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關鍵詞:聯(lián)合站集輸 節(jié)能
一、概況
呼一聯(lián)合站主要負擔著原油脫水集輸、油井摻水、注水等任務。站內主要消耗的能源為天然氣及電能。燃氣發(fā)電站發(fā)電和加熱爐燃燒使用的主要燃料為天然氣,為加熱介質提供熱能。各種機泵主要消耗電能,為輸送介質提供機械能。所以在集輸系統(tǒng)節(jié)約能源,主要途徑為降低天然氣及電能的消耗。
二、脫水崗節(jié)能途徑
1.工藝現(xiàn)狀
脫水崗負責來油脫水工作,主要設備有:油氣分離器1臺、三相分離器1臺、除油器1臺、四合一組合裝置1臺、相變高效加熱爐2臺、電脫水器1臺、真空變相加熱爐2臺、脫水泵2臺。呼一聯(lián)脫水站采用兩套含水油脫水工藝,一套為熱化學脫水工藝(高效三相分離器),另一套為電化學脫水(四合一+電脫水器)。
熱化學脫水工藝是采油隊來油在油閥組和破乳劑混合后進入油氣分離器預分離后,含水原油經預熱加熱升溫后,進入三相分離器,經過脫油、脫水、脫氣的處理,天然氣進入除油器在進入干燥器進行處理后一部分輸送到燃氣發(fā)電機組,一部分用于站內加熱爐和摻水自耗,剩余部分經火炬燃燒后排放到大氣中,生成含水低于0.25%的原油,進入凈化油罐,污水直接進入污水沉降罐。
電化學脫水工藝是采油隊來油在油閥組和破乳劑混合后進入油氣分離器預分離后,含水原油經預熱加熱升溫后,進入四合一裝置進行緩沖、沉降、分離后,含水在15-30%的含水油靠裝置本身的壓力將原油經過脫水泵輸送到電脫水器,進行電化學脫水器二次脫水,天然氣進入除油器在進入干燥器進行處理后一部分輸送到燃氣發(fā)電機組,一部分用于站內加熱爐和摻水自耗,剩余部分經火炬燃燒后排放到大氣中,生成含水低于0.25%的原油,進入凈化油罐,污水直接進入污水沉降罐。
2.節(jié)能途徑
2.1減少電化學脫水工藝的使用頻率
2.1.1四合一裝置與三相分離器水出口污水含油對比
應用熱化學脫水工藝流程可以避免浪費電能的情況,而且熱化學脫水工藝流程在三相分離器分離油、氣、水的過程中液位比四合一裝置穩(wěn)定,經過分離出的污水含油較低。
2.1.2減少使用頻率后的經濟效益對比
(1)節(jié)省了電脫水器的電能消耗。有1臺脫水器運行,運行電壓按350V,運行電流按80A,電費按0.46元/KWh計算,減少使用頻率后全年共節(jié)省電脫水器用電費22.3萬元。
(2)減少了脫水泵的動力消耗。以前脫水泵每月平均運行400h,脫水泵的電機功率為22kw,減少使用頻率后每年可以節(jié)約電費3.3萬元。
在停用電化學脫水工藝流程后,不但能減少電能的消耗,而且還能降低污水含油,并且保持外輸含水平穩(wěn)。
2.2.調節(jié)加熱爐溫度
油閥組來油溫度一般在31-35℃之間,溫度變化不大,油氣分離器出口溫度也保持在35℃左右,要降低加熱過程中天然氣的消耗,主要應該根據(jù)季節(jié)變化控制加熱爐的溫度。
從4月開始,在不改變原油破乳劑加藥量的情況下,真空相變加熱爐溫度由75℃下降至60℃,三項離器運行良好,脫后含水均能達到0.16%,符合外輸要求。但進入冬季后,由于氣溫的下降,采油隊來液溫度變低導致油水分離效果差,所以要提升真空相變加熱爐的溫度,把加熱爐溫度提升到70℃,三項分離器正常運行。因此,要實現(xiàn)節(jié)能,真空相變加熱爐溫度可采取冬夏分別控制在70℃及60℃,不但保證三相分離器運行正常還能降低加熱爐天然氣的消耗。
三、摻水崗節(jié)能途徑
1.工藝現(xiàn)狀
摻水崗主要設備有摻水泵3臺、摻水加熱爐2臺、污水泵2臺。摻水流程是摻水流程是污水經摻水泵加壓進入摻水加熱爐加熱、分區(qū)計量后,進入摻水管網,供水流程是污水經污水泵加壓后直接進入含油污水處理站進行處理,進入注水管網。
2.節(jié)能途徑
2.1節(jié)氣途徑
由于摻水加熱爐能夠根據(jù)控制面板設定的溫度自動啟停,當運行參數(shù)不合理時,就會導致?lián)剿訜釥t在運行過程中頻繁啟停,縮短點火系統(tǒng)和控制系統(tǒng)元件的使用壽命,從而增加故障停機率。所以在運行中,需要根據(jù)摻水量和換熱溫差的不同,合理調整摻水爐的運行數(shù)量,合理設定控制面版溫度,確定出合理運行參數(shù),達到節(jié)能的目的。
2.2節(jié)電途徑
如果摻水泵只能工頻運行,摻水壓力的調節(jié)需要用泵出口閥來控制,通過調節(jié)泵出口閥開度,增加或減小流量與揚程,從而達到調節(jié)摻水壓力、流量的目的。這種調節(jié)方法容易造成摻水量和摻水壓力的波動,如果摻水管線腐蝕較重,很可能發(fā)生管線穿孔,影響正常生產,在冬季,造成的損失更大。改用變頻控制后,能夠調節(jié)電動機的轉速,由比例定律可知,當離心泵的轉速發(fā)生改變時,其特性曲線也隨之發(fā)生變化,關系為:
Q1/Q2=n1/n2;
H1/H2=(n1/n2)2;
N1/N2=(n1/n2)3。
式中:Q1、H1、N1、n1是離心泵原來的流量、揚程、功率、轉數(shù);Q2、H2、N2、n2是改變轉數(shù)后離心泵的流量、揚程、功率、轉數(shù);因此,利用變頻技術在合理范圍內調節(jié)摻水泵轉速,就可以得到不同的壓力、流量,調節(jié)過程平穩(wěn)。由離心泵的比例定律N1/N2=(n1/n2)3看出,轉速改變,功率也改變,耗電相應變化。在摻水量和摻水溫度相同狀態(tài)下,變頻泵與工頻泵同時運行比兩臺工頻泵同時運行節(jié)電1000kwh/d。
四、結論
實現(xiàn)呼一聯(lián)合站集輸系統(tǒng)的節(jié)能降耗,首先要降低天然氣消耗,不但應控制好加熱爐的加熱溫度,還應降低電能消耗,合理利用變頻技術,提高各類油水機泵的運行效率。
參考文獻:
關鍵詞:油氣集輸行業(yè) 工藝技術現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢
油氣集輸時的生產工作與開采石油時的鉆井、勘探、修井、測井以及采油等生產工藝過程都是有很大的不同的,它的主要特點是生產時的油田點多,面廣并且線很長,同時進行油田集輸?shù)纳a作業(yè)是還伴隨著高溫高壓、易燃易爆、有發(fā)生火災的危險性、生產作業(yè)有很強的連續(xù)性以及工藝流程十分復雜的缺點,所以隨著油田開采技術的不斷進步和發(fā)展,人們也更加的重視油田集輸?shù)纳a工作了,同時油田集輸工藝水平的高低對開發(fā)油田的整體的技術工藝水平也是有著至關重要的影響的。
一、油氣集輸行業(yè)的技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
1.油氣水多相混輸工藝技術
長距離的油氣混輸工藝技術是一項較為先進的工藝技術,目前也基本上被發(fā)達國家廣泛使用,從上個世紀八十年代開始,歐洲的德國、英國以及法國等國家就開始對這些技術進行了大量的研究和分析,要想真正的應用多相混輸工藝技術,就必須將其與電熱技術相互配合,如果真正的應用此技術,在進行油氣集輸工作是也會大大降低工程的成本并且簡化其工藝流程,因此多相混輸技術油氣集輸領域中比較有發(fā)展前景的一項技術。
大慶油田是我國在油氣集輸行業(yè)中技術最為先進的油田,但是其混輸工藝的技術以及其在集輸設備的研發(fā)中與歐美的先進國家仍是有著不小的差距的。
2.原油集輸工藝
在許多高凝原油以及高含蠟的油田中,我國使用較為廣泛的油氣集輸工藝主要是加熱工藝、單井集中計量工藝、多級布站工藝、大站集中處理工藝以及單雙管集油的工藝技術,其中華北油田以及遼河油田就是比較有代表性的。
