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關(guān)鍵詞:聯(lián)合站集輸 節(jié)能
一、概況
呼一聯(lián)合站主要負(fù)擔(dān)著原油脫水集輸、油井摻水、注水等任務(wù)。站內(nèi)主要消耗的能源為天然氣及電能。燃?xì)獍l(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(zhì)提供熱能。各種機(jī)泵主要消耗電能,為輸送介質(zhì)提供機(jī)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(fù)責(zé)來油脫水工作,主要設(shè)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(xué)脫水工藝(高效三相分離器),另一套為電化學(xué)脫水(四合一+電脫水器)。
熱化學(xué)脫水工藝是采油隊(duì)來油在油閥組和破乳劑混合后進(jìn)入油氣分離器預(yù)分離后,含水原油經(jīng)預(yù)熱加熱升溫后,進(jìn)入三相分離器,經(jīng)過脫油、脫水、脫氣的處理,天然氣進(jìn)入除油器在進(jìn)入干燥器進(jìn)行處理后一部分輸送到燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組,一部分用于站內(nèi)加熱爐和摻水自耗,剩余部分經(jīng)火炬燃燒后排放到大氣中,生成含水低于0.25%的原油,進(jìn)入凈化油罐,污水直接進(jìn)入污水沉降罐。
電化學(xué)脫水工藝是采油隊(duì)來油在油閥組和破乳劑混合后進(jìn)入油氣分離器預(yù)分離后,含水原油經(jīng)預(yù)熱加熱升溫后,進(jìn)入四合一裝置進(jìn)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(jīng)過脫水泵輸送到電脫水器,進(jìn)行電化學(xué)脫水器二次脫水,天然氣進(jìn)入除油器在進(jìn)入干燥器進(jìn)行處理后一部分輸送到燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組,一部分用于站內(nèi)加熱爐和摻水自耗,剩余部分經(jīng)火炬燃燒后排放到大氣中,生成含水低于0.25%的原油,進(jìn)入凈化油罐,污水直接進(jìn)入污水沉降罐。
2.節(jié)能途徑
2.1減少電化學(xué)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(yīng)用熱化學(xué)脫水工藝流程可以避免浪費(fèi)電能的情況,而且熱化學(xué)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(jīng)過分離出的污水含油較低。
2.1.2減少使用頻率后的經(jīng)濟(jì)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(yùn)行,運(yùn)行電壓按350V,運(yùn)行電流按80A,電費(fèi)按0.46元/KWh計(jì)算,減少使用頻率后全年共節(jié)省電脫水器用電費(fèi)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(yùn)行400h,脫水泵的電機(jī)功率為22kw,減少使用頻率后每年可以節(jié)約電費(fèi)3.3萬元。
在停用電化學(xué)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(diào)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(yīng)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(xiàng)離器運(yùn)行良好,脫后含水均能達(dá)到0.16%,符合外輸要求。但進(jìn)入冬季后,由于氣溫的下降,采油隊(duì)來液溫度變低導(dǎo)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(xiàng)分離器正常運(yùn)行。因此,要實(shí)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(yùn)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(shè)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(jīng)摻水泵加壓進(jìn)入摻水加熱爐加熱、分區(qū)計(jì)量后,進(jìn)入摻水管網(wǎng),供水流程是污水經(jīng)污水泵加壓后直接進(jìn)入含油污水處理站進(jìn)行處理,進(jìn)入注水管網(wǎng)。
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(shè)定的溫度自動啟停,當(dāng)運(yùn)行參數(shù)不合理時,就會導(dǎo)致?lián)剿訜釥t在運(yùn)行過程中頻繁啟停,縮短點(diǎn)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(jī)率。所以在運(yùn)行中,需要根據(jù)摻水量和換熱溫差的不同,合理調(diào)整摻水爐的運(yùn)行數(shù)量,合理設(shè)定控制面版溫度,確定出合理運(yùn)行參數(shù),達(dá)到節(jié)能的目的。
2.2節(jié)電途徑
如果摻水泵只能工頻運(yùn)行,摻水壓力的調(diào)節(jié)需要用泵出口閥來控制,通過調(diào)節(jié)泵出口閥開度,增加或減小流量與揚(yáng)程,從而達(dá)到調(diào)節(jié)摻水壓力、流量的目的。這種調(diào)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(chǎn),在冬季,造成的損失更大。改用變頻控制后,能夠調(diào)節(jié)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速,由比例定律可知,當(dāng)離心泵的轉(zhuǎn)速發(fā)生改變時,其特性曲線也隨之發(fā)生變化,關(guān)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(yáng)程、功率、轉(zhuǎn)數(shù);Q2、H2、N2、n2是改變轉(zhuǎn)數(shù)后離心泵的流量、揚(yáng)程、功率、轉(zhuǎn)數(shù);因此,利用變頻技術(shù)在合理范圍內(nèi)調(diào)節(jié)摻水泵轉(zhuǎn)速,就可以得到不同的壓力、流量,調(diào)節(jié)過程平穩(wěn)。由離心泵的比例定律N1/N2=(n1/n2)3看出,轉(zhuǎn)速改變,功率也改變,耗電相應(yīng)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(yùn)行比兩臺工頻泵同時運(yùn)行節(jié)電1000kwh/d。
四、結(jié)論
實(shí)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(yīng)控制好加熱爐的加熱溫度,還應(yīng)降低電能消耗,合理利用變頻技術(shù),提高各類油水機(jī)泵的運(yùn)行效率。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:油氣集輸行業(yè) 工藝技術(shù)現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢
