联合处理

关键词: 质量

联合处理(精选十篇)

联合处理 篇1

稠油中的胶质、沥青等含量高,具有黏度高、密度大、凝固点低等特点。稠油脱水一直是原油地面生产的一个难点。稠油中的胶质沥青质是良好的天然乳化剂,可加强原油乳状液的界面膜,提高稠油乳状液的稳定性。稠油进站是含水一般大于85%,而稠油处理应满足对商品原油水含量的要求(辽河油田商品稠油水含量小于1.5%)。因此,为保证稠油脱水过程质量,我们要针对由不同的工艺流程和质量特性确定重点控制对象、关键部位或薄弱环节来设置质量控制点[1]。

1 传统管理存在的问题

由于稠油具有黏度高、密度大、凝固点低等特点,导致原油脱水工艺繁琐,流程复杂,控制环节多[2]。传统的管理方法是将整个过程作为一个整体,进行笼统控制,只根据末点的指标对前端的各个环节进行逐一的排查,未对各个环节进行单独控制,导致外输油含水波动大,处理周期长,操作成本居高不下。

2 质量控制点的选择原则

可作为质量控制点的对象涉及面广,可以是技术要求高、操作难度大的工艺(流程)部位,也可以是影响质量的关键工序、操作或某一环节。在实际操作过程中,应选择那些保证质量难度大的、对质量影响大的或是发生质量问题时危害大的对象作为质量控制点,是否设置为质量控制点,主要视其对质量特性影响的大小、危害程度以及质量保证的难度大小而定。

由于联合站稠油处理流程(图1)主要具有来油计量、加热、沉降、缓冲、脱水、净化油储存、升压、计量、加热、外输等作业内容[3]。因此可根据其处理流程的关键环节来选择质量控制点。

3 质量控制点的选择

根据稠油处理工艺流程的特点,在流程的关键环节和部位(设备),选择质量控制点(段)4段(表1)14个,实施“分段控制、分段达标”管理,同时编制详细的《临界范围控制措施》和《生产参数控制图板》。

3.1 一段处理过程

一段处理过程是联合站来液经计量、加热、加药后进沉降罐进行初步油水分离,分离后的原油溢流至缓冲罐。主要控制点及控制参数见表2。

3.2 二段处理过程

二段处理过程是缓冲罐来液经加药、加热后进脱水器进行二次油水分离,分离后的原油进净化油罐(好油罐)进行静止沉降。主要控制点及控制参数见表3。

3.3 三段处理过程

三段处理过程是净化油罐(好油罐)进行静止沉降,沉降出底水经底水泵输至沉降罐。主要控制点及控制参数见表4。

3.4 四段处理过程

四段处理过程是净化油罐(好油罐)合格原油,经外输泵、加热炉、流量计后输至输油首站。主要控制点及控制参数见表5。

4 质量控制点的管理

在实施“分段控制、分段达标”质量控制的同时,结合实际研究制定出了“三色预警双向控制法”,即:合理指标(用绿色表示)、低指标(用橙色表示)、高指标(用红色表示),指标如超出合理范围则采取双向动态调整,保证了生产运行清晰流畅。坚持细化每个操作,并由管理人员制定好相关的操作规程、值班人员亲临现场做好记录,使质量控制范围直观、措施明确,科学合理的指导生产见表6。

自“分段控制、分段达标”质量控制法实施以来,洼一联合站未发生一起油水质量超标事故,并且外输油含水始终稳定在0.3%~0.4%。经过实施,月节约破乳剂1.1t、预脱水剂1.5t,进站加热炉月节约天然气2.1×104m3,脱水加热炉月节约1.8×104m3。每月节约成本3.92万元,年可创效47万元。

5 结论

通过运用“分段控制、分段达标”质量控制法,实现了稠油联合站原油脱水处理的有效、平稳运行,外输油含水稳定。同时,有效降低了稠油处理单耗,节约了化学药剂及天然气的消耗。加强生产过程的质量控制,必须严格执行质量标准和工艺规范,强化质量控制点的管理监督。在联合站原油脱水质量控制上实现了从管“结果”变为管“因素”,对各个控制段和控制点的指标及时进行检验,把不合格品消失在它的形成过程之中,并做到不断的质量改进。

参考文献

[1]邹显育.浅谈油田污水处理过程中的质量控制[J].石油工业技术监督,2009,25(10):70-72.

[2]马强,杨先克,张传友,等.稠油化学预脱水技术的研究与应用[J].承德石油高等专科学校学报,2008,10(2):1-3.

塔中联合站含油污水处理 篇2

塔中联合站含油污水处理

1.塔中联合站概况 塔中联合站地处塔克拉马干沙漠腹地,距轮南油田300km,来液情况复杂,污水矿化度90000mg/L左右,属于典型的高矿化度含油污水,联合站来液7002t/d左右,其中油3563t/d,含油污水3752t/d.经生产分离器后出水含油为50~200mg/L,悬浮固体含量为150~300mg/L.处理后的`水质含油量为40~80mg/L,悬浮固体含量为40~110mg/L,悬浮固体粒径中值为6~9μm.三项指标均较大范围地超出塔中油田的注水水质指标.

作 者:王钦平作者单位:大庆油田工程有限公司刊 名:油气田地面工程 ISTIC PKU英文刊名:OIL-GASFIELD SURFACE ENGINEERING年,卷(期):25(7)分类号:X7关键词:

联合处理 篇3

【关键词】联合站;污水处理;流程;问题;方案

联合站,作為转油站当中的一种,因其功能众多而被广泛运用于油田开发工作当中。联合站内的系统主要包括原油的处理、原油稳定、转油、注水以及污水处理系统。伴随着我国可持续发展观与科学发展观的提出与深化,环境保护问题也越来越受到人们的关注。因此,如何能够保证联合站当中的污水处理系统能够更好地进行工作,也成为了很多人迫切关注的焦点。

一、联合站污水处理流程的现状及其存在的问题

(一)我国联合站污水处理流程现状

目前,在油田污水处理当中所运用到的技术包括:物理法,即利用重力分离、离心分离、粗粒化、过滤等技术来分离污水中的固体颗粒物;化学法,即利用混凝沉淀、化学上的转化等方法来处理污水中的一些溶解性物质等;生物法,即通过生化方式将污水中的一些物质进行分解;物理化学法,即综合运用物理化学方法进行废水处理。在油田的污水处理工作中,当下主要用到物理化学法当中的气浮法以及吸附法。气浮法,即将气泡状态的空气注入到废水当中并使其同油粒产生粘附后浮出;油田污水处理当中的吸附法是运用亲油物质吸附废水当中的油。

