揚中一體化重金屬污水處理設(shè)備--省時省力
近年來，隨著工業(yè)和經(jīng)濟的發(fā)展，廢水的種類和數(shù)量越來越多，人們的環(huán)保意識越來越強，而廢水處理問題人們越來越關(guān)注，并成為環(huán)境保護的一個重要研究課題。在廢水處理過程中，混凝沉淀是一種重要的預(yù)處理工藝。所以，開發(fā)和選擇高效絮凝劑是水處理技術(shù)的關(guān)鍵步驟。在眾多絮凝劑中，聚氯化鋁(PAC)是一種高效無機高分子絮凝劑，由于其混凝能力強、用量少、凈水效率高、適應(yīng)性強、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，它在水處理領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
1、聚合氯化鋁概述
聚氯化鋁(PAC)不是單一的形式，而是包括單體和聚合物，并按一定比例的多態(tài)物質(zhì)，即Al3+與Al(OH)3之間的一系列亞穩(wěn)態(tài)物質(zhì)。化學(xué)式為[Al2(OH)nCl6-nLm]，其中m為聚合度，n為PAC產(chǎn)物的中性度。顏色為黃色或淡黃色、深褐色、深灰色樹脂固體。具有噴霧干燥穩(wěn)
油田含油污水的性能與油井的流體性能接近，將其注入到油層中，與油層流體的配伍性好，不會產(chǎn)生沉淀，也不會給儲層帶來嚴重的傷害。因此，考慮將油田含油污水進行分離處理，使其水質(zhì)達到注入水的標準后，經(jīng)過注水泵加壓后，注入到油層中，實現(xiàn)水驅(qū)的開發(fā)狀態(tài)。
油田含油污水中含有油，而且水的礦化度高，極易產(chǎn)生結(jié)垢的現(xiàn)象，影響到油田油氣水分離處理工藝的順利實施。含油污水的礦化度高，含有各種成分，包括離子和非離子成分，以及含有腐蝕性的介質(zhì)，對油田生產(chǎn)管道和設(shè)備具有嚴重的腐蝕性，影響到油田生產(chǎn)裝備的使用壽命。含油污水中含有多種細菌和懸浮顆粒，懸浮固體的存在，嚴重影響著油井的產(chǎn)能，會堵塞油層的孔隙，影響到儲層的滲透能力，給油田生產(chǎn)帶來不利的影響。含油污水中有多種氣體，硫化氫、二氧化碳等，對人體造成不同程度的傷害，需要采取的技術(shù)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為綠色環(huán)保的材料，為后續(xù)對于油田生產(chǎn)提供幫助。
為了合理解決含油污水中的堵塞成分，對含油污水進行除油和除去懸浮顆粒的設(shè)計，選擇和應(yīng)用的工藝技術(shù)措施，提高含油污水處理的效率。如含油污水處理技術(shù)措施劃分為物理分離處理技術(shù)措施，化學(xué)分離處理工藝技術(shù)措施，微生物分離處理的技術(shù)措施等，使其水質(zhì)達到更高的標準，真正實現(xiàn)了含油污水的回收利用效果，滿足油田廢物回收利用的技術(shù)要求。
二、含油污水處理技術(shù)措施
依據(jù)油田含油污水的特點，選擇和應(yīng)用的含油污水處理技術(shù)措施，盡可能降低含油污水處理的成本，使其水質(zhì)達到更高的標準，為油田注水提供依據(jù)。
1、重力分離處理技術(shù)措施。
油水依靠密度的差異性，而實現(xiàn)油水的分離處理的效果。同時依靠重力作用，將原油中的懸浮顆粒除去，提高含油污水的水質(zhì)標準，使其達到注入水的標準后，通過注水泵加壓，進入到注水干線，實現(xiàn)了水驅(qū)的開發(fā)效率。