油氣集輸時的生產(chǎn)工作與開采石油時的鉆井、勘探、修井、測井以及采油等生產(chǎn)工藝過程都是有很大的不同的,它的主要特點(diǎn)是生產(chǎn)時的油田點(diǎn)多,面廣并且線很長,同時進(jìn)行油田集輸?shù)纳a(chǎn)作業(yè)是還伴隨著高溫高壓、易燃易爆、有發(fā)生火災(zāi)的危險性、生產(chǎn)作業(yè)有很強(qiáng)的連續(xù)性以及工藝流程十分復(fù)雜的缺點(diǎn),所以隨著油田開采技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展,人們也更加的重視油田集輸?shù)纳a(chǎn)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(shù)工藝水平也是有著至關(guān)重要的影響的。
一、油氣集輸行業(yè)的技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
1.油氣水多相混輸工藝技術(shù)
長距離的油氣混輸工藝技術(shù)是一項(xiàng)較為先進(jìn)的工藝技術(shù),目前也基本上被發(fā)達(dá)國家廣泛使用,從上個世紀(jì)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(shù)進(jìn)行了大量的研究和分析,要想真正的應(yīng)用多相混輸工藝技術(shù),就必須將其與電熱技術(shù)相互配合,如果真正的應(yīng)用此技術(shù),在進(jìn)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(shù)油氣集輸領(lǐng)域中比較有發(fā)展前景的一項(xiàng)技術(shù)。
大慶油田是我國在油氣集輸行業(yè)中技術(shù)最為先進(jìn)的油田,但是其混輸工藝的技術(shù)以及其在集輸設(shè)備的研發(fā)中與歐美的先進(jìn)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(jì)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(shù),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(xiàng)技術(shù)都處理領(lǐng)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(jìn)于其他的油田。目前,我國的油田已經(jīng)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(yīng)利用高含水期原油具備很強(qiáng)的流變性的特點(diǎn),在不斷簡化集輸工藝技術(shù)的同時,在常溫的狀態(tài)或是低溫的狀態(tài)下進(jìn)行輸送工作。
3.原油脫水技術(shù)
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(shù),第一段是游離脫水的過程,其主要是采用聚結(jié)脫水和大罐沉降的方式進(jìn)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(jìn)行交流電和直流電復(fù)合的方式進(jìn)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(xué)脫水工藝。
在對原油進(jìn)行脫水處理的研究上,美國以及俄羅斯等國外的發(fā)達(dá)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(shù)措施。目前在對原油進(jìn)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(diǎn),降低游離水脫除設(shè)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(chǎn)公司的技術(shù)現(xiàn)狀分析及攻關(guān)方向
1.油田生產(chǎn)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(shè)已經(jīng)有了明顯的進(jìn)步,我國的大部分的產(chǎn)油區(qū)也都已經(jīng)到了高含水的開發(fā)階段,而主力油田的挖潛效果都已經(jīng)逐漸變差,導(dǎo)致了采油成本越來越高,但是卻沒有達(dá)到想要穩(wěn)產(chǎn)的效果,同時以建設(shè)的采油的設(shè)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(dāng)油田進(jìn)入到極高的含水階段時,原油中的油水分離的特性就會產(chǎn)生變化,這就導(dǎo)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(shù)都出現(xiàn)了不適應(yīng)性。而原油的特性出現(xiàn)的變化也導(dǎo)致了油氣集輸?shù)墓に嚰夹g(shù)也與油田的節(jié)能要求產(chǎn)生不適應(yīng)性。(2)油田的產(chǎn)能建設(shè)所產(chǎn)生的效益也越來越差了,因此降低生產(chǎn)成本和投資規(guī)模就顯得很關(guān)鍵了,但這也是很困難的,如何利用現(xiàn)有的設(shè)施簡化工藝模式,并且優(yōu)化規(guī)劃設(shè)計(jì),也是當(dāng)前面臨的主要問題。(3)目前三元復(fù)合驅(qū)等三次采油技術(shù)已經(jīng)不斷的發(fā)展,這也對地面技術(shù)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(shù)是出于世界領(lǐng)先地位的,但是其工程量大、成本高、工藝復(fù)雜以及新工藝的需求仍是存在的主要問題。
2. 油田生產(chǎn)公司集輸工藝的攻關(guān)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(shí)際情況來看,內(nèi)部研發(fā)攻關(guān)以及引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)是下一個階段的主要攻關(guān)方向,油氣集輸行業(yè)的工作者應(yīng)當(dāng)認(rèn)清形勢,明確方向,同時相關(guān)部門應(yīng)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(guān)鍵技術(shù)水平。因此油氣集輸行業(yè)的下一步攻關(guān)方向應(yīng)為:簡化集輸?shù)墓に?。通過對新建成的產(chǎn)能井投資效果變差問題的研究,充分發(fā)掘這些設(shè)施的潛力,從而簡化油氣集輸?shù)墓に嚹J?,達(dá)到降低成本的目的;研究油水高效處理技術(shù)。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(xué)脫水技術(shù),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(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢以及油田生產(chǎn)公司的技術(shù)現(xiàn)狀分析及攻關(guān)方向兩個方面的內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的分析和探討。我國的油氣技術(shù)行業(yè)的工藝技術(shù)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(jìn)先進(jìn)技術(shù)以及內(nèi)部研發(fā)攻關(guān)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(xiàn)
[1]薛二麗.油氣集輸工藝流程探討[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2012.
