銘盛環(huán)境——工業(yè)污水，工業(yè)廢水處理專家，提供污水處理解決方案
自2007年開端電化學(xué)預(yù)氧化污水處置工藝在采油廠工業(yè)污水處理系統(tǒng)全面推行，該工藝能夠有效處理腐蝕和水質(zhì)穩(wěn)定等問題。但是由于該工藝特性是將成垢離子在空中上析進(jìn)來除，從而減少結(jié)垢對注水井的影響，特別是在混合反響器(其作用是將所投加藥劑與污水充沛混合，使藥劑和污水中雜質(zhì)分離構(gòu)成的絮體能在較短的時間內(nèi)從混凝沉降罐中充沛沉降)至混凝沉降罐這一段管線，假如成垢離子無法與藥劑充沛混合后在沉降罐中沉降析出，就會形成后端(如緩沖罐段管線、過濾器濾料等)結(jié)垢嚴(yán)重，從而影響外輸水質(zhì)，進(jìn)而影響到后端注水井異常。目前以某污水站結(jié)垢現(xiàn)象較為明顯。某污水站投產(chǎn)8個月后，發(fā)現(xiàn)管線及閥門上呈現(xiàn)結(jié)垢，閥門關(guān)閉不嚴(yán)現(xiàn)象，其中反響器出口閥門管線結(jié)垢最為嚴(yán)重，垢厚達(dá)50mm左右，每年需求清垢2~3次，同時過濾器濾料也存在結(jié)垢現(xiàn)象，每年需求清洗1~2次。為此，展開了油田污水預(yù)氧化工藝配套阻垢技術(shù)研討。
1、污水結(jié)垢緣由及機(jī)理研討
1.1 站內(nèi)沿程水質(zhì)剖析
依照某站水處置工藝流程(圖1)從“來水”到“外輸水”依次取樣，分別測定水樣的溫度、懸浮物含量(SS)、pH值、離子(Ca2+、Mg2+、HCO3-)質(zhì)量濃度。
依據(jù)所測的pH值、鈣離子濃度、堿度等參數(shù)，采用Raznar穩(wěn)定指數(shù)(SAI)對油田水的結(jié)垢趨向?qū)嵤╊A(yù)測。當(dāng)SAI≥6時，無結(jié)垢趨向。當(dāng)5≤SAI<6時,有結(jié)垢趨向；當(dāng)SAI<5時，構(gòu)造趨向嚴(yán)重。依據(jù)現(xiàn)場實(shí)踐狀況，反響器之前簡直沒有結(jié)垢現(xiàn)象，而混合反響器之后結(jié)垢現(xiàn)象十分嚴(yán)重，系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)8個月后，垢厚達(dá)50mm。依據(jù)水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果(圖2)，反響器前后結(jié)垢趨向有嚴(yán)重變化，水質(zhì)穩(wěn)定指數(shù)大幅度降落，在混合反響器和沉降罐后均呈現(xiàn)穩(wěn)定指數(shù)SAI<5的狀況，有嚴(yán)重結(jié)垢趨向。
1.2 垢樣剖析
垢樣取自反響器和混凝沉降罐后(即D和E處)，這是站內(nèi)結(jié)垢最嚴(yán)重的位置。首先采用酸溶法初步判別了垢樣組成，然后實(shí)施掃描電子顯微鏡能譜(SEM-EDS)和X射線衍射(XRD)剖析實(shí)施了垢樣成分確實(shí)認(rèn)。
1)垢的酸溶實(shí)驗(yàn)
用HCl將垢物溶解，垢物化學(xué)剖析結(jié)果見表1。其中，HCl可溶物占95%以上，且大局部為碳酸鹽。用EDTA滴定法測定了垢物中的鈣、鎂含量，證明了鈣鎂離子的大量存在，其中CaCO3約占垢總量的80%以上，另外還含有少量鐵。
2)SEM-EDS剖析從混合反響器直接取水樣過濾后的CaCO3晶型為無定形態(tài)(圖3)。EDS剖析結(jié)果標(biāo)明，垢物主要由元素Ca、C、O、Mg組成，其他元素固然也有檢測到，但是非常微量，這與化學(xué)剖析結(jié)果相似。
3)XRD剖析
圖4為垢樣的XRD剖析結(jié)果，其中主要是方解石型(2θ=23.14，29.51，36.09，39.55，43.31，47.27，47.71，48.70，56.80，57.60)，還含有少量的文石型(2θ=26.59，31.69)。因而，進(jìn)一步考證了垢物主要成分為CaCO3。
1.3 關(guān)鍵影響要素剖析
為了進(jìn)一步明白造成結(jié)垢的關(guān)鍵要素，實(shí)施了比照實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)用水樣取自混合反響器出水(D取樣點(diǎn))。添加ATMP阻垢劑3mg/L。將添加阻垢劑的水樣放置到恒溫箱中于60℃下靜置12h，然后取出測定Ca2+質(zhì)量濃度，并與不添加阻垢劑的水樣比擬。