在污水处理技术当中,常用的一级污水处理流程工艺法通过重力分离、离心分离等进行油湿固体和浮油,之后再利用超滤、吸附、生化处理等方式进行对分散的油分子粗粒的去除,即二级处理流程。除此之外,联合站的污水处理还常用到膜生物反应器工艺流程,它着重运用污水中的生物、膜分离技术当中的二沉池,具有占地面积较小、结构更加紧凑、污泥量剩余少、处理成本低、出水水质稳定并且便于进行自动管理等多方面的优点。由于联合站的污水当中的成分比较复杂,单一、固定的处理流程往往很难保证污水处理的质量,因此,在进行联合站的污水处理工作时,一般都要结合实际情况来综合运用多种流程,从而保证处理后的污水达到最终要求。

(二)联合站污水处理流程中存在的问题

在污水处理的具体工作当中,不同的联合站使用的流程各有差异,存在的问题也不尽相同。以下以河南某联合站为例,来分析联合站污水处理流程当中存在的一些主要问题。

首先,聚合物驱采油对水质的不利影响。在河南某联合站中进行污水处理时运用到了聚合物驱采油,导致聚合物出现在采出的水当中,水质被严重影响,出现粘度增大、水中油珠小、水膜的强度大、油珠聚合的能力低等种种问题。

其次,三相分离器的运作负荷过大。三相分离器的合理运用能够保证油、水、气的有效分离,在河南某联合站的污水处理脱水流程中未给电脱水器通电,使得三相分离器的脱水工作量超负荷,同时在聚合物的影响下导致其脱水的含油量、含水量非常的不稳定,分离效果降低,给之后的污水处理流程带来了很大的阻碍。

最后,沉降罐系统工作效率低。沉降罐在污水处理当中的除油和除固体悬浮物工作中具有关键作用。然而,河南某联合站的沉降罐内部结构老旧,并且内部的斜板因垮陷、坍塌等原因被拆卸,无法实现良好的沉降效果,导致采出的水含油量以及SS过大,不利于后续过滤流程的进行。另外,因沉降罐顶部油壳而引发的排油管出水问题也经常出现。这些问题都严重影响了整个污水处理系统的运行。

二、对于联合站污水处理流程问题的处理方案

(一)严格控制药剂以及加药位置

合理使用药剂是污水处理中保证采出水质的一个关键环节,我们应当考虑具体的水质化验结果来合理、及时地进行药剂的添加与调配,使整个水系统实现稳定。在进行污水处理流程优化时,要严格遵循两级沉降、加药和三级过滤的原理,并对加药过程产生的问题做出及时的处理。通过将絮凝剂药剂的提取位置移动到污水泵来把握药剂的实际功效,使除油工作达到最好效果,从而实现注水系统的有效运作。

(二)改善污水油的处理

絮凝物和污泥的处理是联合站污水处理流程当中的一大难题,因此我们必须强化对非污水油的处理改造。在实际流程当中可以运用来液油-沉降-过滤的流程对污水油进行相应处理,及通过设置一定容量是除油灌来延长原油在沉降罐当中的沉降时间,使污水达到更好的净化。同时可以用反相破乳剂代替预脱水剂来大大减少加药后的采出液。

(三)合理采用先进技术

联合站在进行污水处理工作时,除了要懂得合理、灵活地运用当下的处理工艺,同时还要善于引进先进的处理设备与技术。作为被公认的未来最有发展前景的污水处理技术,生物处理技术一直以来都受到了广大水处理研究人员的关注。随着基因工程技术等的发展,生物处理技术在污水处理当中也得到了越来越好的运用。除此之外,联合站污水处理工作者还要时时关注当下的污水处理新技术与新设备,并结合联合站具体情况对之加以合理的运用,提高污水处理工作的效率以及质量。

三、总结

综上所述,污水处理是油田开发工作当中重要的课题,我们应当给予其高度的重视,结合自身联合站的具体情况,对污水处理过程当中产生的各种问题进行认真的分析,寻找最佳的处理方案,从而在获得经济效益的同时对环境进行有效的保护,最终实现可持续发展。

参考文献

[1]杨伟丽.联合站污水处理流程分析及其优化分析[J].中国石油和化工标准与质量,2012,14:262.

[2]高建民.油田联合站污水处理及注水控制系统设计[D].长江大学,2012.

[3]汤涛.试论辽河油田某联合站的污水处理工艺[J].企业技术开发,2013,03:173-174.

[4]冯静.联合站污水处理工艺分析及优化探讨[J].中国石油和化工标准与质量,2013,12:250.

冀东油田联合站污水处理现状 篇4

冀东油田高尚堡联合站污水处理主要采用沉降隔油、过滤、生化处理工艺, 处理完后, 一部分作为二次采油的回注水, 需达到SY5329-94的A2级水质指标要求, 即水含油≤6mg/L, 悬浮物≤2mg/L, 悬浮物粒径中值≤1.5μm;一部分排放, 需达到国家一级外排标准:石油类≤5mg/L, COD≤100mg/L。

2 工艺流程

工艺流程见图1。

3 工艺设施

3.1 隔油罐

含油污水经进水管流入罐内中心筒, 通过混合后经分水管喷到水层沉降区, 靠油、水及固体悬浮物的密度差作重力沉降。水中粒径较大的油粒在油水密度差的作用下, 首先上浮到油层, 粒径较小的油粒随水流向下流动, 与在污水中向上浮升的油滴不断碰撞、聚结成大油粒而加速上浮, 并进入油层, 通过控制液位使顶上浮油进入收油槽内回收, 固体悬浮物沉降至罐底经排泥管线排出。在一次隔油罐前端, 注入净水剂, 在沉降罐中发生化学破乳和重力沉降等作用。污水中的大部分浮油定期通过收油槽收走。大部分固体悬浮物等杂质下沉罐底, 通过排泥装置排走, 水质得到明显净化。二次隔油沉降主要去除污水的悬浮物、乳化油和溶解油等杂质。在二次隔油罐进口处注入絮凝剂, 利用高分子絮凝剂的强烈吸附桥架作用, 使细小松散的絮凝体变得粗大而紧密, 容易发生沉降。