大慶油田是我國各項技術都處理領先地位的油田,因此在集輸工藝集輸方面大慶油田也要更加的先進于其他的油田。目前,我國的油田已經逐步的走到高含水后期的階段,因此油氣集輸行業(yè)的發(fā)展趨勢也是應利用高含水期原油具備很強的流變性的特點,在不斷簡化集輸工藝技術的同時,在常溫的狀態(tài)或是低溫的狀態(tài)下進行輸送工作。
3.原油脫水技術
在一些具有高含水性的油田中,兩段脫水工藝是最主要的集輸工藝技術,第一段是游離脫水的過程,其主要是采用聚結脫水和大罐沉降的方式進行脫水,而第二段則是電脫水的過程,其主要采用的方式是利用豎掛電極和平掛電極進行交流電和直流電復合的方式進行脫水。而在我國的勝利以及塔里木等高含水性但是低粘性和低凝性的油田中,主要采用的脫水方式是熱化學脫水工藝。
在對原油進行脫水處理的研究上,美國以及俄羅斯等國外的發(fā)達國家對其較為重視,其不但在原油脫水中間過渡層的研究上面取得了一定的成果,同時也研究出了專門的處理的技術措施。目前在對原油進行脫水處理方面的研究趨勢是研制高效游離水脫除器,這種儀器能夠更好的利用原有高含水性的特點,降低游離水脫除設備的成本的規(guī)模,同時也提高了脫除游離水的工作效率。
二、油田生產公司的技術現(xiàn)狀分析及攻關方向
1.油田生產公司集輸工藝存在的主要問題
現(xiàn)階段,我國對油田的開發(fā)建設已經有了明顯的進步,我國的大部分的產油區(qū)也都已經到了高含水的開發(fā)階段,而主力油田的挖潛效果都已經逐漸變差,導致了采油成本越來越高,但是卻沒有達到想要穩(wěn)產的效果,同時以建設的采油的設施也有了老化的趨勢,因此采油的效率越來越低,耗能卻在逐年的提高。而油田公司的集輸系統(tǒng)也存在的一定的問題:(1)當油田進入到極高的含水階段時,原油中的油水分離的特性就會產生變化,這就導致了現(xiàn)階段被廣泛采用的游離水的沉降溫度、脫水工藝以及沉降時間等技術都出現(xiàn)了不適應性。而原油的特性出現(xiàn)的變化也導致了油氣集輸?shù)墓に嚰夹g也與油田的節(jié)能要求產生不適應性。(2)油田的產能建設所產生的效益也越來越差了,因此降低生產成本和投資規(guī)模就顯得很關鍵了,但這也是很困難的,如何利用現(xiàn)有的設施簡化工藝模式,并且優(yōu)化規(guī)劃設計,也是當前面臨的主要問題。(3)目前三元復合驅等三次采油技術已經不斷的發(fā)展,這也對地面技術提出了更高的要求。雖然我國的三次采油聚合物配注以及采出液處理技術是出于世界領先地位的,但是其工程量大、成本高、工藝復雜以及新工藝的需求仍是存在的主要問題。
2. 油田生產公司集輸工藝的攻關方向
我國油田的可持續(xù)發(fā)展仍是將來石油行業(yè)的發(fā)展趨勢,而從我國油田的實際情況來看,內部研發(fā)攻關以及引進先進技術是下一個階段的主要攻關方向,油氣集輸行業(yè)的工作者應當認清形勢,明確方向,同時相關部門應積極配合,加大對科研工作的支持和投入,這樣才能真正提高油田的關鍵技術水平。因此油氣集輸行業(yè)的下一步攻關方向應為:簡化集輸?shù)墓に嚒Mㄟ^對新建成的產能井投資效果變差問題的研究,充分發(fā)掘這些設施的潛力,從而簡化油氣集輸?shù)墓に嚹J?,達到降低成本的目的;研究油水高效處理技術。我國目前的油氣集輸系統(tǒng)仍存在數(shù)量過多、體積過大、效率過低的問題,因此必須研究更為高效的游離水脫離以及化學脫水技術,這樣才能真正的提高處理的效率,改善油水的處理效果;探索節(jié)能的新途徑。
通過以上的論述,我們對油氣集輸行業(yè)的技術現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢以及油田生產公司的技術現(xiàn)狀分析及攻關方向兩個方面的內容進行了詳細的分析和探討。我國的油氣技術行業(yè)的工藝技術是存在著一定的問題的,石油行業(yè)的所有工作者必須明確研究的方向,通過引進先進技術以及內部研發(fā)攻關等措施積極的解決問題,只有這樣才能真正的確保石油行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,油氣集輸行業(yè)也才能更好的發(fā)展起來。
參考文獻
[1]薛二麗.油氣集輸工藝流程探討[J].中國高新技術企業(yè),2012.
關鍵詞:電鍍廢水回用 超濾 反滲透
中圖分類號:X703文獻標識碼: A 文章編號:
廣東某電鍍廠,在生產過程中按照廢水處理工藝要求分流,主要分為6股,分別為混排廢水、含鉻廢水、含氰廢水、含鎳廢水(含化學沉鎳廢液)及焦銅廢水,綜合廢水、前處理廢水,處理后的廢水作為回用水的進水。經過回用水系統(tǒng)處理后的廢水再回用到生產線,如前處理的清洗工序,(除油除蠟后清洗工序)、熱鍍鋅酸洗件清洗水,電鍍間的清洗工序,電鍍銅、化學銅清洗工序,電鍍鎳、化學鎳清洗工序,鍍鉻、鍍鋅清洗工序,鈍化后清洗工序。
一、工程設計
設計進出水量、水質
廢水處理進水總量為800m3/d,每天運行時間為20小時,其中經過多介質過濾+超濾+活性炭吸附后回用的水量為160 m3/d,再經過反滲透深度處理后回用的水量為400 m3/d,其余240 m3/d的膜濃度廢液再經過廢水處理后達標排放,回用率為70%。
工程設計的進水水質如下:
表1
工程設計的出水水質如下:
超濾產水供水系統(tǒng)的水質:
工藝流程
本工程的工藝流程圖如下:
圖1 工藝流程
多介質過濾器
多介質過濾器用來去除水中的懸浮物、膠體、懸浮物、有機物,濾除經廢水加藥后所形成的礬花和原水帶來的顆粒,使預處理出水達到反滲透進水要求。
袋式過濾器
該工程采用精度為50μm的袋式過濾器,并安裝在沙濾塔之后,其主要作用是截留顆粒物質,防止其進入超濾系統(tǒng)并造成不可逆的損害。
超濾裝置
超濾是一種與膜孔徑大小相關的篩分過程,以膜兩側的壓力差為驅動力,以超濾膜為過濾介質,在一定的壓力下,當原水流過膜表面時,超濾膜表面密布的許多細小的微孔只允許水及小分子物質通過而成為透過液,而原水中體積大于膜表面微孔徑的物質則被截留在膜的進水側,成為濃水,因而實現(xiàn)對原水的凈化、達到分離和濃縮的目的。
活性炭吸附
本工程使用活性炭過濾器,主要是為了去除水中的有機物,氧化性物質。防止后級反滲透膜受其氧化降解,出現(xiàn)不可恢復的損壞,同時還吸附從前級泄漏過來的小分子有機物等污染性物質,進一步降低反滲透進水的污染物含量以及濁度。
保安過濾器
保安過濾器內部裝過濾濾芯(例如PP棉),主要用在多介質預處理過濾之后,反滲透、超濾等膜過濾設備之前,用來濾除經多介質過濾后的細小物質(例如微小的石英沙,活性炭顆粒等),以確保水質過濾精度及保護膜過濾元件不受大顆粒物質的損壞。
反滲透裝置
反滲透又稱逆滲透,一種以壓力差為推動力,從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。對膜一側的料液施加壓力,當壓力超過它的滲透壓時,溶劑會逆著自然滲透的方向作反向滲透。從而在膜的低壓側得到透過的溶劑,即滲透液;高壓側得到濃縮的溶液,即濃縮液。反滲透膜能截留水中的各種無機離子、膠體物質和大分子溶質,從而達到脫鹽效果。
主要設備
本工程的主要設備表如下:
表1 工程設備
二、回用水工程建設投資主要經濟指標及運行費用
回用水工程建設投資主要經濟指標如下表2:
表2主要經濟指標表
回用水工程運行費用如下表3:
表3運行費用表
三、運行監(jiān)測結果
該廠的反滲透系統(tǒng)運行半年來日常監(jiān)測結果如下表
