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简要描述:环保污水处理设备公司价格质量包您满意水中的污染物主要分为无机类、有机类、病源微生物类和藻类。其中有机污染物随着工业水源污染的加剧,其浓度越来越高,且种类越来越复杂。含醇污水处理是气田开采中产生不可忽视的重要环节,在长庆天然气处理厂采集过程中所产生的气田含醇污水,它的矿化度高、Mn2+、Fe2+、Ca2+、Mg2+离子含量高、污水中游离的CO32-、HCO3-含量较高、水中的机杂和乳化油含量高
环保污水处理设备公司价格质量包您满意污水中游离的CO32-、HCO3-含量较高、水中的机杂和乳化油含量高。且此类污水属于CaCl2型水,因为其pH值较低,含有溶解状的CO2和H2S气体。具有上述特性的含醇污水在不经过任何处理或只经过部分处理后进人甲醇回收装置将会出现管线腐蚀穿孔,设备结垢堵塞,污水回注地层堵塞等问题。为了解决这些问题,必须对气田的含醇污水进行有效的预处理,即除去污水中的乳化油、机杂以及各种腐蚀性气体,达到降低或消除管线设备结垢和腐蚀的目的。常规水处理工艺无法有效地处理含醇污水,因此我们引进一种新的处理方法—絮凝法。所谓絮凝法,简而言之,化学絮凝法是将絮凝剂加入废水中,使水中的悬浮物颗粒或者胶体凝聚产生絮凝体凝聚失稳成大悬浮物颗粒或团块,从待测废水中分离并沉降下来,从而达到废水水质处理净化的目的。所以絮凝技术化学絮凝法是一种高效、经济实用、操作简便、效果明显的污水处理技术,在水处理行业中被广泛选择应用,因此在含油废水处理中占有重要的地位。
壳聚糖(CTS)是自然界中含量仅次于纤维素的第二大天然有机高分子化合物,因此又被称为脱乙酰甲壳素。其性状为白色固体粉末,分子量在几千至几百万之间,是由自然界广泛存在的甲壳素经过脱乙酰而获得,也是自然界多糖中呈碱性的。壳聚糖分子中的游离氨基,易于在稀酸溶液中被质子化,使其分子链上带有大量正电荷,形成一种常见的阳离子絮凝剂。壳聚糖具有分子量大、天然无毒、生物降解效果好、化学稳定性好,吸湿性较强,遇水易分解等特点,并且还可作为环境友好型材料,如用作絮凝剂、螯合剂、吸附剂、污泥调理剂等。壳聚糖同时具有两个絮凝:电中和絮凝和吸附絮凝。所谓的电中和絮凝为阳离子活性基团与带负电荷的胶体微粒相互作用,其最终体现在中和胶体微粒上的表面电荷,并通
从图1(a)甲壳素和图1(b)壳聚糖的分子结构中可直观看出,壳聚糖分子中包含大量的-OH和游离的-NH2,-OH易与羧酸反应生成酯类物质,而-NH2上的氢又易被酰基取代,反应生成酰胺,从而可以更好地与水中铜锌铝等重金属离子相结合,其主要是为了对重金属离子达到一个富集的作用。同时,壳聚糖的性质也会因其结构中的官能团-OH和-NH2的存在变得异常活泼,从而具有发生不同种反应类型的能力,例如磺化、烷基化、酰基化、羧甲基化、水解化等化学反应,可反应生成各种具有不同结构特征的壳聚糖衍生物,从而进一步扩大了壳聚糖的选择应用范围。
本文主要以壳聚糖作为聚合氯化铝的助凝剂,研究其在含醇污水中的助凝应用。通过考察PAC投加量,CTS投加量,以及搅拌时间、pH值等影响因素对絮凝实验效果的影响,从而获得壳聚糖在含醇污水中的最佳反应效果。
1、实验部分
1.1 实验原料与仪器
实验材料:壳聚糖(CTS),脱乙酰度95%,黏度200mPa·s,白色固体粉末。聚合氯化铝(PAC),黄色固体粉末,市售工业品。氢氧化钠,分析纯,天津市塘海化学试剂有限公司。乙酸,分析纯,天津市塘海精细化工有限公司
实验含醇废水取自长庆油田某天然气处理厂,pH=6.2~7.1,含油量70.2mg/L,透光率56%。
实验仪器:紫外分光度计UV2350,临沂市盈嘉科学仪器有限公司。PB-10标准型pH计,德国赛多利斯集团。电子分析天平,BSA224S,赛多利斯科学仪器有限公司。数显智能控温磁力搅拌器,SZCl-2A,巩义市英峪予华仪器厂。