關(guān)鍵詞:電鍍廢水回用 超濾 反滲透
中圖分類號:X703文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A 文章編號:
廣東某電鍍廠,在生產(chǎn)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(xué)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(jìn)水。經(jīng)過回用水系統(tǒng)處理后的廢水再回用到生產(chǎn)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(xué)銅清洗工序,電鍍鎳、化學(xué)鎳清洗工序,鍍鉻、鍍鋅清洗工序,鈍化后清洗工序。
一、工程設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)進(jìn)出水量、水質(zhì)
廢水處理進(jìn)水總量為800m3/d,每天運(yùn)行時間為20小時,其中經(jīng)過多介質(zhì)過濾+超濾+活性炭吸附后回用的水量為160 m3/d,再經(jīng)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(jīng)過廢水處理后達(dá)標(biāo)排放,回用率為70%。
工程設(shè)計(jì)的進(jìn)水水質(zhì)如下:
表1
工程設(shè)計(jì)的出水水質(zhì)如下:
超濾產(chǎn)水供水系統(tǒng)的水質(zhì):
工藝流程
本工程的工藝流程圖如下:
圖1 工藝流程
多介質(zhì)過濾器
多介質(zhì)過濾器用來去除水中的懸浮物、膠體、懸浮物、有機(jī)物,濾除經(jīng)廢水加藥后所形成的礬花和原水帶來的顆粒,使預(yù)處理出水達(dá)到反滲透進(jìn)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(zhì),防止其進(jìn)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(guān)的篩分過程,以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動力,以超濾膜為過濾介質(zhì),在一定的壓力下,當(dāng)原水流過膜表面時,超濾膜表面密布的許多細(xì)小的微孔只允許水及小分子物質(zhì)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(zhì)則被截留在膜的進(jìn)水側(cè),成為濃水,因而實(shí)現(xiàn)對原水的凈化、達(dá)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(jī)物,氧化性物質(zhì)。防止后級反滲透膜受其氧化降解,出現(xiàn)不可恢復(fù)的損壞,同時還吸附從前級泄漏過來的小分子有機(jī)物等污染性物質(zhì),進(jìn)一步降低反滲透進(jìn)水的污染物含量以及濁度。
保安過濾器
保安過濾器內(nèi)部裝過濾濾芯(例如PP棉),主要用在多介質(zhì)預(yù)處理過濾之后,反滲透、超濾等膜過濾設(shè)備之前,用來濾除經(jīng)多介質(zhì)過濾后的細(xì)小物質(zhì)(例如微小的石英沙,活性炭顆粒等),以確保水質(zhì)過濾精度及保護(hù)膜過濾元件不受大顆粒物質(zhì)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(cè)的料液施加壓力,當(dāng)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(cè)得到透過的溶劑,即滲透液;高壓側(cè)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(jī)離子、膠體物質(zhì)和大分子溶質(zhì),從而達(dá)到脫鹽效果。
主要設(shè)備
本工程的主要設(shè)備表如下:
表1 工程設(shè)備
二、回用水工程建設(shè)投資主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及運(yùn)行費(fèi)用
回用水工程建設(shè)投資主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如下表2:
表2主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表
回用水工程運(yùn)行費(fèi)用如下表3:
表3運(yùn)行費(fèi)用表
三、運(yùn)行監(jiān)測結(jié)果
該廠的反滲透系統(tǒng)運(yùn)行半年來日常監(jiān)測結(jié)果如下表
表4回用水進(jìn)出水水質(zhì)大致情況表
四、結(jié)論
電鍍廢水生產(chǎn)過程冗長繁雜,生產(chǎn)線上的不種工序廢水水質(zhì)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(dá)標(biāo),節(jié)省藥劑投加量。
該廢水及回用系統(tǒng)工程運(yùn)行半年以來,廢水排放情況穩(wěn)定達(dá)標(biāo),超濾生產(chǎn)的回用水能達(dá)到電鍍前處理工序的水質(zhì)要求,電鍍后的工件質(zhì)量達(dá)到業(yè)主要求,反滲透生產(chǎn)的回用水水質(zhì)也優(yōu)于設(shè)計(jì)前的目標(biāo),直接回用到電鍍件工序沒有質(zhì)量問題出現(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
[1]鄢豪.電鍍廢水膜法(RO-NF)回用研究[M].浙江大學(xué),2011
關(guān)鍵詞:凈水廠;處理工藝;設(shè)計(jì)
中圖分類號:S611文獻(xiàn)標(biāo)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(shè)計(jì)進(jìn)行了分析,在分析該市供水缺口、水源水質(zhì)及地形特征的基礎(chǔ)上,決定改進(jìn)新建水廠的工藝設(shè)計(jì)。經(jīng)比選研究,在2007年進(jìn)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(yùn)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(hù)當(dāng)?shù)厮Y源具有積極意義。
一、凈水廠工藝設(shè)計(jì)
某凈水廠工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括凈水工藝設(shè)計(jì)和排泥水處理工藝設(shè)計(jì)。
1、凈水工藝
其水源為陡河水庫,水質(zhì)基本符合《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)的基本項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)值II類水體和《生活飲用水水源水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ3020-93)一級標(biāo)準(zhǔn)的要求。原水有機(jī)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(wǎng)格絮凝、斜管沉淀、均質(zhì)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(shí)現(xiàn)全自動控制、高效節(jié)能、出水水質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)?!癡”型濾池池體結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,尤其是沿池長方向布置的“V”型進(jìn)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(nèi)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(yán)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(yùn)行過程中都被作為廢水直接排放。而在新的《室外給水設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)中,根據(jù)排泥水的特點(diǎn),以目前普遍采用的處理工藝(下稱方案1)為基礎(chǔ),通過研究排泥水與水廠凈水處理工藝之間的關(guān)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(diǎn)有。
第一,反沖洗排水在排水調(diào)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(jīng)濃縮池處理后,排放上清液,對濃縮液進(jìn)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(wǎng),排放水質(zhì)應(yīng)符合現(xiàn)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》。
(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(jīng)比選研究,設(shè)計(jì)中采取以下優(yōu)化措施。
(1)調(diào)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(diào)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(gòu)筑物布置