表4回用水進出水水質大致情況表
四、結論
電鍍廢水生產過程冗長繁雜,生產線上的不種工序廢水水質都相差很大。處理好廢水首先要做好廢水分流,后續(xù)處理才能穩(wěn)定達標,節(jié)省藥劑投加量。
該廢水及回用系統(tǒng)工程運行半年以來,廢水排放情況穩(wěn)定達標,超濾生產的回用水能達到電鍍前處理工序的水質要求,電鍍后的工件質量達到業(yè)主要求,反滲透生產的回用水水質也優(yōu)于設計前的目標,直接回用到電鍍件工序沒有質量問題出現(xiàn)。
參考文獻
[1]鄢豪.電鍍廢水膜法(RO-NF)回用研究[M].浙江大學,2011
關鍵詞:凈水廠;處理工藝;設計
中圖分類號:S611文獻標識碼: A
引言
為解決因人口增長帶來的水資源供需矛盾,本文針對唐山市自來水公司凈水廠二期工藝設計進行了分析,在分析該市供水缺口、水源水質及地形特征的基礎上,決定改進新建水廠的工藝設計。經比選研究,在2007年進行的工藝改造中中選用“V”型濾池可減少反沖洗水量,降低水廠運行成本;在優(yōu)化排泥水處理工藝上,將排泥水與反沖洗排水排入同一收集系統(tǒng),可有效減少泥沙排放影響,對保護當?shù)厮Y源具有積極意義。
一、凈水廠工藝設計
某凈水廠工藝設計的內容主要包括凈水工藝設計和排泥水處理工藝設計。
1、凈水工藝
其水源為陡河水庫,水質基本符合《地表水環(huán)境質量標準》(GB3838-2002)的基本項目標準值II類水體和《生活飲用水水源水質標準》(CJ3020-93)一級標準的要求。原水有機污染物較少,凈水廠主要去除對象為原水中的懸浮物(濁度),因此凈水工藝采用目前較為常用的成熟工藝(詳見圖1)。
圖1凈水處理工藝流程
由圖1可知,凈水處理工藝包括水力混合、網格絮凝、斜管沉淀、均質過濾和液氯消毒等。其中,濾池采用新型重力式快濾池―――“V”型濾池?!癡”型濾池為恒水位等速過濾,采用均粒徑石英砂濾料,濾料厚度比普通快濾池厚,截污量也比普通快濾池大,故濾速較高,過濾周期長,出水效果好。濾池沖洗兼有待濾水的表面掃洗、氣墊分布空氣和專用的長柄濾頭氣水分配等工藝,其具有反沖洗徹底、易實現(xiàn)全自動控制、高效節(jié)能、出水水質穩(wěn)定等優(yōu)點?!癡”型濾池池體結構比較復雜,尤其是沿池長方向布置的“V”型進水槽(沖洗時兼作表面掃洗布水槽),壁薄、跨度大且布水孔多,施工難度大。國內已建的許多該類型濾池都存在布水孔不均勻、水槽高低不等、濾料表面出現(xiàn)砂坑等問題,嚴重影響了濾池的表洗效果和配水的均勻性。
2、排泥水處理工藝
凈水廠的排泥水在目前大多數(shù)水廠運行過程中都被作為廢水直接排放。而在新的《室外給水設計規(guī)范》(GB50013-2006)中,增加了凈水廠排泥水處理的要求,并將其納入水廠的設計范疇。凈水廠的排泥水主要是指絮凝沉淀池(或澄清池)排泥水和濾池反沖洗排水。該工程設計中,根據(jù)排泥水的特點,以目前普遍采用的處理工藝(下稱方案1)為基礎,通過研究排泥水與水廠凈水處理工藝之間的關系,優(yōu)化了排泥水處理工藝(下稱方案2)。
(1)傳統(tǒng)處理工藝
將排泥水與反沖洗排水分別排入各自的收集處理系統(tǒng)。其主要特點有。
第一,反沖洗排水在排水調節(jié)池中均化后,用水泵直接加壓至絮凝池前與原水配比使用。第二,排泥水經濃縮池處理后,排放上清液,對濃縮液進行脫水處理。
第三,上清液不回收,直接排入廠區(qū)的雨水管網,排放水質應符合現(xiàn)行《污水綜合排放標準》。
(2)優(yōu)化處理工藝
將排泥水與反沖洗排水排入同一收集處理系統(tǒng),利用一套處理系統(tǒng)分別處理回收(工藝流程見圖2)。
圖2排泥處理工藝流程(方案2)
經比選研究,設計中采取以下優(yōu)化措施。
(1)調整排泥時段
主要包括:第一,將集中反沖洗改為分散反沖洗,兩格濾池的反沖洗時間間隔控制在1h以上,降低瞬時排水量,減少調節(jié)水池的容積。第二,將絮凝沉淀的排泥與濾池反沖洗排水時段錯開,即使使用1套排水收集系統(tǒng),兩種不同的排水液也不會混合。
(2)優(yōu)化構筑物布置
排水調節(jié)池的容積按1格的反沖洗水量考慮。為防止排泥水在池內淤積,池中設一道隔墻,將排水調節(jié)容積分為145m3(排水調節(jié)池容積)和100m3(污水提升泵井容積)。排水調節(jié)池底部設排泥閥,隔墻上設溢流孔。當濾池反沖洗排水時,一部分水可通過溢流直接進入提升泵井。污水提升泵井內安裝3臺流量為110m3/h、揚程15m的潛污泵。采用輻流式濃縮池,當處理反沖洗排水時,設計處理水量為220m3/h(占凈水廠平均小時處理量的10%),表面負荷為1.47m3/m2?h;當處理排泥水時,設計處理水量為110m3/h(占凈水廠平均小時處理量的5%),水量控制通過水泵組合實現(xiàn)。
(3)優(yōu)化攪拌設備
將排水調節(jié)池通常設置的潛水推進式攪拌器,改為垂直的推進式攪拌器,將電機安裝在水面以上,減少設備維護和管理的工作量。
二、凈水廠工藝流程布置
1、凈水處理工藝流程
將配水井、混合池與絮凝沉淀池集中布置,減少各構筑物之間的連接管道,可節(jié)約占地面積。將清水池與送水泵房相應于主要處理構筑物平臺降低2m布置,既減少了清水池的開挖工程量,又降低了送水泵房地下部分的深度,運行管理方便。采用直線型和臺階式布置,使管道布置順暢,埋深更合理。
2、排泥水處理工藝流程
將排水調節(jié)池和污水提升泵井布置在低平臺,而濃縮池布置在相對高2m的平臺,利用高差使?jié)饪s池的上清液通過管道可自流回收至配水井。脫水車間布置在低平臺,因與濃縮池的池底有2m的高差,減少了進泥泵的泵坑開挖量。
三、對凈水廠工藝進行調試
水廠建成后首先要進行工藝調試,才能使水廠在實際中合理運行,達到預期的設計目標。工藝調試是凈水廠投產前的一項重要工作,
1、凈水廠工藝調試重要性表現(xiàn)
(1)發(fā)現(xiàn)并解決設備、設施、控制、工藝等方面的問題,使水廠正常投入運行。
(2)實現(xiàn)工藝設計目標,即出水各項指標達到規(guī)范及設計要求。
(3)確定符合實際進水水量和水質的各項控制參數(shù),在出水水質達標的前提下,盡可能的降低運行成本。
2、工藝調試的目的
根據(jù)設計單位的凈水廠工藝流程及處理原理,對各個構筑物、設備、檢測儀器及其運行效果進行在線檢測,根據(jù)測試數(shù)據(jù)與設計參數(shù)進行對比,對偏差實時修正。根據(jù)各種工況下的運行記錄,總結出比較穩(wěn)定、安全、經濟的運行模式。凈水廠處理工藝流程各構筑物單元、設備按照設計正常運行,使處理后水達到設計的水量、水質要求。將運行調試的各環(huán)節(jié)參數(shù)確定下來,存儲在系統(tǒng)自動控制運行軟件中,保證凈水廠按照已定的模式自動運行,達到設計的自動化程度。
3、工藝調試前應具備的條件
(1)按照設計文件內容,各構筑物、建筑物已施工完成,經檢驗可以投入使用。
(2)各構、建筑物內的設備安裝完成,經設備供應商調試后可以安全穩(wěn)定運行
(3)儀表、自控等安裝完成。儀表數(shù)據(jù)能準確上傳,可實現(xiàn)點動、聯(lián)動操作,自動控制模式能夠滿足凈水廠設備自動投入工作狀態(tài)需要。
(4)水廠的檢驗、化驗設備經供應商安裝調試可以正常使用。
(5)廠區(qū)電器防護、消防、防雷設施安裝完成并能有效地工作。
(6)水處理藥劑、化學試劑、玻璃器皿等準備就緒。
四、工藝調試步驟
