江阴一体化工业污废水处理设施精益求精

江阴一体化工业污废水处理设施精益求精 

　油气井压裂作业过程中产生的压裂废水已成为当前油田水体的主要污染源之一。压裂后产生的废水成分复杂，主要有4项特点：一是所含悬浮物的质量浓度偏高，黏度较大;二是化学需氧量(Chemical Oxygen Demand，COD)质量浓度高，一般为2000~10000mg/L;三是矿化度高(水的硬度高)，含有质量浓度较高的重金属阳离子以及大量阴离子(如Cl-和SO42-等);四是含有许多有机物添加剂，具有稳定难分解且抑制生物降解、处理难度大的显著特点。压裂废水未经处理直接外排或挖坑填埋会对周边生态环境造成极大危害。

　　目前，压裂废水处理方法主要有物理法(包括膜分离法、气浮法等)、物理化学法(包括混凝沉淀法、吸附法等)、生物化学法、高级氧化法等。根据不同压裂废水的水质特性，可以采用单一方法或联合工艺进行处理。受现场条件和技术水平的限制，国内油田对压裂废水多采用采油废水的常规处理工艺，不能实现有效的达标排放。因此，开展压裂废水处理与再生利用技术研究，对于保障油田的正常生产和可持续发展具有重要的意义，且对环境保护和人类健康具有深远意义。

　　与传统的水处理方法相比，膜分离技术具有高效节能、无相变、常温操作、占地面积小、易操作以及稳定性好等优点。纳滤是一种介于反渗透和超滤之间的新型压力驱动膜分离过程，其截留分子量为200~1000，孔径为纳米级。与反渗透相比，纳滤具有操作压力低、渗透通量大、能耗低等优点。笔者采用“高效絮凝+纳滤"联用工艺技术处理油田压裂废水，可实现压裂废水的规模化回用目的。

　在火力发电厂烟气脱硫生产中，受脱硫工艺与烟气的影响，废水中含有大量不可溶的物质，如氯化钙、氟化物，此外还有汞离子与镁离子等重金属元素，导致废水水质降低。火力发电厂中使用的燃煤品种与石灰石都会导致废水水质受到严重污染。当前，我国部分火力发电厂在使用烟气脱硫技术的过程中，产生的废水含有较多悬浮物，且重金属元素种类繁多。人们需将重金属元素作为首要管理对象，掌握其具体的浓度特点，了解水体环境的自净与降解特点，明确生物链的情况，并采取合理的措施对废水进行处理。

　　1、废水处理技术流程分析

　　在烟气脱硫废水处理工作中，火力发电厂需明确具体的技术流程，合理使用中和方式与沉降方式等进行处理，保证每个程序的连续性与应用效果，实现自动化管理技术模式，并增强处理机械设备的防腐性能，合理使用先进材料，确保废水处理工作的良好实施。具体来说，人们可以采取以下措施。

　　1.1 根据水质特点开展处理工作

　　第一，在实际工作中，需针对脱硫废水与副产品石膏等混合之后的物质进行堆放处理，明确具体的水质特点，并建设湿法脱硫系统，形成脱硫废水的处理模式。第二，可以使用电除尘器与空气预热器等实施工作，明确烟道废水的蒸发情况，并合理收集固态物质与飞灰等成分。但是，受到机械设备与工艺条件的限制，我国还不能合理使用此类工艺。第三，可设置专业化废水的相关处理系统，在处理之后，保证使其满足国家相关废水排放标准与要求。

　　1.2 中和处理工作措施

　　在实际使用时，中和主要有两种方式。一是利用酸碱的中和反应，促进废水的pH值能够接近中性范围。二是使用沉淀方式处理，在中和反应期间，促进锌元素与铜元素的沉淀。在使用中和处理方式期间，经常利用的添加剂为石灰、石灰石、碳酸钙等物质，其中，石灰石的来源较为广泛，且使用成本很低，处理工艺简单。在使用石灰石时，可以将其与水分融合在一起，配比的浓度为21%，并利用加料管方式，将其输送到制备箱体中，然后根据浆液的循环管密度测试结果，针对废水的pH值进行严格管理，合理开展石灰石浆液的添加工作，促进脱硫废水pH值在合理范围内，使得重金属元素沉淀。

　　1.3 沉降处理措施分析

　　在利用中和方式之后，需合理使用沉降处理措施，将废水输送到沉降箱体中。主要原因是不是所有金属元素都能与石灰石的浆液发生反应沉淀，例如，汞元素不会与石灰石浆液相互作用，很难进行沉淀。因此，在沉降处理期间，需在沉降箱体中适当添加有机硫物质与聚铁物质，沉降废水中剩余的重金属元素。对于有机硫而言，在实际添加期间，可以根据试验结果与具体的测定情况控制数量。

　　1.4 凝絮处理措施分析

　　在中和与沉降工序完成后，需做好凝絮处理。主要原因是废水中还含有很多胶体类物质与悬浮物，其间可以添加适当的混凝剂与助凝剂，促进颗粒沉降，并形成凝絮。对于脱硫废水，在使用此类处理方式的过程中，应合理使用三氯化铁、硫酸铝等进行处理，还可以将石灰石作为助凝剂，促进凝絮环节的良好实施。企业可以在中和与沉降等设备中设置搅拌装置，添加化学物质，确保均匀性与有效性，使其不会对凝絮颗粒产生影响，提升管理水平。