排水調(diào)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(nèi)淤積,池中設(shè)一道隔墻,將排水調(diào)節(jié)容積分為145m3(排水調(diào)節(jié)池容積)和100m3(污水提升泵井容積)。排水調(diào)節(jié)池底部設(shè)排泥閥,隔墻上設(shè)溢流孔。當(dāng)濾池反沖洗排水時,一部分水可通過溢流直接進(jìn)入提升泵井。污水提升泵井內(nèi)安裝3臺流量為110m3/h、揚(yáng)程15m的潛污泵。采用輻流式濃縮池,當(dāng)處理反沖洗排水時,設(shè)計(jì)處理水量為220m3/h(占凈水廠平均小時處理量的10%),表面負(fù)荷為1.47m3/m2?h;當(dāng)處理排泥水時,設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)。
(3)優(yōu)化攪拌設(shè)備
將排水調(diào)節(jié)池通常設(shè)置的潛水推進(jìn)式攪拌器,改為垂直的推進(jìn)式攪拌器,將電機(jī)安裝在水面以上,減少設(shè)備維護(hù)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(gòu)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(yīng)于主要處理構(gòu)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(yùn)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(diào)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(jìn)泥泵的泵坑開挖量。
三、對凈水廠工藝進(jìn)行調(diào)試
水廠建成后首先要進(jìn)行工藝調(diào)試,才能使水廠在實(shí)際中合理運(yùn)行,達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。工藝調(diào)試是凈水廠投產(chǎn)前的一項(xiàng)重要工作,
1、凈水廠工藝調(diào)試重要性表現(xiàn)
(1)發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)備、設(shè)施、控制、工藝等方面的問題,使水廠正常投入運(yùn)行。
(2)實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)目標(biāo),即出水各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。
(3)確定符合實(shí)際進(jìn)水水量和水質(zhì)的各項(xiàng)控制參數(shù),在出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)的前提下,盡可能的降低運(yùn)行成本。
2、工藝調(diào)試的目的
根據(jù)設(shè)計(jì)單位的凈水廠工藝流程及處理原理,對各個構(gòu)筑物、設(shè)備、檢測儀器及其運(yùn)行效果進(jìn)行在線檢測,根據(jù)測試數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行對比,對偏差實(shí)時修正。根據(jù)各種工況下的運(yùn)行記錄,總結(jié)出比較穩(wěn)定、安全、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行模式。凈水廠處理工藝流程各構(gòu)筑物單元、設(shè)備按照設(shè)計(jì)正常運(yùn)行,使處理后水達(dá)到設(shè)計(jì)的水量、水質(zhì)要求。將運(yùn)行調(diào)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(yùn)行軟件中,保證凈水廠按照已定的模式自動運(yùn)行,達(dá)到設(shè)計(jì)的自動化程度。
3、工藝調(diào)試前應(yīng)具備的條件
(1)按照設(shè)計(jì)文件內(nèi)容,各構(gòu)筑物、建筑物已施工完成,經(jīng)檢驗(yàn)可以投入使用。
(2)各構(gòu)、建筑物內(nèi)的設(shè)備安裝完成,經(jīng)設(shè)備供應(yīng)商調(diào)試后可以安全穩(wěn)定運(yùn)行
(3)儀表、自控等安裝完成。儀表數(shù)據(jù)能準(zhǔn)確上傳,可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動、聯(lián)動操作,自動控制模式能夠滿足凈水廠設(shè)備自動投入工作狀態(tài)需要。
(4)水廠的檢驗(yàn)、化驗(yàn)設(shè)備經(jīng)供應(yīng)商安裝調(diào)試可以正常使用。
(5)廠區(qū)電器防護(hù)、消防、防雷設(shè)施安裝完成并能有效地工作。
(6)水處理藥劑、化學(xué)試劑、玻璃器皿等準(zhǔn)備就緒。
四、工藝調(diào)試步驟
凈水廠的基本操作流程是水廠建設(shè)的首要重點(diǎn),在具體的工作和操作中要切實(shí)貫徹,做到流程的科學(xué)有效。因此工藝調(diào)試也須按流程步驟逐步調(diào)試,先將各處理單元依次從進(jìn)水端至出水端調(diào)試完成,再整合在整個工藝流程的系統(tǒng)調(diào)試中,各單體調(diào)試合格,方可保證系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試。分部分項(xiàng)工作及其工藝調(diào)試內(nèi)容如下。
1、總進(jìn)水
(1)流量計(jì)
水廠的進(jìn)水量數(shù)據(jù)是凈水廠運(yùn)行參考的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),這一數(shù)據(jù)影響到水廠一切數(shù)據(jù)的運(yùn)算,流量計(jì)的精準(zhǔn)計(jì)量室工藝調(diào)試的前提條件。使設(shè)備供貨商精準(zhǔn)的調(diào)整流量計(jì)的計(jì)量,核對沉淀池的有效容積與流量計(jì)的讀數(shù)是否匹配,使其計(jì)量的數(shù)據(jù)能有效的指導(dǎo)加藥量。
(2)調(diào)流調(diào)壓閥
總進(jìn)水流量控制閥是凈水廠的關(guān)鍵控制設(shè)施之一,凈水廠需進(jìn)多少水量,調(diào)流閥經(jīng)過調(diào)整開啟度必須能滿足要求。流量計(jì)與調(diào)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(shí)驗(yàn)、總結(jié)藥物的制備批次、濃度,指導(dǎo)水廠工作人員制備藥劑。
(2)參照原水的樣檢結(jié)果,確定初步藥物投加量,復(fù)核加藥機(jī)自動投加藥物的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性。
(3)前加氯,在產(chǎn)品廠家專業(yè)人員的指導(dǎo)下,與水廠專業(yè)人員、自控人員一起,使加氯機(jī)能按進(jìn)水量的變化自動按一定比例投加氯氣。從反應(yīng)池、沉淀池、濾池、清水池各點(diǎn)測試水中氯的含量,最終確定出經(jīng)濟(jì)、合理的前加氯量。
3、混合反應(yīng)池
水進(jìn)入混合反應(yīng)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(diǎn)分配的,計(jì)算出總投加量后,在此處調(diào)整各分支投加點(diǎn)的閥門,使各分支投加點(diǎn)的投加量與進(jìn)水量匹配。確定反應(yīng)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(zhì)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(chǎn)水量時沉淀池的刮吸泥機(jī)的工作周期。
5、濾池
濾池是凈水廠重要的水處理單元,在調(diào)試中主要控制濾池的濾速,在滿足產(chǎn)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(zhì)影響較大。經(jīng)多次檢測、調(diào)試后,確定不同產(chǎn)水量出水閥門的開啟度和開閉速率。運(yùn)行確定不同產(chǎn)水量時單個濾池反沖洗的周期,周期內(nèi)各環(huán)節(jié)運(yùn)行的持續(xù)時間、強(qiáng)度。在濾池反沖洗時,氣量、氣水量、水量及各工況運(yùn)行的時間由小、短到大、長逐步運(yùn)行調(diào)整,歸納出有效、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行模式。在滿負(fù)荷運(yùn)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(shè)置調(diào)整進(jìn)水量的清水池水位高度數(shù)據(jù)。在對進(jìn)水量的控制操作中兼顧沉淀池、濾池的抗沖擊運(yùn)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(yùn)行中延遲反沖洗操作,在濾池達(dá)到極限反沖洗條件時啟動反沖洗。
結(jié)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(zhì)情況,就會使凈水廠在設(shè)計(jì)上各有不同。本文中就主要的分析了兩種水處理工藝的設(shè)計(jì),內(nèi)容還存在著很多的不足希望有關(guān)學(xué)者進(jìn)行進(jìn)一步補(bǔ)充。
參考文獻(xiàn)
[1]劉家慧,呂愛民.解析常見凈水廠處理工藝設(shè)計(jì)[J].《資源節(jié)約與環(huán)保》,2014,(3).
