第一篇：染色污水热能回用体系设计的论文
染色污水热能回收与利用是把储存在污水中的热量通过热交换的原理，以热传导的方式将污水中的部分热量传递给常温下的自来水，以使自来水温度提升的技术。染色污水热能回收技术近几年得到了很大的发展，其中最常用的印染行业废水热能回收方法是:将热污水和废弃热蒸汽收集并按各自不同温度直接或间接输送到至少由2个以上换热单元构成的热交换器中，分别与流经箨换热单元自来水进行热交换，再通过PLC控制装置对获热自来水实行分温段保温、贮存，待用水开始时，可以将已经升温过的自来水直接配送至需水机台［2］。
现有技术中，对印染加工过程中废弃污水的热能回收主要采用如下几种回收设备:对含热污水就近安装热交换单机组进行热能交换，并直接把交换产生的洁净热水放进用热水机台。这种方式优点是灵活机动，缺点是机台旁边空间小。无法安置较大的换热设备，换热效率一般很难设计得很高，加上工人的操作空间有限，这样会进一步减少操作空间，使工人工作环境狭窄而恶劣［3］。集中各机台的热污水进入污水交换站再进行热能交换，这种方式优点是选择合适的地方建立交换系统。集中处理，再向各机台分配供应含热自来水［4］。此种技术的换热机组采用的是大型管程或以高效热管技术、或大型热泵机组进行废热回收，但是建设费用会较高，因在使用过程中较易堵塞，对水质有一定的要求。以上2种均可以取得较好的热能回收效果，但是从目前国内的使用情况来说，采用集中换热进行污水热能回收，在热能回收效率上来说，要优于单台热交换机组的热能回收。
染色污水热能回收系统设计
传统印染工艺每天耗蒸汽高达数百吨，工艺所产生的60～90℃废热水均直接排放，废水余热利用潜力巨大，本设计基于目前染色企业的污水排放进行，为污水处理的前道工序。充分利用印染后所排出的高温热水，可以在热污水蓄水池处设置热电偶，当测得废热水温度大于55℃时，发送信号控制软化水供水电磁阀打开，污水水泵启动，使得高温废热水直接进入热交换器进行处理。当温度低于下限温度(软化水温度+10℃)时，系统关闭(当热污水温度高于自来水温度不很高时，系统运行不经济)。为保证设备运行畅通，在热污水出口管路加转除污器，但考虑到换热器长期运行，热水流道内可能积存大量细小杂质，安装压差传感器控制换热器入口电磁阀及水泵关闭，蒸汽吹扫，保证换热器的正常运行。热能回收系统的染色用水管道设计一直是畅通的，不受热能回收系统影响。当贮热缓冲池内没有热软化水时，软化冷水管方可开启。
热能回收分析与计算
基础参量为:水的比热容C=4.2×103J/kg，1t蒸汽含热量Q0:600Kcal=2.51×109J，热污水温度55℃，冷污水温度24℃，即热能回收后污水温度由55℃变化为24℃。冷净水温度18℃，热净水温度45℃，即经加温后冷净水温度由18℃变化为45℃。热污水回收利用率按50%计算，蒸汽价格190元/t。这些基础参量中，各项温度值根据现在多数纺织印染企业热污水排放标准的最低值计算。
以一个中小规模的散毛纤维印染企业举例(年染色量为1000t左右)。①染色每天用蒸汽量40～50t，每天烘干用蒸汽产生的冷凝水约为10t。②染色车间热污水排放量800t/天。③热能回收系统假定回收能力60t/h。
每吨热污水可以转换出的热能Q1=C×m×Δt=4.2×103×1000×(55－24)=1.302×108J，热能回收系统加热每吨冷净水的热能Q2=4.2×103×1000×(45－18)=1.134×108J，系统热能回收效率η=Q2/Q1=87%，系统每天回收的热能Q3=800×50%×Q2=45.3×109J，折算为管道蒸汽，则回收的热能量为=Q3/Q0=45.3×109/(2.51×109)=18t，每天可以创造的直接经济效益:18×190=3420元。
光伏太阳能再加热技术
纺织印染过程中，为了充分发挥染化料及相关助剂的工艺活性，一般都需要高温染色。经过污水热能交换的软化水，虽然温度有了很大的提高，可是离染色水温尚有很大的差距，为了进一步提高水温，可以采用光伏太阳能再加热技术［3］。具体流程如图2所示。随着近年光伏产品价格的大幅下跌，以及国家相关节能减排政策的大力扶植，光伏太阳能再加热技术得到了很大的推广。作为污水热能回收利用的重要补充，越来越多的纺织印染企业尝到了热能回收的甜头。特别是合同能源管理方式走进企业后，纺织印染企业的高耗能、高污染情况得到了明显的改善。
热能回收的意义
纺织印染企业污水热能是尚未有效开发和利用的清洁能源。在当今纺织印染企业成本压力不断上升，盈利能力不断下降，加之环境污染日益引起广泛关注的情况下，有效回收和利用污水热能具有重大的现实意义。污水热能回收具有明显的节能效果，按照本文的计算，一个中小型的印染企业每天可以节约18t蒸汽。污水热能回收具有明显的经济效果，同样通过本文的计量分析，该小型印染企业每天至少可以节约3400元的支出。污水热能回收具有明显的环境效益。
结语