1.2 实验方法
1.2.1 溶液制备
称取10g聚合氯化铝溶解于1L蒸馏水中,得到10g/L聚合氯化铝溶液备用。再称取2g壳聚糖溶于体积分数为5%的乙酸溶液中,得到2g/L壳聚糖溶液备用。
1.2.2 絮凝实验
在磁力搅拌器下不断充分搅拌下,将一定量的絮凝剂在加入到200mL含醇污水中,并将其静置1h,然后取出被测水样中的上清液,并测定其透光率和含油量。
1.2.3 含油量的测定
环保污水处理设备公司价格质量包您满意 取10mL的石油醚与50mL的待测水样在分液漏斗进行萃取,震荡摇匀并放出气体,静置使之分层。将上层萃取液移入容量瓶中,将下层水样转移到烧杯中。以石油醚作参比溶液,将萃取液通过移液管移入到1cm的比色皿中,通过紫外分光光度计测出其吸光度A。处理数据:通过公式A=bX+d,已知吸光度A,算出X,即算出萃取液中油的含量,其单位mg/L。1.2.4透光率的测定将蒸馏水作为被测水样的参比溶液,将被测水样通过移液管移入石英比色皿中,通过紫外分光光度计中测出水样中的透光率T。
2、结果与讨论
2.1 PAC投加量对絮凝效果影响
在含醇污水处理絮凝实验中,为考察PAC投加量对絮凝效果的影响,我们将对PAC选取六个不同的投加量进行实验,并依次搅拌3min,静置1h。实验结果由图2可知,随着对PAC投加量的增加,透光率和除油率均呈现先递增后降低趋势。当PAC投加量为60mg/L时,其透光率和除油率最大,分别为90.5%,87.5%。在PAC投加量较低时,絮体体积小,生成沉淀的速度较慢,导致透光率和除油率较差。在PAC在絮凝过程中由于正电荷与含醇废水中的胶粒表面的负电荷相互吸附,所以随着投加量的增加吸附能力越强,形成的絮体大而密实,并且沉降速度明显加快。因此在投加量为20~60mg/L时,从图2中我们可以得出通过增加助凝剂提高絮凝效果从而使透光率和除油率提高的结论。而投加量增加到70mg/L时,
含有大量矿物质元素和悬浮物等,这些物质会导致地表水呈现黄褐色,对植物的生长极为不利。如果不对煤矿污水加以处理,直接排入环境,废水中的有害物会导致水质污染,导致当地水体的使用率明显降低。所以,要高度重视煤矿污水治理工作。废水经过处理则可以重新使用到煤矿开采环节中,既能提高水的利用率,也能有效降低煤矿的经济成本。
1、煤矿污水治理与污染减排工作现状
煤矿是能源生产的重要组成部分,也是我国耗能较高且污染较为严重的行业。有关数据表明,煤炭生产在我国能源生产中占据主要地位,而燃煤消耗所支撑的能源体系也是污染和排污最高的地区,不仅居住环境受到污染,也会对全球气候产生负面影响。
当前我国的煤矿废水污染情况比较严重,由于对煤炭需求量较大,导致煤矿数量增多,废水的产出量也较大。这些含有有害物质的废水,不管是直接流入河流中,还是渗入到地下水中,都会导致水源污染,影响动、植物的正常生长,水域周边环境和土壤平衡也会被破坏。对此,我国相关部门将煤矿污水治理工作作为重点工作,进行减排防污。减少污水排放不仅降低了企业经济成本和环境治理费用,还能减少对水资源不必要的消耗。针对煤矿污染现状,我国相关部门,出台了相应的政策,促进煤矿行业健康可持续发展以及生态环境建设。
2、阻碍煤矿污水减排与治理工作的原因
2.1 煤矿开采方法使得大量废水排出
煤矿开采会使用水力采煤和水砂充填采煤等方法,水力采煤具体操作是利用高速水流对开采区域进行较大冲击,从而实现开采目的。水砂充填主要是用水力输送充填物,原材料在脱水后形成充填体。水力采煤整个过程需要大量水资源,使用完成后,这些水资源会成为含有大量悬浮物、矿物质等有害物质的废水,进行排出。
2.2 缺乏科学的污染治理和减排体系
