稠油污水处理进展与研究

第一篇：稠油污水处理进展与研究

稠油污水处理进展与研究

李柳逸

（长江大学，湖北省，430100）

摘要

辽河油田采用蒸汽吞吐的方式开采稠油，这些数量巨大的稠油污水的合理处置是摆在油公司面前的一个非常严峻的经济和技术难题，已直接影响和制约了油田的可持续发展。显

然解决油田蒸汽锅炉供水和稠油污水处理双重矛盾的最直接方法就是将稠油污水经过适当处理后回用于高压蒸汽锅炉。一方面可将稠油污水进行深度处理，不污染周围环境，另一方面又可为锅炉提供水温较高的补给水，变废为宝，具有较大的经济效益。

关键词： 稠油 污水 蒸汽锅炉

Abstract Liao he oil field discovered a humming in mining thick steam in the way,.These huge amounts of a proper sewage disposal of oil and oil companies are in a very serious economic and technical difficulties, has direct impact andrestrain the field of sustainable development.Clearly resolve the thick steam the water and oil with the most direct way to double the contradictions are thick with proper waste treatment oil back to note the boiler.On substance can be dealt with in depth the sewage and does not pollute the environment around, and to provide water for the higher the supply of water, make waste profitable, has significant efficiency.Keywords：thickened oil waste water steam generator 前言

在油气田勘探开发过程中，随着原油和天然气的采出，通常会产生大量的含油污水。这部分污水被称为油气田污水、油气田含油污水或油气田采出水。根据油品性质的不同，油田污水又可分为稠油污水、稀油污水和高凝油污水等[1-3]。由于各油气田所处的油藏地质、开采工艺和开采年限等不同，因此不同的油气田污水，其水质水量迥异。即使是同一油藏区块，随着开采时间的变化，其水质水量也在不断发生变化。通常原油含水率由开采初期的 5%~10%逐步上升到中后期的 80%~90%。油井开采年限越长，原油含水率就越高，原油脱出水水量就越大，水质就越差，因而处理难度也就越大。在所有油气田污水处理中，稠油污水因其水质成分复杂、油水密度差小、乳化严重、处理难度最大。

目前国内外对稠油污水合理处置的方法有三种： ① 回注 代替清水资源直接回注地层或配制聚合物后回注地层[4]； ②

回用 处理后作为热采锅炉的给水；

③

外排 处理后达到国家污水排放标准，直接排放。

1稠油污水的基本特征

1.1 稠油的基本概念以及来源

“稠油”是指在油层温度下脱气原油粘度大于 100mPa·S，相对密度大于 0.92 的 原油，国外称之为“重油”。稠油与其他原油的主要区别在于它的粘度高、流动性能差。在稠油的开采过程中，通常会产生大量的采出液，它是原油、砂和水的混合液。采 出液中水与油的比例变化很大，取决于很多因素，包括油藏地质、油井年限以及油井和 蒸汽之间的关系。然而在大多数情况下，采出液中水的体积是油的 2~20 倍，通常为 4 倍左右。从开采的含水稠油中分离出的含油污水常称为稠油污水，或稠油采出水。稠油开采及处理的典型工艺见图 1-1。

图1-1 处理工艺图

1.2 稠油污水的毒性以及组成

稠油污水水质较复杂，不仅被原油所污染，而且在高温高压的油层中还溶解了地层 中的各种盐类和气体；在采油过程中，从油层里携带了许多悬浮固体；在油气集输过程 中还掺进了各类化学药剂；稠油污水中还含有大量的溶解性有机物。总之稠油污水是一 种水质比较复杂的污水。世界上许多地区，稠油污水都是经过一定的处理后回用于热采 锅炉或回注地层。而在海上平台或其他地方，稠油污水一般是经过一定的处理直接排海 或排到周围环境，这些数量巨大的污染物将严重污染周围环境。任由稠油污水直接外排 是由于人们对稠油污水的组成及其对环境的副作用缺乏了解和认识[5]。稠油污水处理工艺技术研究

2.1稠油污水回用于热采锅炉的工艺流程简介

稠油蒸汽开采起始于 50 年代后期，目前已成为稠油开采的主要方法。稠油热采所需蒸汽通常由蒸汽发生器产生提供，这些蒸汽发生器为平行加热炉，炉管为单向流布置，只能产生干度为70-80%的蒸汽，这些蒸汽以及液相中残留的 20-30%的水全部注入到油层，不产生浓缩液，因此需要大量的补给水[6]。由于环境保护方面的原因，地下清水被限制使用。显然解决油田蒸汽驱锅炉供水和稠油污水的处理双重矛盾的最直接的方法就是将稠油污水经过适当的处理后回用于高压蒸汽锅炉。一方面可将稠油污水进行深度处理，不污染周围环境，另一方面又可为锅炉提供水温较高的补给水，变废为宝，具有较大的经济效益。然而绝大多数的油田蒸汽发生器需要的是不含油、零硬度、低二氧化硅和低盐度的补给水。但是许多稠油污水都是高含油量、高硬度、高二氧化硅和高含盐，稠油污水和锅炉补给水的典型水质的对比见表 1-1。

表 1-1 油田蒸汽发生器水质要求和稠油污水典型水质的对比

参数

蒸汽发生器补给水

稠油污水典型水质 油 悬浮物 硬度 二氧化硅 TDS 总铁 溶解氧 1 0.5 50 7 000~8 000

0.05 0.01~0.04

200-2 000 60-1 500 100-1 500 30-300 3 000-30 000 0.1-2.0 —

锅炉给水必须不含 Ca2+、Mg2+等离子，以防炉管或油层结垢。稠油污水的软化工艺 不仅难以管理而且非常昂贵，当稠油污水的总硬度大于 200mg/L 时，就不能单独采用离 子交换树脂，而应采用石灰软化与离子交换相结合的软化工艺。石灰软化可将硬度降至 30mg/L 左右，离子交换可降至 0。当稠油污水中的 TDS 大于 3000mg/L 时，就需要采用 酸碱联合再生的弱酸离子交换树脂，而不能采用价格便宜的盐再生的强酸钠离子交换树 脂[7]。该工艺需要酸碱化学药剂储罐、进料系统和昂贵的再生液处理系统。

2.2 稠油污水回用于热采锅炉的工艺过程

稠油污水回用热采锅炉的前段处理工艺与回注处理基本相同，都是采用物化法等成熟处

[8]理工艺，主要去除油及悬浮物。后续深度处理主要着眼于污水的软化。与常规清水软化相比，油田污水的软化具有更大的技术难度。

稠油污水处理后回用于热采锅炉的工艺流程其实可以归纳为三段分步处理，图 1-2 为稠油污水回用于注汽锅炉的典型处理工艺图，这个工艺流程包括油和悬浮物的去除、硬度和二氧化硅的去除以及硬度的最终去除。如图 1-2 所示，油的去除通常是采用撇油罐、IGF 和颗粒填料过滤等处理单元相结合。硬度的去除通常采用石灰软化和离子交换相结合的方法或单独采用离子交换，这主要取决于处理水中的硬度。如果二氧化硅浓度超标，那么就要采用热石灰软化或者温石灰软化去除二氧化硅。

[9-11]

图1-2稠油污水处理的典型工艺流程

稠油污水深度处理后回用，其水质应满足热采锅炉给水水质标准，中国石油天然气总公司在稠油集输及蒸汽系统设计规范（SY 0027—94）中规定了热采锅 炉给水的各项水质指标，详见表1-2。

表1-2 热采锅炉给水水质指标

项 目 含油(mg/L)悬浮物(mg/L)总硬度(mg/L)总碱度(mg/L)二氧化硅(mg/L)可溶性固体(mg/L)总铁(mg/L)pH 溶解氧(mg/L)