纺织印染企业污水热能回收技术的使用与推广，一方面使印染企业自身获得了可观的经济效益，节约了大量的成本，有利于企业的长远发展。另外一方面，可以有效利用污水中多余的废热资源，减少了多余的能源消耗，对节能减排、环境保护等起到了积极的推动作用。所以说，积极开展纺织印染企业的污水热能技术的回收与利用，加强相关技术的交流与研发，是积极贯彻国家节能减排战略，使企业增收节支的一项利国利民利企的好事。因此应该引起足够的重视，采取有效措施，使污水热能回收最终成为人类获取能源的一种重要手段。
第二篇：污水回用的必要性
污水回用的必要性
摘要：水是一种不可替代的重要资源,是人类可持续发展不可缺少的因素。但由于人类的不合理运用，水污染等加剧了水资源的短缺。随着对自然认知的加深和科学技术的进步,人类逐渐意识到污水经过适当处理,可以重复利用,实现水在自然界中的良性循环。关键词：水污染
资源短缺
污水回用
必要性
引言：
水是一种不可替代的重要资源,是人类可持续发展不可缺少的因素。但由于人类人口的激增和人类活动对水资源的污染,使地球上的水资源日趋紧缺。随着对自然认知的加深和科学技术的进步,人类逐渐意识到水是可以再生的资源,污水经过适当处理,可以重复利用,实现水在自然界中的良性循环。污水回用技术就应运而生,成为人们重视的第二水源。
污水回用是指污水加以处理再生后回用于可用于再生水的地方去，从而将污水化为水资源予以科学利用。
水资源短缺已成为制约我国经济发展和人民生活水平提高的重要因素，建设部副部长仇保兴在首届中国城镇水务发展战略国际研讨会上的演讲（2005年10月31日）“城镇水环境的形势、挑战和对策”中提到，“要加强污水处理及再生利用，努力实现水的四个循环：一是建筑中水回用；二是小区范围污水的再生利用；三是城镇污水的再生的污水利用；四是区域水的循环利用。”污水的再生利用和资源化既可以缓解水资源短缺的矛盾，又能减轻对水环境的污染，可以带来非常可观的社会效益、环境效益和经济效益，已经成为世界各国解决水危机的主要策略。
一、我国水资源现状
中国是一个干旱缺水严重的国家。淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6％，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2200立方米，仅为世界平均水平的1／
4、美国的1／5，在世界上名列121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。
扣除难以利用的洪水泾流和散布在偏远地区的地下水资源后，中国现实可利用的淡水资源量则更少，仅为11000亿立方米左右，人均可利用水资源量约为900立方米，并且其分布极不均衡。到20世纪末，全国600多座城市中，已有400多个城市存在供水不足问题，其中比较严重的缺水城市达110个，全国城市缺水总量为60亿立方米。
据监测，目前全国多数城市地下水受到一定程度的点状和面状污染，且有逐年加重的趋势。日趋严重的水污染不仅降低了水体的使用功能，进一步加剧了水资源短缺的矛盾，对中国正在实施的可持续发展战略带来了严重影响，而且还严重威胁到城市居民的饮水安全和人民群众的健康。
二、我国水资源利用中存在的问题
我国缺少可作为饮用水的优质水源，同时也缺少用于一般用途的普通水，直接影响我国的可持续发展。在水资源开发利用中主要存在以下主要问题。1.水环境恶化
全国废污水排放量由1980年的315亿吨增加到2002年的631亿吨。多数城市地下水受到一定程度污染，并且有逐年加重的趋势。日趋严重的水污染不仅降低了水体的使用功能，进一步加剧了水资源短缺的矛盾，而且还严重威胁到城市居民的饮水安全和健康。
2000年污水排放总量620亿吨，约80%未经任何处理直接排入江河湖库，90%以上的城市地表水体，97%的城市地下含水层受到污染。由于部分地区地下水开采量超过补给量，全国已出现地下水超采区164片，总面积18万平方公里，并引发了地面沉降、海水入侵等一系列生态问题。2.用水效率不高
目前，全国农业灌溉年用水量约3800亿立方米，占全国总用水量近70％。全国农业灌溉用水利用系数大多只有0.3－0.4左右。发达国家早在40－50年代就开始采用节水灌溉，现在，很多国家实现了输水渠道防渗化、管道化，大田喷灌、滴灌化，灌溉科学化、自动化，灌溉水的利用系数达到0.7～0.8； 其次，工业用水浪费也十分严重。目前我国工业万元产值用水量约80亿立方米，是发达国家的10～20倍；我国水的重复利用率为40％左右，而发达国家为75～85％。我国城市生活用水浪费也十分严重。据统计，全国多数城市自来水管网仅跑、冒、滴、漏损失率为15%-20％。3.供需矛盾日益加剧