1前言
礦粉滲透結(jié)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(xué)離子,按一定比例組成固體粉狀材料,達(dá)到在混凝土滲水處滲透結(jié)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(guān)礦粉防水涂料的施工工藝原理,施工工藝流程及操作要點(diǎn),以及相應(yīng)的質(zhì)量、安全等措施。
2施工技術(shù)特點(diǎn)
2.1本產(chǎn)品屬無機(jī)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(jié)構(gòu)壽命相同,并且具有增強(qiáng)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(qiáng)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(zhì)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(xué)特性和多孔性,借助水的滲透作用,在混凝土微孔及毛細(xì)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(jié)晶,并于混凝土凝結(jié)成整體,充分提高混凝土的密實(shí)度,從而提高混凝土強(qiáng)度和起到堵水防水效果,達(dá)到永久性的防水、防潮、抗?jié)B和保護(hù)鋼筋的效果。
4施工工藝流程及操作要點(diǎn)
4.1施工工藝流程
基層處理基面濕潤制漿涂刷檢驗(yàn)養(yǎng)護(hù)特殊部位處理。
4.2操作要點(diǎn)
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(jié)物等,應(yīng)對存在的部位進(jìn)行認(rèn)真清理,對混凝土出現(xiàn)裂縫的部位用鋼絲刷進(jìn)行重點(diǎn)打毛,清理處理過的混凝土基面,不得殘存任何的懸浮物質(zhì)。
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(jié)構(gòu)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(diào)和形成,調(diào)和時按照產(chǎn)品說明書上規(guī)定的體積比,按一定比例均勻調(diào)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(jì)量過的粉料與水倒入容器內(nèi),用攪拌物充分?jǐn)嚢?~5分鐘,使料拌和均勻;一次調(diào)料不宜過多(調(diào)成后不準(zhǔn)再加水及粉料,一次成型),要在30分鐘內(nèi)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(jìn)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(yīng)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(tuán)夯實(shí),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(dá)到初步固化(約1~2h)后,進(jìn)行第2道涂料涂刷。當(dāng)?shù)?道涂料干燥過快時,應(yīng)澆水濕潤后再進(jìn)行第2道涂料涂刷。
4.2.5檢驗(yàn)
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(jìn)行修補(bǔ);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(jìn)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(jìn)行涂層施工,但不能夠有明水出現(xiàn)。
4.2.6養(yǎng)護(hù)
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(hù),每天噴水養(yǎng)護(hù)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(nèi)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(nèi)部采用干撒法,干撒用量1.5kg/m²,在側(cè)墻外側(cè)剔一凹槽,填塞漿料濃縮劑,后在側(cè)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(tuán)填補(bǔ)壓平,再用外涂濃縮劑涂刷。
5質(zhì)量控制及安全措施
5.1進(jìn)場材料應(yīng)有產(chǎn)品合格證和性能檢測報告,經(jīng)現(xiàn)場抽樣復(fù)驗(yàn)合格后方能使用。
5.2涂料防水層與基層之間應(yīng)粘結(jié)牢固,不得有空鼓、砂眼、脫層等現(xiàn)象。涂料防水層不應(yīng)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(yīng)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(yīng)注意保護(hù),搭接縫寬度應(yīng)大于100mm。
5.4涂層的總厚度不應(yīng)小于設(shè)計(jì)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(jìn)行檢驗(yàn)。
5.5施工操作人員必須經(jīng)過安全技術(shù)培訓(xùn)合格后方可作業(yè),特殊作業(yè)人員須持證上崗。采用機(jī)械施工時,攪拌機(jī)噴灑機(jī)具應(yīng)嚴(yán)格按操作規(guī)程作業(yè),用電設(shè)備均單獨(dú)設(shè)漏電保護(hù)器。
【關(guān)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(kuò)大,與此同時水資源匱乏的矛盾日益突出,已構(gòu)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(quán)威研究部門對中國城市水資源需求的預(yù)測,水資源供需矛盾將進(jìn)一步加劇,至2030年,2050年城市用水需求將在原來的基礎(chǔ)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(yīng)的三種解決辦法:節(jié)水、蓄水、調(diào)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(shè)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(shè)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(yán)峻形勢下,對廢水進(jìn)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(zhì)量具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
中水的稱謂是沿用了日本的說法,實(shí)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(zhì)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(zhì)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(jīng)凈化處理后達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn),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(diǎn)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(nèi)部雜用水等。
中水回收利用技術(shù)最早出現(xiàn)于西方發(fā)達(dá)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(shè)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(jīng)驗(yàn),也在中水回收利用過程中得到了實(shí)實(shí)在在的好處。中水回收利用的領(lǐng)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(shù)更加先進(jìn),不僅補(bǔ)充了城鄉(xiāng)用水,美化了環(huán)境,提高了人民的生活品質(zhì);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(yùn)用。
