河湖污水治理方案一般是在控源截污的措施下进行内源治理,但是河湖水体是一个开放性水体,不可避免的有污染物流入,加之控源截污建设和运行费用极高,可以转变思想进行原位就地治理,其中界面纳米水技术具有原位修复底泥、减少或避免清淤、不投加化学药剂、维护简单、高效改善水质、可维持长效等优势。
2、界面纳米水技术
界面纳米水技术治理污染的关键是界面纳米水的三方面:悬浮污染物界面纳米水、底泥界面纳米水、微生物界面纳米水。中科院上海应用物理研究所胡钧研究员和同济大学李攀教授研究提出,超小粒径纳米气泡是调控界面纳米水有效方法之一,由纳米尺度的界面行为决定了污染物的赋存形态,影响其源汇机制和迁移转化等环境过程,并影响其生物效应和环境风险。纳米尺度界面行为调控是环境污染控制与生态修复的重要基础,也是环境科学研究的前沿技术。通过超小粒径纳米气泡调节污染物相关的固—液—气界面的纳米水结构,可以有效地调控污染物界面行为,达到污染物的高效控制与修复。
3、污染物控制原理
3.1 降低氨氮
作为水体环境,上覆水和底泥中生存着大量细菌。当中有一类硝化细菌,可以将氨氮转化,也就是降低氨氮。但硝化细菌需要合适的生存环境,如充足的氧气、弱碱性水体、合适的多孔材料,等等。对于受污染或自净能力差的水体很难满足上述条件。界面纳米水技术就是通过为硝化细菌提供优质的生存环境,来激活硝化细菌降低氨氮。具体来讲,技术实施后产生的丰富的含有高纯度氧的纳米气泡,可为底泥层和上覆水深度供氧;深度供氧后就会促进好氧反应的发生,特定的好氧反应将释放氢氧根,从而创造出弱碱性环境;此外,再辅以提供小尺寸界面材料,为硝化细菌提供反应界面和促进细菌繁殖。这样硝化细菌在创造出的适宜水环境中,将不断消耗氨氮。
3.2 降低COD
COD指标的降低,主要是通过产生的纳米气泡在水体中会强制爆破,爆破过程产生羟基自由基。羟基自由基氧化能力非常强,可高效氧化水体中的有机污染物,直接降低COD指标。另外,微生物界面纳米水激发水环境中固有好氧微生物活性。好氧微生物吸收水体中营养物质(蛋白质、多糖、脂类等),达到降解有机物、降低COD指标的效果。
3.3 降低总磷
厌氧条件将会造成底泥中磷向水体释放,一般界面纳米水设备产生的富含氧气的纳米气泡由于其尺度极小且具有荷电效应,可以渗透到底泥当中,抑制厌氧反应,也就抑制了磷由泥向水的转移,显然可以控制总磷指标;此外,界面纳米水环境还能激活聚磷菌在好氧条件下吸收磷酸盐,既抑制底泥释放,又直接从水里吸收、脱除,将有效控制总磷指标。
3.4 提升透明度
界面纳米水设备产生的荷电微纳米气泡可粘连水中影响透明度的悬浮物、胶体、浮游生物(藻类、细菌)等,并将这些污染物集中携带至水面,然后由水力机械等装置除去。通过这种途径,界面纳米水处理技术可有效改善水体透明度,使水更加清澈。
4、界面纳米水技术优势
4.1 纳米气泡发生技术
超小粒径纳米气泡是调控界面纳米水的关键,“超小纳米气泡”的发生技术有旋流剪切发生技术、高压溶解低压释放技术,但是其产生的气泡浓度低、能耗高,现可采用“超小纳米气泡复合技术”,该发生技术由瀑布式气液平衡部、迷宫式气液破碎部和高速剪切喷射部组成,也可根据处理水域的情况因地制宜地设置河床式和岸边式的界面纳米水调控装备。该设备具有能耗低、纳米气泡浓度高、扩散范围广的特点。
4.2 长效优势
适当调整界面纳米水调控设备的型式、功率、数量、布局,同时适当补充辅助水力机械。通过设备产生的丰富的、高质量的纳米气泡,为底泥层和水体进行深度供氧,激发生物过程降解有机质,去除硫化氢、硫醚等使水体发臭的物质,对氨氮、COD、磷等氧化分解或实现转化转移。另外,纳米气泡强制爆破产生自由基,可直接高效氧化水体有机污染物。依靠界面纳米水设备和辅助机械对影响透明度的物质(如悬浮物、胶体、浮游生物等)的抑制、削减和转移作用,来大幅提升水体的感官效果,如水色、透明度。工艺不添加化学药剂,而是利用纳米尺度的特殊效应(小尺寸效应、表面效应等)实现高效、长效的水体修复,从而建立强健的生态体系。解决了黑臭底泥对于水体的威胁,也证实了界面纳米技术不清淤而原位修复底泥的显著优势。简而言之,界面纳米技术安全性高,对周边环