标 准 ≤2.0 ≤2.0 ≤0.1 ≤2000 ≤50 ≤7000 ≤0.05 7.5 ~ 11 ≤0.05

备 注 不计溶解油

以CaCO3计 以CaCO3计

2.3 稠油污水水质特性对处理工艺的影响

针对稠油污水黏度大、油水密度差小、乳化严重、水温高、水质水量变化大、处理 难度大的特点，认为高效净水药剂的研制和开发是稠油污水深度处理的基础和关键[12-14]。强 化前段除油效果，减轻后段过滤系统的压力，使整个工艺技术合理、紧凑和高效；同时 必须充分考虑污水的均质均量，避免来水对整个工艺流程造成冲击。基于稠油污水的 多变性和复杂性，本研究提出稠油污水处理应充分考虑和研究的几个方面：

（1）强化调节池的功能。由于稠油污水油水密度差小以及水质水量变化较大的原 因，因此强化调节池的功能显得非常重要，可以在调节池中布置曝气装置，对稠油污水 进行预曝气，这将有利于提高油水密度差，有利于浮油的去除，有利于水质的稳定，有 利于去除稠油污水中挥发性的有机物。

（2）加强高效净水药剂的研制和开发。由于稠油污水乳化严重，为使油、水分离，破乳是先决条件。因此高效净水药剂的研制和开发是稠油污水深度处理的基础和关键，为使高效净水药剂发挥其高效的破乳功能，应通过实验来确定最佳投药量、加药点、搅 拌方式以及反应时间等。

（3）选择适合稠油污水处理的装置。为强化稠油污水处理效果，工艺流程中必须

采用高效的油水分离设备，如斜板隔油和溶气气浮等设备。但它们也必须在投加高效的 净水药剂以及保持良好的水力条件下方能发挥预期的作用。

（4）稠油污水处理流程与原油脱水工艺应统筹考虑。原油脱水的水质对稠油污水 处理效果的影响很大。原油脱水用的破乳剂与污水处理所采用的药剂应有良好的配伍 性。另外应保证脱水中油含量的稳定性。

（5）稠油污水处理工艺流程应紧凑、合理、高效以及耐冲击。由于稠油污水水质 水量变化较大，因此高效、紧凑、合理以及耐冲击的工艺流程就显得极为重要。

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第二篇：稠油污泥处理技术进展

稠油污泥处理技术进展

一、国内外含油污泥主要处理技术现状综述

对含油污泥进行无害化处理、清洁生产并回收其中资源的综合处理，一直是国内外环境保护和石油工业的重点工作之一。世界上许多发达国家加强和完善了“三泥”处理法规，美国在1984年颁布了资源回收利用法令（RCRA）的危险固体废弃物修正案（HSWA），按HSWA的要求，排渣场处理设施须保证废渣中的毒性组分被局限在排渣场内，并保证不渗入地下水和地面水。1990年11月8日，美环保局又对炼厂五种被列为“K废物”的特殊废渣作出特殊要求，规定危险化学品含量高于严格限制标准不得堆积在排渣场上。1992年8月，对炼油污水处理过程的初沉污泥和二沉污泥提出了同样的要求，按指定的最佳示范有效技术（BDAT）的处理标准，这些废物在进入废渣场前必须处理至无害，除非美国环保局根据具体情况特许，所有用BDAT处理的废物将禁止用土地法处理。

我国含油污泥做为含油废物类已被列入《国家危险废物目录》；《国家清洁生产促进法》和《固体废物环境污染防治法》也要求必须对含油污泥进行无害化处理；未经处理的含油污泥排放的收费标准为l000元/吨次。

含油污泥本身种类繁多，成分复杂，性质各异，因此处理技术须有针对性。以下将国内外几种主要含油污泥处理技术分为预处理技术和完全无害化处理技术并逐一介绍。

二、含油污泥的预处理技术

1、含油污泥的调质和脱水

大部分含油污泥含水率较高，处理前需进行调质脱水减容。污泥脱水过程是污泥的悬浮粒子群和水的相对运动，而污泥的调质则是通过化学或物理手段调整固体粒子群的排列状态，使之适合不同脱水工艺的处理，以提高机械脱水性能。

由于含油污泥粘度高、过滤比阻大，多数污泥粒子属“油性固体”(如沥青质、胶质和石蜡等)，质软。随着脱水的进行，滤饼粒子变形，进一步增加了比阻。而且在过滤过程中，这些变形粒子极易粘附在滤料上，堵塞滤孔:在离心脱水时，还因其粘度大、乳化严重，固一固一液粒子间粘附力强和密度差小等原因导致分离效果差。

Srivatsa, Aldo Corti等人分别发明了通过含油污泥调质“机械脱水回收油的专利技术”，通过投加表面活性剂、稀释剂(葵烷等)、电解质((NaCL溶液)或破乳剂、润湿剂和pH值调节剂等，并加热减粘(≥50℃)等调质手段，实现水一油一固三相分离。

国内炼厂含油污泥处理常采用在含油污泥中加入絮凝剂进行调质，使污泥颗粒凝聚，以改善污泥脱水性能。絮凝剂为高分子无机和有机絮凝剂。高分子无机絮凝剂，如聚合氯化铝、聚合硫酸铁等带有污泥颗粒相反电荷，这些电荷能中和污泥上所带的负电荷，破坏其稳定性及亲水性。高分子有机絮凝剂，在污泥颗粒间主要起吸附和架桥作用，使污泥凝聚。

国内炼厂污泥前处理也普遍采用机械脱水工艺，以带式压滤机，离心机为主。对于带式压滤机，一般用于处理含油少的活性污泥，对于离心机，一般用于处理油泥和浮渣，离心转速控制在1800-2000r/min，1800以下离心效果不好，2000r/min以上离心效果好，但泥饼难以挤出，噪音大。板框压滤机处理量大，脱水效果好，运行成本低，缺点是不能连续运行。

2、化学热洗工艺

化学热洗法(也称热脱附法)是美国环保局处理含油污泥优先采用的方法，主要用于落地油泥的处理，原理是通过热碱水溶液反复洗涤，再通过气浮实现固液分离。洗涤温度一般控制在70℃以上，液固比3：1，洗涤时间20min，能将含油30%落地油泥洗至残油率≤3%。混合碱由廉价碱和无机盐组成，也可选用廉价的洗衣粉，该方法能量消耗较低。国内这方面的研究较多，国家专利介绍了一种既经济又有效地从废弃油泥中提取原油的工艺方法。先向搅拌器内加入水，再按一定比例配制分离液。加热，加入油泥，搅拌使之混合均匀，保持温度在55℃-65℃，搅拌约1.5-2小时，沉淀10分钟后，进行油水分离。原油回用，残土可烧砖。该方法虽然可以消除油泥对环境的污染，回收石油资源，且工艺简单，易于实施。由于不能连续运行，尚未工业化。

贾茂郎等采用含明矾、食盐溶液在加热(70℃-90℃)条件下，将油泥分散和初级分离，经初级分离的原油又经离心分离后得到进一步净化。采用该方法回收的矿物油含水≤0.5%，杂质≤1%，可供炼油厂使用。

3、热解吸法

热解吸法是目前国外用于含油污泥无害化处理的另一个方法，是一种改型的污泥高温处理方法。油泥在绝氧条件下加热到一定温度使烃类及有机物解吸，泥渣能达到美国最佳示范有效技术（BDAT)要求，烃类回收利用。目前，国外炼厂开发了许多种热解吸工艺。Richard J Ayen等于1992年报道的“低温热处理”工艺，是通过一密闭的温度为250-450℃的旋转加热器把油泥中的有机物和水蒸发出来，并用氮气作为载体送至蒸发处理系统，残留物作燃料用。现已商业化应用。

用热解吸工艺可以生产出焦炭状的产品，欧洲专利介绍了一种利用热解吸生产焦炭状产品的工艺，主要用来处理重油含量高的污泥，在干燥器中加热污泥至100℃以上，烃类裂解温度以下，绝氧保温，使水及烃类物质从污泥中蒸发并分离，烃类回收利用，剩余的固体物质即焦炭状的产品，可补充燃料，也可作为水泥回转窑的燃料。