煤矿污染治理和减排体系要有具体的技术标准和管理标准,以及对各项指标进行严格考核等,只有污染治理体系足够科学,才能真正有效地开展污水治理和污染减排工作。煤矿作为资源行业,因其的自然条件和环境导致其开采条件、技术和耗能也有巨大差异。污水治理和污染减排工作如果没有形成科学的体系,在很大程度上会阻碍该工作的开展,工作人员比较被动。长期的工作缺陷,在生产开采过程中造成了资源浪费和环境污染。体系的不完善使得部分煤矿对环境污染问题疏于管理,最终能耗较大,且经济效益和环境效益较低。
2.3 煤矿污染治理面临的新问题和新挑战
应经济快速发展的要求,煤矿行业的发展也更加多元化,除主要资源煤炭外,还有多种经营项目,这就导致煤矿污水治理和污染减排工作难度加大,煤矿污染问题日益突出。现如今,许多煤矿企业的运作增加许多新项目,如化工、冶炼等,这些项目耗能高且污染较严重,给煤矿污染治理带来了新问题,也增加了污染减排的难度。与此同时,煤矿跨行业发展,所造成的污染更复杂,治理和减排工作需要更大的投入。虽然增加的项目能够促进煤矿的近期发展,但是水资源和环境污染问题如果得不到解决,对其长远发展极为不利。
2.4 相关政策缺失,措施执行效力不足
煤矿受设备和技术不足的制约,导致相关政策不完善,已有管理措施执行难度较大,效力不足。不确定因素过多阻碍了污染治理和减排工作顺利且深入的开展。第一,如果煤矿的技术设备和产能相对落后,需要进行更新换代,会涉及到太多方面。这项工程具有系统性的特点,要保证更新工作顺利完成必须有完善的管理体制作后盾,但是我国许多煤矿在此方面还存在严重不足,以至于污水治理和污染减排工作展开难度较大。第二,针对煤矿这一高耗能行业,相关部门出台的规定不够全面,部分指导意见不明确,造成煤矿企业无法按照规定完成相关具体操作,指导效力无法发挥。
3、煤矿污水治理和污染减排方案
3.1 选择污水治理工艺流程的原则
煤矿污水治理要有的放矢,必须在了解自身条件的基础上选择合适的工艺流程。煤矿污水治理要有全局观,以整体优化为出发点,以明确的标准和原则为依据,与煤矿规模、开采条件、水质等方面相结合,选择的方案必须科学合理、切实可行。煤矿要对各方案所采用的技术、经济成本进行比较,从中选出最合适的工艺流程以及实施方案。具体原则有以下几点:第一,污水处理设备和技术必须稳定可靠,并且比较,处理效果应当比较明显,确保出水处理后能够达到规定的标准。第二,方案还需运转灵活,方便管理,能够适用于不同水质和水量,在各种条件下都能发挥最大效用。第三,为便于管理和控制,尽可能实现工艺流程自动化,既能降低工作人员的劳动强度,也可以降低人工费用。第四,要考虑到经济成本,尽量以较少的投入获得较高的效益,主要包括基础建设的投资以及设备运行所需费用。
3.2 煤矿污染减排的装置和技术
通常情况下,煤矿废水处理装置有沉淀池、电子絮凝器、离心式澄清反应器、中间水池、反洗水泵和多介质过滤器等。由于煤矿废水中含有较多悬浮物,所以污水处理第一步就是建立沉淀池,对废水进行沉淀,其中,质量较大的悬浮物则会沉到底部,去除一部分有害物质。此装置技术含量较低,虽然简单但在污染减排工作中有着非常重要的作用。电子絮凝器则是在废水中通入电流,所产生的电流能够使悬浮物或乳化状物质呈现稳定状态,发生化学反应呈固态,再利用分离技术将此部分有害物质除去。反洗水泵则是方便相关装置快速恢复过滤功能。多介质过滤器因其罐体材质多为碳钢,并且其内部和外部涂有聚酯保护层及环氧树脂层,所以在高强度工作下也不易磨损,不仅能够有效防止堵塞,还能最大限度地延长其使用寿命,确保污水治理和污染减排工作的运行。煤矿污水治理及污染减排的工艺流程如图1所示。
水中多余的絮凝剂离子会吸附于脱稳颗粒表面,且电荷也会发生改变,从而出现胶体再稳现象,导致透光率和除油率没有进一步提高。如果不断增加PAC含量使得水中残余铝及其他金属含量升高,则会影响出水水质。
过分子链结构上所具有的吸附粘结和架桥作用而具有沉降絮凝的功能,主要用于除去水体中的无机悬浮物。所以甲壳素和壳聚糖具有絮凝、易被降解、无毒、吸附等特点,但由于壳聚糖使用成本较高,所以将其与无机絮凝剂复配使用,成为当下复配絮凝剂的研究热点。