凈水廠的基本操作流程是水廠建設的首要重點,在具體的工作和操作中要切實貫徹,做到流程的科學有效。因此工藝調試也須按流程步驟逐步調試,先將各處理單元依次從進水端至出水端調試完成,再整合在整個工藝流程的系統(tǒng)調試中,各單體調試合格,方可保證系統(tǒng)聯(lián)合調試。分部分項工作及其工藝調試內容如下。
1、總進水
(1)流量計
水廠的進水量數(shù)據(jù)是凈水廠運行參考的基礎數(shù)據(jù),這一數(shù)據(jù)影響到水廠一切數(shù)據(jù)的運算,流量計的精準計量室工藝調試的前提條件。使設備供貨商精準的調整流量計的計量,核對沉淀池的有效容積與流量計的讀數(shù)是否匹配,使其計量的數(shù)據(jù)能有效的指導加藥量。
(2)調流調壓閥
總進水流量控制閥是凈水廠的關鍵控制設施之一,凈水廠需進多少水量,調流閥經過調整開啟度必須能滿足要求。流量計與調流閥互動,使凈水廠處理水量滿足供水量的需求。
2、加藥、加氯間
(1)根據(jù)采購的絮凝劑、助凝劑的具體情況,實驗、總結藥物的制備批次、濃度,指導水廠工作人員制備藥劑。
(2)參照原水的樣檢結果,確定初步藥物投加量,復核加藥機自動投加藥物的穩(wěn)定性、準確性。
(3)前加氯,在產品廠家專業(yè)人員的指導下,與水廠專業(yè)人員、自控人員一起,使加氯機能按進水量的變化自動按一定比例投加氯氣。從反應池、沉淀池、濾池、清水池各點測試水中氯的含量,最終確定出經濟、合理的前加氯量。
3、混合反應池
水進入混合反應池前投加絮凝劑、助凝劑。絮凝劑與助凝劑是由主管道送來向各投加點分配的,計算出總投加量后,在此處調整各分支投加點的閥門,使各分支投加點的投加量與進水量匹配。確定反應池排泥時間及排泥周期。
4、沉淀池
觀察、檢測沉淀池出水的水質情況、沉淀效果,確定絮凝劑、助凝劑的最佳投放量。根據(jù)觀察、檢測確定不同產水量時沉淀池的刮吸泥機的工作周期。
5、濾池
濾池是凈水廠重要的水處理單元,在調試中主要控制濾池的濾速,在滿足產水量的情況下濾速小處理水效果好。濾池出水閥門開啟度、開啟速率對水質影響較大。經多次檢測、調試后,確定不同產水量出水閥門的開啟度和開閉速率。運行確定不同產水量時單個濾池反沖洗的周期,周期內各環(huán)節(jié)運行的持續(xù)時間、強度。在濾池反沖洗時,氣量、氣水量、水量及各工況運行的時間由小、短到大、長逐步運行調整,歸納出有效、經濟的運行模式。在滿負荷運行時,高峰供水時段和底峰供水時段的交替過程中,清水池的水位有時會很高或很低。設置調整進水量的清水池水位高度數(shù)據(jù)。在對進水量的控制操作中兼顧沉淀池、濾池的抗沖擊運行,特別是濾池在增加水量時水位增高,容易引發(fā)反沖洗操作。在增加水量的運行中延遲反沖洗操作,在濾池達到極限反沖洗條件時啟動反沖洗。
結束語
綜上所述,我國地域比較廣泛。各地區(qū)根據(jù)其各種的水質情況,就會使凈水廠在設計上各有不同。本文中就主要的分析了兩種水處理工藝的設計,內容還存在著很多的不足希望有關學者進行進一步補充。
參考文獻
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1前言
礦粉滲透結晶型防水涂料(以下簡稱礦粉防水涂料)是通過篩選多種自然礦石中的特殊活性化學離子,按一定比例組成固體粉狀材料,達到在混凝土滲水處滲透結晶為主的防水效果,其防水性能優(yōu)越,是一種無毒無公害環(huán)保型防水材料。主要用于地下工程,水工工程的剛性混凝土防水,如建筑物地下室,隧道,游泳池,水壩等。本文闡述了有關礦粉防水涂料的施工工藝原理,施工工藝流程及操作要點,以及相應的質量、安全等措施。
2施工技術特點
2.1本產品屬無機物,不易老化,膨脹系數(shù)與混凝土基本一致,防水年限基本與結構壽命相同,并且具有增強混凝土的耐久性,延緩混凝土的碳化過程,防止鋼筋銹蝕。
2.2施工操作簡便,與瀝青類防水卷材作業(yè)法相比,施工時無明火作業(yè),無毒,無刺激性氣味。能在潮濕的基面上施工,且可在該涂層表面加做別的防水涂層,增強建筑物的防水性。
3工藝原理
礦粉防水涂料是由多種礦物質活性離子組成的灰色粉末狀材料,其防水工作原理是由其特有的礦物活性離子,利用混凝土本身的化學特性和多孔性,借助水的滲透作用,在混凝土微孔及毛細管中滲透、充盈,催化混凝土中水泥微粒和水泥未完全水化的成份,使水泥再次發(fā)生水化和再水化作用,形成不溶于水的枝蔓狀結晶,并于混凝土凝結成整體,充分提高混凝土的密實度,從而提高混凝土強度和起到堵水防水效果,達到永久性的防水、防潮、抗?jié)B和保護鋼筋的效果。
4施工工藝流程及操作要點
4.1施工工藝流程
基層處理基面濕潤制漿涂刷檢驗養(yǎng)護特殊部位處理。
4.2操作要點
4.2.1基層處理
基層表面必須潔凈無雜物,如發(fā)現(xiàn)有鋼筋頭、油漆涂料、灰砂等其它粘結物等,應對存在的部位進行認真清理,對混凝土出現(xiàn)裂縫的部位用鋼絲刷進行重點打毛,清理處理過的混凝土基面,不得殘存任何的懸浮物質。
4.2.2基面濕潤
用水充分濕潤處理過的待施工的混凝土基面,保持結構混凝土得到充分的濕潤、潤透,但不宜有明水。
4.2.3制漿
1、礦粉防水涂料是由礦粉與干凈的水調和形成,調和時按照產品說明書上規(guī)定的體積比,按一定比例均勻調和,可用手電鉆裝上有葉片的攪拌棒或戴上膠皮手套用手及抹子攪拌。
2、將計量過的粉料與水倒入容器內,用攪拌物充分攪拌3~5分鐘,使料拌和均勻;一次調料不宜過多(調成后不準再加水及粉料,一次成型),要在30分鐘內用完。
4.2.4涂刷
1、礦粉防水涂料涂刷時要用專用半硬的尼龍刷。涂刷時要注意來回用力,確保凹凸處滿涂,并厚薄均勻。在平面或臺階處進行施工時必須注意將涂料涂刷均勻,陰陽角處要涂刷均勻,不能有過厚的沉積,防止在過厚處出現(xiàn)開裂。
2、裂縫大于0.4mm時應先開槽,后濕潤、再涂刷濃縮劑漿料,1.5小時后用濃縮劑半干料團夯實,繼續(xù)用礦粉防水涂料涂刷,用量不變。
3、一般要求涂刷2道,即在第1層涂料達到初步固化(約1~2h)后,進行第2道涂料涂刷。當?shù)?道涂料干燥過快時,應澆水濕潤后再進行第2道涂料涂刷。
4.2.5檢驗
1、涂層施工完畢后,須檢查涂層是否均勻,如有不均勻處,須進行修補;檢查涂層是否有爆皮現(xiàn)象,如有爆皮部位則需要清除,并進行基面再處理后,再次用礦粉防水涂料涂刷。
2、涂層的返工處理:返工部位的基面,均需潮濕,如發(fā)現(xiàn)有干燥現(xiàn)象,則需噴灑水后再進行涂層施工,但不能夠有明水出現(xiàn)。
4.2.6養(yǎng)護
1、礦粉防水涂料終凝后3~4小時或根據(jù)現(xiàn)場濕度而定,采用噴霧式撒水養(yǎng)護,每天噴水養(yǎng)護3~5次,連續(xù)2~3天,室外施工時要注意避免雨水沖壞涂層。
2、施工過程中48小時內避免雨淋、霜凍、日曬、沙塵暴、污水及4ºC的低溫。
4.2.7特殊部位處理
1、施工縫
施工縫內部采用干撒法,干撒用量1.5kg/m²,在側墻外側剔一凹槽,填塞漿料濃縮劑,后在側墻外部或底板磚胎模砂漿層從施工縫上涂刷漿料濃縮劑,用量1.5kg/m²。
2、穿墻管
穿墻管安裝完畢后,在穿墻管外部,沿管口周圍剔鑿U形槽,寬2cm,深3cm,用漿料濃縮團填補壓平,再用外涂濃縮劑涂刷。
5質量控制及安全措施
5.1進場材料應有產品合格證和性能檢測報告,經現(xiàn)場抽樣復驗合格后方能使用。
5.2涂料防水層與基層之間應粘結牢固,不得有空鼓、砂眼、脫層等現(xiàn)象。涂料防水層不應有漏底、開裂、孔洞等缺陷以及脫皮、鼓泡、露胎體和皺皮等現(xiàn)象。
5.3每遍涂刷時應交替改變涂層的涂刷方向,同層涂膜的先后搭茬寬度宜為30~50mm。涂料防水層的施工縫應注意保護,搭接縫寬度應大于100mm。