3.2 核桃壳过滤器

核桃壳过滤器以核桃壳作为过滤填料, 带有桨叶搅拌装置的压力式容器。滤料特点是表面粗糙, 具有较强的吸油能力, 反冲洗时通过桨叶搅拌, 增加了滤料之间的相互摩擦, 清洗效果较好。当过滤器持续运行一定时间之后, 随着截留物累积量大到一定程度, 过滤器的性能将会下降, 主要表现在滤速的下降和过滤精度的降低。这时就需要进行反冲洗操作, 恢复过滤性能。反冲洗的机理实际上是过滤的逆过程。

3.3 纤维球过滤器

纤维球过滤器原理同核桃壳过滤器相同, 只不过滤料换成了纤维球。纤维球过滤器过滤时, 通过具有亲水憎油特性的纤维球滤料过滤, 水中含油和固体悬浮物被拦截下来, 清水经过滤料继续往下走, 由出水口排出。当滤料污染到一定程度时, 就要进行反冲洗。反冲洗时出水口变为反冲洗水入口, 进水口变为反冲洗水出口, 水流通过反冲洗水入口自下而上与过滤时相反的方向流经过滤器, 同时搅拌装置的桨叶不断旋转, 进行反冲洗, 污物从滤料上脱落进入水中, 由反冲洗水出口排除罐体外, 流入回收水罐。反冲洗完毕后, 切换到过滤流程, 进入过滤状态, 进行下一个工作周期。

4 运转中产生的问题

4.1 由于系统来液含油较高, 在药剂的作用下, 隔油罐顶层形成了大量的老化油

收油操作时绝大一部分因流不动而无法收集, 且收水较多。

4.2 二次隔油罐收油时造成缓冲罐液位低报

由于二次隔油罐收油时需控制出口阀门, 过水量急剧变小, 造成下游缓冲罐液位低报。

4.3 反冲洗装置憋压

运转初期反洗压力维持在0.25MPa, 但自08年起, 反洗是开始憋压, 反冲洗压力由0.25MPa上升到0.35MPa, 反冲洗用水量则由原来的100m3/h下降到60m3/h。这样导致滤料无法彻底清洗。

4.4 滤料漏失严重

由于过滤装置长期运行, 设备逐渐老化, 滤料不断变小, 缝隙慢慢变大, 过滤时滤料从出口漏失, 影响下级水质。

4.5 过滤出水不畅

由于一级核桃壳过滤效果变差, 二级过滤进口水含油及悬浮物明显增加, 过滤三四个小时后就过水不畅, 需要常开细过滤直通来保持正常生产。

4.6 反洗不下水

反洗周期过长, 二级过滤进口水质变差, 造成滤料严重结块, 致使反洗憋压不下水。

4.7 反洗效果不好

搅拌器搅拌方向单一以及反洗流程自下而上, 油污不能完全除净。

5 建议及措施

5.1 在隔油罐的浮油层安装加热旁管, 这样可以将厚油层溶化, 及时的将浮油收走。

5.2 在隔油罐内安装可上下调节的自动收油装置, 解除收油时控制出口阀门的限制。

5.3 调整或更换搅拌器, 使搅桨叶实现正反转工作。

5.4 改变过滤罐内部结构, 使正常过滤流程改成之前的反洗流程。

过滤时, 水中悬浮物自然沉降, 不污染滤料;反洗操作时, 滤层拦截的油污很容易被冲掉。反洗时释放纤维球压力, 此时纤维球靠重力可往下掉, 再启动搅拌器正、反向交替旋转纤维球, 这样可以是滤料再生更彻底。

参考文献

[1]阎志刚, 含油废水处理工艺要求.科技情报开发与经济, 2003 (13) :190~191

联合处理 篇5

混凝和化学沉淀法联合处理垃圾渗滤液

摘要:目的 通过用混凝和化学沉淀法联合对垃圾渗滤液进行的预处理来确定出最佳工艺条件.方法 通过投加混凝剂和絮凝剂对垃圾渗滤液进行混凝沉淀实验,将处理后的渗滤液再投加沉淀剂,分别以CODCr和氨氮为考察指标,根据单因素和正交实验确定实验条件.结果 实验表明,混凝和化学沉淀法联合处理对垃圾渗滤液的`CODCr和氨氮具有良好的去除效果,实验条件为:混凝剂(PAC)的投量为1000 mg/L,絮凝剂(PAM)的投量为3.5 mg/L,在pH值为5.5左右进行混凝,然后对经过沉淀的上清液调节其pH值为8.5,按Mg2+、NH4+和PO3+4物质的量之比为1∶1∶1投加沉淀剂,静置沉淀.结论 对垃圾渗滤液的CODCr和氨氮的去除率分别达到52.5%和81%以上.经处理后的废水BOD5/COD值为0.63,氨氮含量为76 mg/L,降低后续生物处理负荷.作 者:李亚峰 吕春华 陈萍 朱爱霞 LI Yafeng LV Chunhua CHEN Ping ZHU Aixia 作者单位:沈阳建筑大学市政与环境工程学院,辽宁,沈阳,110168期 刊:沈阳建筑大学学报(自然科学版) ISTICPKU Journal:JOURNAL OF SHENYANG JIANZHU UNIVERSITY NATURAL SCIENCE年,卷(期):,23(2)分类号:X703关键词:垃圾渗滤液 混凝与化学沉淀 磷酸铵镁 反应条件

联合处理 篇6

关键词:光催化生物法有机废水

中图分类号:TQ02文献标识码:A文章编号:100703973(2010)09-073-02

1、引言

近年来。工业废水,如农药、制药、造纸、印染等废水的直接排放,造成了水体严重的有机污染,严重威胁着人类的健康,已成为一个严峻的环境问题。目前全世界已发现的700多万种有机化合物中,地面水体中检出的有机物达到2221种,其中具有致癌、致畸达数百多种。

目前,虽然物理法、化学法、生物处理及高级氧化技术(Ad-vanced oxidation processes,AOPs)应用于难降解有机工业废水的处理,但仍缺乏经济而有效的实用技术。近年来,一些联合处理技术,如光催化氧化联合生物处理技术,应用于低浓度有机废水的处理显示出其独特的优越性,成为废水治理领域的研究热点,引起越来越多学者的关注和研究。