　　1.5 澄清处理措施分析

　　在整体废水处理环节中，澄清处理属于最后的工艺，在经过澄清之后，净水可以流入箱体中。为了更好地对处理后的净水进行检测，在澄清处理期间，可以根据国家废水的排放标准与要求，在箱体中设置pH值的检测技术装置，并联合浑浊度的检测系统对其进行分析，如果箱体中净水pH值在6～9，就符合国家标准;如果pH值大于9，就要在废水中适当添加浓盐酸进行合理调节;如果废水pH值小于6，就要重新开展处理，然后进行合理检测。在浑浊度检测期间，需保证废水的浑浊度在190mg/L左右，如果超过这个范围，就要终止排放工作，并重新进行中和与沉降处理，确保净水可以满足规定。

　　2、烟气脱硫废水处理技术要点分析

　　2.1 针对废水的停留时间进行严格管理

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在废水处理工作中，需明确中和箱体、沉降与凝絮箱体中废水的停留时间，全面提升沉淀与凝絮等工序环节的处理效果。对于反应池而言，需将箱体溶剂固定在合理范围，并根据流量情况与废水的停留时间进行严格分析，合理开展调适实验等工作。通常情况下，需将废水的停留时间控制在60min左右，促进重金属元素的良好处理，达到预期的工作目的。

　　2.2 添加剂药物的使用量管理措施

　　通常情况下，添加剂药物为石灰石浆液、有机硫浆液与混凝剂浆液等，要求在存储期间对其进行分开存放，且保证存储位置的通风性能与防火性能，在发现问题之后，自动化实现报警工作。

　　2.2.1 石灰石浆液

　　石灰石浆液主要是在石灰石中添加适当的水制作而成，在制作完成后利用槽车输送到储存箱体中，然后利用计量泵与剂量箱进行分析，通过计量泵的管理与控制，向箱体中添加药物。对于石灰石浆液，通常需将浓度控制在21%左右，如果浓度过高，很容易导致计量泵出现堵塞的现象，因此，使用期间需合理调节石灰石浆液的浓度，促进各方面工作的良好实施。

　　2.2.2 有机硫浆液

　　有机硫浆液属于含有有机硫化物的溶液，在加工期间设置在溶药箱体中，然后利用隔膜泵对药物进行调节，使得药物进入沉降箱体中，形成良好的调节作用。在使用有机硫浆液的过程中，需根据废水中汞元素的含量确定浓度，通过实验结果分析，如果汞元素的含量很小，可以添加浓度为16%的有机硫浆液，剂量为41mL/m3废水，以便提升处理工作效果，优化各方面工作模式。

　　2.2.3 混凝剂浆液

　　在使用凝絮剂时，可以利用隔膜剂量方式添加浆液，根据凝絮箱体的浑浊度等进行合理分析，明确浆液的实际添加量，保证废水处理工作的严格控制。其间，需合理开展分析与研究等工作，通常情况下，可在其中添加41%浓度的，剂量为26mL/m3废水，增强凝絮环节的使用效果，并利用科学合理的方式解决当前存在的问题，提升具体的处理水平。

　　3、其他处理措施的控制要点

　　3.1 氟化物处理措施

　　在脱硫废水水体中，氟化物主要是煤料燃烧后产生的废水污染物质。通常情况下，可以使用石灰物质等对其进行处理，通过调节pH值的方式解决问题，将石灰作为主要的化学试剂，以便开展氟化物的处理工作。同时，废水中含有很多镁元素与铁元素，在碱性的作用下能够形成沉淀。因此，在实际处理期间，应合理使用石灰材料，促进废水中各类物质的沉淀与去除。同时，要合理开展沉淀管理工作，保证石灰的浓度控制在890mg/L左右，并结合当前的工作特点与要求提升废水处理工作水平。

　　3.2 COD(化学需氧量)处理

　　在烟气脱硫废水处理的过程中，人们可以使用COD处理方式解决问题。主要原因是废水中的化学需氧量因素并不包含有机物成分，其属于具备还原状态的无机离子，主要成分为二硫酸盐。其间，可以将氧化剂设置为空气，在废水箱实际处理期间，可以开展系统曝气处理，时间控制在7h左右，且气与水的比例控制在2:1.2左右。对于曝气装置而言，通常可以使用母管支管的方式，经过相关实践研究可以得知，在曝气处理废水之后，需保证COD的去除率达到9%。同时，在废水COD处理工作中，还可以添加无机酸物质，在酸性环境下加入废水，促进COD的分解。

　1、膜法再生利用技术的实验材料与工艺原理

　　1.1 膜法再生利用技术的实验材料与试剂

　　压裂废水由国内某大型油田企业提供;F-01，F-02，F-033种絮凝剂与ACB-01专用膜清洗剂由同舟纵横(厦门)流体技术有限公司提供。

　　1.2 膜法再生利用技术的实验仪器与设备

　　膜分离实验设备和纳滤膜芯由同舟纵横(厦门)流体技术有限公司提供。压裂废水先经过絮凝沉淀后，取上清液倒入膜分离实验装置的料桶中。依次启动输料泵和高压泵，利用高压泵提升进入膜表面的料液压力，使其超过1.5MPa。通过膜的截留将进料分成两部分：一部分为浓缩液，回流至高压泵前和进料桶，继续进行浓缩;另一部分形成透析液，排入透析液收集槽。

　　在实验过程中，定时记录实验时间、压力、温度等相关数据，定时测定过滤速度并取样分析。在操作结束后，首先排除浓缩液，其次用清水冲洗系统后，再次加入ACB-01专用膜清洗剂的水溶液进行清洗，在40~45℃运行40~60min，最后用清水冲洗至pH值中性即可。