揚中一體化重金屬污水處理設備--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處理工藝。所以，開發(fā)和選擇高效絮凝劑是水處理技術的關鍵步驟。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、適應性強、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，它在水處理領域得到了廣泛的應用。
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，即Al3+與Al(OH)3之間的一系列亞穩(wěn)態(tài)物質?；瘜W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，對油田生產(chǎn)管道和設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計，選擇和應用的工藝技術措施，提高含油污水處理的效率。如含油污水處理技術措施劃分為物理分離處理技術措施，化學分離處理工藝技術措施，微生物分離處理的技術措施等，使其水質達到更高的標準，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要求。
二、含油污水處理技術措施
依據(jù)油田含油污水的特點，選擇和應用的含油污水處理技術措施，盡可能降低含油污水處理的成本，使其水質達到更高的標準，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)了水驅的開發(fā)效率。
依據(jù)重力分離的作用，設計橫向流的除油器，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上，經(jīng)過對容器內部結構的升級改造，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，提高水質的標準，而將其注入到油層，實施水驅的開發(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。
波紋板聚結除油器的使用，結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要求。
2、過濾處理技術措施。
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，選擇和應用的膜材料，將含油污水中的各種雜質成分除去，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。
膜分離處理技術措施屬于膜分離的方式，選擇和應用的膜材料，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，選擇和應用的膜材料，同時對膜的材料進行優(yōu)化，降低膜分離技術的應用成本，使其滿足油田含油污水處理的技術標準，不斷提升膜分離處理技術的應用效果
3、氣浮選除油技術措施。
針對含油污水中的含油量的不同，選擇和應用不同的氣浮選設備，應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)常應用的方法為加壓溶氣氣浮的技術措施，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措施。
隨著油田含油污水處理技術的不斷進步，先后研制的微生物處理技術措施，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)，獲得的水質處理的效果。
聲波的作用能夠加速水滴的聚結，提高原油脫水處理的效率，同時減低破乳劑的用量，相應地降低化學藥劑的使用量。在使其達到注入水的水質標準后，降低了注入水的堵塞程度，而保證油田注水的順利實施，達到水驅的開發(fā)效率。
定性好，對水適應性廣，水解快，吸附能力強，明礬大，沉淀質量快，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時間，將產(chǎn)品取出并轉移到燒杯中，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，在55℃左右干燥，用kbr壓片法測定了400~4000cm-1范圍內的聚氯化鋁的紅外光譜。
3、結果與討論
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)物可能含有結構水和吸附水，并具有羥基結構。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，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，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，調整后的水樣pH值分別為5.0、6.0、7.0、9.0、10.0。實驗結果表明，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，無需調整水樣的pH值，可達到去除濁度和TOC的良好效果。