本文简要概述了水体中低浓度有机废水处理技术现状,综述了光催化氧化联合生物处理技术的研究进展。

2、低浓度有机废水处理技术

一般认为,有机废水浓度在1000mg/L以上的为高浓度有机废水,应首先考虑酚的回收利用:浓度在500mg/L以下的为低浓度有机废水,需净化处理后排放或循环使用。有机废水成分复杂、毒性大、有机物含量高,处理起来有极高的难度。目前,有机废水的处理方法主要有物理法、化学法、生物法及高级氧化技术。与物理法、化学法相比,生物法具有经济、高效、处理量大、无二次污染的特点,是目前低浓度有机废水处理应用最为广泛的技术。

近年来。一些学者利用高级氧化技术,如光催化技术,联合生物法处理低浓度有机废水,通过光催化氧化使得那降解有机化合物矿化,转变为易于生物降解的或毒性较小的有机物,一定程度上加速了生物降解速率,降解更彻底,无二次污染,具有突出的优势和广阔的应用前景。

3、光催化联合生物法处理低浓度有机废水技术

3.1光催化技术

光催化技术以光敏化半导体为催化剂,在紫外光或日光照射下产生电子一空穴对,催化剂表面羟基或水吸附后,形成氧化能力极强的羟基自由基,通过一系列自由基氧化反应降解有机物。该技术在常温常压下降解有机物,甚至完全矿化,经济,无二次污染。光催化剂TiO2以其价廉、稳定、无毒、无腐蚀性,具有广阔的应用前景。主要缺点是光催化剂不易烧制在载体表面,易在运行过程中脱落流失。

3.2生物法

生物法主要是利用微生物的新陈代谢作用,吸附、氧化、分解有机废水中的酚类化合物,将其转化为稳定的无害物质,使废水得到净化,是我国低浓度有机废水无害化处理的主要方法。生物法处理所用的微生物主要有真菌、细菌和藻类等·生物处理法多采用好氧处理、厌氧-好氧处理、活性污泥和生物膜法。缺点是对有机浓度较高、毒性较强的废水,由于存在毒性物质对微生物活性的抑制作用,处理效率较低。当废水中当生物法处理的废水中含有难降解的酚类化合物时,一般很难降酚类有机物彻底矿化,未充分降解的残余有机物积累或转化后,水体的危害进一步加剧。

3.3光催化技术联合生物法

光催化联合生物技术处理低浓度有机废水是近年来污水处理的研究热点之一。通过光催化作用,在有机废水中产生强氧化性的羟基自由基,一方面将大分子酚类化合物转化为易于生物降解的或毒性较小的有机物,另一方面将小分子物质直接氧化降解为CO2和H2O,接近完全矿化。通过发挥光催化技术和生物法两种方法各自的优点,低浓度有机废水的降解更彻底,无二次污染,处理效率更高。

3.4光催化法联合生物法研究现状与进展

李涛等探讨了“磁性颗粒负载型TiO2”用于光催化氧化-生物工艺,处理有机磷农药废水的可行性。试验结果表明,经80rain光催化氧化处理后,难降解废水在生物段的COD去除率可达到85%以上,但在光催化预处理时间为1h时COD去除率仅仅才35%,光催化预处理阶段初期生成的中间产物也是难生物降解物,只有经充分光催化氧化处理后才能达到好的效果。赵梦月等采用光催化-生化-光催化降解的方法处理有机磷农药废水,当农药废水的进水COD为2000mg/L,有机磷90mg/L时,经光催化1h~2h,后经生物降解16h,最再经光催化处理2h后,出水COD小于180mg/L,有机磷含量小于0.5 mg/L,总体有机磷去除率可达99%以上。

Hess等采用光催化,生化联合法处理TNT炸药废水得出结论,当只用生化法处理100 mg/LTNT废水时。其矿化率为14%,如果用光催化法先预处理2h,其矿化率则为23%,若预处理6h,则TNT矿化率为32%。Parra等用光催化-生化联合法处理异丙隆废水。对于经光催化预处理1h后的异丙隆废水(0.2mM),BOD5/COD比值由O增至0.65,增加了可生化性。王怡中等采用光催化-生物法联合法处理100ppm的甲基橙废水,实验结果表明先生物法、后光催化氧化是一种比较好的组合方法,光催化氧化和生物氧化对甲基橙都有去除作用,24h生物氧化,溶液COD去除达69.68%,色度去除达22.39%,随后光催化氧化1h,COD去除达84.65%,色度去除达到91.31%。 Gomez等采用光催化,生物复合反应器降解Z,--胺四乙酸铁氨(EDTA-Fe)溶液(2.5mM),结果表明,2.5h光催化氧化后,50%的EDTA-Fe溶液被降解,与此同时,BOD5/COD的比例增加了4倍,明显增加了对EDTA-Fe溶液的可生化性。Mohanty等研究了H酸的光催化-生化降解过程。对于1000mg/LH酸溶液,经生化降解后,COD仅脱除了3.5%;经光催化预处理30 min后(此过程COD脱除了13.7%),再经生化处理,COD总脱除率为46%;经光催化预处理1h后(此过程COD脱除了27.5%),再经生化处理,COD总脱除率为61.3%。

邢核等将多相光催化氧化法与生物氧化法组合,探讨了在太阳光条件下负载型催化剂降解染料化合物(50ppm的活性艳红K-2G溶液)的可行性,实验表明,光催化法对色度的去除作用明显,生物氧化法对溶液COD的去除作用明显。经24h生物氧化后,溶液的COD去除最高可达82.92%,经5h光催化氧化,色度的去除保持在20%-30%之间。谢翼飞等采用光催化与生化组合工艺处理印染模拟废水(活性艳红X-3B和阳离子艳红5GN),脱色率达到94%,COD去除率为94%,远比单独用光催化或生化处