1.3.1 懸浮物(SS)的影響
對取自C、D、E的水樣分別過濾后，保溫(60℃)靜置前后Ca2+的質(zhì)量濃度變化狀況如圖5所示。可見，過濾后的水樣保溫時間內(nèi)簡直沒有Ca2+的損失?；旌戏错懫髦八畼又械腟S對Ca2+損失的影響，要比混合反響器之后的SS的影響小得多。由于懸浮物含有大量晶核(CaCO3)，晶核的生長造成了Ca2+的大量損失。而過濾后的水樣曾經(jīng)是比擬穩(wěn)定的體系，除非影響結(jié)垢的要素有較大變化。
1.3.2 pH值和HCO3-質(zhì)量濃度的影響
理論上，關(guān)于碳酸鹽均衡體系(H2CO3→HCO3-→CO32-)而言，該實(shí)驗(yàn)條件下投加Na2CO3(NaOH)對水體中CO32-濃度的影響很小，而每耗費(fèi)1個H+，就會產(chǎn)生2個HCO3-(投加NaOH只產(chǎn)生1個HCO3-)，在惹起pH值升高的同時，HCO3-質(zhì)量濃度也有所增加。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。在pH值變化一定的條件下，無論投加NaOH還是Na2CO3，當(dāng)水體pH值調(diào)理至7.00±0.02時，Ca2+質(zhì)量濃度變化狀況根本分歧。剛投加藥劑時Ca2+的質(zhì)量濃度變化與體系反響不平均有關(guān)，部分堿性藥劑質(zhì)量濃度較高時會造成CaCO3析出。從過濾后水樣保溫靜置的Ca2+損失狀況來看，pH值和HCO3-質(zhì)量濃度的升高并沒有惹起Ca2+損失的增加。
綜合實(shí)驗(yàn)研討結(jié)果，垢物主要成分為CaCO3，而結(jié)垢主要發(fā)作在混合反響器后，且反響器后的HCO3-質(zhì)量濃度和pH值有所升高，同時Ca2+質(zhì)量濃度降落。因而能夠判別，是堿性藥劑的參加造成Ca2+的析出，析出的CaCO3則起到了晶種的作用，加速了Ca2+的析出。
2、電化學(xué)防垢技術(shù)室內(nèi)研討
2.1 實(shí)驗(yàn)辦法
電化學(xué)防垢技術(shù)應(yīng)用電化學(xué)過程，改動污水離子構(gòu)成，降低成垢離子的濃度，從而降低污水的結(jié)垢趨向。反響原理為:
該反響不時耗費(fèi)水中的HCO3-和Ca2+，生成CaCO3沉淀。從而永世性地降低污水中的成垢離子濃度。經(jīng)過該過程，令局部鈣鎂離子快速生成沉淀析出，并定期從設(shè)備中以軟垢方式排出，從而使污水的結(jié)垢趨向永世性地降低，到達(dá)維護(hù)后續(xù)流程的目的。
2.2 實(shí)驗(yàn)效果
電化學(xué)處置的結(jié)果如表2所示。電化學(xué)工藝可以在一定條件降落低污水的鈣鎂離子含量，起到降低污水結(jié)垢趨向的作用。但是若要采用該工藝大幅度地降低鈣鎂離子濃度，則需求屢次循環(huán)處置，即在較高能耗下才干夠大幅度降低鈣鎂離子濃度。
電化學(xué)和阻垢劑聯(lián)用效果如表3所示，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可見，電化學(xué)處置能去除大量HCO3-和局部Ca2+，可以降低結(jié)垢趨向，具有一定的阻垢效果。HCO3-和Ca2+去除率都隨著電流和阻垢劑添加量的增大而增大，綜合思索到能耗藥劑等本錢，選用工作電流為1.0A，阻垢劑用量為3mg/L，阻垢效果明顯，經(jīng)濟(jì)效果顯著。
電化學(xué)防垢器和復(fù)配阻垢劑的聯(lián)用有效降低了污水的結(jié)垢量和結(jié)垢趨向，使得污水水質(zhì)愈加穩(wěn)定，垢的析出量由原來的18mg/L降低到2mg/L，一個清垢周期延長了8倍。
3、結(jié)論
1)電子顯微鏡能譜(SEM-EDS)和X射線衍射(XRD)剖析某結(jié)合站污水垢，剖析結(jié)果垢物主要成分為CaCO3。
2)經(jīng)過剖析懸浮物、pH值和HCO3-質(zhì)量濃度對結(jié)垢的影響可知，懸浮物中含有大量晶核(CaCO3)，晶核的生長造成了Ca2+的大量損失。而pH值和HCO3-質(zhì)量濃度的升高并沒有惹起Ca2+損失的增加。
3)現(xiàn)場采取電化學(xué)防垢器和復(fù)配阻垢劑的聯(lián)用，有效降低了污水的結(jié)垢趨向，使得污水水質(zhì)愈加穩(wěn)定，完成了阻垢率到達(dá)80%以上的目的，保證管線清垢和改換的周期延長到原來的8倍。