首先是农业干旱缺水：随着经济的发展和气候的变化，我国农业，特别是北方地区农业干旱缺水状况加重。目前，全国仅灌区每年就缺水300亿立方米左右。上世纪90年代年均农田受旱面积2667万公顷，干旱缺水成为影响农业发展和粮食安全的主要制约因素；全国农村有2000多万人口和数千万头牲畜饮水困难，1/4人口的饮用水不符合卫生标准；其次是城市缺水：我国城市缺水现象始于70年代，以后逐年扩大，特别是改革开放以来，城市缺水愈来愈严重。据统计，在全国663个建制市中，有400个城市供水不足，其中110个严重缺水，年缺水约100亿立方米，每年影响工业产值约2000亿元。4.水资源分配不均匀
第一,受季风的影响，我国降水年内年际变化大。第二我国水资源空间分布不均，与土地、矿产资源分布以及生产力布局不相匹配。第三，受全球性气候变化等影响，近年来我国部分地区降水发生变化，北方地区水资源明显减少。
华北地区水资源开发程度已经很高，缺水对生态环境己造成了影响。目前黄河断流日益严重，却每年调出90亿立方米水量接济淮河与海河，因此，对水资源的合理配置和布局，区域间的水资源的调配要依靠包括调水工程在内的统一规划和合理布局。
5.经济发展与生产力布局考虑水资源条件不够
在计划经济体制下，过去工业的布局，没有充分考虑水资源条件，不少耗水大的工业却布置在缺水地区；耗水大的水稻却在缺水地区盲目发展，人为加剧了水资源合理配置的矛盾。
三、我国污水回用的重要意义
目前水资源短缺问题己成为国家经济社会可持续发展的严重制约因素。但我国水资源可利用量是有限的，从目前现状来看，就全国而言，人均占有淡水资源量只有2200 立方米。以下几个因素成为水资源需求的主要驱动力，使得污水资源化成为一种必然趋势。人口增长。2030年我国人口达到高峰，接近16亿，预测2030年城镇生活用水定额为218升/人日，农村生活用水定额114升/人日，则2030年生活用水量为951亿立方米。
城市化发展。2030年城市化水平达到40%左右，城市工业和生活用水比例将进一步提高，农业用水基本维持现状水平。
产业结构调整。2030年国内生产总值达到53.8万亿元，三次产业的结构调整为7.9：48.5：43.6，预测2030年工业产值达到106.8万亿元，工业重心由南向北，由东向中西部转移，加重本已紧张的北方水资源形势，考虑产业结构的调整，2030年工业需水量达到1911亿立方米。
粮食安全。在粮食立足自给的基本国策下，按人均占有粮食450公斤计算，人口高峰时的粮食产量要达到7亿吨，通过节水措施提高农业水有效利用率，农业灌溉用水维持在现状水平，每年3900亿立方米。
综合上述，到2030年，社会经济发展对水资源的需求低限达到7100亿立方米，在现状供水能力的基础上增加1400亿立方米。经专家分析，扣除必须的生态环境需水后，全国实际可能利用的水资源量约为8000-9000亿立方米，上述估计的用水量已经接近合理利用水量的上限，水资源进一步开发的潜力已经不大。国家防洪安全、生态安全、粮、食安全，以及人民生活水平的提高和经济社会可持续发展对水资源保障提出了更高的要求。
污水回用的重要意义在于使水资源得到合理利用,并使其发挥最大效益。可以用下面的公式说明: E = E1 + E2 + E3 + E4C2 式中: E ———污水回用系统综合效益分析;E1 ———节约的水费开支;E2 ———节约的城市给水基础设施建设费用;E3 ———节约的城市排水基础设施建设费用;E4 ———减少污染排放的社会效益;C1 ———水回用系统基建投资(含排水收集、处理系统,回水供水系统);C2 ———水回用系统运行费用(含设备折旧)。
从上式不难看出,污水回用对E1、E2、E3、E4 都有非常明显的效益。有些人认为污水回用系统前期投入资金巨大,但从可持续发展上考虑,污水回用可以减少水费、降低原水基建费用、防治环境污染,这对经济的可持续发展、社会的和谐进步都有着不可估量的作用。污水回用的具体意义还表现为以下几点:(1)污水就地处理到所要求的净化程度,直接供与之相近的建筑物用中水,比远距离引水造价低;(2)比海水淡化经济。现阶段水资源的另外一种寻求方式是海水淡化,但采取当今的技术手段,海水淡化的成本将很高,也不适合内陆不靠海城市的使用。笔者查阅相关资料,城市污水中所含的杂质小于011 % ,而且可用深度处理方法可以去除,而海水则含有315 %的溶解盐和大量有机物,其杂质含量为污水二级处理出水的35 倍以上,因此无论基建费或单位成本,海水淡化都超过污水回用;(3)污水回用既节约了水资源,也消除了环境污染,可以达到事半功倍的效果,具有双重的经济效益。
四 实施污水回用的几点建议
1.补充地下水： 似乎有两个可能性值得评估，即（a）补充地下水，建立地下水防护堤来防止水质恶化，避免盐碱水的侵入；（b）平整地表面，补充浅含水层。这些措施的潜在性具有局限性，因为可供使用的处理水量有限，而水竞争性用途却很多。另外一个潜在性是，利用洪水期的地表水流量补充地下水。
