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現階段,我國城市水污染程度日益嚴重,人口流動性大、工業生產廢水和生活污水排放量增大都是造成水污染的原因,并且我國整體污水治理能力還未成熟,部分地區的河流及湖泊都出現了嚴重的水污染問題。水污染問題不僅對生態環境造成破壞,而且對人體健康造成嚴重危害。目前,對污水的治理工作是一大重點和難點,而目前治理污水的方法大多數是用于工業廢水的治理,對城市河道污水的治理能力還有待提高。
1、城市河道污水產生的原因及治理情況
1.1 城市河道污水產生的原因
城市河道污水產生的主要原因是:在城郊地區,沒有完善的垃圾處理設施和系統,大量的生活垃圾及部分工業垃圾堆積河邊,或者直接丟入河中,這些垃圾未經過處理直接排放引起了城市河道水污染問題。未經過處理的垃圾的排放使得水中含有大量的氮、磷等有機物質,并且在水中進行降解釋放出營養元素,嚴重破壞了水質環境,水體中繁殖大量的藻類生物,水體缺少溶解氧而發臭,大量的水生生物死亡,使得水體環境惡化。
1.2 目前城市河道污水治理的情況
近年來,我國加大了城市河道污水治理的力度,通過水環境綜合工程和清水工程的實施,有效地改善了河道水體環境。但是,由于受到多方面因素的影響,城市河道污水治理的整體效果并不佳,許多城市在治理河道污水上使用的治理技術還未成熟,且沒有有效地運用,使得河道污水治理的情況仍舊不容樂觀。主要表現為:
(1)水質污染集中來源于大量未經處理的工廠廢水、生活污水和各種生活垃圾、固體垃圾的投放,使地下水和河流污染嚴重。
(2)在城郊地區,沒有完善的垃圾處理設施和系統,同時農村、村落分布較分散,沒有辦法進行集中治理,河道污水治理能力較弱。
(3)即使建立了污水治理廠,但是在大型設備處理裝置的使用和維護上費用較為昂貴,使得無法充分利用設備進行污水治理。
2、在城市河道污水處理中化學技術的研究
2.1 電化學技術
電化學技術是在特定的化學反應裝置中,通過電極反應或者其他一系列化學反應,降解或轉化污染物。使用電化學技術需要的設備要求較低,并且占用空間較小,操作維護成本也較低,可以有效地進行污水治理,同時避免水質的二次污染。電化學技術去除污染物的基本原理有兩個:
(1)電化學技術在處理生活廢水中的氨氮時,情況較為復雜,雖然其吸附作用
為了保護我們賴以生活的環境,促進生態環境保護工作的順利開展,油田廢水處理已成為我國石油開發利用面臨的首要問題,所以,要合理地治理石油污水處理的問題。在石油開采過程中,由于原油含水量的不斷提高,使得污水量也在不斷增加,如果污水排放不合理,不僅會污染周圍的環境,還會對人們的生活質量產生嚴重的影響。因此,要科學、合理地利用現代油田污水處理技術,創建良好的生態環境和生活環境。
2、常見的油田廢水處理方法
2.1 去除水中的懸浮雜質
在石油開采過程中,含油物質是懸浮液中的主要物質,而懸浮雜質包括以下四種類型的材料:乳化油和分散油,懸浮固體和膠體固體。隨著經濟的發展,現如今又三種除油方法,包括:
(1)過濾:過濾可以使懸浮在上面的雜質直接的過濾出來。
(2)物理脫脂:主要包括粗粒化脫脂,斜板脫脂和垂直脫脂,在物理脫脂過程中也可以除去懸浮固體。
2.2 添加一定量的添加劑
在油田廢水處理中,為了滿足各種純凈水指標的要求,可加入適量的殺菌劑、防垢劑和緩蝕劑,以防止細菌的生長、結垢和腐蝕。
2.2.1 物理脫脂
物理脫脂主要包括:自然脫脂,斜板脫脂,除油(去除懸浮物),旋風脫脂和粗粒化(聚結)脫脂。自然脫脂主要的缺點是污水停留時間長,導致企業的投資增加,并且其體積較大,忽略了油珠顆粒的絮凝以及水流入和流出水分配口的不均勻性,增加了脫脂難度,然而自然脫脂可以使油水分離,根據油和水的密度,選擇適合的技術。
2.2.2 凝血治療
為了去除油田污水中的乳化油、溶解油和分散油,一般采用化學和物理的方法去除油質,也可以采取混凝沉淀法進行污水處理,這種方法不僅可以去除粉質的懸浮固體,而且還可以使他們沉降,提高了乳化油、溶解油和分散油的分離速度。一般凝結劑對水中膠體顆粒具有凝結作用,主要取決于凝結劑的類型和凝結劑的量,以及膠體顆粒的性質,并可以產生三種效果即:吸附橋、凈掃描和電中。
2.2.3 過濾
過濾主要包括:沉淀、吸附、保留和絮凝,其作用是去除水中的膠體物質和懸浮物,使污水通過多孔厚的石英砂或含有顆粒的濾床,使雜質殘留在介質上,去除細菌、凈化含油污水、油類和放射性粒子以及鐵氧化物。
3、油田污水處理工藝
