江陰一體化工業(yè)污廢水處理設(shè)施精益求精 

　油氣井壓裂作業(yè)過程中產(chǎn)生的壓裂廢水已成為當(dāng)前油田水體的主要污染源之一。壓裂后產(chǎn)生的廢水成分復(fù)雜，主要有4項(xiàng)特點(diǎn)：一是所含懸浮物的質(zhì)量濃度偏高，黏度較大;二是化學(xué)需氧量(Chemical Oxygen Demand，COD)質(zhì)量濃度高，一般為2000~10000mg/L;三是礦化度高(水的硬度高)，含有質(zhì)量濃度較高的重金屬陽(yáng)離子以及大量陰離子(如Cl-和SO42-等);四是含有許多有機(jī)物添加劑，具有穩(wěn)定難分解且抑制生物降解、處理難度大的顯著特點(diǎn)。壓裂廢水未經(jīng)處理直接外排或挖坑填埋會(huì)對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境造成極大危害。

　　目前，壓裂廢水處理方法主要有物理法(包括膜分離法、氣浮法等)、物理化學(xué)法(包括混凝沉淀法、吸附法等)、生物化學(xué)法、高級(jí)氧化法等。根據(jù)不同壓裂廢水的水質(zhì)特性，可以采用單一方法或聯(lián)合工藝進(jìn)行處理。受現(xiàn)場(chǎng)條件和技術(shù)水平的限制，國(guó)內(nèi)油田對(duì)壓裂廢水多采用采油廢水的常規(guī)處理工藝，不能實(shí)現(xiàn)有效的達(dá)標(biāo)排放。因此，開展壓裂廢水處理與再生利用技術(shù)研究，對(duì)于保障油田的正常生產(chǎn)和可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義，且對(duì)環(huán)境保護(hù)和人類健康具有深遠(yuǎn)意義。

　　與傳統(tǒng)的水處理方法相比，膜分離技術(shù)具有高效節(jié)能、無(wú)相變、常溫操作、占地面積小、易操作以及穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。納濾是一種介于反滲透和超濾之間的新型壓力驅(qū)動(dòng)膜分離過程，其截留分子量為200~1000，孔徑為納米級(jí)。與反滲透相比，納濾具有操作壓力低、滲透通量大、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。筆者采用“高效絮凝+納濾”聯(lián)用工藝技術(shù)處理油田壓裂廢水，可實(shí)現(xiàn)壓裂廢水的規(guī)模化回用目的。

　在火力發(fā)電廠煙氣脫硫生產(chǎn)中，受脫硫工藝與煙氣的影響，廢水中含有大量不可溶的物質(zhì)，如氯化鈣、氟化物，此外還有汞離子與鎂離子等重金屬元素，導(dǎo)致廢水水質(zhì)降低。火力發(fā)電廠中使用的燃煤品種與石灰石都會(huì)導(dǎo)致廢水水質(zhì)受到嚴(yán)重污染。當(dāng)前，我國(guó)部分火力發(fā)電廠在使用煙氣脫硫技術(shù)的過程中，產(chǎn)生的廢水含有較多懸浮物，且重金屬元素種類繁多。人們需將重金屬元素作為首要管理對(duì)象，掌握其具體的濃度特點(diǎn)，了解水體環(huán)境的自凈與降解特點(diǎn)，明確生物鏈的情況，并采取合理的措施對(duì)廢水進(jìn)行處理。

　　1、廢水處理技術(shù)流程分析

　　在煙氣脫硫廢水處理工作中，火力發(fā)電廠需明確具體的技術(shù)流程，合理使用中和方式與沉降方式等進(jìn)行處理，保證每個(gè)程序的連續(xù)性與應(yīng)用效果，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理技術(shù)模式，并增強(qiáng)處理機(jī)械設(shè)備的防腐性能，合理使用材料，確保廢水處理工作的良好實(shí)施。具體來(lái)說，人們可以采取以下措施。

　　1.1 根據(jù)水質(zhì)特點(diǎn)開展處理工作

　　第一，在實(shí)際工作中，需針對(duì)脫硫廢水與副產(chǎn)品石膏等混合之后的物質(zhì)進(jìn)行堆放處理，明確具體的水質(zhì)特點(diǎn)，并建設(shè)濕法脫硫系統(tǒng)，形成脫硫廢水的處理模式。第二，可以使用電除塵器與空氣預(yù)熱器等實(shí)施工作，明確煙道廢水的蒸發(fā)情況，并合理收集固態(tài)物質(zhì)與飛灰等成分。但是，受到機(jī)械設(shè)備與工藝條件的限制，我國(guó)還不能合理使用此類工藝。第三，可設(shè)置專業(yè)化廢水的相關(guān)處理系統(tǒng)，在處理之后，保證使其滿足國(guó)家相關(guān)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)與要求。