美国专利报道了一种回收抽提气的污泥干燥技术。经过机械脱水后的滤饼送至干燥装置，这个装置是利用锅炉所排放的热废气，污泥在旋转式干燥器中通过热废气加热进行干燥，污泥在高温下，烃类和有机物得到解吸，并被热废气带走，被气流带走的固体颗粒从气体中分离，干燥的废气的烃类物质由锅炉焚烧利用其热能。经过干燥处理的残渣满足环境法规要求可直接填埋处理。

挪威石油公司的Term Tech热解吸工艺是在一个装有密钢叶片转子的反应器中，把污泥加热至399℃，通入蒸汽，使烃类在复杂的水合和裂化反应中分离，经冷凝回收，干燥的泥渣中烃含量小于500ppm。该技术己工业化，但能耗较高。

热解吸技术在我国较少应用，尤俊洪在专利中介绍了一种处理油泥的方法。将污泥和由磷酸等物质组成的助剂一起放入安装单向排气阀的密闭反应器中，置于预先加热的反应炉内进行无氧分解，温度控制在600-1000℃，反应结束后快速冷却，防止物料氧化，生成的物质可进一步加工成吸附剂或炭黑。

热解吸技术含量高，反应条件较苛刻，操作比较复杂，但有较好的发展前景，需进一步完善。

4、溶剂萃取处理工艺

溶剂萃取作为一种回收油泥中矿物油及其他有机物的单元操作技术而被广泛研究，包括正在开发的超临界流体萃取。溶剂一般有丙烷三乙胺、重整油和临界液态C02等，油泥中的矿物油被溶剂萃取，通过蒸馏实现溶剂的循环使用。处理后泥渣达到BDAT要求，回收的矿物油再进一步加工利用。

国外目前多采用溶剂萃取技术处理油船底泥和油罐底泥，美国专利报道了一种溶剂萃取-氧化处理油泥工艺。此工艺为：在油泥中加入一种轻质烃作为萃取剂，萃取剂的粘度较低，一般含有2-9个碳原子，碳原子数越少萃取分离的效果越好。萃取后，油泥中矿物油和重质有机质被回收，残存的聚合芳香烃物质一般还需要用分子量比较高的烃类萃取。该专利技术采用氧化工艺取代第二步萃取，通过湿法氧化工艺处理，以空气、氧气、硝酸或硝酸盐等作为氧化剂，在一定压力和温度的条件下反应一段时间，有机物完全氧化为气体物质CO2、N2，最终残渣符合标准可实施填埋处理。

张秀霞等开发了用三氯甲烷溶剂萃取一蒸汽蒸馏处理含油污泥的工艺技术。含油污泥脱水后，自然风干去除杂物，粉碎。用三氯甲烷将污泥溶解，经搅拌、离心后回收萃取液。含残余重油和溶剂的污泥，经蒸汽蒸馏处理，该方法可使油泥脱油率高达90%以上，比单一的溶剂萃取和直接蒸馏处理效果为好，但尚未在工程中得到检验。

目前，萃取法处理含油污泥还在实验开发阶段。萃取法的优点是处理含油污泥较彻底，能够回收大部分的矿物油。但因萃取剂价格昂贵，在处理过程中有一定的损失，运行成本较高，在我国炼厂含油污泥处理中尚未见应用。此项技术发展的关键是要开发出性价比高的萃取剂。

5、含油污泥的综合利用

① 污泥浮渣作为催化裂化装置分馏塔的油浆

美国Navaj公司把含油浮渣注入FCC装置作为分馏塔的急冷油浆，使浮渣大部分转化为燃料油。由于其注入比例很低，对催化裂化过程影响较小。Mobil公司Solomon M开发了把含油污泥作FCC装置原料的技术，把含水较高的油泥先脱水处理，再加热，并投加乳化剂，使水包油型乳化油转化为油包水型，易与其它原料油混合均匀，流动性好。混合物料输入FCC装置反应器，经裂化反应生成汽油。

② 作焦化装置原料

90年代起，国外许多炼油厂就采用Mobil油泥焦化工艺来处理API隔油池油泥，用冷焦水与污泥调合后，作为骤冷介质在清焦前对热焦炭进行冷却，污泥中的水作为冷焦水或切焦水回用，烃类则循环回装置。该技术改造焦化装置、工艺复杂。Godino,Rino L等开发了把湿含油污泥直接输送到焦化装置上部急冷罐的处理工艺。该工艺投资较少，但处理能力有限。

国内目前使用油泥作焦化装置原料的方法未见应用，原因之一可能是油泥中含水较高，对焦化操作易产生不利影响，处理能力低。

③ 回收轻油、沥青

Cochin炼油厂报导用含油废渣制成各种等级的沥青。此工艺每年从污泥中回收的轻质油可达1700t，这些回收油与其他油品混合，调制燃料。回收轻油后剩余的残留物用于加工沥青。

6、超热蒸汽喷射处理技术

超热蒸汽喷射处理技术是通过锅炉产生的超高温蒸汽（600℃）经特制的喷嘴以2马赫速度喷出，与油泥颗粒正面碰撞，在高温及高速所产生的冲量作用下将油泥中所吸附或包含的油和水蒸出，含油蒸汽冷却后实现油水分离，油泥中大部分矿物油被去除，残渣含油率最低可达0.08％。设备可用来干化离心浓缩后的油泥泥饼，处理后的残渣呈粉末状，可直接掺入煤粉中焚烧。缺点是运行投资太大、成本太高。

二、完全无害化处理

大部分污泥处理最终都存在残渣无害化的问题，同城市污泥相似，含油污泥残渣完全无害化处理工艺与技术有固化、焚烧、生化处理、型煤综合利用及氧化处理等。因含油污泥有较高的热值，加工成型煤的技术也有较多研究。

1、固化处理

固体处理是通过物化法将含油污泥固化或包埋在惰性固化基材中的一种无害化处理技术。这种处理技术能较大程度地减少含油污泥中有害离子和有机物对土壤的侵蚀和沥滤，从而减少对环境的影响和危害，是取代回填的一种更易为环境所接受的方法，近年来受到了重视。固化方法是较为理想的有害物质减量化、无害化处理方法。目前，国内对于含油污泥固化处理尚停留在研究阶段，对于含油量较低的污泥尤其是含有NaCl, CaC12等盐类较高的含油污泥优先考虑采用固化处理。

2、焚烧处理

焚烧是将污泥进行热分解，经氧化使污泥变成体积小，毒性小的炉渣。该法对原料的适应能力较强，减容效果较好，但能耗高，投资大，操作复杂，可能产生粉尘、SO2等二次污染。含油污泥焚烧前一般需经过调质和脱水处理，焚烧温度控制在850℃左右,灰渣需进一步处理。

法国、德国的石化企业多采用焚烧处理油泥，灰渣用于修路或埋入指定的灰渣填埋场，焚烧产生的热能用于供热或发电。含油污泥经焚烧处理后，有害物质几乎全部除去。但是，一般炉型焚烧污泥消耗大量燃料油助燃，热量大都没有回收利用，焚烧中产生严重的空气污染，装置的利用率较低。

我国绝大多数炼油厂都建有污泥焚烧装置，采用较多的炉型有固定床焚烧炉、多段炉、回转炉及流化床焚烧炉，如湖北荆门石化厂、长岭石化厂采用的顺流式回转焚烧炉，燕山石化采用流化床焚烧炉。

3、生物处理

生物法指微生物利用石油烃类作为碳源进行同化降解，使其最终完全矿化，转变为CO2和H2O的过程。生物法处理不产生二次污染、运行成本低等特点，但处理周期长，且对环烷烃，芳烃，杂环类污染物的效果差，不适合高含油污泥(含油量≥5%)的处理。在含油污泥的生物处理过程中通常还需要加入氮、磷等营养物质。