2.中水回用： 把小区产生的各种污废水及雨水进行收集再行处理达到所要求使用的水质标准，再用于小区环境用水和小区杂用水，称为中水回用。因其水质居于生活饮用水水质和允许排放污水水质标准之间，取名为“中水”。小区污水回用开辟了第二水源，降低了小区新鲜水取用量，经处理后的污水回用于小区，减少了污水的排放量，减轻了受纳水体的污染，也减少了治理环境污染的投资。所以污水回用既节约了水资源，也消除了环境污染，具有多重效益。
3.污水回用于冷却水系统：城市污水处理后，根据不同的水质情况，有的可以直接
回用于工业循环冷却水系统，有的需要进一步处理后再回用 4.景观及绿化用水： 废水回收的可能性是，用于城市风景点的灌溉（公园、花园和道路绿化带）、补充公园的池塘来美化环境。对这些用途的水处理还要求包括二级水处理以及减少病菌等。
5.增加河流流量： 在黄淮海流域，河流系统的生态价值产生了很大的变化或因污染和下游流量的减少损失很多，因此，对使用废水来调节低流量很感兴趣。但是，似乎所有可供使用的水，包括回收的废水都需要用来满足城市和农村群众的需求。
6.污水用于农田灌溉：一方面可以缓解当地的农业水资源紧缺的矛盾，另一方面，由于污水中含有丰富的氮、磷、钾等营养元素，为作物生长所必需。
五 结语
污水的资源化应该建立在水的良性社会循环的基础上，这对水资源的可持续性开发和再生利用至关重要。不仅可以节约大量的新鲜水，而且可以降低排污水对环境的污染，可谓经济效益、社会效益双丰收。结合我国国情对污水再生利用模式进行探讨，旨在寻求适合我国经济和社会发展的水污染控制及水资源再生利用的良好模式。随着我国西部开发及北部缺水地区发展战略的实施，将会推动我国污水资源化研究的进展，逐步形成和完善与我国国情相适应的水资源良性社会循环体系，实现水资源开发利用的可持续发展。相信只要大家都树立起节水意识，减少污水排放，提高污水回用率，就一定能缓解我国水资源短缺的问题，使污水这一危害环境的杀手，变成造福人民的宝贵资源。我们期待的一个大更蓝，水更清美好家园一定会实现。
参考文献 『1』百度百科
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论徐州市污水回用的必要性
徐州工程学院
『4』陈立.缺水地区实现水资源良性循环的技术途径[J ].中国给水排水,2003.『5』钱茜.我国中水回用现状及对策[J ].再生资源研究,2003.『6』钱靖华.再生水回用于景观水体存在的问题及防治对策[J ].给水排水,2006.
第三篇：青岛某污水处理厂污水回用工程
青岛某污水处理厂污水回用工程工艺简介
青岛市某污水处理厂建于1993年，二级处理工艺为AB法即两段活性污泥法。1999年2月10日，该厂污水回用工程试车成功(以二级处理后的出水为污水回用工程的进水水源)。
1.1 工艺指标
根据青岛市节水办等单位调查，经污水处理厂污水回用工程处理后的回用水主要用于工业冷却、电厂冲灰、市区景观和生活杂用等，对水质常规指标的最高要求为：
SS=5 mg/L；浊度=5～7 NTU；色度=30倍(稀释倍数)；BOD５=10 mg/L；CODCr=50 mg/L。
这种要求采用常规处理即可达到，因此本工程的处理程度为常规深度处理，并增加二氧化氯氧化脱色工艺。
根据工艺试验结果，并参考中国工程建设标准化协会《城市污水回用设计规范》，青岛市海泊河污水处理厂污水回用工程出水水质确定为：
pH=6.5～8.5;SS≤5 mg/L;浊度≤5 NTU;色度≤25倍(稀释倍数)； BOD5≤10 mg/L；CODCr≤50 mg/L。
1.2 工艺流程
经二级处理后的出水作为污水回用工程的进水。在正常情况下，其BOD5和SS均在30 mg/L以下，此时投加PAC(聚合氯化铝)和一定数量的PAM(聚丙烯酰铵)，然后用纤维球或石英砂为滤料进行微絮凝过滤，最后经二氧化氯消毒脱色。通常情况下，青岛市海泊河污水处理厂二级处理后的水质达标，此时工艺流程不经过机械混合池、栅条反应池和斜管沉淀池，直接通过管式静态混合器进入滤池。若二级处理后的出水BOD5或SS>30 mg/L，工艺流程需经过机械混合池、栅条反应池、斜管沉淀池后进入滤池。不论哪一种工艺流程，经滤池后的水都将进入清水池，然后经送水泵提升，送入厂外管网至用户。
1.3 工艺设计
青岛市某污水处理厂污水回用工程处理规模为4×10４ m3/d，居全国首位。工艺设计处理单元除送水泵池外均按4.4×10４ m3/d的规模设计，送水泵池流量按Q=555 L/s设计。
① 进水泵池
进水泵池使用3台潜水泵(2用1备)，其平面尺寸为7.2 m×3.6 m。② 机械混合池
为使投加的絮凝剂及助凝剂能同水均匀混合，本工程用机械混合方式。机械混合池2 座，单池容积为34.3m3，混合时间2min左右。
③ 栅条反应池
栅条反应池是一种高效节能快速反应池，结构简单，占地少。本工程共2座栅条反应池，每池24格，每格平面尺寸为1.5 m×1.5 m，每个反应池的底部设有排泥管。
④ 沉淀池
