過濾分離技術(shù)與污水處理論文
時間:2022-03-30 08:45:04
導(dǎo)語:過濾分離技術(shù)與污水處理論文一文來源于網(wǎng)友上傳,不代表本站觀點,若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師,歡迎參考。
1液—液旋流分離技術(shù)
(1)技術(shù)優(yōu)勢。旋流分離技術(shù)作為一種高效節(jié)能的分離技術(shù),在油水分離中可用于油污水去油和含水油脫水。旋流器是旋流分離中的重要設(shè)備,旋流器分離效率與普通的分離技術(shù)相比,停留時間短、體積小、效率高,它能夠?qū)⑺械母∮?、分散油有效地處理掉,減輕對環(huán)境產(chǎn)生的污染。在我國的過濾與分離技術(shù)應(yīng)用中,已有9%的油田采出水用水力旋流器進行處理。旋流器擁有以下幾個優(yōu)勢:
①設(shè)備構(gòu)造簡單、所需購置成本不高、能耗相對較低,而且在進行分離時不需要任何幫助分離的介質(zhì);
②由于旋流器的體積較小,所以設(shè)備在安裝方面難度系數(shù)小,一旦調(diào)試好,就能持續(xù)、穩(wěn)定地工作;
③分離效率高、適應(yīng)力強,受外界影響較小,工作的溫度及壓力只受旋流器結(jié)構(gòu)材料的影響。盡管如此,旋流分離技術(shù)也存在一定的缺陷:首先,在液體流動時,會產(chǎn)生剪切作用,如果設(shè)計的參數(shù)有誤,容易導(dǎo)致含油污水中的油滴被打碎乳化的情況出現(xiàn),進而使分離達不到預(yù)期的效果;其次,由于物料的性質(zhì)存在差異,所以在旋流器的結(jié)構(gòu)大小和操作條件等方面,不同的油田需求也不相同,這就造成了旋流器大多不能通用;最后,在乳化油的處理上,旋流分離技術(shù)仍有待提高。
(2)國內(nèi)應(yīng)用研究現(xiàn)狀。經(jīng)國內(nèi)外專家多年的努力,在旋流分離數(shù)值模擬分析、旋流管外特性研究等方面,旋流分離技術(shù)取得了重大進展,對這項技術(shù)的研究也正趨于規(guī)范和完善,目前正準(zhǔn)備將初步的研究成果轉(zhuǎn)向產(chǎn)品化。從總體上來說,我國在含油污水的處理問題上,其技術(shù)相對較為落后、發(fā)展條件不足、人員管理較為松散、組織管理水平低?;谏鲜銮闆r,對靜態(tài)液—液旋流分離技術(shù)的研究還需要深入探討。
(3)未來研究發(fā)展趨勢。要想使液—液旋流分離技術(shù)得到更好的應(yīng)用,不僅需要改進它的一些特性,如設(shè)備特性、介質(zhì)特性及操作特性,而且需要對系統(tǒng)進行全盤設(shè)計,以提高系統(tǒng)的工作效率。其中,液—液旋流技術(shù)研究的主要方向是開發(fā)新設(shè)備,以低阻高效為設(shè)備的開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)。此外,新型旋流管的研發(fā)也十分重要。經(jīng)過多年的研究與創(chuàng)新,旋流管在結(jié)構(gòu)上有較大改進,其參數(shù)也得到優(yōu)化。除了了解該項技術(shù)的基本特性外,未來研究的一個重要領(lǐng)域是動態(tài)液—液旋流分離技術(shù)。根據(jù)國外研究的相關(guān)數(shù)據(jù)表明,動態(tài)水力旋流器的除油效果相比靜態(tài)水力旋流器除油效果更佳,尤其是對于那些細微的油滴。此外,應(yīng)用這項分離技術(shù)耗能相對較小。
2膜分離技術(shù)處理采油污水
膜分離技術(shù)是超精細過濾器技術(shù)中常見的一種采油污水處理技術(shù)。膜分離技術(shù)能夠有效地處理采油污水,它主要是利用膜的選擇透過性來開展工作的。如果油粒子的粒徑為微米量級,用機械方法進行前處理?,F(xiàn)階段,膜分離技術(shù)的產(chǎn)生使得傳統(tǒng)的分離技術(shù)被淘汰。根據(jù)ACHEMA展覽會的記錄可以發(fā)現(xiàn),目前發(fā)展速度最快的過濾與分離技術(shù)即為膜分離。膜分離技術(shù)的發(fā)展主要表現(xiàn)在以下兩個方面:首先,國外利用自身先進的科技條件,開發(fā)出多種膜制造技術(shù),金屬材倒膜、空心纖維膜和液膜等結(jié)構(gòu)都是其重要的研究成果。其次,在膜分離技術(shù)的發(fā)展方面,已對有機聚合材料進行了開發(fā),像聚乙烯、聚丙烯、聚礬等。膜分離技術(shù)的發(fā)展除了表現(xiàn)在以上兩個方面,還有一種復(fù)合膜。這種復(fù)合膜是將有機聚合材料與膜制造技術(shù)相結(jié)合的。
2.1超濾膜的應(yīng)用現(xiàn)狀