5.4涂層的總厚度不應小于設計要求,厚薄均勻一致,可用針刺或在完成的涂層上裁片等方法進行檢驗。
5.5施工操作人員必須經過安全技術培訓合格后方可作業(yè),特殊作業(yè)人員須持證上崗。采用機械施工時,攪拌機噴灑機具應嚴格按操作規(guī)程作業(yè),用電設備均單獨設漏電保護器。
【關鍵詞】節(jié)水 中水 利用 方法 措施
隨著中國的城市化速度不斷的加快,城市的規(guī)模也在迅速擴大,與此同時水資源匱乏的矛盾日益突出,已構成諸多城市可持續(xù)發(fā)展的制約因素之一。根據(jù)中國工程院等權威研究部門對中國城市水資源需求的預測,水資源供需矛盾將進一步加劇,至2030年,2050年城市用水需求將在原來的基礎上增加590億m3,910億m3。解決水資源緊缺問題成為整個國家的發(fā)展問題,相應的三種解決辦法:節(jié)水、蓄水、調水。其中節(jié)水是解決水資源緊缺的情況最為可行的辦法,而中水利用是最主要、最為行之有效的重要措施。建設一個年供水1200萬m3的中型水庫大約需投資6億元左右,而同樣供水能力的中水水源建設投資最多2億元左右,至少節(jié)省4億元。在水資源日趨枯竭的嚴峻形勢下,對廢水進行處理和二次利用,對于提高水資源的利用效率,改善水環(huán)境,緩解水資源壓力、平抑水價、提高人民群眾生活質量具有十分重要的現(xiàn)實意義。
中水的稱謂是沿用了日本的說法,實際就是再生水。通常人們把自來水叫做“上水”,把污水叫做“下水”,而中水的水質介于上水、下水之間,故名“中水”。中水雖然不能飲用,但它可用于一些對水質要求不高的場合,中水利用的對象分為市政雜用水,生活,雜用水和工業(yè)用水。城市污水、廢水經凈化處理后達到國家標準,可用于城市景觀和百姓生活的諸多方面。市政雜用水包括公園綠化和河湖用水、城市綠化用水、道路路面噴灑用水等;生活雜用水包括廁所沖洗、汽車洗滌;工業(yè)用戶重點是回用至熱電廠和化工廠等冷卻用水以及城市污水處理廠內部雜用水等。
中水回收利用技術最早出現(xiàn)于西方發(fā)達國家,這些國家投入巨資用于中水回收利用的宣傳教育、科研創(chuàng)新、設施配套、政策獎勵等方面,有力推動了中水回收利用的高效、有序開展,既積累了寶貴的經驗,也在中水回收利用過程中得到了實實在在的好處。中水回收利用的領域更加廣泛,中水回收利用的理念更加深入人心,中水回收利用的技術更加先進,不僅補充了城鄉(xiāng)用水,美化了環(huán)境,提高了人民的生活品質;同時,也大大節(jié)約了水資源,提高了水資源的利用效率,有利于水資源的良性循環(huán)運用。
為了有效利用中水,日本在上水道和下水道之間,專門設置了中水道,政府制定了獎勵政策大力加以推廣。新建的政府機關學校和企業(yè)辦公大樓以及公園、運動場等公共建筑物基本上都設置了中水道。
美國1971年已有358家工廠企業(yè)利用處理后的城市污水,回收量5.1億立方米。1985年,德國城市75%~80%的污水已經過二級處理后加以利用。以色列在中水回用方面也頗具特色:占全國污水處理總量46%的出水直接回用于灌溉,其余33.3%和約20%分別回灌于地下或排入河道,其中水回用程度之高堪稱世界第一。
中國對城市污水處理與利用的研究,早在1958年就開始列入國家科研課題;20世紀60年代關于污水灌溉的研究已達到一定的水平;20世紀70年代中期進行了對城市污水以回用為目的的污水深度處理工程試驗;20世紀80年代初,北京、太原、天津、西安、濟南、青島、大連等缺水的大城市相繼開展了污水回用于工業(yè)和民用的試驗研究,像北京等一些城市已修建了回用試點工程并取得了積極的成果,不少公共建筑亦建設了水回用裝置,自上世紀90年代末在全國逐漸擴大使用。目前,中水回收利用得到全面推廣,在家庭沖廁、街道清洗、園林用水、綠化灌溉等方面,中水得到了充分利用,有效緩解了大城市用水壓力,特別是緩解了水資源枯竭型城市的水資源壓力,提升了城市綜合品位。有些地方已經將中水回收利用納入城市總體規(guī)劃,進行統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設計,確保了中水回收利用能夠正式納入供水應用系統(tǒng)。有的地方還進一步提高了中水回收利用的標準,中水的品質已經可以達到或接近飲用水的標準,為城市的可持續(xù)發(fā)展奠定了堅實的基礎。
中水回用工程多是以居民生活小區(qū)排放的生活污水做回收為水源,出水要達到中水回用標準。中水水源大第一類是污染程度較輕的優(yōu)質雜排水,例如:沐浴排水,空調系統(tǒng)排水,降雨時的雨水等,應該優(yōu)先選擇這類水作為中水水源;第二類是雜排水,沖廁以外的生活排水組合,其污染程度處于中等;第三類是各類生活排水不經分散開而匯集到一起的污水稱為生活污水,相比之下污染程度最為嚴重,其處理費用較高,工藝流程也較為復雜。根據(jù)不同的進水的水質以及中水回用的具體用途而選用不同的處理工藝。一般性的工藝流程可概括為:原水格柵調節(jié)池主要處理工藝過濾消毒中水。
中水回用處理技術,按主要處理工藝中水回用處理方法一般分為三大類:物理化學處理法、膜濾法、生物處理法。
物理化學處理法的主要處理工藝是混凝沉淀技術和過濾吸附技術,適用于處理污染程度較輕的優(yōu)質雜排水,處理工藝流程短,技術簡單,占地相對較小因此適宜小規(guī)模的中水工程采用。
膜濾法:主要是利用膜技術對污水進行處理,濾膜能輕易地將有機高分子物質、膠體微粒、微生物等污染物質過濾在外,容易操作,處理水量大,出水水質好,波動小易于實行自動控制,具有很好的發(fā)展前景,但工程設備一次性投資較高。
生物處理法:生物處理法的主要處理工藝是利用微生物的吸附、氧化來降解污水中的有機物。對處理有機物含量較高的污水有著很好的效果,受水負荷變動影響小、出水水質穩(wěn)定、運行費用較少適用于較大規(guī)模的中水工程。
以上三類處理工藝,根據(jù)原水水質、中水回用水質要求、投資成本、經濟條件等進行選用,同時考慮對周圍生態(tài)環(huán)境的影響。亦可幾種工藝組合起來進行污水處理,可收到更好的處理效果。一種綜合處理方法已經取得較好的處理效果,即臭氧生物活性炭凈水工藝(BAC法)。
未來中水回收利用技術將朝著自動歸類、分類處理、綜合處理、科學高效的方向發(fā)展,通過組合多介質過濾、超濾、納濾、反滲透等工藝,實現(xiàn)高度自動化控制,進一步降低了用水成本,中水回收利用的效率會更高,水質會更好。
參考文獻:
關鍵詞:原水;富營養(yǎng)化;除藻
水庫型地表水由于流動交換較少,在受到外界污染時自凈能力較弱,庫區(qū)內放養(yǎng)禽畜、網箱養(yǎng)魚導致水體的富營養(yǎng)化,在氣溫偏暖時藻類就會迅速生長,以水庫水作為水源的自來水廠面臨極大的考驗。某水廠于2011年建成,供水水源為南寧大王灘水庫,規(guī)模為5萬m3/d,采用常規(guī)處理工藝,現(xiàn)有網格反應平流沉淀池1座,V型濾池1座,清水庫1座,送水泵房1座。在一般情況下,原水經過常規(guī)工藝處理后,出廠水水質符合國家頒布的《生活飲用水衛(wèi)生標準》。但是,由于大王灘水庫水體的富營養(yǎng)化,夏秋兩季(5~9月)藻類瘋長,使水廠取水水域間歇性產生惡臭,原水經處理后,出廠水仍有明顯腥臭味,常規(guī)的水處理工藝已經不能實現(xiàn)除藻除臭,導致新水廠建成后一直未能投入運行。
1.在原有處理工藝上采取的除藻調試
1.1強化混凝