本工程设辐流式沉淀池1座，直径为32 m，沉淀时间2 h，沉淀池的上部设有出水槽，中部设有斜管，下部设有吸泥装置。
⑤ 滤池
本工程的滤池为2组6池，每3个滤池为1组，每组可独立运行。滤池的单池过滤面积为52.08 m2，滤速为5.87 m/h。滤池采用气、水反冲四阀滤池，冲洗时间为3～5 min。
⑥ 清水池
为检修方便，运行灵活，考虑到用户用水的不均匀性，在用地紧张的情况下，尽可能地增加清水池 的调节能力。清水池设计为2座，单池容量为2 500 m3，调节能力为日处理水量的12.5%。
⑦ 加药间、加氯间
为节省占地和管理上的方便，加药间和加氯间建在一起。
加药设备的设置根据两种不同工艺的运转方式考虑，当进水水质较差时，采用絮凝、沉淀、过滤工艺，此情况下投放絮凝剂PAC和助凝剂PAM。当水质较好时采用过滤工艺，只投加絮凝剂PAC。
本工程选用微絮凝二氧化氯进行消毒脱色除藻，滤前加二氧化氯的浓度为
2.2 mg/L，滤后为4.8 mg/L。工程效益
2.1 经济效益
青岛市某污水处理厂污水回用工程建成后，每年可为城市提供1 460×10４ m3回用水用于工业、市政绿化、冲洗等使用，为青岛市污水资源化开辟了新的道路。由回用水替代自来水，不仅可以每年为城市创造7 256 万元的收益，还可为城市提供增加48亿元工业产值的供水条件。若回用水以0.8 元/m3收费，则每年还可为处理厂回收资金1 168 万元，作为处理厂的经营费补贴，从而为城市污水处理运行提供了保证。目前引黄济青治水成本约1 元/m3，海水淡化约3 元/m3，而回用水的成本仅为0.48 元/m3，只有引黄济青治水成本的40%、海水淡化成本的13%。综上所述，本工程建成后所带来的经济效益非常可观。
2.2 社会及环境效益
青岛市某污水处理厂的回用水可作为工业用水及其他杂用水，不仅可以减轻市供水公司的供水负担，而且为青岛市开辟了第二水源，对缓解青岛市用水紧张状况起到了积极作用，为青岛市的经济可持续发展提供了有利的保证。
与此同时，本工程可以进一步去除污水二级处理中未能去除的污染物，若进水按SS=20 mg/L、BOD5=20 mg/L、CODCr=60 mg/L计，经回用水工程处理后的出水按SS=5 mg/L、BOD5=10 mg/L、CODCr=50 mg/L计，每年可去除SS：219 t、BOD5：146 t，CODCr：146 t，甚至会更多。由此可见，回用水不但可以替代自来水，而且可以进一步减少水中污染物对环境的污染。
第四篇：稠油污水深度处理与回用技术探讨
超稠油污水净化处理技术探讨 前言
随着油田开采进入中后期,采出原油含水量高达60 %～90 % ,大量的含油污水直接排放到水环境中,一方面造成严重的环境污染,同时也造成宝贵的水资源和油资源的严重浪费。如何节能、降耗、保护环境,使能量、水资源重复使用,已成为石油工业的共性问题。超稠油分离出的污水水质复杂,一般具有高温(70℃以上)、高含油量(> 10 000 mg/ L)、高悬浮物含量的特性。所含超稠油粘度大、密度与水接近(0.997mg/ L)、流动性差(相变温度拐点> 58 ℃)。该污水稳定性极强,室内放置几个月或更长的时间都不发生变化,其原因是在原油开采和处理过程中加入大量的化学助剂,污水形成了比较稳定的乳化液,很难破乳。另外,污水中油和悬浮物含量高,使普通净化剂对这种稳定的乳化液作用甚微。另因超稠油的粘度大极易给整个处理工艺,尤其是后续过滤工序带来致命的冲击,严重时整个处理工程面临报废的危险。为此,为了达到污水处理的预期目标,必须研制开发具有极强适用性的污水净化装置。本文介绍了新疆油田在稠油污水处理和回用方面的关键技术和成熟经验，采用强酸性树脂软化技术和化学清洗技术实现了稠油污水回用注汽锅炉。六九区污水处理站采用高效水质稳定技术，使处理后的污水达到了GB 8978一1996((污水综合排放标准》的二级标准，稠油污水在处理后符合GB 1576—2008((工业锅炉水质》的要求，大幅度降低了注汽锅炉的运行成本；将60℃以上的稠油污水替代清水回注稀油油藏，热水驱油，改善了驱油效果，同时根据污水温度较高的特点,对注水井井口的保温工艺进行改进，实现了稠油污水热能的综合利用，为油田污水治理和回用提供了借鉴。
引言
油田污水的处理和回用一直是油田科技工作者关注的焦点，特别是随着油田开发的不断深入，部分油田已进入高含水开采期，因而污水处理和回用工作显得更为重要。新疆油田公司重油开发公司经过多年的摸索，摸索出一套将稠油污水处理后用于油田注水和注汽锅炉给水的技术，可充分利用热采稠油含油污水温度高的特点，实现热能的综合利用和水资源的循环使用，对于降低稠油生产成本、保护环境和实现油田的可持续发展具有重要意义。
一、油田污水处理的基本方法概述
