環(huán)保污水處理設(shè)備公司價格質(zhì)量包您滿意污水中游離的CO32-、HCO3-含量較高、水中的機雜和乳化油含量高。且此類污水屬于CaCl2型水,因為其pH值較低,含有溶解狀的CO2和H2S氣體。具有上述特性的含醇污水在不經(jīng)過任何處理或只經(jīng)過部分處理后進人甲醇回收裝置將會出現(xiàn)管線腐蝕穿孔,設(shè)備結(jié)垢堵塞,污水回注地層堵塞等問題。為了解決這些問題,必須對氣田的含醇污水進行有效的預(yù)處理,即除去污水中的乳化油、機雜以及各種腐蝕性氣體,達到降低或消除管線設(shè)備結(jié)垢和腐蝕的目的。常規(guī)水處理工藝無法有效地處理含醇污水,因此我們引進一種新的處理方法—絮凝法。所謂絮凝法,簡而言之,化學(xué)絮凝法是將絮凝劑加入廢水中,使水中的懸浮物顆?;蛘吣z體凝聚產(chǎn)生絮凝體凝聚失穩(wěn)成大懸浮物顆?;驁F塊,從待測廢水中分離并沉降下來,從而達到廢水水質(zhì)處理凈化的目的。所以絮凝技術(shù)化學(xué)絮凝法是一種高效、經(jīng)濟實用、操作簡便、效果明顯的污水處理技術(shù),在水處理行業(yè)中被廣泛選擇應(yīng)用,因此在含油廢水處理中占有重要的地位。
殼聚糖(CTS)是自然界中含量僅次于纖維素的第二大天然有機高分子化合物,因此又被稱為脫乙酰甲殼素。其性狀為白色固體粉末,分子量在幾千至幾百萬之間,是由自然界廣泛存在的甲殼素經(jīng)過脫乙酰而獲得,也是自然界多糖中呈堿性的。殼聚糖分子中的游離氨基,易于在稀酸溶液中被質(zhì)子化,使其分子鏈上帶有大量正電荷,形成一種常見的陽離子絮凝劑。殼聚糖具有分子量大、天然無毒、生物降解效果好、化學(xué)穩(wěn)定性好,吸濕性較強,遇水易分解等特點,并且還可作為環(huán)境友好型材料,如用作絮凝劑、螯合劑、吸附劑、污泥調(diào)理劑等。殼聚糖同時具有兩個絮凝:電中和絮凝和吸附絮凝。所謂的電中和絮凝為陽離子活性基團與帶負電荷的膠體微粒相互作用,其最終體現(xiàn)在中和膠體微粒上的表面電荷,并通
從圖1(a)甲殼素和圖1(b)殼聚糖的分子結(jié)構(gòu)中可直觀看出,殼聚糖分子中包含大量的-OH和游離的-NH2,-OH易與羧酸反應(yīng)生成酯類物質(zhì),而-NH2上的氫又易被酰基取代,反應(yīng)生成酰胺,從而可以更好地與水中銅鋅鋁等重金屬離子相結(jié)合,其主要是為了對重金屬離子達到一個富集的作用。同時,殼聚糖的性質(zhì)也會因其結(jié)構(gòu)中的官能團-OH和-NH2的存在變得異?;顫?,從而具有發(fā)生不同種反應(yīng)類型的能力,例如磺化、烷基化、?;?、羧甲基化、水解化等化學(xué)反應(yīng),可反應(yīng)生成各種具有不同結(jié)構(gòu)特征的殼聚糖衍生物,從而進一步擴大了殼聚糖的選擇應(yīng)用范圍。
本文主要以殼聚糖作為聚合氯化鋁的助凝劑,研究其在含醇污水中的助凝應(yīng)用。通過考察PAC投加量,CTS投加量,以及攪拌時間、pH值等影響因素對絮凝實驗效果的影響,從而獲得殼聚糖在含醇污水中的反應(yīng)效果。
1、實驗部分
1.1 實驗原料與儀器
實驗材料:殼聚糖(CTS),脫乙酰度95%,黏度200mPa·s,白色固體粉末。聚合氯化鋁(PAC),黃色固體粉末,市售工業(yè)品。氫氧化鈉,分析純,天津市塘?;瘜W(xué)試劑有限公司。乙酸,分析純,天津市塘海精細化工有限公司