理优越。Balcioglu等采用光催化,生化联合法处理制浆漂白废水,该废水经光催化预处理后,其生物降解性能大大提高。

李川等采用三相内循环式流化床光反应器和固定床生物反应器联合处理难生物降解的对氯酚废水。固定床生物反应器处理效果及废水的COD/BOD5证实,光催化预处理能明显的增强对氯酚的可生化性,使之更易彻底矿化。刘虹通过将光催化与生物膜组合成一体处理苯酚废水,苯酚被光催化降解后立即被生物降解,在反应器中重复循环被降解的效果,难降解与可降解有机物同时得到转化与降解,大大提高了含苯酚废水的处理效率。研究表明,单独生物降解苯酚比单独紫外光辐射降解苯酚时速率较快:苯酚在紫外光与生物膜协同作用下,其去除负荷相比单独紫外辐射和生物膜降解要高;通过生物膜和紫外辐射共同作用,虽然苯酚的降解速率与单独采用生物膜降解时一样,但苯酚的矿化程度要比单独生物降解高。Zhang Y等采用光催化-生物复合反应器对苯酚的降解情况,单独经10h光催化仅能降解部分苯酚,矿化率也不是很高:单独生物降解虽然能几乎完全去除苯酚,但苯酚的矿化率不超过74%,光催化与生物氧化同时进行,能更迅速的去除苯酚,苯酚的矿化率接近92%。

Marsolek MD等人研究了一种新型光催化复合生物膜的循环床(PCBBR),利用醋酸纤维做光催化剂和微生物的共同载体,载体表层负载浆液形式的Degussa P25 TiO2,微生物负载在载体内部大孔道中,避免了紫外光辐射及羟基自由基等有毒害物质杀死微生物,使光催化和生物法密切联系。实验结果表明,单独光催化作用下,TCP和COD去除率分别为32%和26%,载体负载微生物后,TCP和COD去除率分别提高到98%和96%,而单独生物降解不能去除TCP。

4、前景展望

光催化氧化联合生物法处理难降解有机废水作为一种新型的处理方法,通过光催化氧化处理和生物降解处理之间协同耦合作用,使难降解有机物,经过光催化氧化后转变为易于被微生物所利用或分解的中间产物,使难降解有机废水矿化程度进一步提高,两级联合处理废水后效率大幅度提高。与传统有机废水处理方法相比,光催化联合生物法,弥补了二者的缺点,在未来低浓度有机废水处理中,具有更广阔的发展和应用推广潜力。

5、结语

光催化氧化联合生物法处理有机废水,目前仍存在许多问题。需进一步深入研究。第一,光催化氧化协同生物降解的作用机理尚未完善,如反应器的组合式、分体式、组合的先后顺序等对处理效果的影响,及光催化氧化阶段对微生物生长及分布规律的影响等,都需做大量研究工作;第二,目前,光催化剂的负载、成型方式仍不太理想,有待提高,在实际应用中必须考虑,使得光催化剂具有良好的催化特性、经济型及耐用性。

参考文献:

[1]申森,王振强等,水体中有机污染物的治理技术[J],科技咨询导报,2006,(14):70-71,

一种空频联合处理的线谱检测方法 篇7

强干扰背景下的目标检测问题一直是水声领域中研究的热点之一。而拖曳线列阵[1]具有孔径不受舰艇限制,可充分利用水文条件、可变深、远离拖船、噪声低等优点[2],成为水下目标检测的重要工具。随着人类经济的发展和科技的进步,一方面由海洋运输;海上石油勘探与开采等人类活动造成的水下噪声污染不断加重[3];另一方面,各国长期以来一直致力于降低水下目标的辐射噪声,提高目标的隐身能力[4]。这导致拖曳线列阵只采用宽带能量积分的检测方法已不能满足对水下远距离目标检测的要求[5]。

水下目标的螺旋桨转动切割水体会产生低频信号[6],其中部分低频信号会直接以线谱形式出现在目标辐射噪声中。对低速水下目标的辐射噪声测量表明,其线谱强度一般高于附近连续谱10dB-25dB,其稳定度可达10min以上[7]。线谱具有较高的强度和稳定性,对于线谱,利用窄带检测系统可以显著提高拖曳线列阵的探测距离[8]。

通常情况下,目标辐射噪声中的线谱位置是未知的,因此常常需要做线谱检测。线谱检测的经典作法是对信号作快速傅里叶变换[9](FFT,Fast Fourier Transform)。随着自适应信号处理技术的发展,自适应线谱增强算法(ALE,Adaptive Line Enhancement)[10]在线谱检测中的应用越来越广泛。但是在低信噪比下,ALE算法的性能很差,无法通过ALE算法准确检测出位置线谱的位置。

如何在低信噪比下,利用水下目标的线谱辐射特性,提高拖曳线列阵的探测距离,成为水声工作者关注的问题。针对这个问题,文献[11]提出了一种水下声信号未知频率的目标检测方法,该方法利用目标对应频率单元波束输出最大值基本一致的特点,统计各频率单元的方位估计结果,从而实现对目标的检测。但在强干扰的环境下,强干扰会影响各频率单元方位估计的统计结果,导致拖曳线列阵对线谱的检测性能下降。

基于此,本文提出一种空频联合处理的线谱检测方法,该方法在空域上,根据干扰与目标的空间可分性,利用具有良好宽容性的逆波束形成算法[12]对强干扰进行抑制;在频域上,利用文献[11]提出的基于方位稳定性的线谱目标检测方法对线谱进行检查。MATLAB程序仿真表明,该空频联合处理方法提高了强干扰背景下,拖曳线列阵对未知线谱目标的检测能力。

2信号模型

设空间中有M元均匀线列阵,阵元间距为d,结构如图1所示。干扰信号I(t)和目标信号S(t),分别以α和β入射到该线列阵。

此时阵列的输出信号可表示为

其中xk(t),k=1,2,…,M表示第k个阵元在时刻t的输出信号,它包括I(t)、 S(t)和环境噪声。T表示矩阵转置。

假设环境噪声各向同性;目标信号和干扰均为远场信号,均以平面波形式到达线列阵;干扰信号、目标信号和环境噪声相互独立。在上述假设下式(1)写为向量形式为

式 ( 2 ) 中X ( t ) 为M×1维的阵列接收信号 , S ( t ) 为N×1维信号空间 ( N为信源个数 , 包括信号和干扰 ), N ( t ) 为M×1维噪声数据 , A为M ×N的导向矢量矩阵 。 根据图1假定的信源数目和入射角度 , A可写为, c是水下声速 , ω 表示信号角频率 。