為了有效利用中水,日本在上水道和下水道之間,專門設(shè)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(jī)關(guān)學(xué)校和企業(yè)辦公大樓以及公園、運(yùn)動場等公共建筑物基本上都設(shè)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(jīng)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(jì)60年代關(guān)于污水灌溉的研究已達(dá)到一定的水平;20世紀(jì)70年代中期進(jìn)行了對城市污水以回用為目的的污水深度處理工程試驗(yàn);20世紀(jì)80年代初,北京、太原、天津、西安、濟(jì)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(yàn)研究,像北京等一些城市已修建了回用試點(diǎn)工程并取得了積極的成果,不少公共建筑亦建設(shè)了水回用裝置,自上世紀(jì)90年代末在全國逐漸擴(kuò)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(jīng)將中水回收利用納入城市總體規(guī)劃,進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計(jì),確保了中水回收利用能夠正式納入供水應(yīng)用系統(tǒng)。有的地方還進(jìn)一步提高了中水回收利用的標(biāo)準(zhǔn),中水的品質(zhì)已經(jīng)可以達(dá)到或接近飲用水的標(biāo)準(zhǔn),為城市的可持續(xù)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
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(dá)到中水回用標(biāo)準(zhǔn)。中水水源大第一類是污染程度較輕的優(yōu)質(zhì)雜排水,例如:沐浴排水,空調(diào)系統(tǒng)排水,降雨時的雨水等,應(yīng)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(jīng)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(yán)重,其處理費(fèi)用較高,工藝流程也較為復(fù)雜。根據(jù)不同的進(jìn)水的水質(zhì)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(diào)節(jié)池主要處理工藝過濾消毒中水。
中水回用處理技術(shù),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(xué)處理法、膜濾法、生物處理法。
物理化學(xué)處理法的主要處理工藝是混凝沉淀技術(shù)和過濾吸附技術(shù),適用于處理污染程度較輕的優(yōu)質(zhì)雜排水,處理工藝流程短,技術(shù)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(shù)對污水進(jìn)行處理,濾膜能輕易地將有機(jī)高分子物質(zhì)、膠體微粒、微生物等污染物質(zhì)過濾在外,容易操作,處理水量大,出水水質(zhì)好,波動小易于實(shí)行自動控制,具有很好的發(fā)展前景,但工程設(shè)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(jī)物。對處理有機(jī)物含量較高的污水有著很好的效果,受水負(fù)荷變動影響小、出水水質(zhì)穩(wěn)定、運(yùn)行費(fèi)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(zhì)、中水回用水質(zhì)要求、投資成本、經(jīng)濟(jì)條件等進(jìn)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(jìn)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(jīng)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(shù)將朝著自動歸類、分類處理、綜合處理、科學(xué)高效的方向發(fā)展,通過組合多介質(zhì)過濾、超濾、納濾、反滲透等工藝,實(shí)現(xiàn)高度自動化控制,進(jìn)一步降低了用水成本,中水回收利用的效率會更高,水質(zhì)會更好。
參考文獻(xiàn):
關(guān)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(nèi)放養(yǎng)禽畜、網(wǎng)箱養(yǎng)魚導(dǎo)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(yàn)。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(wǎng)格反應(yīng)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(jīng)過常規(guī)工藝處理后,出廠水水質(zhì)符合國家頒布的《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。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(chǎn)生惡臭,原水經(jīng)處理后,出廠水仍有明顯腥臭味,常規(guī)的水處理工藝已經(jīng)不能實(shí)現(xiàn)除藻除臭,導(dǎo)致新水廠建成后一直未能投入運(yùn)行。
1.在原有處理工藝上采取的除藻調(diào)試
1.1強(qiáng)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(qiáng)化以提高除藻效率。強(qiáng)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(jī)物。此外pH值也是混凝中的一個關(guān)鍵因素,較低的pH值下混凝效果大大改善。
鄧風(fēng)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(shí)際調(diào)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(xué)物質(zhì)濃度增加。
1.2 預(yù)氯化除藻
預(yù)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(dāng)液氯質(zhì)量濃度在1~2 mg?L 或次氯酸鈣質(zhì)量濃度在2.5~16 mg?L 時,反應(yīng)30 min,藻毒素去除率可達(dá)90%以上〔3〕。通過實(shí)際試驗(yàn)調(diào)試中發(fā)現(xiàn),預(yù)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(yuǎn)距離管網(wǎng)末端的出廠水的余氰量。而投加氯量相當(dāng)大,不僅使單位水量的成本增高,還使近距離的管網(wǎng)水中含有大量的氯味。同時,預(yù)氯化使水中消毒副產(chǎn)物增加,對人體健康不利,有~些藻類在預(yù)加氯后產(chǎn)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(yù)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(jié)果表明,除藻率高達(dá)95%。
高錳酸鉀對藻細(xì)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(fù)合藥劑ppc預(yù)氧化比預(yù)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(qū)物質(zhì)〔2〕。此外高錳酸鉀還能有效去除水中嗅味物質(zhì),但藥劑的投放量比較難控制。如果預(yù)氧化過程中,KMnO4投量過多,可能會穿透濾池進(jìn)入配水管網(wǎng),出現(xiàn)“黑水”現(xiàn)象,色度嚴(yán)重超標(biāo),而且出水中錳含量的增加,也不符合水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。有時可加PAC去除過剩的KMnO4,但投加點(diǎn)應(yīng)在KMnO4氧化反應(yīng)完成后,以免相互作用而降低除藻效果??傮w來說,KMnO4預(yù)氧化法效果不錯,但存在色度和錳超標(biāo)問題。
2.設(shè)計(jì)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(dǎo)致異味的物質(zhì)主要是geosmin(土味素)和2-MIB(2-甲基異茨醇),這些物質(zhì)在10~20μg/L就可產(chǎn)生嗅和味,常規(guī)處理難以將其降至10~20μg/L以下。當(dāng)源水TON>30時,即使采用生物預(yù)處理+常規(guī)處理工藝,出水也難以保證。但致臭、味的物質(zhì)大都是不飽和的烯族烴或芳香族烴化合物,易于被氧化,應(yīng)增設(shè)氧化工藝或生物活性炭工藝。因此,在常規(guī)處理工藝基礎(chǔ)上,增加預(yù)氧化或吸附(后處理)以及二者的聯(lián)用是解決當(dāng)前水源遭到污染的主要方法。
2.1處理重點(diǎn)
本工程源水水質(zhì)的主要特點(diǎn)是藻含量高,達(dá)到200~280萬個/L;NH3-N
2.2工藝選擇
預(yù)O3+常規(guī)處理+O3-BAC工藝流程