　　1.2 中和處理工作措施

　　在實(shí)際使用時(shí)，中和主要有兩種方式。一是利用酸堿的中和反應(yīng)，促進(jìn)廢水的pH值能夠接近中性范圍。二是使用沉淀方式處理，在中和反應(yīng)期間，促進(jìn)鋅元素與銅元素的沉淀。在使用中和處理方式期間，經(jīng)常利用的添加劑為石灰、石灰石、碳酸鈣等物質(zhì)，其中，石灰石的來(lái)源較為廣泛，且使用成本很低，處理工藝簡(jiǎn)單。在使用石灰石時(shí)，可以將其與水分融合在一起，配比的濃度為21%，并利用加料管方式，將其輸送到制備箱體中，然后根據(jù)漿液的循環(huán)管密度測(cè)試結(jié)果，針對(duì)廢水的pH值進(jìn)行嚴(yán)格管理，合理開展石灰石漿液的添加工作，促進(jìn)脫硫廢水pH值在合理范圍內(nèi)，使得重金屬元素沉淀。

　　1.3 沉降處理措施分析

　　在利用中和方式之后，需合理使用沉降處理措施，將廢水輸送到沉降箱體中。主要原因是不是所有金屬元素都能與石灰石的漿液發(fā)生反應(yīng)沉淀，例如，汞元素不會(huì)與石灰石漿液相互作用，很難進(jìn)行沉淀。因此，在沉降處理期間，需在沉降箱體中適當(dāng)添加有機(jī)硫物質(zhì)與聚鐵物質(zhì)，沉降廢水中剩余的重金屬元素。對(duì)于有機(jī)硫而言，在實(shí)際添加期間，可以根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果與具體的測(cè)定情況控制數(shù)量。

　　1.4 凝絮處理措施分析

　　在中和與沉降工序完成后，需做好凝絮處理。主要原因是廢水中還含有很多膠體類物質(zhì)與懸浮物，其間可以添加適當(dāng)?shù)幕炷齽┡c助凝劑，促進(jìn)顆粒沉降，并形成凝絮。對(duì)于脫硫廢水，在使用此類處理方式的過程中，應(yīng)合理使用三氯化鐵、硫酸鋁等進(jìn)行處理，還可以將石灰石作為助凝劑，促進(jìn)凝絮環(huán)節(jié)的良好實(shí)施。企業(yè)可以在中和與沉降等設(shè)備中設(shè)置攪拌裝置，添加化學(xué)物質(zhì)，確保均勻性與有效性，使其不會(huì)對(duì)凝絮顆粒產(chǎn)生影響，提升管理水平。

　　1.5 澄清處理措施分析

　　在整體廢水處理環(huán)節(jié)中，澄清處理屬于最后的工藝，在經(jīng)過澄清之后，凈水可以流入箱體中。為了更好地對(duì)處理后的凈水進(jìn)行檢測(cè)，在澄清處理期間，可以根據(jù)國(guó)家廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)與要求，在箱體中設(shè)置pH值的檢測(cè)技術(shù)裝置，并聯(lián)合渾濁度的檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行分析，如果箱體中凈水pH值在6～9，就符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn);如果pH值大于9，就要在廢水中適當(dāng)添加濃鹽酸進(jìn)行合理調(diào)節(jié);如果廢水pH值小于6，就要重新開展處理，然后進(jìn)行合理檢測(cè)。在渾濁度檢測(cè)期間，需保證廢水的渾濁度在190mg/L左右，如果超過這個(gè)范圍，就要終止排放工作，并重新進(jìn)行中和與沉降處理，確保凈水可以滿足規(guī)定。

　　2、煙氣脫硫廢水處理技術(shù)要點(diǎn)分析

　　2.1 針對(duì)廢水的停留時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格管理

江陰一體化工業(yè)污廢水處理設(shè)施精益求精 

在廢水處理工作中，需明確中和箱體、沉降與凝絮箱體中廢水的停留時(shí)間，全面提升沉淀與凝絮等工序環(huán)節(jié)的處理效果。對(duì)于反應(yīng)池而言，需將箱體溶劑固定在合理范圍，并根據(jù)流量情況與廢水的停留時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格分析，合理開展調(diào)適實(shí)驗(yàn)等工作。通常情況下，需將廢水的停留時(shí)間控制在60min左右，促進(jìn)重金屬元素的良好處理，達(dá)到預(yù)期的工作目的。

　　2.2 添加劑藥物的使用量管理措施

　　通常情況下，添加劑藥物為石灰石漿液、有機(jī)硫漿液與混凝劑漿液等，要求在存儲(chǔ)期間對(duì)其進(jìn)行分開存放，且保證存儲(chǔ)位置的通風(fēng)性能與防火性能，在發(fā)現(xiàn)問題之后，自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)報(bào)警工作。

　　2.2.1 石灰石漿液

　　石灰石漿液主要是在石灰石中添加適當(dāng)?shù)乃谱鞫桑谥谱魍瓿珊罄貌圮囕斔偷絻?chǔ)存箱體中，然后利用計(jì)量泵與劑量箱進(jìn)行分析，通過計(jì)量泵的管理與控制，向箱體中添加藥物。對(duì)于石灰石漿液，通常需將濃度控制在21%左右，如果濃度過高，很容易導(dǎo)致計(jì)量泵出現(xiàn)堵塞的現(xiàn)象，因此，使用期間需合理調(diào)節(jié)石灰石漿液的濃度，促進(jìn)各方面工作的良好實(shí)施。