依據(jù)重力分離的作用，設(shè)計橫向流的除油器，將含油污水中的油珠顆粒分離出來，降低含油污水中的含油量。在斜板除油器的基礎(chǔ)上，經(jīng)過對容器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的升級改造，使其降低液流的速度，促使液流達到重力沉降分離的條件，而將含油污水中的油分離出去，同時將含油污水中的固體顆粒除去，提高水質(zhì)的標準，而將其注入到油層，實施水驅(qū)的開發(fā)狀態(tài)，提高單井的產(chǎn)量，滿足油田開發(fā)的經(jīng)濟性要求。
波紋板聚結(jié)除油器的使用，結(jié)合沉降池的作用原理，促使水流的碰撞幾率增大，而實現(xiàn)含油污水的凈化處理的效果。高效游離水分離器的使用，將原油中的游離水分離處理，經(jīng)過深度的含油污水處理，提高水質(zhì)的標準，而將更多的含油污水凈化處理，達到含油污水再利用的技術(shù)要求。
2、過濾處理技術(shù)措施。
對含油污水進行過濾處理，經(jīng)過一定時間的開發(fā)和研究，建立膜分離處理工藝程序，選擇和應(yīng)用的膜材料，將含油污水中的各種雜質(zhì)成分除去，提高了含油污水處理的標準，促使處理后的含油污水達到更高的標準，滿足油田注水的需要。
膜分離處理技術(shù)措施屬于膜分離的方式，選擇和應(yīng)用的膜材料，利用微孔隙膜片的作用，將油珠顆粒和表面活性劑截留，除去其中乳化油。對膜材料進行分析和研究，選擇和應(yīng)用的膜材料，同時對膜的材料進行優(yōu)化，降低膜分離技術(shù)的應(yīng)用成本，使其滿足油田含油污水處理的技術(shù)標準，不斷提升膜分離處理技術(shù)的應(yīng)用效果
3、氣浮選除油技術(shù)措施。
針對含油污水中的含油量的不同，選擇和應(yīng)用不同的氣浮選設(shè)備，應(yīng)用空氣或者天然氣的流動狀態(tài)，形成穩(wěn)定的氣泡，在氣泡上浮的過程中，攜帶油珠顆粒上浮，經(jīng)過收油槽將油珠顆粒回收，進入到油氣分離處理系統(tǒng)，作為油田產(chǎn)量的一部分，而被油田利用起來。
油田生產(chǎn)現(xiàn)場經(jīng)常應(yīng)用的方法為加壓溶氣氣浮的技術(shù)措施，給氣體加壓處理，依靠氣泡輕在液體中總是上浮的原理，氣泡在上升的過程中，攜帶油珠顆粒，而將含油污水中的油珠顆粒除去，降低含油污水的含油量，使其達到標準的規(guī)定。
4、聲波、微波及超聲波脫水技術(shù)措施。
隨著油田含油污水處理技術(shù)的不斷進步，先后研制的微生物處理技術(shù)措施，借助于微生物分解氧化有機物的特點，將含油污水中的油珠顆粒除去，提高污水除油處理的效率，盡可能降低微生物的需求量。保證微生物脫水處理達到的狀態(tài)，獲得的水質(zhì)處理的效果。
聲波的作用能夠加速水滴的聚結(jié)，提高原油脫水處理的效率，同時減低破乳劑的用量，相應(yīng)地降低化學(xué)藥劑的使用量。在使其達到注入水的水質(zhì)標準后，降低了注入水的堵塞程度，而保證油田注水的順利實施，達到水驅(qū)的開發(fā)效率。
定性好，對水適應(yīng)性廣，水解快，吸附能力強，明礬大，沉淀質(zhì)量快，出水濁度低，脫水性能好等諸多特點。所以，聚合氯化鋁也被稱為高效聚合氯化鋁、高效PAC或高效噴霧干燥聚合氯化鋁。適用于各種渾濁度的原水，具有廣泛的酸堿度范圍。
2、實驗部分
2.1 主要原料與儀器
鋁酸鈣粉，濃鹽酸，精密電子天平AL104，YHCOD-100全自動COD消解回流儀，IRPrestige-21型紅外光譜儀，E201-CpH計，ZR4-6型凝固實驗機，分析儀liquidTOCⅡ，HACH2100Q濁度計。