4、型煤综合利用法

将粉煤和油泥粉碎，粒径在0-4mm；按比例配制加水10%混碾；在29.3Mpa的成型压力下压制成型；自然风干48小时即为成品。

制约油泥加工型煤技术发展的关键因素是排放的烟气能否达标。实现烟气达标的措施有两条，一是调整油泥添加比例，二是添加脱硫除尘剂。国内很多炼厂的实践表明型煤综合利用法处理油泥在技术上可行，强度指标和燃烧指标都能达到要求。但是型煤综合利用法需加入大量的煤，资源的利用率低，有逐渐被其他方法取代的趋势。

5、化学氧化法处理

化学氧化法适合于含油率较低的含油污泥的处理。向含油污泥中喷洒或注入化学氧化剂，使其与污染物质发生化学反应来实现无害化处理，化学氧化剂有臭氧、过氧化氢、高锰酸钾、二氧化氯等。其中二氧化氯对石油烃类有较高的去除效率，反应可在瞬间进行，且二氧化氯的价格较低，运行成本低，不产生二次污染，缺点是操作比较复杂，处理成本较高，不适合大量油泥的处理。

第三篇：复合材料的研究与进展

复合材料的研究与进展

摘要：所谓复合材料，指的是由两种或两种以上的材料经过复合而制备的多相材料，是一种混合物。复合材料可以由金属材料、陶瓷材料或高分子材料等复合而成，各种材料的性能之间相互补充或增强，取长补短，产生协同效应，从而使复合材料的整体性能优于原组成材料。复合材料具有许多优点，如：质量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀性好等。被广泛应用于航空航天，汽车工业，化工纺织和医疗等领域。关键词：复合材料碳纤维复合材料

一.复合材料的发展历史

早在五千年年以前，在中东地区就有用芦苇混合沥青来造船的技术了，在古埃及，修建金字塔时用石灰、火山灰等作粘合剂，混和砂石等作砌料，这是最早最原始的颗粒增强复合材料。而在古代中国，复合材料的应用则更为瑰丽广泛，如：从西安东郊半坡村仰韶文化遗址，发现早在公元前2000年以前，古代人已经用草茎增强土坯作住房墙体材料；中国沿用至今的漆器是用漆作基体，麻绒或丝绢织物作增强体的复合材料；1957年江苏吴江梅堰遗址出土有油漆彩绘陶器，1978年浙江余姚河姆渡遗址出土的朱漆木碗，就是两件最早的漆器实物；汉墓出土的漆器鼎壶、盆具和茶几等，用漆作胶粘剂，丝麻作增强体。在湖北随县出土的2000多年前曾侯乙墓葬中，发现有用于车战的长达3米多的戈戟，用木芯外包纵向竹丝，以漆作胶粘剂，丝线环向缠绕，其设计思想与近代复合材料相仿；1000多年以前，中国已用木料和牛角制弓，可在战车上放射；至元代，蒙古弓用木材芯子，受拉面贴单向纤维，受压面粘牛角片，丝线缠绕，漆作胶粘，弓轻巧有力，是古代复合材料中制造水平高超的夹层结构；在金属基复合材料方面，如越王剑，是金属包层复合材料制品，不仅光亮锋利，而且韧性和耐蚀性优异，埋藏在潮湿环境中几千年，出土后依然寒光夺目，锋利无比。【1】 到了近现代，随着高技术发展的需要，在复合材料的基础上又发展出性能高的先进复合材料。例如在第一次世界大战前，用胶粘剂将云母片热压制成人造云母板，在20世纪初市场上有虫胶漆片与纸复合制成的层压板出售，但真正的纤维增强塑料工业，是在用合成树脂代替天然树脂、用人造纤维代替天然纤维以后才发展起来的。第一次世界大战期间，德国人拖动脚踏车轮拉拔玻璃纤维丝。20世纪30年代，美国发明用铂柑涡生产连续玻璃纤维的技术，从此在世界范围内领域开始取代金属材料。【2】

到了现代，随着航空航天工业汽车工业对于具有质量轻，强度高，耐腐蚀等优越性能的材料的需求，发展了比强度、比模量、韧性、耐热、抗环境能力和加工性能都好的先进复合材料。二．复合材料对于国民经济发展、工业技术变革的作用

复合材料的主要应用领域有：航空航天领域、汽车工业、化工纺织领域还有医学领域。1.航空航天领域

运用于航天航空领域的复合材料具有热稳定性好，比强度、比刚度高的特性，可用于制造飞机机翼和前机身、卫星天线及其支撑结构、太阳能电池翼和外壳、大型运载火箭的verton复合材料壳体、发动机壳体、航天飞机结构件等。【3】由于复合材料的出现，可以有效降低航天航空业的研究发展成本，而由于先进复合材料本身的优越性能，也使得航天飞机飞行器等的性能有了极大改善。例如高性能碳(石墨)纤维复合材料在导弹、运载火箭和卫星飞行器上就发挥着不可替代的作用，它的应用水平和规模已关系到武器装备的跨越式提升和型号研制的成败。

碳纤维是一种力学性能优异的新材料，以树脂为基体，碳纤维为增强体的复合材料碳纤维具有碳材料的固有本征特性，又有纺织纤维的柔软可加工性，它的比重不到钢的1/4，碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500Mpa以上，是钢的7~9倍，抗拉弹性模量为23000~43000Mpa亦高于钢。因此CFRP的比强度即材料的强度与其密度之比可达到2000Mpa/(g/cm3)以上，而A3钢的比强度仅为59Mpa/(g/cm3)左右，其比模量也比钢高。碳纤维复合材料的发展推动了航天整体技术的发展。碳纤维复合材料主要应用于导弹弹头、弹体箭体和发动机壳体的结构部件和卫星主体结构承力件上，碳/碳和碳/酚醛是弹头端头和发动机喷管喉衬及耐烧蚀部件等重要防热材料，在美国侏儒、民兵、三叉戟等战略导弹上均已成熟应用，美国、日本、法国的固体发动机壳体主要采用碳纤维复合材料。在美国75%的碳纤维复合材料应用于航天航空领域。【4】在二十一世纪人们对于地球的探索已臻完善，下一步是对太空的探索，一个国家只有掌握了更高的航空航天技术，能研制出性能更优越的航空器才能在对太空的探索中占得先机。而复合材料五一是一个很好的发展方向。2.汽车工业

从全球范围看，汽车工业是复合材料最大的用户，可降解复合材料由于具有特殊的振动阻尼特性，可减振和降低噪声、抗疲劳性能好，损伤后易修理，便于整体成形，而受到汽车工业的青睐。复合材料可用于制造汽车车身、受力构件、传动轴、发动机架及其内部构件。同时复合材料在汽车中的应用仍有极大的发展空间，例如：为降低发动机噪声，增加轿车的舒适性，正着力开发两层冷轧板间粘附热塑性树脂的减振钢板【5】；为满足发动机向高速、增压、高负荷方向发展的要求，发动机活塞、连杆、轴瓦已开始应用金属基复合材料。为满足汽车轻量化要求，必将会有越来越多的新型复合材料将被应用到汽车制造业中。就我国来看，汽车工业是我国经济的一个重要组成部分，在汽车工业方面，复合材料应用前景广阔，产生的利润高，生产成本较低，可以很好的推动我国汽车工业的发展，从而促进我国的经济，使我国更好更快地发展。

化工、纺织和机械制造领域。有良好耐蚀性的碳纤维与树脂基体复合而成的材料，可用于制造化工设备、纺织机、造纸机、复印机、高速机床、精密仪器等。

在医学领域，复合材料已用于制造人工心脏、人工肺及人工血管等，用人造复合材料器官挽救生命的设想将成为现实，而复合材料牙齿，复合材料骨骼及用于创伤外科的复合材料呼吸器、支架、假肢、人工肌肉、人工皮肤等均有成功事例。【6】由于碳纤维复合材料具有优异的力学性能和不吸收X射线特性，可用于制造医用X光机和矫形支架等，碳纤维复合材料还具有生物组织相容性和血液相容性，生物环境下稳定性好，在生物医疗器材方面也有着光明的应用前景。