伴随着社会经济和科学技术的不断发展与进步,使得对于油田中存在的污水展开处理的相关技术也在持续更新,而且由于目前生态环境开始逐渐失去平衡,所以对油田污水的有效处理也开始备受瞩目。在这种情况下对低渗透油田中存有的污水应用处理新技术也逐渐被人们所重视,因此加强对油田污水处理新技术,应用到低渗透油田中的详细研究非常十分重要的意义。
1、油田污水处理新技术在低渗透油田中应用的处理流程
油田污水处理新技术在对低渗透油田进行污水处理时,按照实际操作顺序而言主要分为以下几个方面:
首先使污水进入到沉降罐中进行重力沉降工序,待污水沉降之后通过流通的方式使得污水进入到混合处理阶段,在处理阶段时需要充分运用化学药剂对污水进行二次沉降,这样一来就可以确保通过化学药剂来打散油田污水中悬浮物的聚集。
其次在沉降工作结束之后污水会随着沉降罐下面的管道流到油田污水处理装置当中,该装置通过离心器将油与水进行分离,在分离工作结束之后污水会随着旋流油水分离器进行二次分离,这样一来就可以确保分离之后污水内的含油量大大降低。
后在分离工作结束之后会将污水通过二次提升泵提升至多层机械过滤装置当中,该过滤装置中的细核桃壳过滤器会将污水中的油分子与较大的悬浮颗粒进行处理,待细核桃壳过滤器将污水中的油分子与悬浮颗粒进行处理之后,将污水引入至改性纤维过滤器,使用改性纤维过滤器将污水中的油分子与机械沉淀物进行去除,而后引导污水进入双滤料过滤器,通过双滤料过滤器的金属膜来去除污水中含有的纳米悬浮物以及溶解油等杂质,待被处理的污水达到标准时即可将已经处理过的污水进行出水回注。
由此可见,在低渗透油田中实际应用油田污水处理新技术后不仅可以将污水中的油分子进行分离,同时还可以将机械沉淀物、悬浮物以及溶解油等杂质进行过滤,从真正意义上实现完整处理污水的目标与理念。上述中所使用的油田污水处理新技术的装置依次包括:混合处理装置、一次提升泵、旋流油水分离器、二次提升泵、细核桃壳过滤器、改性纤维过滤器以及双滤料过滤器等,在对低渗透油田实际应用油田污水处理新技术之后通过上述装置就可以将低渗透油田中的污水进行处理。
2、油田污水处理新技术在低渗透油田中应用的核心技术
在低渗透油田中应用油田污水处理的新技术中,核心技术包括:自动控制、金属膜微滤、多级过滤等技术,在这几项技术中自身又具备较强的污水处理能力。而且在实际应用的过程中还会自动与以往较为传统的污水处理展开相互结合,以此来确保对低渗透油田中污水的处理效果可以达到佳。
首先是自动控制技术,这种技术到目前为止已经在各领域广泛使用,在油田污水的处理中更是有着极其主要的作用,这种技术不仅可以真正实现将污水自动处理,从而降低了相关人员的工作量,还可以由非常简单的指令来对污水进行处理。
其次是金属膜微滤技术,其属于一种钛金属膜为基础材料的过滤技术,钛金属是一种惰性金属,具备较高的抗腐蚀性,当将其实际应用到污水处理中时,其可以在含有强酸与强碱的污水中开始过滤工作,此外金属膜微滤技术中的粗纤维还可以在对污水处理的过程中作为一个支撑材料,通过粗纤维进行支撑由细纤维进行污水过滤,这样一来就可以形成一个较为完善的真空装置,使得金属膜微滤技术可以充分发挥出其实际作用,进一步提高实际使用效果以及污水处理的质量。
后是多级过滤预处理技术,虽然金属膜微滤技术是污水处理装置的核心,但其在被污染之后会出现无法再生的情况,因此在污水处理装置中就需要添加旋流油水分离器、多级机械过滤器等,以便通过预处理技术来确保金属膜微滤技术的进水水质,从而可以延长金属膜微滤技术的使用时间,进一步提高金属膜微滤技术的过滤能力。