3空频联合处理

3.1基于方位稳定的线谱目标检测方法

方位稳定的线谱目标检测方法基于两个假设:1线谱信噪比足够大,使得该线谱能够稳定检测目标; 2在统计时间内,目标方位变化较慢。

基于方差稳定的线谱检测方法首先对拖曳线列阵各阵元接收信号进行傅里叶变化,得到K个频率单元,记为fi,i=1,…,K。然后,对每个频率单元进行频域波束形成,获得各频率单元空间谱R(fi,θj),i= 1,…,K;j=1,…,L,其K×L为维矩阵。并对R(fi,θj)每行求最大值,最大值所对应的角度即为该频率单元的DOA估计结果,记为θ(fi),i=1,…,K。噪声对应的频率单元θ(fi)是随机的,而水下线谱目标对应的频率单元θ(fi)是稳定的。

对上述信号处理过程重复P次,即连续处理P帧数据信号,可得每个频率单元对应的P个方位,记为θp(fi),i=1,…,K,p=1,…,P。分别计算每个频率单元的DOA方差,记为δθ(fi),i=1,…,K。由理论分析可知,目标辐射线谱信号对应频率单元每次所得DOA为稳定的,其方差较小;而背景噪声对应频率单元每次所得DOA是随机的,其方差较大。

对每一个方位的输出值进行统计计算,作为最后的波束输出。计算过程如下,首先将最后的波束输出置0,即Rout(θj)=0,j=1,…,L,所有频率单元的所有DOA测量值均参与计算,当某一个频率单元的某一帧DOA估计为θp(fi)时,则在θp(fi)的DOA对应值上,累加该频率单元对应的DOA方差的倒数,即

以此计算,直到每一个频率单元每一帧的方位估计结果均参加运算,最后得到每一个方位的方差倒数累计值,作为最终的波束输出。

3.2具有良好宽容性的干扰抑制算法

逆波束形成干扰抑制算法[13],充分利用干扰的方位知识进行干扰抑制。但在复杂海洋环境中,由于阵型畸变等因素阵列接收的干扰信号往往存在相位随机扰动,此时该算法干扰抑制效果会严重下降。针对此问题,文献[12]提出了具有良好宽容性的逆波束形成干扰抑制算法,该算法能够在复杂海洋环境中获得较好的对干扰抑制效果。

具有良好宽容性的逆波束形成干扰抑制算法分三步进行干扰抑制,具有如下:

( 1 ) 对阵列输出信号X ( t ) 进行常规波束形成以检测干扰信号的方位 , 常规频域波束形成的输出 :, 其中 ω 表示接收信号的角频率 , θ 表示搜索的方位角 , Xm( ω ) 表示第m个阵元输出信号的频域表示 。 根据波束形成结果 , 找到最大波束输出方位 θmax。 在需要进行干扰抑制的场景中干扰信号往往很强 , 一般 θmax即为干扰来的方向 。

(2)根据干扰方向θmax,构造重构矩阵W ,W具体如式(4)所示。

式(4)中,ΓN=e-jωndcosθ/c。

利用重构矩阵W重构干扰信号Iest(ω),Iest(ω)=WX(ω),X(ω)是阵列接收信号的频域表示。

(3)利用阵元接收信 号X(ω)减去上述 重建干扰 信号Iest(ω)得到干扰 抑制后的 阵元接收 信号,即X′pro(ω)=X(ω)-I′est(ω),X′pro(ω)表示干扰抑制后的阵列信号。

3.3空频联合处理

为了提高拖曳线列阵对线谱目标的检测性能,空频联合处理的线谱检测方法,首先利用具有良好宽容性的逆波束形成算法,进行干扰抑制。然后利用基于方位稳定的线谱目标检测方法对干扰抑制后的阵列信号进行处理。整个空频联合处理算法的流程图,如图2所示。

空频联合处理的线谱检测方法的实现步骤如下:

( 1 ) 对阵列输出信号X ( t ) 进行FFT , 对傅里叶变换后的阵列信号进行频域波束形成 , 获得空间谱P ( ω , θ );

( 2 ) 根据步骤 ( 1 ) 中的空间谱P ( ω , θ ) 获得干扰的方位 θmax, 根据干扰方位信息构造干扰重构矩阵W ;

(3)利用步骤(2)中的干扰重构矩阵W ,构造干扰信号Iest(ω),进行干扰抑制,获得干扰抑制后阵列信号X′pro(ω);

(4)对X′pro(ω)的每一个频率单元进行频域波束形成,从而得到每一个频率单元的波束输出R(fi,θj);

( 5 ) 对每一个频率单元的波束输出求最大值 , 即每一个频率单元的方位估计结果 ;

(6)更新接收信号,重复进行步骤(4)、(5),直到重复次数达到预先设定值P,则每一个频率单元均得到P个方位估计结果,记为θp(fi);

(7)分别对每一个频率单元的方位估计结果进行方差计算,对应结果记为δθ(fi);

(8)利用公式(3)对所有方位估计结果对应的方差进行累计计算,作为最终的波束输出。

4MATLAB程序仿真

仿真采用32元均匀线列阵,阵元间距为2.5m;目标辐射信号包括高斯带限白噪声和线谱成份,白噪声带宽为100Hz-300Hz,线谱频率为200Hz,线谱谱级与白噪声平均谱级比为15dB;干扰为高斯带限白噪声,目标信号方位β=60°,干扰信号方位α=20°;背景噪声为带限高斯噪声,频率范围为100Hz-300Hz,信噪比为-25dB;采样频率为3000Hz;水中声速取为1500m/s。

首先,给出干扰强度较弱时(此时信干比为-10dB),常规宽带能量检测方法与基于方位稳定的线谱目标检测方法对未知线谱目标信号的检测结果。高信干比下,常规能量检测得出的空间谱,如图3所示。基于方位稳定的线谱目标检测得出的空间谱,如图4所示。由图3可见,虽然20°的干扰和60°的目标均可以被检测到,但60°的目标是其中较弱的。图4是基于方位稳定的线谱目标检测结果,在图4中只有60°的目标被清晰的检测到,而20°的干扰被抑制。

当给出干扰强度较强时(此时信干比为-25dB),常规能量检测方法是基于方位稳定的线谱目标检测方法和空频联合处理线谱检测方法对未知线谱目标信号的检测结果。低信干比下,常规能量检测得出的空间谱,如图5所示。基于方位稳定的线谱目标检测得出的空间谱,如图6所示。空频联合处理的空间谱,如图7所示。