油田污水主要包括原油脱出水（又名油田采出水）、钻井污水及站内其它类型的含油污水。油田污水的处理依据油田生产、环境等因素可以有多种方式。当油田需要注水时，油田污水经处理后回注地层，此时要对水中的悬浮物、油等多项指标进行严格控制，防止其对地层产生伤害。如果是作为蒸汽发生器或锅炉的给水，则要严格控制水中的钙、镁等易结垢的离子含量、总矿化度以及水中的油含量等。如果处理后排放，则根据当地环境要求，将污水处理到回注排放标准。我国一些干旱地区，水资源严重缺乏，如何将采油过程中产生的污水变废为宝，处理后用于饮用或灌溉，具有十分重要的现实意义。钻井污水成分也十分复杂，主要包括钻井液、洗井液等。钻井污水的污染物主要包括钻屑、石油、粘度控制剂（如粘土）、加重剂、粘土稳定剂、腐蚀剂、防腐剂、杀菌剂、润滑剂、地层亲和剂、油基解卡剂、消泡剂等，钻井污水中还含有重金属。其它类型污水主要包括油污泥堆放场所的渗滤水、洗涤设备的污水、油田地表径流雨水、生活污水以及事故性泄露和排放引起的污染水体等。由于油田污水种类多，地层差异及钻井工艺不同等原因，各油田污水处理站不仅水质差异大，而且油田污水的水质变化大，这为油田污水的处理带来困难。现状油田污水主要包括油田采出水、钻井污水及其他类型的含油污水，油田水质特点和生产目的不同，处理方式不同。随着环保和油田回注水水质要求的提高，中外油田的污水治理技术已经得到了改进和提高，由原来的隔油一浮选除油一过滤技术，改变为隔油一混凝气浮一生化一过滤技术和物化预处理一水解酸化一生化一过滤技术。综合起来，油田污水的处理基本方法一般有以下三种。
1、物理法
膜分离法膜分离法是利用特殊膜所具有的选择透过性，对污水中某些微粒或离子性物质进行分离和浓缩的方法。近年来，加大了膜处理技术的研发力度。王农村等采用改性的PVC合金超滤膜法对油田采出水进行了深度处理。处理后水质达到了榆树林油田特低渗透油层要求的回注水水质指标。因此，各种膜处理方法的结合，或与其他方法的相互结合以及复合膜的研发是该方法的发展趋势。吸附法吸附法是利用吸附剂的多孔性和较大的比表面积，将油田污水中的溶解油和其他溶解性有机物吸附在表面，达到油水分离的目的。常用于含油污水的深度处理。其最新研究进展体现在高效、经济吸附剂的开发与应用。磁吸附分离法是其最新研究成果。郑学海等用炼钢厂排放的烟气和气溶胶凝聚物，通过静电除尘后的“红土”状细粉作磁性物质载体处理含油污水，除油率可达80％--90％。浮选法浮选法又称气浮法，应用广泛，一般与絮凝法结合使用。气浮法还具有充氧的功效，能提高微生物的生化降解性能，可作为生化法的预处理技术。目前中外对气浮法的研究多集中在气浮装置的革新、改进以及气浮工艺优化组合方面。水力旋流法水力旋流法是国外20世纪80年代末开始开发和应用的高效除油法，在陆上和海上油田均有应用Dz+la3，是油水分离技术的发展趋势。粗粒化聚结法该方法主要用于重力除油工艺之前，可大幅度提高除油效果。2．2化学法
水解酸化法水解酸化法是在水解菌的作用下，难降解的大分子有机物发生开环裂解或断链，最终转化为易生物降解的小分子有机物，从而提高油田污水的可生化性，减少后续处理负荷。该方法需要和生化法结合使用，形成水解酸化一生化处理工艺。王新刚等采用水解酸化一生物接触氧化法处理高盐含油污水，将污水的可生化性提高了10．2％；当进水盐的质量浓度为12～189／L时，系统对有机物的去除率达到84．54％，除油率达到88．4％。化学氧化法化学氧化法是在催化剂作用下，用化学氧化剂将污水中呈溶解状态的无机物和有机物氧化成微毒或无毒物质，使之稳定化或转化成易与水分离的形态，以提高其可生化性。包括臭氧法、UV／O。氧化法、Uv／H。氧化法和催化氧化法等，一般作为预处理技术或与其他方法联用。超临界水氧化技术因其快速和高效的优点，近年来得到了迅速发展。王亮等[16]在间歇式超临界水氧化反应装置上进行的含油污水的超临界水氧化实验结果表明，该方法是一种高效、快速的有机废弃物处理技术。化学絮凝法化学絮凝法普遍应用于各油田，一般作为预处理技术与气浮法联合使用。常用的絮凝剂有无机絮凝剂、有机絮凝剂(合成类有机高分子和天然改性类有机高分子絮凝剂)和复合絮凝剂。有机高分子絮凝剂具有用量少、效率高、处理速度快和产生污泥量少等优点，因此近年来研究发展迅速，在油田污水处理中研究及运用较多。
2．3生化法 生化法利用微生物的生物化学作用使污水得到净化，包括厌氧生物处理法和好氧生物处理法(即活性污泥法、生物膜法、接触氧化法、纯氧曝气法等)。对含油污水分离和筛选优势菌种的研究是生化法的发展方向。吕荣湖等选用聚乙烯醇和海藻酸钠复配作为包埋固定化载体材料，通过包埋固定化微生物法固定除油菌，结果表明，在25--40℃、处理时间为6h的条件下，乳化油去除率达85％～90％，含油量由20---50mg／L降至5mg／L以下。
二、稠油污水水质分析
稠油污水水质较复杂，是含有多种杂质且水质波动较大的工业废水，具有如下特点:一是稠油平均密度为900 kg／m3以上，其原油颗粒可长期悬浮在水中；其次，超稠油污水温度较高，在开发稠油过程中为降低原油黏度一般将温度提高到60～80℃；乳化较严重，废水易形成水包油型乳状液，污水平均含油一般在500 mg／L。稠油污水含有大量的阴阳离子和有机成分，它们会影响稠油污水的缓冲能力、含盐量和结垢倾向。