加大混凝劑聚合氯化鋁的投放量,常規(guī)的混凝沉淀法除藻效率低,需對其加以強化以提高除藻效率。強化混凝可以使除藻率有較大幅度提高,同時也可去除水中各類有機物。此外pH值也是混凝中的一個關鍵因素,較低的pH值下混凝效果大大改善。
鄧風的研究表明高分子聚合鋁鹽為混凝劑投量從6mg/L增加到20mg/L時,藻類的去除率提高了20%左右〔1〕;石穎等使用聚合鋁濃度從20mg/L增加到60mg/L時,沉后藻類的去除率提高了13%〔2〕。實際調試使用情況表明該方法效果不太明顯,而且投量太大不僅提高水處理成本,而且可能造成混凝劑失效和水中化學物質濃度增加。
1.2 預氯化除藻
預氯化法一般用于水處理工藝中以殺滅藻類,使其及藻毒素易于在后續(xù)水處理工藝中去除。在取水口投加ClO2,根據(jù)資料顯示,當液氯質量濃度在1~2 mg?L 或次氯酸鈣質量濃度在2.5~16 mg?L 時,反應30 min,藻毒素去除率可達90%以上〔3〕。通過實際試驗調試中發(fā)現(xiàn),預氯化對于去除藻類及異臭的效果雖然較好,但由于二氧化氯不穩(wěn)定,不能保證遠距離管網末端的出廠水的余氰量。而投加氯量相當大,不僅使單位水量的成本增高,還使近距離的管網水中含有大量的氯味。同時,預氯化使水中消毒副產物增加,對人體健康不利,有~些藻類在預加氯后產生臭味。另外,高藻期水的pH高,使某些藻類的去除率并不總隨加氯量的增加而增高。
1.3 KMnO4預氧化法除藻
利用KMnO4 除藻有較好的效果,對堿性水除藻效果優(yōu)于中性、酸性水。李思敏等〔4〕針對邯鄲市滏陽河水考察了KMnO4 氧化對富含藻源水的處理效果,結果表明,除藻率高達95%。
高錳酸鉀對藻細胞的破壞較氯小,因此釋放的藻毒素也相對較少。石穎等研究也表明相同投量高錳酸鉀復合藥劑ppc預氧化比預氯化沉后除藻效率高14%,濾后除藻率提高3.9%;還可以顯著降低濾后水的UV254值和THMs前驅物質〔2〕。此外高錳酸鉀還能有效去除水中嗅味物質,但藥劑的投放量比較難控制。如果預氧化過程中,KMnO4投量過多,可能會穿透濾池進入配水管網,出現(xiàn)“黑水”現(xiàn)象,色度嚴重超標,而且出水中錳含量的增加,也不符合水質標準。有時可加PAC去除過剩的KMnO4,但投加點應在KMnO4氧化反應完成后,以免相互作用而降低除藻效果。總體來說,KMnO4預氧化法效果不錯,但存在色度和錳超標問題。
2.設計單位提供的方案
根據(jù)研究成果顯示,水中的色度、嗅和味主要是由源水中的藻類及藻類的代謝物引起的。水中導致異味的物質主要是geosmin(土味素)和2-MIB(2-甲基異茨醇),這些物質在10~20μg/L就可產生嗅和味,常規(guī)處理難以將其降至10~20μg/L以下。當源水TON>30時,即使采用生物預處理+常規(guī)處理工藝,出水也難以保證。但致臭、味的物質大都是不飽和的烯族烴或芳香族烴化合物,易于被氧化,應增設氧化工藝或生物活性炭工藝。因此,在常規(guī)處理工藝基礎上,增加預氧化或吸附(后處理)以及二者的聯(lián)用是解決當前水源遭到污染的主要方法。
2.1處理重點
本工程源水水質的主要特點是藻含量高,達到200~280萬個/L;NH3-N
2.2工藝選擇
預O3+常規(guī)處理+O3-BAC工藝流程
根據(jù)設計院在大涌水廠的試驗研究,預臭氧+常規(guī)處理+ O3-BAC工藝流程能夠有效地去除溶解性有機物,對CODMn的去除率達到58.2%,可以滿足CODMn的出水水質標準,處理水質可全面提高,而且出水穩(wěn)定、管理方便;尤其是臭氧生物活性炭的生物作用增強,活性炭的再生周期較長,從而降低了運行費用。
2.3工藝流程
增加深度處理后的凈水廠的水處理工藝流程為:
前臭氧接觸池――已建絮凝沉淀池――已建V型濾池――提升泵房――后臭氧接觸池――活性炭翻板濾池――已建清水池――已建送水泵房
2.4新增工藝功能
工藝流程中實施的深度處理各工藝的功能如下:
①前臭氧接觸池
主要用來去除藻類和藻毒素,避免產生氯化消毒副產物,初步去除或轉化有機物,提高下一步工序的混凝效率。
②后臭氧接觸池
主要用來分解水中大分子有機物,提高水的可生化性,并為后續(xù)活性炭濾池提供充足氧氣,使其按照生物活性炭濾池方式運行。
③翻板活性炭濾池
利用活性炭的吸附作用和活性炭表面生物的降解作用去除色度、嗅和味、部分小分子有機物和無機物。
2.5新增工藝的成本及運行
根據(jù)估算,本次新增加建設深度處理設施預計需投入3000萬元。由于增加了處理工序,延長了處理流程,導致處理成本大為增加,預計生產成本將增加0.4~0.6元/噸。
3.結語
水質富營養(yǎng)化產生的藻類對水庫型取水的凈水廠影響相當大,解決藻類的問題,主要是去除水中的異臭異味,改善出廠水的水質,消除或減少對濾池和水質的影響。采用改進凈水廠常規(guī)工藝除藻,以強氧化劑和殺藻劑為除藻手段的化學方法優(yōu)點是除藻效率高,但不足是這種方法以投加藥劑達到除藻目的,在處理過程中可能會產生對人體有害的副產物,特別是氧化劑的使用可引起有毒藍藻藻體破裂從而導致胞內毒素釋放;采用活性炭吸附對色度、臭味可以有效去除,但在藻類過量繁殖時也不能根本控制藻類的數(shù)量,且運行的成本較高。
因此,對原常規(guī)凈水構筑物進行改造時,應盡量考慮以相對較少的資金投入和嚴格的管理工藝來減少運行費用,在不增加過多投資和管理費用的情況下較好地減少藻類對凈水流程的影響。
參考文獻:
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關鍵詞:污水處理 回用 特點
一、SPR污水處理原理
首先采用化學方法使溶解狀態(tài)的污染物從真溶液狀態(tài)下析出,形成具有固相界面的膠粒或微小懸浮顆粒;選用高效而又經濟的吸附劑將有機污染物、色度等從污水中分離出來;然后采用微觀物理吸附法將污水中各種膠粒和懸浮顆粒凝聚成大塊密實的絮體;再依靠旋流和過濾水力學等流體力學原理,在自行設計的SPR高濁度污水凈化器內使絮體與水快速分離;清水經過罐體內自我形成的致密的懸浮泥層過濾之后,達到三級處理的水準,出水實現(xiàn)回用;污泥則在濃縮室內高度濃縮,定期靠壓力排出,由于污泥含水率低,且脫水性能良好,可以直接送入機械脫水裝置,經脫水之后的污泥餅亦可以用來制造人行道地磚,免除了二次污染。其污水凈化與回用系統(tǒng)工藝流程圖(如圖1)
二、SPR污水處理技術特點 :
1 .城市生活污水和處理藥劑的混合主要是在泵前吸藥管道 、污水泵 葉輪、蛇形反應管 和瓷球反應罐的組合作用下完成的 ,為取得最佳混凝凈化效果和節(jié)省藥劑創(chuàng)造了條件 。與過去常規(guī)的一級處理和二級處理之水工結構不同 。
2.采用五種以上污水處理藥劑及其最佳配方組合使用 ,使污水中溶解狀態(tài)的有機污染物 、重金屬離子 和有害的鹽類從水中析出 ,成為有固相界面的微小顆粒 (它包含有污水三級處理的作用),靠混凝的物理化學吸附作用將懸浮物及各類雜質凝聚成大而且密實的絮團以便去除。還選用了一種吸附效果很好的吸附劑,以吸附有機污染物和色度 。在靠消毒劑在30分鐘的流程內殺滅細菌和大腸桿菌 。這樣發(fā)揮各藥劑的單獨作用和它們之間的交聯(lián)作用的用藥方式是與常規(guī)的物理化學法不相同的 。
3 .依照模擬試驗得出的配方 ,借助大氣壓力和流量計 ,十分精確地投加混凝藥劑和絮凝藥劑 ,防止加藥過量浪費藥劑且降低動力消耗。
4 .SPR污水凈化器內部結構是完全按照混凝機理精確設計的 ,形成的渦旋流動和各部位恰當?shù)乃魉俣?,使得膠體顆粒之間有最多的碰撞次數(shù) ,并且有凝聚吸附所需的最佳流速環(huán)境 。從而在極小的容積內獲得了極充分的凝聚效果 。