根據(jù)相關(guān)文獻記載,超濾膜法處理乳化油廢水在國外已有幾十年的歷史。在20世紀(jì)80年代,西德已有超過250個超濾膜設(shè)備投入使用。相關(guān)資料顯示,每套設(shè)備處理含油乳狀液的能力為l~20m3/d。這個時期,膜組件分為卷式、板框式和管式三種。到80年代末90年代初,膜生產(chǎn)單位的分離技術(shù)取得了進步,能提供系列膜設(shè)備?,F(xiàn)今,上海寶鋼通過使用AbCor公司的管狀膜大型超濾設(shè)備,將乳化油廢水進行處理,效果明顯。張玉忠等人曾經(jīng)做了一個實驗,這個實驗的主要內(nèi)容為:把自行研制的MTB—I型耐溫中空纖維膜與MTB—V型加拿大的中空纖維膜的處理效果進行對比。根據(jù)實驗的結(jié)果,可直接得出一個結(jié)論:對于未經(jīng)處理的含油率高的污水,效果欠佳,與國外差距較大;對經(jīng)過預(yù)處理的含油量低的污水進行處理,效果明顯。
2.2膜器的研究進展
由于依靠改變流動狀態(tài)或設(shè)置流道障礙的傳統(tǒng)靜態(tài)十字流膜濾技術(shù)已經(jīng)不適應(yīng)時代的發(fā)展,目前,技術(shù)人員已經(jīng)轉(zhuǎn)移了工作重點,重點開展新型膜器的研究,主要是對其進行利用膜運動施加離心力和外加場力兩種方式的研究。膜生物反應(yīng)器污水處理技術(shù)就是新型膜器研究下的產(chǎn)物,它使得污水生物處理工程中的生物反應(yīng)器與膜分離技術(shù)中的超濾組件結(jié)合在一起,這不僅提高了工作效率,還能降低能耗。由此可見,它的發(fā)展前景還是相對較好的。在油田污水中,受技術(shù)條件的限制,一些問題的處理不夠徹底,所以研制一種多強化方式的膜濾設(shè)備是十分有必要的;同時,需要建立對應(yīng)的過濾理論模型,并研究其分離機理。隨著科技的進步,膜分離技術(shù)在油田采出水處理中的應(yīng)用力度不斷增加。其特點主要體現(xiàn)為精度高、易自控化。受我國過濾技術(shù)水平的影響,以及經(jīng)濟條件的限制,其在大型工業(yè)化規(guī)模中投入使用的條件不夠成熟。筆者認為,膜分離法的核心技術(shù)問題體現(xiàn)在高效高滲透性膜和提高處理量兩方面,但實踐起來相對困難。綜上所述,對膜器的研究提出了更高的要求。
3過濾分離技術(shù)的展望
縱觀我國過濾分離技術(shù)研究的成果,主要集中在過濾器和過濾裝置方面,其最終目的都是為了使流體系統(tǒng)得到凈化。在一些發(fā)達國家,已經(jīng)深入對這種技術(shù)進行了探討,并且耗費了許多時間及精力。在過濾分離技術(shù)領(lǐng)域,我國沒有取得突破性成就,甚至沒有一套完整的過濾分離技術(shù)的科研生產(chǎn)體系。值得提出的是,我國的過濾材料沒有在研制計劃內(nèi)。另外,在過濾分離技術(shù)方面,還存在一些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、測試設(shè)備和質(zhì)量控制等不完善的情況。在未來對過濾分離技術(shù)進行研究時,應(yīng)重點放在過濾材料及過濾器方面。
(1)過濾材料。過濾是處理含油污水的最后一個環(huán)節(jié),也是最為關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié),它決定著水質(zhì)能否達標(biāo)。過濾能否發(fā)揮應(yīng)有的作用,主要由過濾材料的性能決定。所以,在過濾分離技術(shù)發(fā)展應(yīng)用中,要把濾材研究作為一項重大任務(wù)進行。在發(fā)達的工業(yè)國家,十分重視過濾材料的供應(yīng),鼓勵建設(shè)更多的濾材生產(chǎn)廠家,用來生產(chǎn)各種濾材。
(2)對過濾器結(jié)構(gòu)設(shè)計。三十多年來,我國過濾器結(jié)構(gòu)設(shè)計幾乎全部是照搬國外的。能夠按照樣品測繪、仿制,再到之后的自主設(shè)計,已經(jīng)實現(xiàn)了較大的跨越。隨著信息技術(shù)更新速度的加快,提高我國過濾分離技術(shù)水平迫在眉睫,必須開展預(yù)先探究、型號研制,不斷更新過濾分離技術(shù),為用戶提供更多、更優(yōu)質(zhì)的新產(chǎn)品。在這個過程中,要嚴格按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)開展工作,使過濾分離工作不斷完善和系統(tǒng)化。新的形勢下,過濾器的技術(shù)性能和結(jié)構(gòu)設(shè)計既面臨著新的發(fā)展機會,也面對著較大的困難。小型化、組合化、集成化、多功能等是過濾器結(jié)構(gòu)設(shè)計的必然要求。
作者:楊志杰單位:內(nèi)蒙古化工職業(yè)學(xué)院