此外，复合材料还用于制造体育运动器件和用作建筑材料等。正因为复合材料能在如此之多的产业中得到运用，所以复合材料的发展前景是美好的，所含有的经济意义也是不可忽视的，复合材料不再是单一的运用各种材料，而是有机的将各种材料结合起来，扬其所长避其所短，这种协同作用在现代的材料研究中也是非常有利的。同时正因为复合材料的巨大潜力，必将推动我国的国民经济发展和引领一个材料风潮。三.复合材料的发展前景

21世纪的高性能树脂基复合材料技术是赋予复合材料自修复性、自分解性、自诊断性、自制功能等为一体的智能化材料。以开发高刚度、高强度、高湿热环境下使用的复合材料为重点，构筑材料、成型加工、设计、检查一体化的材料系统。组织系统上将是联盟和集团化，这将更充分的利用各方面的资源（技术资源、物质资源），紧密联系各方面的优势，以推动复合材料工业的进一步发展。

由材料、结构和电子互相融合而构成的智能材料与结构，是当今材料与结构高新技术发展的方向。随着智能材料与结构的发展还将出现一批新的学科与技术。包括： 综合材料学、精细工艺学、材料仿生学、生物工艺学、分子电子学、自适应力学以及神经元网络和人工智能学等。智能材料与结构已被许多国家确认为必须重点发展的一门新技术，成为21 世纪复合材料一个重要发展方向。参考文献： 【1】：复合材料发展史潘福森济南大学 【2】：复合材料发展史佚名豆丁网 【3】：掺杂改性C /C复合材料研究进坛崔红习联生刘勇琼张强孟祥西安航天复合材料研究所 【4】：碳纤维复合材料的应用及国外的最新进展任杰西安科技大学 【5】：先进复合材料在航空航天中的应用及发展胡军 【6】：复合材料的发展概述李旭飞江苏大学

第四篇：物理化学的研究与进展

《物理化学的研究与进展》结课总结

姓名：关怀 学号：12013017

摘要：

作为一门simina课程，《物理化学的研究与进展》的课堂形式以展示交流为主，小组成员之间分工合作，就某一物理化学研究前沿领域进行信息收集，整理和展示。我们小组先后对锂离子电池、传感器的原理与应用、相变化的原理与应用、先进材料等方面进行探究。以互联网资源为主，查阅相关领域的理论研究发展轨迹及相应的应用，并以小组为单位将探究成果用ppt的形式展现。在这个过程中，每个人的搜索信息整理信息的能力以及成员之间的交流合作都得到了明显的提升。

关键词：物理化学的进展、锂离子电池、传感器、相平衡、先进材料

正文

一、物理化学的研究与进展

物理化学是以物理的原理和实验技术为基础，研究化学体系的性质和行为，发现并建立化学体系中特殊规律的学科。随着科学的迅速发展和各门学科之间的相互渗透，物理化学与物理学、无机化学、有机化学之间存在着越来越多的互相重叠的新领域，从而不断地派生出许多新的分支学科，如物理有机化学、生物物理化学、化学物理学等。物理化学还与许多非化学的学科有着密切的联系，如冶金过程物理化学、海洋物理化学。

一般公认的物理化学的研究内容大致可以概括为三个方面：

1.化学体系的宏观平衡性质 以热力学的三个基本定律为基础，研究宏观化学体系（含有分子数目量级在10左右的体系）在气态、液态、固态、溶解态以及高分散状态的平衡态物理化学性质及其规律性。由于以平衡态为前提，时间不再是变量。属于这方面的物理化学分支学科有化学热力学、化学统计力学、溶液化学、胶体化学和表面化学。

2.化学体系的微观结构和性质 以量子力学为理论基础，研究分子、分子簇和晶体的结构，物体的体相中原子和分子的空间结构、表面相的结构，以及结构与物性之间的关系与规律性。属于这方面的物理化学分支学科有结构化学、晶体化学和量子化学。

3.化学体系的动态性质 研究由于化学或物理因素的扰动而引起的体系的化学变化过程速率和变化机理。此时，时间是与过程密切相关的重要变量之一。属于这方面的物理化学分支学科有化学动力学、化学动态学、催化科学与技术、光化学、电化学、磁化学、声化学、力化学（以摩擦化学为代表）等。

在理论研究方面，快速大型电子计算机和数值方法的广泛应用，扩展了量子化学在定量计算方面的能力。研究对象不仅涉及大分子，还可用以模拟复杂体系的动态过程。福井谦一提出的前线轨道理论以及R.B.伍德沃德和R.霍夫曼提出的分子轨道对称守恒原理，是量子化学应用于具体化学体系时的重要理论成果。但是仍然没有达到人们所期望的利用量子化学为基础解决和认识所有化学问题的水平。量子力学基本原理和化学实验的紧密结合将有助于解决这个问题。为此，发展能够应用于复杂分子体系的量子化学计算方法是实现上述目标的前提之一。因而W.科恩以电子密度泛函理论和J.波普尔以量子化学计算方法及模型化学等研究成果获得了1998年的诺贝尔化学奖。

二、探究内容

1、锂离子电池

锂离子电池：是一种二次电池（充电电池），它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。电池一般采用含有锂元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表。

锂系电池分为锂电池和锂离子电池。手机和笔记本电脑使用的都是锂离子电池，通常人们俗称其为锂电池，而真正的锂电池由于危险性大，很少应用于日常电子产品。

2、传感器

传感器（英文名称：transducer/sensor）是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器的特点包括：微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展，让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官，让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。

3、相平衡

一个系统可以是多组分的并含有许多相。当相与相间达到物理的和化学的平衡时，则称系统达到了相平衡。相平衡的热力学条件是各相的温度和压力相等，任一组分在各相的化学势相等。

4、先进材料

激光材料（laser material）把各种泵浦（电、光、射线）能量转换成激光的材料。激光器的工作物质。激光材料主要是凝聚态物质，以固体激光物质为主；光电材料是指用于制造各种光电设备（主要包括各种主、被动光电传感器光信息处理和存储装置及光通信等）的材料，主要包括红外材料、激光材料、光纤材料、非线性光学材料等；光电材料是指用于制造各种光电设备（主要包括各种主、被动光电传感器光信息处理和存储装置及光通信等）的材料，主要包括红外材料、激光材料、光纤材料、非线性光学材料等；纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度；吸收电磁波而很难被雷达发现的材料叫做隐性材料。这种材料主要应用在军事上，也被称作为“隐形材料”。它既非自然界中的材料，也并非来自哈利·波特的魔法学校，而是英美研究人员发明的材料，是用来控制光线及物体周围其他的电磁射线，让这些光线和射线给人“隐身”的感觉，就像是隐藏在太空的黑洞里一样。

总结

在课堂上，除了本组成员的展示之外，还可以看到其他小组的成果演示，将自己的探究成果分享给他人的同时，也分享到了其他小组的探究成果，极大地提高了获取知识的效率，同时也通过不同的视觉角度，了解到更多领域的前沿科技的风采；更重要的是，老师不仅从专业的角度给学生以建议和指教，还在ppt的制作，内容的选择，演示的技巧给予意见和分享经验，在课堂上极大程地扩展了学生的知识面，培养了学生对物理化学领域的兴趣，提高了学生的探究交流的能力，虽然在有限的课堂时间内不可能对众多的高新领域进行深度的研究和学习，但是让学生充分感受到了物理化学的精彩与魅力。

第五篇：城市污水处理研究

城市污水处理研究

1.技术开发

住宅小区生活污水处理技术的沿革，经历了从单一工艺到组合工艺的过程。从是否需氧的角度考察，则沿着“厌氧→好氧→厌氧+好氧→厌氧+缺氧”的轨迹发展。从去除对象来看，早期技术仅能去除SS物质，而现在的工艺还具备脱氮除磷功能。下面介绍几种目前常用的处理技术和设备。