由图5所见,低信干比下,只有20°的干扰可以被检测到, 60°的目标被淹没在强干扰的旁瓣里。图6是低信干比下,基于方位稳定的线谱目标检测结果,此时由于干扰的强度太强, 线谱检测后仍然只有20°的干扰被检测到,60°的目标不能被检测到。这是因为此时信干比太低,虽然目标的有线谱,但是该线谱谱级与强干扰平均谱级比很低,在强干扰频带范围的频点对应的DOA估计结果均为20°,求得方位方差很小,这导致在20°的加权很大。所以基于方位稳定的线谱目标检测结果中,20°强干扰仍然特别强。

图7是空频联合处理后的空间谱,由图7可见,利用空频联合处理可以很好的抑制20°的强干扰,而使60°的目标被检测到。空频联合处理方法在低信干比下具有良好的线谱检测能力,是因为该方法首先在空域上利用具有良好宽容性的逆波束形成算法把强干扰抑制掉,然后对干扰抑制后的阵列信号,利用基于方位稳定的线谱目标检测方法求各个频带的方位,此时由于干扰被抑制掉,所以目标线谱所对应的方位会获得较大的加权值,使目标被检测到。

对比图6与图7可见,该空频联合处理方法提高了强干扰背景下,拖曳线列阵对未知线谱目标的检测能力。

5结束语

联合站污水处理流程的设计与优化 篇8

一、污水处理流程分析

在实习的第一天, 笔者被分配到了联合站污水处理站, 每一个生产部门都会有废物产生, 如一些废物、废渣、废气, 产生的“三废”要及时处理, 这样才能将对自然环境的破坏减到最小, 保护我们的生活、生产、生态环境。油气田生产过程也不例外, 其中尤以含油污水的排放量最大, 而且处理的方法过程也比较复杂, 不同的地区因环境、气候等条件不一样, 采取的污水处理流程也不同, 本文以广华联合站过程为例, 分析一下污水处理流程。

进入污水站的污水, 采用何种方法进行处理要取决于水质的要求, 油田大部分污水都用于回注地层。污水站的主要工作就是加药和水质处理。污水中含有很多杂质, 其类型、数量和分布情况等决定了处理方法的选择。如污水中所含的悬浮物质按颗粒的大小, 大致可以分为四类:一是悬浮固体。它很容易在水中沉降。二是胶体。粒径略小于悬浮固体。三是浮油和溶解油。四是颗粒最小的溶解物质。

常规处理方法也通常分为四种:一是化学处理方法, 即加药, 使加入的化学物质和水中的杂质发生化学反应, 如联合站通常加入絮凝剂, 使小颗粒悬浮物聚合成大颗粒, 这样可通过沉降除掉杂质;二是物理处理方法, 这种方法适用于大颗粒的悬浮固体杂质, 包括过滤, 重力分离, 活性炭吸附等;三是物理化学结合处理法, 顾名思义, 这种方法将化学和物理两种方法结合起来综合处理;四是生物处理法, 这种方法的处理效率最高, 而且操作费用也比较低。微生物由生物化学作用可以将有机物分解, 使其转化为无毒物质, 最终达到污水净化的目的。

广华采用的常规处理流程基本分为三个步骤:一是依靠重力的自然出油段, 二是进入沉降分离段, 在这个步骤会加入一些化学药剂进行分离, 常采用加絮凝剂的方法, 提高分离效率。三是分离乳化油和其他固体微粒的阶段, 目前采用的是加核桃壳的方法, 但是效率不是特别高, 所以正在准备用新的过滤介质, 如改性纤维球等。上述三个步骤可以总结为:除油———混凝———过滤三步法。但是, 有时只用这三段常规流程不能满足对水质的要求, 为提高处理效率, 会采用精细过滤流程。精细过滤即采用双滤料过滤, 这种方式采出水的含油率很低, 但是成本比较高。

二、污水处理优化分析

污水处理流程常见问题包括:重力沉降段仍然存在问题;有些污水用絮凝剂得不到良好的混凝作用, 水中包含了一定量的聚合物, 采出水粘度较大, 且油珠较小;立式出油罐内流体流动方向不是很合理导致出水质量不高;核桃壳过滤罐过滤效率不稳定, 以及对设备进行的防垢、防腐以及杀菌的保护还有待加强。针对上述存在的问题, 提出了一些优化处理工艺的方法。

(一) 对于沉降池的清理和使用。重力沉降的方法能分成粒径较大的杂质, 虽然在初级阶段能起到一定的改善作用, 但是在有些混凝土沉降池中, 含油污水的过滤速度很慢, 而且密度比水大的固体杂质会沉积在池底, 需要人工定期定时清除。而且更严重的是, 污水在沉降池中与空气直接接触, 对大气环境会造成很严重的污染。所以, 出于对采出水质量和对环境保护方面的考虑, 沉降池方式应该减少使用。

(二) 对污水油混凝处理进行优化。有些污水仅用絮凝剂是得不到良好的混凝效果的, 此时就应该添加助凝剂。它虽然不能起到混凝作用, 但是可以使絮凝剂的混凝作用得到强化, 进一步加强混凝作用。常用的助凝剂有很多分类, 比如酸碱类的助凝剂用于调节污水的酸碱度效果是很好的;氧化性强的助凝剂可以破坏水中含有的臭氧等有机物质。污水的组成成分都很复杂, 所以对于絮凝剂和助凝剂的选择要根据严格的实验数据得出, 选用的种类和剂量都要慎重考虑。

(三) 改善立式除油罐内流体的流动方向。虽然立式除油罐有很多优点, 比如容积大, 污水可以停留很长时间以便于杂质的沉降分离, 而且可以节约能量, 但是缺点也是显著的, 由于系统的复杂性, 且油的流动方向和水的流动方向是相反的, 所以油水分离效果不高。故可对除油罐进行改造, 使罐内的污水呈水平方向流动, 使油、杂质和水的分离效率升高, 使出水质量明显提高。

(四) 新型滤料的研究开发。核桃壳过滤器在我国应用范围很广, 广华联合站内使用的就是核桃壳过滤器, 但是存在的问题也很多, 核桃壳是天然物质, 它本身具有的一些物理性质无法改变, 而且它容易破碎, 破碎后形成的颗粒形状都不规则, 这些不规则形状的颗粒会发生使筛管堵塞的现象, 这会极大地影响过滤效率, 并且核桃壳过滤器的使用寿命很短。所以现在我国很多机构在开发研究新的人造微孔陶瓷滤料, 这种滤料以氧化性物质, 石英为基础底料, 再加上一定量的粘合剂高温烘焙而成。这种滤料较之核桃壳, 外形更加规则且颗粒均匀, 耐磨硬度大, 使用寿命还长, 经过一定时间的审核之后, 这种滤料可以投产利用, 能够显著提高过滤效率。