實驗含醇廢水取自長慶油田某天然氣處理廠,pH=6.2~7.1,含油量70.2mg/L,透光率56%。
實驗儀器:紫外分光度計UV2350,臨沂市盈嘉科學(xué)儀器有限公司。PB-10標(biāo)準(zhǔn)型pH計,德國賽多利斯集團。電子分析天平,BSA224S,賽多利斯科學(xué)儀器有限公司。數(shù)顯智能控溫磁力攪拌器,SZCl-2A,鞏義市英峪予華儀器廠。
1.2 實驗方法
1.2.1 溶液制備
稱取10g聚合氯化鋁溶解于1L蒸餾水中,得到10g/L聚合氯化鋁溶液備用。再稱取2g殼聚糖溶于體積分?jǐn)?shù)為5%的乙酸溶液中,得到2g/L殼聚糖溶液備用。
1.2.2 絮凝實驗
在磁力攪拌器下不斷充分?jǐn)嚢柘?,將一定量的絮凝劑在加入?00mL含醇污水中,并將其靜置1h,然后取出被測水樣中的上清液,并測定其透光率和含油量。
1.2.3 含油量的測定
環(huán)保污水處理設(shè)備公司價格質(zhì)量包您滿意 取10mL的石油醚與50mL的待測水樣在分液漏斗進行萃取,震蕩搖勻并放出氣體,靜置使之分層。將上層萃取液移入容量瓶中,將下層水樣轉(zhuǎn)移到燒杯中。以石油醚作參比溶液,將萃取液通過移液管移入到1cm的比色皿中,通過紫外分光光度計測出其吸光度A。處理數(shù)據(jù):通過公式A=bX+d,已知吸光度A,算出X,即算出萃取液中油的含量,其單位mg/L。1.2.4透光率的測定將蒸餾水作為被測水樣的參比溶液,將被測水樣通過移液管移入石英比色皿中,通過紫外分光光度計中測出水樣中的透光率T。
2、結(jié)果與討論
2.1 PAC投加量對絮凝效果影響
在含醇污水處理絮凝實驗中,為考察PAC投加量對絮凝效果的影響,我們將對PAC選取六個不同的投加量進行實驗,并依次攪拌3min,靜置1h。實驗結(jié)果由圖2可知,隨著對PAC投加量的增加,透光率和除油率均呈現(xiàn)先遞增后降低趨勢。當(dāng)PAC投加量為60mg/L時,其透光率和除油率,分別為90.5%,87.5%。在PAC投加量較低時,絮體體積小,生成沉淀的速度較慢,導(dǎo)致透光率和除油率較差。在PAC在絮凝過程中由于正電荷與含醇廢水中的膠粒表面的負電荷相互吸附,所以隨著投加量的增加吸附能力越強,形成的絮體大而密實,并且沉降速度明顯加快。因此在投加量為20~60mg/L時,從圖2中我們可以得出通過增加助凝劑提高絮凝效果從而使透光率和除油率提高的結(jié)論。而投加量增加到70mg/L時,
含有大量礦物質(zhì)元素和懸浮物等,這些物質(zhì)會導(dǎo)致地表水呈現(xiàn)黃褐色,對植物的生長極為不利。如果不對煤礦污水加以處理,直接排入環(huán)境,廢水中的有害物會導(dǎo)致水質(zhì)污染,導(dǎo)致當(dāng)?shù)厮w的使用率明顯降低。所以,要高度重視煤礦污水治理工作。廢水經(jīng)過處理則可以重新使用到煤礦開采環(huán)節(jié)中,既能提高水的利用率,也能有效降低煤礦的經(jīng)濟成本。
1、煤礦污水治理與污染減排工作現(xiàn)狀
煤礦是能源生產(chǎn)的重要組成部分,也是我國耗能較高且污染較為嚴(yán)重的行業(yè)。有關(guān)數(shù)據(jù)表明,煤炭生產(chǎn)在我國能源生產(chǎn)中占據(jù)主要地位,而燃煤消耗所支撐的能源體系也是污染和排污的地區(qū),不僅居住環(huán)境受到污染,也會對全球氣候產(chǎn)生負面影響。