1．1生物接触氧化法。

生物接触氧化法，是一种介于活性污泥法和生物膜法的污水生物处理技术，兼备两者的优点。其主要构筑物为生物接触氧化池，池内充填填料。已经充氧的污水以一定的流速流经被其浸没的填料，在填料上形成生物膜。污水与生物膜广泛接触，在生物膜上微生物的作用下，有机污染物得到去除，污水得到净化。由于池内具备适于微生物栖息增殖的良好环境条件，因此，生物膜上生物相丰富、食物链长、微生物浓度高、活性强，不产生污泥膨胀，污泥生成量少，且易于沉淀。生物接触氧化法具有多种净化功能，除有效地去除有机物外，如运行得当，还能够脱氧和除磷。生物接触氧化法的关键部位是填料。传统的蜂窝状塑料管较易堵塞，现在常采用吊挂式软性填料和悬浮或半悬浮球形填料，能有效地防止堵塞，且面积较大，处理效果好。生物接触氧化法是住宅小区生活污水处理较早的采用的技术之一，其主体工艺流程为：原污水→初沉池→接触氧化池→二沉池→消毒池→排放初沉池、二沉池均为竖流式沉淀池，上升流速分别为0.6～0.8mm/s和0.3~0.4mm/s。采用梯形直管填料，池中心廊道式射流曝气，气水比为10：1~12：1，停留时间为2.5~3.3h。设计进水平均BOD5=200mg/L，出水BOD5=20mg/L。

1．2两段活性污泥法。

两段活性污泥法，简称AB法。该法把污水管道、污水处理厂视为一个污水处理系统。其工艺特点是：不设初淀池，A段高负荷，B段低负荷，A、B两段污泥分别回流，充分利用污水管道中的微生物，为不同时期生长的优势微生物种群创造良好的环境条件，让其充分发挥作用，耐冲击负荷能力强，处理效果稳定。其主体工艺流程为：原污水→格栅→顶曝气调节池→A段曝气池→A段沉淀池→B段曝气池→B段沉淀池→排放该类设备，采用自吸式射流曝气机、无支架的污泥悬浮型生物填料、侧向流坡形斜板沉淀池等先进技术。BOD5去除率为90%，COD去除率为80%。

1．3序批式活性污泥法。序批式活性污泥法，简称SBR法。原则上，SBR法的主体工艺设备只有一个间隙反应器，在一个运行周期中，按运行次序，分为进水、反应、沉淀、排水和闲置五个阶段。SBR法的关键设备滗水器的研制，已取得长足的发展。目前常用的滗水器，有虹吸式、旋转式和套筒式三种。SBR法工艺简单、节省费用，理想的推流过程使生化反应推力大、效率高，运行方式灵活，脱氮除磷效果好，没有污泥膨胀，耐冲击负荷、处理能力强。其主体工艺流程为：原污水→调节池→SBR反应池→消毒池→出水采用该工艺流程的上海某污水处理站设计平均流量750m3/d,进水水质BOD5=200mg/LSS=250mg/L,TN=40mg/L,NH4+=20mg/L,出水水质达到黄浦江上游污水排放标准，即BOD5＜30mg/L，SS＜30mg/L,NH4+＜10mg/L,TN＜20mg/L。

1．4厌氧生物滤池。

厌氧生物滤池是一种内部装有填料作为微生物载体的厌氧生物膜法处理装置。厌氧微生物附着载体的表面生长，当污水自下而上升式通过载体所构成的固定床层时，在厌氧微生物作用下，污水中的有机物得以厌氧分解，并产生沼气。厌氧生物滤池有多种变型，填料的发展迅速，其工艺流程为：进水→沉淀池→厌氧消化池→厌氧生物滤池→拔风管→氧化沟→进气出水井→排水污水经沉淀池预处理后进入厌氧消化池进行水解和酸化，可提高污水的可生化性，为后续处理创造条件。在拔风系统作用下，生物滤池处于兼氧状态，阻止了污水中甲烷细菌的产生，使整个系统仍处于酸性阶段，而氧化沟内溶解氧一般可稳定在1.5～2.8mg/L，污水在此进一步好氧处理。该工艺的实质类似于A/O法，但兼性厌氧生物滤池使厌氧段得到强化。拔风系统是处理过程的关键。其主要优点是不耗能、造价低、管理简单、无噪声、无异味、挂膜快、剩余污泥量少、出水水质好、运行效果稳定。

2．问题探讨 住宅小区生活污水就其处理技术而言，可以采用目前城市污水处理的成熟技术和工艺，但住宅小区生活污水处理，有其自身的特点，应予考虑。

2.1住宅小区污水流量小，可生化性好，宜优先采用生物膜法处理技术。生物膜法具有生物相丰富、微生物浓度高、食物链长、不会发生污泥膨胀、污泥沉降性能好等优点，适用于小量的污水处理。过去担心的堵塞问题，在采用新型填料后已基本解决。

2.2住宅小区用地紧张，应优先考虑占地省的污水处理工艺，并在设计中采取一定措施。现在，一般设计成地下式或半地下式，形成地下为污水处理站，地面为绿地或花坛的格局，可以美化环境。但这样设计时，应注意埋深、提升设备、通风要求和臭气处理等问题。2.3由于受小区管理人员人数和专业素质的限制，应优先选用运行维护管理较方便的工艺，并努力提高运行管理自动化程度。

2.4住宅小区建设工程工期要求紧，污水处理设施由构筑物向设备的转化，似是一种必然趋势。采用装配式污水处理设备，安装简捷，工期短，便于维护。大亚湾核电站引进法国的一种小型污水处理站，主要设备全是散件，现场装配，其中，暖气池和沉淀池由10块小件组成，从土方开挖到开始调试，仅用20天就完工。国内小型污水处理设备的生产厂家如雨后春笋，但良莠不齐。多数生产厂家设计、研究、测试化验力量较弱，很难保证出厂产品的质量，售后服务也比较差。国家应加强这方面的监控管理。

2.5随着对出水水质要求的提高，单一工艺难以满足需要，组合式污水处理技术和设备得以发展。目前的组合方式，主要有多级好氧处理、厌氧+好氧处理、厌氧+缺氧处理等。从降低能耗、回收生物能方面来看，厌氧生物处理有着广阔的前景。污水中的有机物质本身都具有一定的潜在能量。厌氧处理时，一方面，勿需嚗气充氧，可降低能耗；另一方面，其生成物-沼气，可回收利用，供小区采暖和供热，形成小区生态平衡系统，这是比较理想的发展趋向。

3.结语

住宅小区生活污水处理站，为防止污染，保护水环境，起到了积极的作用。尽管城市污水处理的发展趋势，是集中处理取代分散处理，但笔者认为，小型生活污水处理站，在我国的一些中小型城市，还将存在相当长的时期，所以，其技术开发和设备研制应予以高度重视。

成都市新都金海污水处理有限责任公司

2.5万吨/天污水处理厂二期（扩建）工程项目竣工环境保护验收监测公示

一、工程基本情况

1、项目名称

2.5万吨/天污水处理厂二期（扩建）工程项目

2、建设内容

2.5万吨/天污水处理厂二期（扩建）工程主体工程和辅助工程。

3、建设单位

成都市新都金海污水处理有限责任公司

4、建设地点

四川省新都工业区万和村九队

5、工程投资

项目实际总投资1700万元，全部为环保投资，环保投资比例为100％。

6、工程建设情况

项目于2005年11月开始建设，2006年9月完成建设，2006年10月投入试生产。

7、监测期间实际生产负荷

新都金海污水处理厂二期（扩建）工程在2006年12月12日22:00至14日22：00两天分别处理污水量为19334t/d、19668t/d和，生产负荷分别为77.3％、78.7％，超过设计日处理量的75％，满足验收监测生产负荷不低于75％的要求。