　　2.2.2 有機(jī)硫漿液

　　有機(jī)硫漿液屬于含有有機(jī)硫化物的溶液，在加工期間設(shè)置在溶藥箱體中，然后利用隔膜泵對(duì)藥物進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得藥物進(jìn)入沉降箱體中，形成良好的調(diào)節(jié)作用。在使用有機(jī)硫漿液的過程中，需根據(jù)廢水中汞元素的含量確定濃度，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，如果汞元素的含量很小，可以添加濃度為16%的有機(jī)硫漿液，劑量為41mL/m3廢水，以便提升處理工作效果，優(yōu)化各方面工作模式。

　　2.2.3 混凝劑漿液

　　在使用凝絮劑時(shí)，可以利用隔膜劑量方式添加漿液，根據(jù)凝絮箱體的渾濁度等進(jìn)行合理分析，明確漿液的實(shí)際添加量，保證廢水處理工作的嚴(yán)格控制。其間，需合理開展分析與研究等工作，通常情況下，可在其中添加41%濃度的，劑量為26mL/m3廢水，增強(qiáng)凝絮環(huán)節(jié)的使用效果，并利用科學(xué)合理的方式解決當(dāng)前存在的問題，提升具體的處理水平。

　　3、其他處理措施的控制要點(diǎn)

　　3.1 氟化物處理措施

　　在脫硫廢水水體中，氟化物主要是煤料燃燒后產(chǎn)生的廢水污染物質(zhì)。通常情況下，可以使用石灰物質(zhì)等對(duì)其進(jìn)行處理，通過調(diào)節(jié)pH值的方式解決問題，將石灰作為主要的化學(xué)試劑，以便開展氟化物的處理工作。同時(shí)，廢水中含有很多鎂元素與鐵元素，在堿性的作用下能夠形成沉淀。因此，在實(shí)際處理期間，應(yīng)合理使用石灰材料，促進(jìn)廢水中各類物質(zhì)的沉淀與去除。同時(shí)，要合理開展沉淀管理工作，保證石灰的濃度控制在890mg/L左右，并結(jié)合當(dāng)前的工作特點(diǎn)與要求提升廢水處理工作水平。

　　3.2 COD(化學(xué)需氧量)處理

　　在煙氣脫硫廢水處理的過程中，人們可以使用COD處理方式解決問題。主要原因是廢水中的化學(xué)需氧量因素并不包含有機(jī)物成分，其屬于具備還原狀態(tài)的無(wú)機(jī)離子，主要成分為二硫酸鹽。其間，可以將氧化劑設(shè)置為空氣，在廢水箱實(shí)際處理期間，可以開展系統(tǒng)曝氣處理，時(shí)間控制在7h左右，且氣與水的比例控制在2:1.2左右。對(duì)于曝氣裝置而言，通常可以使用母管支管的方式，經(jīng)過相關(guān)實(shí)踐研究可以得知，在曝氣處理廢水之后，需保證COD的去除率達(dá)到9%。同時(shí)，在廢水COD處理工作中，還可以添加無(wú)機(jī)酸物質(zhì)，在酸性環(huán)境下加入廢水，促進(jìn)COD的分解。

　1、膜法再生利用技術(shù)的實(shí)驗(yàn)材料與工藝原理

　　1.1 膜法再生利用技術(shù)的實(shí)驗(yàn)材料與試劑

　　壓裂廢水由國(guó)內(nèi)某大型油田企業(yè)提供;F-01，F(xiàn)-02，F(xiàn)-033種絮凝劑與ACB-01專用膜清洗劑由同舟縱橫(廈門)流體技術(shù)有限公司提供。

　　1.2 膜法再生利用技術(shù)的實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備

　　膜分離實(shí)驗(yàn)設(shè)備和納濾膜芯由同舟縱橫(廈門)流體技術(shù)有限公司提供。壓裂廢水先經(jīng)過絮凝沉淀后，取上清液倒入膜分離實(shí)驗(yàn)裝置的料桶中。依次啟動(dòng)輸料泵和高壓泵，利用高壓泵提升進(jìn)入膜表面的料液壓力，使其超過1.5MPa。通過膜的截留將進(jìn)料分成兩部分：一部分為濃縮液，回流至高壓泵前和進(jìn)料桶，繼續(xù)進(jìn)行濃縮;另一部分形成透析液，排入透析液收集槽。

　　在實(shí)驗(yàn)過程中，定時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)時(shí)間、壓力、溫度等相關(guān)數(shù)據(jù)，定時(shí)測(cè)定過濾速度并取樣分析。在操作結(jié)束后，首先排除濃縮液，其次用清水沖洗系統(tǒng)后，再次加入ACB-01專用膜清洗劑的水溶液進(jìn)行清洗，在40~45℃運(yùn)行40~60min，最后用清水沖洗至pH值中性即可。