5 .利用在罐體中上部形成的一個有幾十厘米厚的 、十分致密的懸浮泥層 ,將所有經過混凝的出水通過此懸浮泥層的過濾 ,水才升流到罐體上部的清水區(qū) 。比以往的水處理工藝減少了膜過濾 、微孔過濾 、或活性炭過濾等裝置如及它過濾水頭阻力。如下圖3
6 .選用的絮凝劑 ,同時也是良好的污泥助濾劑 ,使排出的污泥漿 ,其脫水性能良好 ,可以不另外添加助濾劑 ,就直接泵入壓濾機脫水 。泥餅可以制成人行道地磚再利用 ,不會帶來二次污染的問題 。減少了傳統(tǒng)的生化法產生的污泥含水率高、脫水性能很差的弱點。如下圖4
7 .污水凈化器應用廣泛,尤其適用于當今最難處理的紡織印染污水、再生紙造紙污水、動物屠宰場污水、陶瓷廠瓷泥污水、煤礦礦井污水等含有大量有機污染物和氨氮的去除,污水的凈化后回用,實現(xiàn)工業(yè)用水閉路循環(huán),既解決環(huán)境污染問題,又節(jié)省大量水資源,從而大大降低了企業(yè)的生產成本。 各地權威檢測部門測試了污水凈化器進水和出水的有關數(shù)據(jù) 。凈水工藝流程只需30分鐘,出水指標如下 :
a.氨氮去除率可以達到85% b.總氮去除率可達95%
c.有機氮去除率可達96% d.BOD去除率可達95%
e.懸浮物的去除率則高達98.3% ~ 99.6% f.脫色效率達98%以上
g.,處理后出水CODcr
8.系統(tǒng)中投放殺菌消毒藥劑,用氯消毒(無需另外增加加壓設備)且起到除氨的作用 ,提高污水處理系統(tǒng)去除氨氮的效率 。
9 .出水氨氮含量還未達到要求(如某些發(fā)達國家或發(fā)達地區(qū)將排水標準定為含氨氮1毫克 / 升以下) ,可以在后續(xù)再串聯(lián)設置一級離子交換裝置 ,靠斜發(fā)沸石離子交換柱最終達到除氨氮的目標 。
早在七十年代 ,美國Minnesota 州Minneapolis 市的羅茲芒污水廠就是用純粹的物理化學法處理城市生活污水的 ,其工藝流程是:化學混凝----沉淀----過濾和活性炭吸附----斜發(fā)沸石離子交換 。其最后出水水質標準為:氨氮1 毫克 / 升 ,BOD 10毫克 / 升 ,磷 1毫克 / 升,懸浮物 10毫克 / 升 ,pH 8.5 。
10 .處理后的出水回用,取代自來水作為城市綠化用水 ,將大大節(jié)省城市的淡水資源 ,減輕城市市政部門的供水壓力 ,對城市的整體經濟發(fā)展定會產生十分巨大的效益 。
11 .這種純粹的物理化學法污水處理系統(tǒng) ,受天氣 、環(huán)境 及人為因素的影響少。
三、SPR的應用
例如:中國大港油田居民生活污水凈化及再生回用系統(tǒng)工程
1.1 生活污水處理廠的SPR工藝流程新模式 :如下圖5
1.2 SPR污水處理設備系統(tǒng)工藝布置圖6
1.3 SPR污水處理設備系統(tǒng)工藝平面布置圖7
2.大港油田居民生活污水水質、處理后出水水質要求及處理水量
大港油田生活污水主要來自幾個生活小區(qū),其中也有部分商業(yè)排放水。這個污水處理廠服務人口約14萬人。
根據(jù)油田缺乏淡水資源和防治水污染的要求,將油田居民生活污水經過凈化處理后,再生的出水用作城鎮(zhèn)綠化、工業(yè)用水和其他洗車、沖洗廁所等市政用水,既可以防止城鎮(zhèn)污水對水環(huán)境的污染,又能大大節(jié)省當?shù)氐牡Y源,而且為油田的工業(yè)生產提供了可靠的第二淡水水源。
油田居民區(qū)城鎮(zhèn)生活污水總量為6000立方米/天。
城鎮(zhèn)綠化灌溉需用水量為5000立方米/天。
油田工業(yè)用水需用水量為340立方米/天。
3.經SPR系統(tǒng)處理后的出水水質
a.CODcr < 50 毫克/升
b. BOD5 < 20, SS < 3毫克/升
c. 氨氮 < 10 毫克/升
d.大腸桿菌群 < 3 個/升,余氯 >0.3 毫克/升
e.pH 6~9
4.污水處理工藝過程
生活污水經過已有的化糞池沉降調節(jié)后進入城鎮(zhèn)下水道,集中流入污水處理廠,首先經過篩分去除大塊雜物,然后交替進入調節(jié)池A或B,向調節(jié)池內投加去除有機污染物的藥劑,靠攪拌完成調勻和初級反應過程,并防止在調節(jié)池引起沉淀(每個調節(jié)池容量為2小時流量:300立方米),靠污水泵將已經調節(jié)好的污水吸入管道,同時靠污水泵吸入端的負壓按照設計的藥劑配方吸入污水處理藥劑(包括混凝藥劑、殺菌消毒藥劑、污泥脫水助劑等),經管道混合后直接從SPR污水凈化器底部進入罐體,在SPR凈化器罐體內完成混凝、精細過濾和污泥濃縮全過程,凈化后出水經頂部出口管道流出進入清水儲存池,靠清水泵將再生水送給用戶(工業(yè)用水或灌溉用水),定時間靠清水泵的壓力將濃縮后的污泥漿從SPR凈水器的污泥濃縮室壓出(污泥漿的含水率
整個污水凈化過程只有一臺污水泵作為吸取污水、添加藥劑、混合、混凝、過濾和送出清水的動力源,凈化污水的電力消耗為0.125度/1立方米污水。
處理污水的藥劑消耗費用為0.6~0.8元人民幣/立方米。(根據(jù)實際污水工藝模擬試驗結果,將最后確定污水處理藥劑配方。)
污水凈化系統(tǒng)連續(xù)運行,由6臺SPR-50型污水凈化器系統(tǒng)并聯(lián)組成系統(tǒng),每臺產水率為50立方米/小時,每天按20小時運行計算,日處理水量為1000立方米/臺,預留出充分的反沖洗、排泥等輔助操作和維護時間。全系統(tǒng)日處理污水量為6000立方米。
5.系統(tǒng)主要設備
(1).雜物篩分機 (2).污水調節(jié)池 (3).污水池攪拌機(機械攪拌式或水力攪拌式)
(4).污水泵 (5).SPR-50型污水凈化器 (6).污泥濃縮罐
(7).泥漿泵(與污泥壓濾機配套)
(8).自動廂式(板框)壓濾機
(10).藥劑儲存桶及加藥流量計系統(tǒng)(含支承平臺構架)(非標制作)
(11).藥劑溶解配制裝置系統(tǒng)(含支承平臺構架)(非標制作)
(12). 沖氧噴射清水泵
實例照片
四、結論
SPR污水處理新工藝,有效的解決工業(yè)和城市排放的高濃度污水及污水中懸浮物質和去除氨氮含量。處理過污水的水質比以往處理的水質高,可以利用這些水作為城市和工業(yè)及澆灌草地樹木的用水,大大減少了對環(huán)境的污染和節(jié)省淡水資源,這樣就可以解決一部分淡水資源缺乏的地區(qū)。廣泛的應用這種技術,對社會帶來十分巨大的效益。
五、參考文獻:
1.美國 SPR 污水處理技術
2. SPR高濁度污水處理技術
3. SPR污水處理技術以經濟高效的物化法實現(xiàn)城市污水的再生和回用
4. 中國大港油田居民生活污水凈化及再生回用系統(tǒng)工程
關鍵詞:火電廠;煙氣脫硫;濕法脫硫;SO2
Abstract: Thermal power plant desulfurization were introduced from the origin and performance of flue gas desulfurization gypsum, and briefly discusses the formation and dehydration process of flue gas desulfurization gypsum in thermal power plant, combining the reality of our country, analyze current situation of comprehensive utilization of FGD gypsum.
