搅拌后静置30min，取本品，测定浊度和TOC。本研究使用的絮凝剂优化了含钙聚氯化铝的制备条件。

　　3.2.1 用量对浊度和TOC去除率的影响

　　不调整水样pH值，絮凝剂用量为10.0、20.0、30.0、40.0、50.0、60.0、70.0mg/L。实验结果表明，随着掺量的增加，残余浊度先快速下降后略有增加，TOC的去除增加后逐渐减小。其原因是在一定范围内，随着絮凝剂用量的增加，絮凝剂的电中和能力和吸附能力增加，残余浊度降低，TOC去除率增加。若絮凝剂用量过大，胶体的电荷发生反转，产生胶体间的斥力，使水中的胶体颗粒再次稳定，出现反转失稳现象，从而使絮凝效果变差。若添加量为40.0mg/L，培养基的残留浊度小于1NTU，TOC去除率为42.3%。因此，在实验条件下，最佳剂量为40.0mL。

　　3.2.2 pH值对浊度和TOC去除率的影响

　　当剂量为40.0mg/L时，调整后的水样pH值分别为5.0、6.0、7.0、9.0、10.0。实验结果表明，pH值在6.0~9.0时，残余浊度小于1NTU。水样pH值对TOC的去除率有很大的影响。pH值为6.0~10.0时，TOC去除率约为30.0%，当pH值为8.00时，TOC去除率为41.2%。其原因是pH值过低时，水的阳离子越多，混凝剂的中和能力降低，进而降低了混凝效果，随着pH值的增加，絮凝剂水解形成的低荷电正极多核络合离子或金属化合物凝析液对不稳定颗粒具有键桥作用，使胶体颗粒聚集沉淀，从而降低剩余浊度，TOC去除率提高，若pH值过高，絮凝剂易水解，其效果较差。测试水样pH值为8.0，因此，无需调整水样的pH值，可达到去除浊度和TOC的良好效果。