根據水源,進水水質和注水層的水質要求,可以確定油田注水水質的處理過程。對于高滲透性油層,通常需要采用傳統的污水處理工藝;對于中滲透油層和低滲透性油層,通常需要在常規處理的基礎上進行深度處理(即二次或三次過濾)。目前,對于注入高滲透油藏的污水,大多數油田一般采用三級處理工藝。第一處理工藝采用自然沉淀;脫脂、凝結、沉淀和懸浮固體作為第二處理工藝,第三部分采用石英砂進行過濾。該工藝主要用于水質較差的油田,該過程包括以下四種類型:壓力型,重力型,旋流型和浮選型,對于中低滲透油層,注水質量高,需要深層處理,常規處理后,大多數油田經過初級和二級過濾。
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3.1 壓力污水處理過程
壓力污水處理的優點是污水的停留時間相對較短,其實用的設備都具有壓力,可以實現封閉的氧氣阻隔,但是它也有缺點,缺點在于如果沉淀的雜質過多時,它無法自行排解,造成堵塞的現象。壓力污水處理過程是:原水進入緩沖罐,由提升泵加壓,進入斜板沉淀槽,去除機械雜質和乳化油。
3.2 重力污水處理過程
在油田污水處理過程中,重力污水處理過程有其優點,它可以通過重力差流動,并且,在沒有動力泵的情況下,其沉降和過濾實自動的,而不是手動的,節約了很多的時間。但其也有缺點,在于污水停留時間較長和占地面積大。
化法是利用電極陽極的氧化作用將污染物轉化為無污染物,而間接氧化法是利用電極陽極反應中引發中間反應,將污染物進行氧化,最終轉化為無污染物。
2.2 聲化學技術
聲化學技術是利用超聲波加快化學反應或者轉化新的化學反應,以此提高化學反應的產率和獲得新的化學反應產物。因此,聲化學技術在城市河道污水處理中的運用,就是加快地將污水中的有機污染物進行分解或者降解,提高污水處理效率。但是聲化學技術仍然存在降解物適用性、經濟性和反應器放大的問題,目前我國在治理城市河道污水處理中還未使用。對于聲化學技術的研究,主要從兩個方面進行:
(1)針對污水中存在的大量污染物,需要利用聲化學技術進行
污油主要是指由排水隔油池池面上回收的污油,主要由油相、水相和固相組成。其油相主要成分是各生產裝置清罐、脫水夾雜的油、石油蠟、瀝青質及其它塵土類雜物,成分復雜且不穩定。水相一般以水包油、油包水形式出現,乳化嚴重難以自行脫除;固相一般是在各裝置排放污油時與污水充分混合、夾雜后被油相電離吸附的,吸附后團塊比重接近1,自然重力脫除十分困難。
三相分離裝置主要由三個部分組成:加藥部分、三相離心機及成品油轉輸。其中核心部分是一臺三相離心機,其轉速為3500r/h,原料污油經加藥、加溫后進入高速旋轉的三相離心機轉鼓,在強大離心力作用下不同比重的介質在離心機內分層并通過相應出口排出,達到油、水、固相分離的目的。
加藥部分的作用是投加破乳劑、絮凝劑及對原料油的加溫。原料油投加破乳劑后經加溫,在破乳劑的作用下通過改變乳化油界面極性,加速微油粒聚集,大幅降低水包油、油包水,有助于加速多種液相間的分層,清晰界面。絮凝劑主要是采用高分子有機絮凝劑在液相中形成網捕,通過粘連、聚集加速污油中固相顆粒物的聚集,形成較大團塊加速沉降。
分組實驗,將不同的污染物進行分離或降解。
(2)需要關注聲化學技術中高溫高壓帶來的冷卻處理問題,需要投入更多的高額成本,需要對其進行相應研究,總結其規律。
2.3 藥劑法
使用藥劑法,常見的有兩種:一是通過在污水中投入混凝劑,將污水中的膠粒物質進行凝聚和絮凝分離,以此達到凈化污水的作用。二是在污水中投入氧化劑,利用氧化分解水體中的污染物,以此達到凈化污水的目的。藥劑法操作簡單,去除污染物的效率也較快,常常用于處理工廠廢水。但是,使用藥劑法不能的治理污染問題,存在二次污染、費用昂貴的缺點。
2.4 臭氧技術
臭氧是一種強氧化劑,臭氧技術就是將臭氧進行催化氧化,然后將污水中的有機物逐步降解為簡單的有機物,進而將有機物氧化去除。臭氧技術具有反應速度快、清潔效果好、不存在二次污染的優點,因此在城市河道污水治理中具有應用前景。不過目前生產臭氧需要消耗的電能較高,每公斤臭氧約耗電20~35度,因此需要繼續改進氣水接觸方式和接觸設備的研究,提高臭氧的利用率。比如,投入活性炭,活性炭可以顯著提高臭氧的利用率,活性炭具有高吸附性,可吸附污水中的有機物,而且在高PH的條件下還可以去除氨氮,進而使污水處理的效果提高?;蛘呃醚鯕庾鳛樯a臭氧發生器的氣源,能夠大幅度的提高臭氧的濃度,雖然購買氧氣會花費一點費用,但是在運行過程中不需要消耗其他能源,可以極大的節約電能的損耗。