复测期间，2007年10月10日10：00至12日8：00，日处理城市污水量分别为23518 t/d 和23787 t/d，处理负荷为94.1%和95.1%，满足验收监测生产负荷不低于设计生产能力75％的工况要求。

8、环评编制单位

西南交通大学环境科学与工程学院。

9、验收监测单位 成都市环境监测中心站

二、环境保护执行情况

1、按照国家有关环境保护的法律法规，该项目进行了环境影响评价（补做），履行了建设项目环境影响审批手续。

2、新都金海污水处理厂建立由厂长负责、下设1人兼职负责全厂环保工作的管理机构。环保档案归口公司行政部管理，配备专职人员1人，环保档案较完整。

3、公司建立了各项环保设施运行维护管理制度，运行过程责任到人，巡检到位，记录清楚，环保设施运行维护情况较好。

4、建立了化学分析实验室，专职分析人员2人，兼职分析人员2人，专、兼职人员均获建设部颁布的污水处理厂员工上岗证。目前污水处理厂已开展了pH、SS、COD、BOD、NH3-N、总磷和总氮7个项目的监测。监测频率为污水处理系统的进、出口每4小时监测一次。

5、固体废弃物进行了分类收集。生活垃圾和沉淀池清掏废渣集中收集后由环卫部门统一清运，送垃圾场填埋处理；栅渣、砂粒、污泥：生产过程中产生的栅渣、砂粒、污泥，经机械脱水处理后装专用车送长安垃圾处置场添埋。

6、环保措施严格按照环评和环评批复的要求一一落实，具体如下：（1）环保设施严格执行了环境保护“三同时”制度，做到了同时设计、同时施工、同时投产。

（2）厂区绿化覆盖率达45.0％。

（3）制定了环境监测制度，监测工作制度化。

（4）针对进水水质不稳定的特点，修建了水量调节池。（5）污水处理厂安装了pH、色度、出口COD在线监测仪。

（6）公司自试生产以来，没有发生过二氧化氯泄漏事故。在二氧化氯发生器区建设了有效容积达10 m3 的应急池。

（7）公司制定了《二氧化氯事故应急处理预案》，《预案》组建了事故应急领导小组和实施小组，公司总经理任组长，成员为下属各部门负责人。《预案》明确了岗位分工和岗位职责。

6、公司在建设期间严格按照环评建议及环评批复的要求落实了各项环保措施，在试生产期，公司按照省、市、县环保局监督检查提出的要求进行了进一步整改，项目在施工期和试生产期无污染事故发生。

7、公众意见调查结果:验收监测单位于2006年12月12日至12月14日对项目所在区域进行了公众参与调查工作。发放调查表31份，收回31份。调查结果表明：77％的被调查对象支持该项目的建设，100％的人认为该项目的建设对自己、当地社会经济、周围居民生活质量以及自然生态环境有正影响。

三、验收监测结果 成都市环境监测中心站分别于2006年12月12～14日和2007年10月10～12日（废水复测）进行现场监测，监测结果如下：

（1）废水

根据2006年12月12～14日监测及2007年10月10日-12日整改后复测结果，所测总排口废水项目中，除粪大肠菌群超标外，PH、COD、BOD、氨氮、总磷、LAS、石油类、动植物油、色度、SS、总氮的日平均排放浓度均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）表1中一级A标准要求；汞、铬、镉、六价铬、铅的日平均排放浓度达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）中表2要求；硫化物、氰化物、挥发酚、铜、锌、镍、甲醛的日平均排放浓度达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）表3要求。COD、BOD、氨氮、总磷、石油类、动植物油、色度、挥发酚、SS、总氮、LAS的处理效率分别为78.1％、86.7％、96.8％、64.6％、64.3％、88.0％、75.0％、77.9％、83.3%、72.2％、89.6％。

（2）废气

厂界废气监测项目氨、硫化氢的排放浓度均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）表4中二级标准要求；厂区内甲烷排放体积浓度达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）表4中二级标准的要求。（3）噪声

2007年11月22和23日噪声监测结果： 厂界噪声1＃-8＃测点的昼、夜监测值全部达到《工业企业厂界噪声标准》（GB12348-90）Ⅲ类标准。

敏感点噪声9＃测点昼、夜监测值达到《城市区域环境噪声》（GB3096-93）3类标准要求。

（4）污泥浸出毒性

污泥浸出液中总汞、总铅、总镉、总铬、总铜、总镍和总锌的监测浓度全部低于《危险废物鉴别标准—浸出毒性鉴别》（GB5085.1-1996）浸出液最高允许浓度。

（5）总量控制指标

本项目CODcr、石油类、Pb及Cr6+的年排放总量均低于环评建议值。

（6）地表水

排口所在河道上游500米、下游1000米各设1个监测断面，所测PH、氨氮、总磷、氰化物、溶解氧、挥发酚、汞、砷、铅、六价铬浓度达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅲ类标准；COD、BOD、石油类、总氮浓度及粪大肠菌群数超过《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅲ类标准。超标项目中除粪大肠菌群数外，下游断面浓度值均低于上游。

四、问题

1、监测测期间，所排水中粪大肠菌群数超过《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）中一级A标准（1000个/L）的要求。

2、污水总排口没有设立明显标识。

3、卫生防护距离内的农户未搬迁。

五、建议

1、加强对排水的消毒，保证排放废水中各项指标全面达标。

2、如发现进水水质不符合要求时，及时向新都区环保局报告。加强对进水水质的调节，使之符合处理要求。

3、在总排口设立规范标识。

4、协助政府对卫生防护距离内的农户进行搬迁。

5、加强环保管理制度宣传学习，提高员工的环保意识，进一步加强污水处理站的运行管理，确保废水处理达标排放。

作为四川首家采用BOT特许经营的方式兴建的城市污水处理厂，金海污水处理厂第一期工程已于2003年11月投产运行，由于选用了目前国内最先进的改良型DE氧化沟工艺，新都城区的生活污水在通过精格栅、提升泵、细格栅、沉砂池、氧化沟、沉淀池、接触池等处理程序后，可以有效去除污水中的有机物、氧、固体悬浮物等，使排除后的水质达到国家一级排放标准。目前，污水处理二期工程已全部竣工，进入进水调试阶段。至此，我区城区日处理生活污水能力将达到6万吨，生活污水收集、处理能力达85%以上，基本满足城区污水处理需要。

水泥行业三废处理技术

水泥(英文：cement)是指粉状水硬性无机胶凝材料。加水搅拌后成浆体，能在空气中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地胶结在一起。水泥是重要的建筑材料，用水泥制成的砂浆或混凝土，坚固耐久，广泛应用于土木建筑、水利、国防等工程。

水泥的生产工艺

水泥的生产工艺，以石灰石和粘土为主要原料，经破碎、配料、磨细制成生料。喂入水泥窑中煅烧成熟料，加入适量石膏(有时还掺加混合材料或外加剂)磨细而成。

水泥生产随生料制备方法不同，可分为干法(包括半干法)与湿法(包括半湿法)两种。

水泥工业三废及处理

所谓“三废”，就是“生产过程中，产生的废料(废煤碴、废石碱、废煤灰等)、废气(排放、残余等气源再利用)、废水(自然排泄工业废水等)”的概称。水泥生产过程产生的废气污染物主要是粉尘，其次是SO2、NOx等。水泥生产的废水中，有机物含量低，主要含粒径不同的颗粒物，主要污染物为SO2。水泥生产的废料有离心成型后的废浆、搅拌成型和浇灌的撒落料及拌制混凝土的剩余混合料、冲洗搅拌机的水浆、蒸汽锅炉废渣、粗细集料(砂、石)筛(洗)余物、废品及其他边料。下面分别介绍水泥生产中三废处理技术的应用。

