含甲醇污水處理工藝優(yōu)化研究

摘要：為了優(yōu)化含甲醇污水處理工藝，本文將展開相關(guān)研究，主要論述工藝基本流程，介紹其原理，后對(duì)工藝當(dāng)前問題進(jìn)行分析，明確優(yōu)化方向，最終提出針對(duì)性的優(yōu)化方法。采用文中方法能夠有效優(yōu)化工藝，解決當(dāng)下問題，優(yōu)化后的工藝在功能性及性能等方面有所提升。

關(guān)鍵詞：含甲醛污水;污水處理工藝;工藝優(yōu)化

引言

現(xiàn)代生產(chǎn)活動(dòng)會(huì)產(chǎn)生大量的含甲醛污水，其中甲醛是一種具有較強(qiáng)污染性的物質(zhì)，且對(duì)人體有害，因此不能隨意排放，必須采用針對(duì)性的工藝進(jìn)行處理，去除其中甲醛，再將去甲醛后的水排放或挪作他用。但含甲醛污水的處理具備一定難度，以往工藝在效果上差強(qiáng)人意，加之近些年環(huán)保理念的推廣，以往工藝的問題越發(fā)突出，故人們意識(shí)到需要優(yōu)化該工藝。這一基礎(chǔ)上，如何優(yōu)化含甲醛污水處理工藝成為了人們重點(diǎn)討論的話題，對(duì)此有必要展開相關(guān)研究。

1.含甲醛污水處理工藝基本流程

依照某石油勘探企業(yè)的甲醇污水處理工藝系統(tǒng)，工藝流程為：第一，收集含甲醛污水后進(jìn)行運(yùn)輸，達(dá)到目的地后將污水集中存放在專用儲(chǔ)水罐內(nèi);第二，對(duì)儲(chǔ)水罐內(nèi)的含甲醛污水進(jìn)行除油、除鐵、混凝沉降、雙濾料過濾等凈化預(yù)處理;第三，預(yù)處理后采用吸水泵出水，并對(duì)出水加熱，然后展開精細(xì)過濾處理;第四，過濾后出水進(jìn)入精餾塔，精餾作用下回產(chǎn)生水蒸氣，其中部分蒸汽會(huì)返回塔底，這一部分正確就是凈化后的污水，剩余蒸汽均為甲醛蒸汽，會(huì)進(jìn)入塔頂;第五，針對(duì)塔頂甲醛蒸汽，主要通過冷凝器進(jìn)行處理，可使甲醛蒸汽全冷凝至飽和液體，液體將回流入灌，通過水泵抽出加壓，部分出水會(huì)返回塔頂（為進(jìn)一步處理后的凈化水），另一部分則作為產(chǎn)品接受換熱冷卻到40℃，可得再生甲醛，以供循環(huán)利用。在這個(gè)過程中，工藝需要使用到的藥劑為有堿劑、氧化劑、混凝劑、阻垢劑，該企業(yè)中各項(xiàng)藥劑的用量見表1。

2.含甲醛污水處理工藝的問題

2.1處理結(jié)果不滿足地層回注要求

為了校驗(yàn)工藝處理效果，該企業(yè)對(duì)處理后的水體進(jìn)行了水質(zhì)分析，結(jié)果顯示水體具有五大特征：第一，出口出水pH值處于5.50～6.50范圍，屬于弱酸性水;第二，水體內(nèi)沒有硫化物、溶解氧，由較高的礦化程度，水平達(dá)到（1.0～1.6）×105mg/L;第三，細(xì)菌含量低，尤其是硫酸鹽還原菌、腐生菌，含量近乎于無;第四，結(jié)垢性離子質(zhì)量濃度較高，內(nèi)含大量的Ca2+、Ba2+Sr2+;第五，鐵含量較高，達(dá)到100～200 mg/L區(qū)間。根據(jù)五大特征，首先因?yàn)樗w呈弱酸性，且內(nèi)部有大量的Ca2+、Ba2+Sr2+，如果將這種水體回注至地下，受精餾塔的高溫影響，水體內(nèi)碳酸氫根離子會(huì)分解，在地下容易形成結(jié)垢性碳酸鹽，所以不滿足地層回注要求。其次根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀察，水體內(nèi)的懸浮物質(zhì)量濃度、總鐵質(zhì)量濃度、懸浮物粒徑中值均不達(dá)標(biāo)，因此根據(jù)平均空氣滲透率，水體依舊不滿足地層回注要求。

2.2結(jié)垢處理效果不佳

根據(jù)水質(zhì)分析參數(shù)，對(duì)水中不同難溶化合物的可溶度積、離子積進(jìn)行了計(jì)算，再根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行水體結(jié)垢趨勢(shì)，結(jié)果顯示，當(dāng)水體處于25℃時(shí)各種難熔化合物的離子積會(huì)大于溶度積，具有易結(jié)垢趨勢(shì)，同時(shí)在精餾塔高溫?fù)Q中難溶化合物的溶度積值更小，因此結(jié)垢趨勢(shì)更嚴(yán)重。受這些現(xiàn)象影響，工藝處理后的水質(zhì)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。造成這些問題的主要原因在于：第一，工藝中企業(yè)的阻垢劑用量不合理，因此足夠效果存在問題，加之水處理工藝流程中存在除鐵效果不佳的現(xiàn)象，因此高溫精餾環(huán)境下容易引發(fā)鐵鹽結(jié)垢效應(yīng);第二，預(yù)處理過程中，企業(yè)對(duì)工藝參數(shù)及其他藥劑投放時(shí)間（該企業(yè)是同時(shí)投入所有藥劑）未能合理把控，使得處理效果不佳，結(jié)垢趨勢(shì)明顯，并導(dǎo)致水質(zhì)質(zhì)量進(jìn)一步下降。從這里可以看出，要解決結(jié)垢處理效果上的問題，首先必須關(guān)注污水預(yù)處理工序，過程中不能存在藥劑用量不合理的現(xiàn)象，其次不同藥劑的投放時(shí)間需要有一定間隔，不可同時(shí)投入。