當(dāng)前我國的煤礦廢水污染情況比較嚴(yán)重,由于對煤炭需求量較大,導(dǎo)致煤礦數(shù)量增多,廢水的產(chǎn)出量也較大。這些含有有害物質(zhì)的廢水,不管是直接流入河流中,還是滲入到地下水中,都會導(dǎo)致水源污染,影響動、植物的正常生長,水域周邊環(huán)境和土壤平衡也會被破壞。對此,我國相關(guān)部門將煤礦污水治理工作作為重點工作,進行減排防污。減少污水排放不僅降低了企業(yè)經(jīng)濟成本和環(huán)境治理費用,還能減少對水資源不必要的消耗。針對煤礦污染現(xiàn)狀,我國相關(guān)部門,出臺了相應(yīng)的政策,促進煤礦行業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展以及生態(tài)環(huán)境建設(shè)。
2、阻礙煤礦污水減排與治理工作的原因
2.1 煤礦開采方法使得大量廢水排出
煤礦開采會使用水力采煤和水砂充填采煤等方法,水力采煤具體操作是利用高速水流對開采區(qū)域進行較大沖擊,從而實現(xiàn)開采目的。水砂充填主要是用水力輸送充填物,原材料在脫水后形成充填體。水力采煤整個過程需要大量水資源,使用完成后,這些水資源會成為含有大量懸浮物、礦物質(zhì)等有害物質(zhì)的廢水,進行排出。
2.2 缺乏科學(xué)的污染治理和減排體系
煤礦污染治理和減排體系要有具體的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理標(biāo)準(zhǔn),以及對各項指標(biāo)進行嚴(yán)格考核等,只有污染治理體系足夠科學(xué),才能真正有效地開展污水治理和污染減排工作。煤礦作為資源行業(yè),因其的自然條件和環(huán)境導(dǎo)致其開采條件、技術(shù)和耗能也有巨大差異。污水治理和污染減排工作如果沒有形成科學(xué)的體系,在很大程度上會阻礙該工作的開展,工作人員比較被動。長期的工作缺陷,在生產(chǎn)開采過程中造成了資源浪費和環(huán)境污染。體系的不完善使得部分煤礦對環(huán)境污染問題疏于管理,最終能耗較大,且經(jīng)濟效益和環(huán)境效益較低。
2.3 煤礦污染治理面臨的新問題和新挑戰(zhàn)
應(yīng)經(jīng)濟快速發(fā)展的要求,煤礦行業(yè)的發(fā)展也更加多元化,除主要資源煤炭外,還有多種經(jīng)營項目,這就導(dǎo)致煤礦污水治理和污染減排工作難度加大,煤礦污染問題日益突出?,F(xiàn)如今,許多煤礦企業(yè)的運作增加許多新項目,如化工、冶煉等,這些項目耗能高且污染較嚴(yán)重,給煤礦污染治理帶來了新問題,也增加了污染減排的難度。與此同時,煤礦跨行業(yè)發(fā)展,所造成的污染更復(fù)雜,治理和減排工作需要更大的投入。雖然增加的項目能夠促進煤礦的近期發(fā)展,但是水資源和環(huán)境污染問題如果得不到解決,對其長遠發(fā)展極為不利。
2.4 相關(guān)政策缺失,措施執(zhí)行效力不足
煤礦受設(shè)備和技術(shù)不足的制約,導(dǎo)致相關(guān)政策不完善,已有管理措施執(zhí)行難度較大,效力不足。不確定因素過多阻礙了污染治理和減排工作順利且深入的開展。第一,如果煤礦的技術(shù)設(shè)備和產(chǎn)能相對落后,需要進行更新?lián)Q代,會涉及到太多方面。這項工程具有系統(tǒng)性的特點,要保證更新工作順利完成必須有完善的管理體制作后盾,但是我國許多煤礦在此方面還存在嚴(yán)重不足,以至于污水治理和污染減排工作展開難度較大。第二,針對煤礦這一高耗能行業(yè),相關(guān)部門出臺的規(guī)定不夠全面,部分指導(dǎo)意見不明確,造成煤礦企業(yè)無法按照規(guī)定完成相關(guān)具體操作,指導(dǎo)效力無法發(fā)揮。