Key words: thermal power plant; flue gas desulfurization; desulfurization; SO2
中圖分類號:TM621
火電廠是用水、排水大戶,其中排放的廢堿水主要由沖灰水、鍋爐排 污水、化學車間堿性廢水等組成。廢堿水中,沖灰水排放量大、污染物含量變化大,對水環(huán)境影響大,據(jù)統(tǒng)計,排放的灰水 pH 值高于0,這也是目前灰場排水主要污染因素。我國大氣中的 SO2主要來源于燃煤鍋爐的尾部煙氣,所以煙氣脫硫是治理大氣環(huán)境的關鍵。目前常用的濕式煙氣脫硫技術投資多、運行費用高、能耗和占地面積大,不適合我國大力推廣,因此開發(fā)和推廣投資少、工藝簡單、操作方便的脫硫技術顯得尤為重要。
1 煙氣脫硫石膏的來源與性能
1.1脫硫石膏產生過程
石灰石經破碎、制粉、配制漿液進入吸收塔,在吸收塔內煙氣中的二氧化硫首先被漿液中的水吸收再與漿液中的CaCO3 反應生成CaSO3, CaSO3 氧化后經旋流分離、洗滌和真空脫水,最終生成石膏晶體CaSO4·2H2O。反應式如下:
SO2 + H2O H+ + HSO3-(1)
CaCO3 + 2H+ Ca2+ + H2O + CO2 (2)
HSO3- + 1 /2O2 H+ + SO42-(3)
Ca2+ + SO42- + 2H2O CaSO4·2H2O(4)
脫硫石膏主要成分與天然石膏相同,為 CaSO4·2H2O,呈粉末狀。當石灰石純度較高時,脫硫石膏純度一般為90% ~ 95%, 含水率一般為10% ~15%。由于其含水率高、黏性強,在裝載、提升、輸送過程易黏附在各種設備上,造成積料堵塞,影響生成正常進行。
1.2 脫硫石膏性能
煙氣脫硫工藝決定了脫硫石膏的性質,其特點是純度高,成分穩(wěn)定,游離水分含量約為10%,粒度小,粉狀,含較多的水溶性鹽。一般根據(jù)燃燒的煤種和煙氣除塵效果不同,脫硫石膏從外觀上呈現(xiàn)不同的顏色,常見顏色是灰黃色或灰白色,灰色主要是由于煙塵中未燃盡的炭質量分數(shù)較高的緣故,并含有少量CaCO3 顆粒。天然石膏與之相比,呈粉狀,化學成分與脫硫石膏相差不大,雜質主要以黏土類礦物為主。
2石膏的生成及脫水工藝流程
2.1煙氣中的SO2和石灰石漿液中的CaCO3在吸收塔內反應生成CaCO3·1/ 2H2O,再經氧化生成 CaCO04·2H2O, 結晶后形成晶體, 然后含有 CaCO04·2H2O 晶體的吸收塔漿液被石膏排出泵打到石膏旋流器進行一級脫水,石膏旋流器溢流漿液進入濾液水箱,底流的石膏漿液進入真空脫水機進行二級脫水,脫水后的石膏可以銷售。
2.2石膏的結晶過程。石膏結晶是濕式石灰石 - 石膏法煙氣脫硫工藝流程的最終階段, 控制好石膏結晶的條件,對最終產品的質量將產生決定性影響,其生成過程為: 煙氣中的SO2經過一系列的化學反應生成SO32-和 HSO3-離子,生成的SO32-和HSO3-離子與石灰石(石灰)漿液中的Ca2+反應生成 CaSO3和 Ca(HSO3)2,并被空氣氧化成 CaSO4。
隨著反應的進行,漿液的 CaSO4濃度逐漸升高。當達到飽和濃度時,漿液中出現(xiàn)石膏的小分子團,稱為晶束,晶束聚集將生成晶種,與此同時,也會有石膏分子溶入漿液,這是一個動態(tài)平衡過程。但是,隨著脫硫反應的進行,漿液中 CaSO4將出現(xiàn)過飽和,動態(tài)平衡被打破,晶種逐漸長大而成為晶體,新形成的石膏將在現(xiàn)有晶體上長大。同時,還伴隨有新的晶種生成。晶種生成和晶體長大這兩個過程速率的相對大小,將直接影響石膏的質量,而影響這兩種速率的主要因素是漿液中石膏的相對過飽和度。
3 國內煙氣脫硫石膏排放和綜合利用研究狀況
3.1 排放狀況
我國煙氣脫硫石膏產生的時間較短,對其應用價值和市場普遍認識不足,對脫硫石膏的性能,處理加工設備和加工工藝還沒有詳細的、系統(tǒng)的、科學的基礎性研究, 從目前脫硫石膏的處理工藝和設備并不完全與天然石膏相同,如在物料輸送、粉塵處理、煅燒工藝等;就物性方面脫硫石膏與天然石膏也有不同之處,如脫硫石膏純度高、游離水大、粒度細; 顆粒大小粒徑分布均勻、級配較差、標稠用水量大, 水溶性鹽較多; 還值得注意的是脫硫石膏與天然石膏二者來源不同,脫硫石膏中以未反應的碳酸鈣為主要雜質及未被完全氧化的亞硫酸鈣存在、雜質狀態(tài)相差較大,另在脫硫生產工藝中技術處理的不同,石灰石原料成分的不同,加工石灰石細度的不同等都會影響脫硫石膏的品質,所以脫硫石膏在應用加工時一定要結合具體實際,采用科學手段進行深入的研究。
3.2綜合利用現(xiàn)狀
國內脫硫石膏的綜合處理和應用已起步,利用前景蘊藏著巨大的市場機遇,特別是那些天然石膏缺乏而脫硫石膏資源豐富的經濟發(fā)達地區(qū),經應用實踐證明脫硫石膏是一種品位較高的寶貴資源 它可適合于不同用途的石膏建材制品的生產。脫硫石膏與天然石膏有一定的區(qū)別,但從根本上講,由于它們的主要成分相同,并且脫硫石膏的主要成分含量高,故處理后的脫硫石膏是一種比天然石膏還要好的膠凝材料。
1)脫硫石膏通過干燥,脫水處理成為熟石膏
熟石膏按制品可分澆注石膏、灰泥石膏、陶瓷工業(yè)用石膏、鑄造工業(yè)用石膏、牙料用石膏、骨科繃帶醫(yī)用石膏、煤礦防火加強巷壁用石膏、土壤改良用石膏等,用量最大的是建筑用熟石膏,一般認為對建筑脫硫石膏的脫水溫度應在125~ 145為;煅燒設備和工藝不一樣,煅燒溫度也要有不同的變化,從相組成看,熟石膏中可溶性無水石膏含量應較高一點為好,因熟石膏中可溶性無水石膏親水性極強,接觸潮濕空氣后,很容易轉化為半水石膏,通過轉化效應增加熟石膏粉中半水石膏的含量,使其相變過程趨于穩(wěn)定,可改善熟石膏的物理力學性能,能夠滿足用于石膏制品生產的質量要求具有重要意義。
2)脫硫石膏也可制做高強石膏
將脫硫石膏制成濃度適宜的石膏漿體,加入一定量的轉晶劑,在攪拌加壓的條件下,石膏漿體的處理溫度、時間及壓力控制在一定范圍內生成柱狀石膏晶體,然后經脫水,干燥制得高強熟石膏,在生產中轉晶劑的種類及加入量,漿體的熱處理溫度及時間和壓力,料漿濃度等都是決定產品質量的重要因素。