3.含甲醛污水處理工藝優(yōu)化策略

該企業(yè)工藝處理中使用到的藥劑為有堿劑、氧化劑、混凝劑、阻垢劑，每一種藥劑對(duì)污水處理效果都有直接影響，而現(xiàn)實(shí)問題顯示，每一種藥劑的用量都存在問題，因此說明工藝藥劑培養(yǎng)存在缺陷，需要得到優(yōu)化。下文將對(duì)培養(yǎng)中每一種藥劑進(jìn)行優(yōu)化，起到優(yōu)化配方的作用。

3.1有堿劑優(yōu)化

本文隨機(jī)抽取了該企業(yè)含甲醛污水試樣，經(jīng)過水質(zhì)分析確認(rèn)試樣內(nèi)水的總鐵含量為150 mg/L，后分別加入250mg/L、450mg/L、550mg/L有堿劑，攪拌靜置半小時(shí)等待結(jié)果[3]。結(jié)果顯示，250mg/L有堿劑條件下試樣內(nèi)pH值為7.3，總鐵含量為86.5 mg/L;450mg/L有堿劑條件下試樣內(nèi)pH值為8.0，總鐵含量為68.0 mg/L;550mg/L有堿劑條件下試樣內(nèi)pH值為8.3，總鐵含量為62.5 mg/L。通過三組測(cè)試了解到，pH值越大，總鐵含量越小，因此單純追求效果，可以將有堿劑用量改為550mg/L，但如果綜合從效果與成本考慮，因?yàn)閺?50mg/L有堿劑之后，除鐵效果的增幅趨勢(shì)明顯降低，存在成本浪費(fèi)問題，所以從這一角度來看，建議選擇450mg/L。

3.2氧化劑優(yōu)化

針對(duì)氧化劑，采用有堿劑優(yōu)化相同的取樣方法，攪拌一小時(shí)等待結(jié)果。結(jié)果顯示，600mg/L氧化劑條件下總鐵含量為13.5mg/L;1000mg/L氧化劑條件下總鐵含量為6.5mg/L;1200mg/L氧化劑條件下總鐵含量為1.5mg/L;1400mg/L氧化劑條件下總鐵含量為1mg/L[2]?？芍谘趸瘎┯昧坎粩嘣龃蟮那闆r下能夠加速水中鐵從二價(jià)鐵至三價(jià)鐵的轉(zhuǎn)換速度，故表面來看氧

3.3混凝劑優(yōu)化

考慮到混凝劑的作用條件，取樣后加入450mg/L有堿劑，并攪拌一小時(shí)，再加入1200mg/L氧化劑，靜置半小時(shí)加入150mg/L、200mg/L、250mg/L、300mg/L混凝劑，再靜置半小時(shí)等待結(jié)果。結(jié)果顯示，150mg/L混凝劑條件下水體上清液依舊渾濁、懸浮絮體較多;200mg/L混凝劑條件下上清液依舊渾濁、懸浮絮體較多;250mg/L混凝劑條件下上清液透明、懸浮絮體較少;300mg/L混凝劑條件下上清液較透明、懸浮絮體較少。由此可見，250mg/L混凝劑條件下的水質(zhì)處理效果最佳，懸浮絮體較少說明結(jié)垢處理效果好，如果繼續(xù)提升混凝劑用量，效果反而變差，因此250mg/L為混凝劑最佳用量[3]。

3.4阻垢劑優(yōu)化

取樣得到過濾后水體1000mL，后分別投入0mg/L、70mg/L、130mg/L的阻垢劑，再放入95℃環(huán)境下一小時(shí)，同時(shí)觀察水體內(nèi)離子含量變化情況。結(jié)果顯示，0mg/L阻垢劑條件下Ca2+、Ba2+Sr2+的含量明顯降低，依舊存在結(jié)垢趨勢(shì);70mg/L阻垢劑條件下Ca2+、Ba2+Sr2+及其他結(jié)垢離子的含量沒有明顯降低，阻垢效果好，沒有結(jié)垢趨勢(shì);130mg/L阻垢劑條件與原工藝一致，故效果不佳，不予贅述。根據(jù)結(jié)果可知，企業(yè)可以適當(dāng)降低阻垢劑用量，最好保持在70mg/L±5mg/L區(qū)間內(nèi)，這樣能夠結(jié)垢處理效果。

4.結(jié)語

綜上，含甲醛污水的污染性較強(qiáng)，而且對(duì)人體有害，因此不能直接排放，也不能長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存，必須盡快進(jìn)行處理，但當(dāng)前污水處理工藝的處理效果并不令人滿意，說明工藝有待優(yōu)化。從這一角度出發(fā)，企業(yè)或相關(guān)組織理應(yīng)深入分析原工藝的缺陷、問題，針對(duì)成因進(jìn)行優(yōu)化，期間尤其要重視各類藥劑的用量問題，必須通過實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行檢測(cè)。優(yōu)化后工藝的處理效果提升，能夠保障水體滿足回注等方面的要求，并且甲醛還能循環(huán)利用，說明工藝運(yùn)用價(jià)值提高。

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作者簡(jiǎn)介

陳楨，1991年10月，男，四川成都，本科，單位：中國(guó)輕工業(yè)長(zhǎng)沙工程有限公司助理工程師，研究方向：生物氧化技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用。