3、煤礦污水治理和污染減排方案
3.1 選擇污水治理工藝流程的原則
煤礦污水治理要有的放矢,必須在了解自身條件的基礎(chǔ)上選擇合適的工藝流程。煤礦污水治理要有全局觀,以整體優(yōu)化為出發(fā)點,以明確的標(biāo)準(zhǔn)和原則為依據(jù),與煤礦規(guī)模、開采條件、水質(zhì)等方面相結(jié)合,選擇的方案必須科學(xué)合理、切實可行。煤礦要對各方案所采用的技術(shù)、經(jīng)濟成本進行比較,從中選出最合適的工藝流程以及實施方案。具體原則有以下幾點:第一,污水處理設(shè)備和技術(shù)必須穩(wěn)定可靠,并且比較,處理效果應(yīng)當(dāng)比較明顯,確保出水處理后能夠達到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。第二,方案還需運轉(zhuǎn)靈活,方便管理,能夠適用于不同水質(zhì)和水量,在各種條件下都能發(fā)揮效用。第三,為便于管理和控制,盡可能實現(xiàn)工藝流程自動化,既能降低工作人員的勞動強度,也可以降低人工費用。第四,要考慮到經(jīng)濟成本,盡量以較少的投入獲得較高的效益,主要包括基礎(chǔ)建設(shè)的投資以及設(shè)備運行所需費用。
3.2 煤礦污染減排的裝置和技術(shù)
通常情況下,煤礦廢水處理裝置有沉淀池、電子絮凝器、離心式澄清反應(yīng)器、中間水池、反洗水泵和多介質(zhì)過濾器等。由于煤礦廢水中含有較多懸浮物,所以污水處理第一步就是建立沉淀池,對廢水進行沉淀,其中,質(zhì)量較大的懸浮物則會沉到底部,去除一部分有害物質(zhì)。此裝置技術(shù)含量較低,雖然簡單但在污染減排工作中有著非常重要的作用。電子絮凝器則是在廢水中通入電流,所產(chǎn)生的電流能夠使懸浮物或乳化狀物質(zhì)呈現(xiàn)穩(wěn)定狀態(tài),發(fā)生化學(xué)反應(yīng)呈固態(tài),再利用分離技術(shù)將此部分有害物質(zhì)除去。反洗水泵則是方便相關(guān)裝置快速恢復(fù)過濾功能。多介質(zhì)過濾器因其罐體材質(zhì)多為碳鋼,并且其內(nèi)部和外部涂有聚酯保護層及環(huán)氧樹脂層,所以在高強度工作下也不易磨損,不僅能夠有效防止堵塞,還能限度地延長其使用壽命,確保污水治理和污染減排工作的運行。煤礦污水治理及污染減排的工藝流程如圖1所示。
水中多余的絮凝劑離子會吸附于脫穩(wěn)顆粒表面,且電荷也會發(fā)生改變,從而出現(xiàn)膠體再穩(wěn)現(xiàn)象,導(dǎo)致透光率和除油率沒有進一步提高。如果不斷增加PAC含量使得水中殘余鋁及其他金屬含量升高,則會影響出水水質(zhì)。
過分子鏈結(jié)構(gòu)上所具有的吸附粘結(jié)和架橋作用而具有沉降絮凝的功能,主要用于除去水體中的無機懸浮物。所以甲殼素和殼聚糖具有絮凝、易被降解、無毒、吸附等特點,但由于殼聚糖使用成本較高,所以將其與無機絮凝劑復(fù)配使用,成為當(dāng)下復(fù)配絮凝劑的研究熱點。