稠油采出水不仅被原油污染，成分复杂多变，而且在高温、高压的开采过程中携带了许多悬浮固体、溶解了各种盐类；在采油和脱水处理过程中加入了各种化学药剂，使稠油采出水含有多种杂质成分。新疆油田稠油污水属NaHC0。型、偏碱性、不同区块污水矿化度在2000～6000 mg／L之间、温度60--80℃、有机物和悬浮物含量波动较大。根据稠油废水所含污染物种类和数量，以及热采锅炉用水水质指标，稠油废水处理用于回注和热采锅炉给水，主要应处理废水中油、悬浮物和硬度及其他易引起结垢和腐蚀的成分。超稠油污水经深度处理后回用于热采锅炉是解决稠油、超稠油污水处置问题的有效途径。热采锅炉是在高温、高压条件下运行的，对用水水质有着严格要求，不合格水质会对锅炉产生结垢、积盐、腐蚀三大危害。结垢时炉管表层形成的导热系数很低的垢层严重影响传热效率，造成管壁过热使其强度下降，甚至变形或发生爆管事故，积盐能降低锅炉的热效率，严重则会造成爆管。腐蚀造成炉管壁减薄和苛性脆化，影响安全生产，缩短锅炉使用寿命。所以锅炉入水必须进行处理，达到锅炉安全运行指标时才可以使用。
2稠油污水处理技术
2．1稠油污水处理技术原理
新疆油田公司六九区污水处理站采用“油田污水水质高效净化与稳定技术”处理稠油污水，超稠油污水中的石油类主要以浮油、分散油、乳化油和溶解油4种状态存在Ⅲ，平均浓度达到4 000 mg／L以上，完全具备回收利用的价值。超稠油污水预处理工艺应首先解决石油类的回收问题，相应CODcr也会大幅度降低。因此确定石油类、CODcr为超稠油污水预处理的主要目标污染物，选择合适的温度、水处理剂及其投加量，采用合理工艺，使污水中石油类、cODcr等指标达到下游污水场进水要求，从根本上解决对污水处理设施的冲击。大量的试验研究表明，保持较长的油水分离时间可以回收大部分的浮油与分油；破乳可使污水的乳化油回收率高达90％以上，随温度升高，乳化油回收率有所增加；从原油比重随温度变化情况看，再对出水进行混凝浮选处理，COD、悬浮物等指标大幅度降低。最终通过重力沉降、化学反应、混凝沉降、压力过滤等手段除去油、悬浮物、水中结垢与腐蚀因子，抑制细菌繁殖。
其主要机理：油田产出污水中乳化油破乳、固体颗粒聚并、腐蚀、结垢及细菌繁殖，均与离子有关，采用离子调整技术向水中加入特定的离子调整剂，调整水中有关离子含量，去除或减少水中具有腐蚀、结垢倾向的离子(如Ca
2十、Fe2+、CO。2_、HCO。一等)，控制腐蚀、结垢，抑制细菌生长；对于水中的乳化油和固体悬浮微粒。则通过加入高价阳离子，中和其表面电荷，破坏其稳定性，使乳化油乳聚并成游离油而被分离，固体悬浮微粒聚并增大而迅速沉积；处理后的污水略偏碱性(pH=8)，在碱性条件下，细菌细胞中酶的活性降低，新陈代谢变慢，细菌逐渐死亡，最后投加絮凝剂使上述吸附了油的各种难溶性微粒、细菌残骸絮凝长大，并在重力作用下迅速沉降。
2．2稠油污水处理技术特点 采用旋流反应技术，使药剂在反应罐内充分反应，同“高效水质净化与稳定技术”配套使用，处理效率高、处理量大，现场生产稳定；将斜板沉降罐改为下进水、上出水，有利于水与悬浮物的分离；利用改性纤维球亲油憎水的特点和独特的压紧装置，实现了污水的精细过滤，采用一套工艺两套流程实现了污水回注和污水外排达到GB 8978—1996((污水综合排放标准》；混凝沉降段的4座加药反应罐、4座斜板沉降罐，采用单泵一单罐一单罐流程，避免了因偏流产生加药不均而造成的水质不稳定；沉降段2座9000 m3调储罐具有沉降功能，可相互调换使用，使系统具有较强灵活性，保证了来液有缓冲空间的同时对来液水质有一定平衡作用；全站采用集散控制系统进行自动控制，保证了水质稳定合格，减轻了员工的劳动强度。
2．3稠油污水处理效果分析
六九区污水处理站于2001年9月投产后，在经历了多次水质变化的冲击后。仍实现了处理后外排污水水质的稳定。选取六九区污水处理站投产以来，每年10月出水水质全分析数据，处理后污水水质指标与GB 8978—1996《污水综合排放标准》的对比 见表1。
表1表明：六九区污水处理站运行稳定，六九区污水处理站处理后的污水达到了GB 8978—1996((污水综合排放标准》的二级标准，可以达标排放。3稠油污水回用技术六九区污水处理站出水实现了达标排放，但是，在达标排放的同时造成油田水资源的严重浪费。通过对比符合GB 1576--2008{{工业锅炉水质》的要求，如表2所示。