3.1

废气

水泥生产的特点为物料处理量大，粉状物料或成品输送环节多。在物料破碎、输送、粉磨、煅烧、包装、储存等环节中，几乎每道工序都伴随着粉尘的产生和排放。产生的粉尘类型主要有：(1)原料粉尘；(2)煤粉尘；(3)水泥窑粉尘；(4)熟料粉尘；(5)水泥粉尘。粉尘的排放方式分为有组织排放和无组织排放两大类。有组织排放包括从热力设备烟囱和各种通风设备排气筒排放的粉尘。无组织排放包括各种物料在装卸、运输、堆存过程中自由散发出来的粉尘。粉尘最大的排放源为窑尾废气，其次是窑头废气。SO2、NOx等产生于熟料煅烧过程，由窑尾烟囱排入大气。

治理措施：为了有效地控制废气的产生和排放，工程采取了以下综合措施：(1)从工艺流程设计、布置上尽量减少扬尘环节；(2)选用扬尘少的先进设备；(3)粉状物料采用空气输送、链式输送机等密闭式输送设备；(4)带式输送机布置尽量降低物料落差并加强密闭；(5)配备洒水车，设置洒水管道，对石膏、原煤、矿渣等物料露天堆场和物料运输道路洒水降尘；(6)加强绿化，厂区内的绿化面积占可绿化面积的81.4％；(7)对有组织排放点设置相应废气处理装置。

结论：(1)在采取综合治理措施后，各废气排放点废气各项排放指标均符合《水泥厂大气污染物排放标准》(GB4915—1996)中二级标准；该厂粉尘无组织排放符合《水泥厂大气污染物排放标准》(GB 4915—1996)二级标准。治理设施运行稳定、综合治理效果良好。(2)水泥厂的废气排放，特别是粉尘无组织排放情况，同企业的内部管理情况直接相关。强化企业内部管理是水泥厂废气长期、稳定地实现达标排放的关键和有效保证。

3.2 废水

水泥工业生产用水量大而对水质要求不高，主要用于旋转窑冷却、地面冲洗、冲洗磨机等，其生产废水一般未经处理直接排入地面水体，严重时造成河道淤塞，影响了人们正常的生活生产用水。水泥工业生产废水主要含不同粒径的细小颗粒，而水泥生产对用水水质要求不高，因此，对水泥生产废水进行处理并回用，不但具有环境社会效益，而且经济效益也十分显著。

水泥生产废水主要污染物为SS，废水中SS主要以粗分散系和胶体分散系两种形态存在。其中粗分散体系占总悬浮物的80％－90％，在自然沉淀状态下就能较容易去除。处理的关键在以胶体状分散体系存在的SS。

治理措施：通常对于以胶体状存在的sS，主要靠投加混凝剂，通过混凝剂水解产物压缩胶体的扩散层，达到胶体脱稳而相互聚结；或者通过混凝剂的水解和缩聚反应而形成的高聚物的强烈吸附架桥作用，使胶粒被吸附粘结。针对水泥生产废水的特性，经过充分的试验论证，采用聚合氧化铝为絮凝剂，压缩双电层，降低电位，然后投加少量PAM作助凝剂，靠其大分子的吸附架桥功能，将脱稳的细小颗粒凝聚成较大的颗粒，提高沉降速度，从而达到泥水分离的目标，SS处理效果显著。根据试验结果，废水中CODcr和SS具有线性关系，CODcr随SS的变化而变化。因此，水泥废水的治理主要以去除SS为目标，只要SS降低了，CODcr就随之降低。

3.2

废料

水泥制品企业往往忽视企业本身废渣废料的综合利用，以致侵占农田、堵塞河道、污染环境。经济合理地处理这些废渣废料，特别是用于农房墙体生产，既可解决农房墙体材料急需的大量原材料，又可增加企业的经济效益，具有一定的现实意义。

离心成型后的废浆这种废浆含有5％－8％的水泥，可作墙体材料的胶绪材使用；搅拌、成型和浇灌的撒落料及拌制混凝土的剩余混合料，后者性能较好，可作为农房墙体材料的基本混合料，前者可作混合料；冲洗搅拌机的水浆其性能与离心成型的废浆大致相同，可作胶结材或混合料使用；蒸汽锅炉废渣这种废渣经破碎筛分可分别替代粗细集料，不过用作粗巢料时，要防止混凝土成型时出现分层现象I粗细集料砂、石筛洗余物；废品及其他废地坪、废砖瓦及混凝土边料这些材料经破碎筛分后，可替代粗细集料。

治理措施：(1)废渣砖：利用离心成型的废浆作胶结材，加入适量的炉渣人工或机械破碎作集料，再加混凝土撒落料，人工拌和均匀后放人钢模内夯实成型，经自然养护即为废渣砖尺寸与普通粘土砖相同，主要用于围墙砌筑；(2)废料实心砌块：利用撒落料和剩余混合料，掺加一些砂、石筛余物和炉渣作集料，经人工拌和均匀，在钢模中振动密实成型，白然养护后即为废料实心砌块毫米，可用作单层房屋的墙体材料；(3)房屋基础用的水泥条石利用撒落料和剩余混合料，掺加冲洗搅拌机的水浆和部分砂、石筛余物，经人工拌和后，在钥模中夯实成型，自然养护后即得水泥条石；(5)室内外地坪方砖：利用离心成型后的废浆、撒落料和砂、石筛余物或混凝土制品的边料，经人工拌和后，在模子中夯实成型，即为地坪方砖厘米，此砖生产在各厂较为普遍；(6)其他：如花墙、花格栏杆和水泥墩子船台上使用等。

结论

通过对水泥工业中“三废”的综合处理应用，不仅给企业带来可观的经济效益，还具有一定的社会效益。水泥生产中，废水、废气和废料的处理回用工程的实施，不但具有环境、社会效益，而且具有十分显著经济效益。

成都玉龙化工有限公司简介

成都玉龙化工有限公司的前身为四川省小型氮肥示范厂，后更名为温江地区氮肥厂、成都化肥厂，2001年通过改制全部退出国有，组建为“成都玉龙化工有限公司”，2002年与四川省农资集团公司进行资产重组（四川省农资集团是省政府列为重点培育的大集团、大企业之一），由四川省农资集团控股。公司位于四川省成都市青白江区，占地面积400余亩，总资产5.18亿元，现有在岗员工652人，具有年产16万吨合成氨、25万吨尿素、25万吨碳铵、10万吨复合肥和即将建成投产的5万吨三聚氰胺生产能力；被省发改委列为全省仅有的9家天然气化工重点企业之一。

近年来，公司坚持开发、节约、环保并重，走科技发展之路，在强化内部管理的同时，先后投资近3亿元，连续对生产装置进行技术改造和扩建，合成氨生产工艺采用高新技术“双一段换热式直接转化工艺，主要工段采用DCS控制系统，装置水平和产品产量、质量不断提高，能源消耗不断降低，吨氨耗天然气仅845立方米，优于大化肥水平，企业效益成倍增长；废物回收处理、环境管理要求、吨产品资源利用指标均达到或优于国家HJ/T188—2006《清洁生产标准

氮肥制造业》一级标准（国际清洁生产先进水平），各项经济、技术、环保指标名列同行业前茅，跃身四川省化工制造业最佳效益20强。荣获四川省经委、省统计局 “2005年四川工业企业最大规模500强”和“2005年四川工业企业最佳效益200强”等称号；2005年企业利润在全国氮肥行业排序38位。2008年企业人均创产值48万元，人均创利税11.3万元。

公司注重节能减排、环境保护，力求清洁生产、安全生产，曾被评为化工部“化工六好企业”、“全国环境优美工厂”；2005年通过ISO9001质量、ISO14001环境两个体系认证；2007年首批获得省安监局安全管理标准化授牌，同年被省经委和省环保局首批命名为“玉龙化工工业生态园区”（全省仅16家），并获得“成都市环境友好型企业”称号等，实现可持续科学发展。

工艺见附件