根據(jù)設(shè)計(jì)院在大涌水廠的試驗(yàn)研究,預(yù)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(jī)物,對CODMn的去除率達(dá)到58.2%,可以滿足CODMn的出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),處理水質(zhì)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(qiáng),活性炭的再生周期較長,從而降低了運(yùn)行費(fèi)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(shí)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(chǎn)生氯化消毒副產(chǎn)物,初步去除或轉(zhuǎn)化有機(jī)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(jī)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(yùn)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(jī)物和無機(jī)物。
2.5新增工藝的成本及運(yùn)行
根據(jù)估算,本次新增加建設(shè)深度處理設(shè)施預(yù)計(jì)需投入3000萬元。由于增加了處理工序,延長了處理流程,導(dǎo)致處理成本大為增加,預(yù)計(jì)生產(chǎn)成本將增加0.4~0.6元/噸。
3.結(jié)語
水質(zhì)富營養(yǎng)化產(chǎn)生的藻類對水庫型取水的凈水廠影響相當(dāng)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(zhì),消除或減少對濾池和水質(zhì)的影響。采用改進(jìn)凈水廠常規(guī)工藝除藻,以強(qiáng)氧化劑和殺藻劑為除藻手段的化學(xué)方法優(yōu)點(diǎn)是除藻效率高,但不足是這種方法以投加藥劑達(dá)到除藻目的,在處理過程中可能會產(chǎn)生對人體有害的副產(chǎn)物,特別是氧化劑的使用可引起有毒藍(lán)藻藻體破裂從而導(dǎo)致胞內(nèi)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(yùn)行的成本較高。
因此,對原常規(guī)凈水構(gòu)筑物進(jìn)行改造時,應(yīng)盡量考慮以相對較少的資金投入和嚴(yán)格的管理工藝來減少運(yùn)行費(fèi)用,在不增加過多投資和管理費(fèi)用的情況下較好地減少藻類對凈水流程的影響。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:污水處理 回用 特點(diǎn)
一、SPR污水處理原理
首先采用化學(xué)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(jīng)濟(jì)的吸附劑將有機(jī)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(shí)的絮體;再依靠旋流和過濾水力學(xué)等流體力學(xué)原理,在自行設(shè)計(jì)的SPR高濁度污水凈化器內(nèi)使絮體與水快速分離;清水經(jīng)過罐體內(nèi)自我形成的致密的懸浮泥層過濾之后,達(dá)到三級處理的水準(zhǔn),出水實(shí)現(xiàn)回用;污泥則在濃縮室內(nèi)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(jī)械脫水裝置,經(jīng)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(shù)特點(diǎn) :
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(yīng)管 和瓷球反應(yīng)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(jié)構(gòu)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(jī)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(xué)吸附作用將懸浮物及各類雜質(zhì)凝聚成大而且密實(shí)的絮團(tuán)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(jī)污染物和色度 。在靠消毒劑在30分鐘的流程內(nèi)殺滅細(xì)菌和大腸桿菌 。這樣發(fā)揮各藥劑的單獨(dú)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(xué)法不相同的 。
3 .依照模擬試驗(yàn)得出的配方 ,借助大氣壓力和流量計(jì) ,十分精確地投加混凝藥劑和絮凝藥劑 ,防止加藥過量浪費(fèi)藥劑且降低動力消耗。
4 .SPR污水凈化器內(nèi)部結(jié)構(gòu)是完全按照混凝機(jī)理精確設(shè)計(jì)的 ,形成的渦旋流動和各部位恰當(dāng)?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(nèi)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(jīng)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(jī)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(chǎn)生的污泥含水率高、脫水性能很差的弱點(diǎn)。如下圖4
7 .污水凈化器應(yīng)用廣泛,尤其適用于當(dāng)今最難處理的紡織印染污水、再生紙?jiān)旒埼鬯?、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(jī)污染物和氨氮的去除,污水的凈化后回用,實(shí)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(chǎn)成本。 各地權(quán)威檢測部門測試了污水凈化器進(jìn)水和出水的有關(guān)數(shù)據(jù) 。凈水工藝流程只需30分鐘,出水指標(biāo)如下 :
a.氨氮去除率可以達(dá)到85% b.總氮去除率可達(dá)95%
c.有機(jī)氮去除率可達(dá)96% d.BOD去除率可達(dá)95%
e.懸浮物的去除率則高達(dá)98.3% ~ 99.6% f.脫色效率達(dá)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(shè)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(dá)到要求(如某些發(fā)達(dá)國家或發(fā)達(dá)地區(qū)將排水標(biāo)準(zhǔn)定為含氨氮1毫克 / 升以下) ,可以在后續(xù)再串聯(lián)設(shè)置一級離子交換裝置 ,靠斜發(fā)沸石離子交換柱最終達(dá)到除氨氮的目標(biāo) 。
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(xué)法處理城市生活污水的 ,其工藝流程是:化學(xué)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(zhì)標(biāo)準(zhǔn)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(jīng)濟(jì)發(fā)展定會產(chǎn)生十分巨大的效益 。
11 .這種純粹的物理化學(xué)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(yīng)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(shè)備系統(tǒng)工藝布置圖6
1.3 SPR污水處理設(shè)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(zhì)、處理后出水水質(zhì)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(wù)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(jīng)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(dāng)?shù)氐牡Y源,而且為油田的工業(yè)生產(chǎn)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(jīng)SPR系統(tǒng)處理后的出水水質(zhì)