由表2看出：只需要将处理后的稠油污水中的悬浮物除去，再经过软化处理除去其中的金属离子，就能够满足注汽锅炉回用要求。六九区污水处理站将处理合格后的污水通过管道输送到各个注汽站，经过储罐沉降除去水中的悬浮物，再进行软化处理，使稠油污水达到注汽锅炉给水标准后供给注汽锅炉。根据六九区污水特点和近年来树脂行业的发展情况，采用薄壳型强酸性树脂实现了污水软化，达到了注汽锅炉给水要求。研究和试验表明：薄壳型强酸性树脂是适合稠油污水软化的，其长期运行能力除与树脂本身性能有关外，与再生液浓度、运行参数有密 切关系，在国内油田首次实现了利用强酸性树脂回用稠油污水的工业化应用。处理后的稠油污水符合GB 1576～2008((工业锅炉水质》的要求，实现稠油污水的软化成为污水回用注汽锅炉的关键技术，结果见表2。
在大规模工业性试验一年(回用污水160654 m3)后，对炉管进行解剖检验，锅炉出口管线垢层厚度为278～328“1TI。炉解剖结果表明：实际运行情况与理论研究结果相符，炉管结垢与回用初期蒸汽干度过高有关。及时调整蒸汽干度，降低了结垢趋势。在进行可行性研究后，2002年两台注汽锅炉进行了试验。2003年1月在六九区进行了污水回用注汽锅炉大规模工业性试验，回用规模为3000 m3／d，在解决了关键技术问题后，稠油污水回用规模上升到回用量2．5×104 rn3／d，稠油污水回用锅炉获得成功，2008年根据六九区污水处理站的成功经验，在克浅十井区建成一座年处理量55万t的稠油污水处理站。六九区污水处理站处理后的稠油污水在满足回用锅炉需求后，水量还有部分完全利用。2003年，将 60℃以上的稠油污水替代清水回注稀油油藏，热水驱油，大大改善了驱油效果，同时根据污水温度较高的特点，对注水井井口的保温工艺进行改进，使用污水对注水井保温，实现了稠油污水热能的综合利用。结论
近些年来，我国油田加大了环保的投入力度，积极治理老污染源，改进设备工艺、使用新型节能减排环保设施、加大环保工程建设，进行责任区划分和属汽完全可行，解决了超稠油污水外排污染环境、高温热能浪费和锅炉用清水资源紧张的问题，填补了国内在超稠油污水深度处理技术上的空白，达到了国际领先水平。该项目的研究成功对于超稠油污水深度处理批量化顺利实现提供了有力保障，具有积极的社会效益和经济效益，实现了稠油污水的工业化应用，降低了稠油开采成本，减少了对环境的危害，实现了水资源的循环利用和热能的综合利用，取得了可观的经济效益、环境效益和良好的社会效益。
第五篇：世韩CSM超滤膜在污水回用处理中的应用
世韩CSM超滤膜在污水回用处理中的应用世韩CSM超滤膜产品是能将水深度处理的水处理配件。其应用十分广泛,食品工业、制药工业等，可以作为药物、果汁、乳品等的浓缩提纯，纯净水、矿泉水净化等，超滤设备具有过滤效果好，出水量大，稳定性强等特点。
试验通过使用孔径为0.25μm聚丙烯腈微滤膜和切割分子量为10000的中空纤维的世韩CSM超滤膜产品，对机场污水进行了试验及结果分析，同时为使试验数据具有普遍意义，还对北石桥污水处理中心的出水和兴庆湖入口处水样作了对比试验 试验流程如下：超滤：原水→格栅→原水泵→保安过滤器→超滤膜组件→滤后水(浓缩水)微滤：原水→格栅→ 原水泵→ 微滤膜组件→滤后水(浓缩水)
主要结论如下：
微滤膜和超滤膜对于二级生化处理后的生活污水的深度处理都有非常稳定的表现。对于机场水，超滤膜对浊度的去除率能达到99%对有机物的去除率达到55%-85%微滤膜的相应的去除率分别为80% 和45%-70%。对于浊度和有机物都较小的北石桥污水，出水的效果比机场污水差，而且微滤膜与超滤膜对有机物的去除率差别不大，这与进水有机物颗粒的粒径分布和膜切割分子量的选择有关。
(2)膜的污染与清洗是膜工艺中一个非常重要的操作环节。本试验中，膜组件每工作1h用机场自备井水进行反冲洗,运行10d后采用5% 的氢氧化钠溶液与5%的盐酸溶液进行化学清洗，能达到恢复94%的透水通量的效果.。在对不同污水试验时，通过对压力及透水通量的检测发现，有机物对膜的污染起着很大的作用，进水的有机物含量越高，膜越容易被污染。
(3)超滤膜工艺的操作简便..在一定的操作条件下，即每次运行时间为1h然后用水反冲20min每10d用化学清洗剂进行一次较彻底清洗.在这种情况下,对膜工艺进行经济技术分析,结果UF和MF 的单位运行费用分别为.2.14元/m.和12 元/m 计算发，膜组件的透水通量，总流量，出流率以及原水的水质等对总费用都有很大的影响，其中，透水通量的影响最为明显。
(4)混凝作为膜工艺的预处理，能对污水的处理起到积极的作用，通过对超滤处理机场污水，微滤膜处理兴庆湖水的分析濛可以看到混凝对浊度和有机物的去除都有一定的作用，选择适当混凝剂的投药量以及适当孔径的膜组件，不
仅能够提高出水的水质，而且还能够在一定程度上缓解透水通量的下降，从而延长膜组件的寿命，降低膜工艺的生产成本，在本试验的条件下，分子量为10000 的超滤膜在使用硫酸铝作为混凝剂对机场污水预处理效果不明显;孔径为0.25μm的微滤膜在最佳投药量为60mg/时，对兴庆湖水的处理能达到比较理想的结果。
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