2.2 制備方法及優(yōu)化的制備條件
揚中一體化重金屬污水處理設(shè)備--省時省力
取10.0g鋁酸鈣粉，放入錐形燒瓶中，加入一定量的鹽酸，將錐形燒瓶在100℃下回程計上自動消解加熱反應(yīng)時間，將產(chǎn)品取出并轉(zhuǎn)移到燒杯中，靜置片刻，然后過濾，上清液為聚氯化鋁產(chǎn)品。
考察了鹽酸用量、反應(yīng)溫度和聚合時間對產(chǎn)物性能的影響，確定了的制備條件是：鋁酸鈣粉10.0g，鹽酸用量為35.0mL，溫度為100℃，聚合時間為2.5h，合成產(chǎn)物氧化鋁含量為10.6%，堿度為92.6%。2.3紅外光譜分析自制的聚氯化鋁置于真空干燥箱內(nèi)，在55℃左右干燥，用kbr壓片法測定了400~4000cm-1范圍內(nèi)的聚氯化鋁的紅外光譜。
3、結(jié)果與討論
3.1 紅外光譜分析
合成產(chǎn)物的紅外光譜在3001~3680cm-1范圍內(nèi)具有很強的寬吸收峰，這是由于樣品中吸附水分子中與鋁離子相連的-OH基團和吸附水分子中的-OH基團的拉伸振動引起的吸收峰，-OH在1600~1700cm-1波數(shù)之間的水分子彎曲振動產(chǎn)生典型的吸收峰，表明合成的產(chǎn)物可能含有結(jié)構(gòu)水和吸附水，并具有羥基結(jié)構(gòu)。此外，在1000~927cm-1處有較弱的吸收峰，而在663~500cm-1處有較強的吸收峰，表明合成產(chǎn)物中存在聚合鋁。
3.2 水處理混凝實驗
實驗取1.0L水樣，攪拌參數(shù)調(diào)整如下：400r/min為30s，150r/min為3min，60r/min為7min。攪拌后靜置30min，取本品，測定濁度和TOC。本研究使用的絮凝劑優(yōu)化了含鈣聚氯化鋁的制備條件。
3.2.1 用量對濁度和TOC去除率的影響
不調(diào)整水樣pH值，絮凝劑用量為10.0、20.0、30.0、40.0、50.0、60.0、70.0mg/L。實驗結(jié)果表明，隨著摻量的增加，殘余濁度先快速下降后略有增加，TOC的去除增加后逐漸減小。其原因是在一定范圍內(nèi)，隨著絮凝劑用量的增加，絮凝劑的電中和能力和吸附能力增加，殘余濁度降低，TOC去除率增加。若絮凝劑用量過大，膠體的電荷發(fā)生反轉(zhuǎn)，產(chǎn)生膠體間的斥力，使水中的膠體顆粒再次穩(wěn)定，出現(xiàn)反轉(zhuǎn)失穩(wěn)現(xiàn)象，從而使絮凝效果變差。若添加量為40.0mg/L，培養(yǎng)基的殘留濁度小于1NTU，TOC去除率為42.3%。因此，在實驗條件下，劑量為40.0mL。
3.2.2 pH值對濁度和TOC去除率的影響
當劑量為40.0mg/L時，調(diào)整后的水樣pH值分別為5.0、6.0、7.0、9.0、10.0。實驗結(jié)果表明，pH值在6.0~9.0時，殘余濁度小于1NTU。水樣pH值對TOC的去除率有很大的影響。pH值為6.0~10.0時，TOC去除率約為30.0%，當pH值為8.00時，TOC去除率為41.2%。其原因是pH值過低時，水的陽離子越多，混凝劑的中和能力降低，進而降低了混凝效果，隨著pH值的增加，絮凝劑水解形成的低荷電正極多核絡(luò)合離子或金屬化合物凝析液對不穩(wěn)定顆粒具有鍵橋作用，使膠體顆粒聚集沉淀，從而降低剩余濁度，TOC去除率提高，若pH值過高，絮凝劑易水解，其效果較差。測試水樣pH值為8.0，因此，無需調(diào)整水樣的pH值，可達到去除濁度和TOC的良好效果。