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(jīng)過已有的化糞池沉降調(diào)節(jié)后進(jìn)入城鎮(zhèn)下水道,集中流入污水處理廠,首先經(jīng)過篩分去除大塊雜物,然后交替進(jìn)入調(diào)節(jié)池A或B,向調(diào)節(jié)池內(nèi)投加去除有機(jī)污染物的藥劑,靠攪拌完成調(diào)勻和初級反應(yīng)過程,并防止在調(diào)節(jié)池引起沉淀(每個調(diào)節(jié)池容量為2小時流量:300立方米),靠污水泵將已經(jīng)調(diào)節(jié)好的污水吸入管道,同時靠污水泵吸入端的負(fù)壓按照設(shè)計(jì)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(jīng)管道混合后直接從SPR污水凈化器底部進(jìn)入罐體,在SPR凈化器罐體內(nèi)完成混凝、精細(xì)過濾和污泥濃縮全過程,凈化后出水經(jīng)頂部出口管道流出進(jìn)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(fèi)用為0.6~0.8元人民幣/立方米。(根據(jù)實(shí)際污水工藝模擬試驗(yàn)結(jié)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(yùn)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(chǎn)水率為50立方米/小時,每天按20小時運(yùn)行計(jì)算,日處理水量為1000立方米/臺,預(yù)留出充分的反沖洗、排泥等輔助操作和維護(hù)時間。全系統(tǒng)日處理污水量為6000立方米。
5.系統(tǒng)主要設(shè)備
(1).雜物篩分機(jī) (2).污水調(diào)節(jié)池 (3).污水池攪拌機(jī)(機(jī)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(jī)配套)
(8).自動廂式(板框)壓濾機(jī)
(10).藥劑儲存桶及加藥流量計(jì)系統(tǒng)(含支承平臺構(gòu)架)(非標(biāo)制作)
(11).藥劑溶解配制裝置系統(tǒng)(含支承平臺構(gòu)架)(非標(biāo)制作)
(12). 沖氧噴射清水泵
實(shí)例照片
四、結(jié)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(zhì)和去除氨氮含量。處理過污水的水質(zhì)比以往處理的水質(zhì)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(yīng)用這種技術(shù),對社會帶來十分巨大的效益。
五、參考文獻(xiàn):
1.美國 SPR 污水處理技術(shù)
2. SPR高濁度污水處理技術(shù)
3. SPR污水處理技術(shù)以經(jīng)濟(jì)高效的物化法實(shí)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(guān)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(xué)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(jì),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(guān)鍵。目前常用的濕式煙氣脫硫技術(shù)投資多、運(yùn)行費(fèi)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(shù)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(chǎn)生過程
石灰石經(jīng)破碎、制粉、配制漿液進(jìn)入吸收塔,在吸收塔內(nèi)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(yīng)生成CaSO3, CaSO3 氧化后經(jīng)旋流分離、洗滌和真空脫水,最終生成石膏晶體CaSO4·2H2O。反應(yīng)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(dāng)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(qiáng),在裝載、提升、輸送過程易黏附在各種設(shè)備上,造成積料堵塞,影響生成正常進(jìn)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(zhì),其特點(diǎn)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(zhì)量分?jǐn)?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(xué)成分與脫硫石膏相差不大,雜質(zhì)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(nèi)反應(yīng)生成CaCO3·1/ 2H2O,再經(jīng)氧化生成 CaCO04·2H2O, 結(jié)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(jìn)行一級脫水,石膏旋流器溢流漿液進(jìn)入濾液水箱,底流的石膏漿液進(jìn)入真空脫水機(jī)進(jìn)行二級脫水,脫水后的石膏可以銷售。
2.2石膏的結(jié)晶過程。石膏結(jié)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(jié)晶的條件,對最終產(chǎn)品的質(zhì)量將產(chǎn)生決定性影響,其生成過程為: 煙氣中的SO2經(jīng)過一系列的化學(xué)反應(yīng)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(yīng)生成 CaSO3和 Ca(HSO3)2,并被空氣氧化成 CaSO4。
隨著反應(yīng)的進(jìn)行,漿液的 CaSO4濃度逐漸升高。當(dāng)達(dá)到飽和濃度時,漿液中出現(xiàn)石膏的小分子團(tuán),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(yīng)的進(jìn)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(zhì)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(nèi)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(chǎn)生的時間較短,對其應(yīng)用價值和市場普遍認(rèn)識不足,對脫硫石膏的性能,處理加工設(shè)備和加工工藝還沒有詳細(xì)的、系統(tǒng)的、科學(xué)的基礎(chǔ)性研究, 從目前脫硫石膏的處理工藝和設(shè)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(xì); 顆粒大小粒徑分布均勻、級配較差、標(biāo)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(yīng)的碳酸鈣為主要雜質(zhì)及未被完全氧化的亞硫酸鈣存在、雜質(zhì)狀態(tài)相差較大,另在脫硫生產(chǎn)工藝中技術(shù)處理的不同,石灰石原料成分的不同,加工石灰石細(xì)度的不同等都會影響脫硫石膏的品質(zhì),所以脫硫石膏在應(yīng)用加工時一定要結(jié)合具體實(shí)際,采用科學(xué)手段進(jìn)行深入的研究。
3.2綜合利用現(xiàn)狀
國內(nèi)脫硫石膏的綜合處理和應(yīng)用已起步,利用前景蘊(yùn)藏著巨大的市場機(jī)遇,特別是那些天然石膏缺乏而脫硫石膏資源豐富的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū),經(jīng)應(yīng)用實(shí)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(chǎn)。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(qiáng)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(rèn)為對建筑脫硫石膏的脫水溫度應(yīng)在125~ 145為;煅燒設(shè)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(yīng)較高一點(diǎn)為好,因熟石膏中可溶性無水石膏親水性極強(qiáng),接觸潮濕空氣后,很容易轉(zhuǎn)化為半水石膏,通過轉(zhuǎn)化效應(yīng)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(xué)性能,能夠滿足用于石膏制品生產(chǎn)的質(zhì)量要求具有重要意義。
2)脫硫石膏也可制做高強(qiáng)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(zhuǎn)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(nèi)生成柱狀石膏晶體,然后經(jīng)脫水,干燥制得高強(qiáng)熟石膏,在生產(chǎn)中轉(zhuǎn)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(chǎn)品質(zhì)量的重要因素。