(五) 污水处理设备的防护。污水处理设备需要定期防护检查, 因为水中含有的有害物质会侵蚀设备和管线, 若不能及时发现处理, 会降低处理效率, 更严重的会导致安全事故问题。例如采出水中溶解盐类含量很多, 所以很容易在设备中产生水垢。根据不同的水垢, 可采用不同的防垢剂进行防垢处理, 其中效果最好的防垢剂是一种复合型防垢药剂, 防垢作用要好于单种药剂。清垢虽然也亦可, 但是费用大, 所以生产中应该多以防垢为主。

腐蚀对设备的伤害是最大的, 所以要采取控制腐蚀的相关措施, 多采用抗腐蚀性能好的材料, 并且加入化学缓蚀剂减轻腐蚀现象, 还可以在内壁涂上防腐涂层。缓蚀剂的种类有很多, 所以在不同的腐蚀情况下要选用合适的缓蚀剂。在注入缓蚀剂的时候, 剂量的大小要控制好, 可以在最开始大量注入, 这样会快速形成防腐膜, 之后再连续注入小剂量的缓蚀剂, 保持有效性并且能延长使用周期。

杀菌处理也是十分必要的, 好的杀菌效果会提高产出水的水质质量。广华联合站内常采用次氯酸盐, 它是氧化性极强的一种氧化剂, 对分解细菌有很有效的效果。杀菌剂不能只选用一种, 因为在水处理系统中, 细菌长时间后会产生抗药性。注入杀菌剂也可同缓蚀剂一样, 第一次大量注入, 然后定期注入, 注意每次注入的周期的剂量。并且注意定期取样分析, 随时调整杀菌剂的品种和剂量。

摘要:在油田开发中, 污水处理是极其重要的一个环节。本文对在江汉油田联合站的实习所得进行了归纳和分析, 并对联合站污水处理系统存在的问题进行了总结, 提出了相关的优化途径。

联合处理 篇9

关键词:燃气—蒸汽联合循环机组,振动,轴封温度

0前言

近年来, 随着国家对环保要求日益提高, 国内天然气发电装机容量快速增加, 装机和发电量占比也逐渐增大。根据中国电力企业联合会《“十三五”天然气发电需求预测》报告, 2020年我国天然气发电装机容量将达到1亿千瓦, 占总发电装机容量的4.71%。燃气—蒸汽联合循环系统中, 主要有燃气轮机、余热锅炉和汽轮机组成, 一般燃气轮机和汽轮机分轴布置。目前国内E级燃气—蒸汽联合循环机组装配较多, 联合循环的容量大约在200 MW, 配套的汽轮机功率在100 MW以下, 汽轮机一般以调整抽汽供热机组为主。由于汽轮机容量较小, 一般采用单一转子结构。由于汽轮机结构复查, 任何一个设备或参数的变化, 如主汽参数、润滑油温、疏水和轴封温度的变化, 都可能引起汽轮机组振动, 遇到汽轮机振动, 需认真分析、查找原因, 最终找到解决的方法。汽轮机发生振动异常, 将直接威胁汽轮机组的安全运行, 应认真分析, 设法消除。

1 机组异常振动的原因分析

(1) 汽轮机组启动过程中, 如疏水不彻底, 暖机时间不充分, 汽轮机升速过快, 汽轮机加负荷过快, 都将引起汽轮机汽缸膨胀不均匀, 造成汽缸相对于转子的热偏移变大, 严重的造成转子和汽缸的摩擦, 引起汽轮机组振动。

(2) 汽轮机组正常运行中, 真空不正常降低, 使得排气缸温度上升, 导致后轴承座受热膨胀抬高, 引起汽轮机中心偏移, 导致汽轮机振动。

(3) 汽轮机运行中叶片断裂、脱落、结垢、腐蚀, 平衡块脱落, 造成汽轮机转子质量不平衡, 引起汽轮机振动。

(4) 汽轮机叶片受到汽流冲击产生激振力引起转子叶片产生不平衡力, 引起汽轮机组振动。

(5) 汽轮机内部构件发生异常, 如隔板、叶片变形, 内部通流间隙片偏小, 滑销系统发生卡涩汽轮机汽缸不能自由膨胀, 导致内部件摩擦, 引起汽轮机振动。

2 某单转子汽轮机振动异常处理

某燃气—蒸汽联合循环机组, 配套燃机为南京汽轮电机 (集团) 有限责任公司 (以下简称南汽) 设计制造的PG9171E型燃机 (GE公司提供技术支持) , 汽轮机为南汽的LCZ60-5.8/1.3/0.58, 双压 (带补汽) 、可调抽汽凝汽式联供热抽汽凝汽式汽轮机, 配以南汽生产的QFW-60-2型发电机。该汽轮机为双压、冲动、单排汽、单轴、可调整抽汽凝汽式汽轮机, 汽缸前部 (第1至第6级) 为双层结构, 之后为单层结构。汽缸内装有高压内缸、四级隔板套、18级隔板、前汽封和后汽封等部套, 通流部分由18级压力级组成。汽轮机转子为二支点支承, 分别为1#推力支持联合轴承和2#支持轴承, 1#轴承为三层带瓦衬椭圆轴承, 1#轴承为二层带瓦衬椭圆轴承。支持部分尺寸为1#Φ300×240, 2#Φ325×260。1#推力部分为可倾瓦推力轴承, 推力瓦块为10块, 内、外径分别为Φ296 mm和Φ545 mm, 定位瓦块为10块, 内、外径分别为Φ300 mm和Φ545 mm。汽轮机转子通过一副半挠性波型联轴器与发电机转子相连。汽轮机转子为整锻加4级套装叶轮结构, 装有18级叶片, 其轴系布置见图1。2015年6月18日该汽轮机组1#瓦和1#瓦在运行中突然出现振动缓慢增大的异常情况, 由94μm逐渐升至152μm, 通过调整润滑油温等参数, 振动最终稳定在142μm左右。

2.1 运行工况

2015年6月18日14时50分, 该汽轮机1#瓦和4#瓦轴振在运行中突然出现振动缓慢增大的异常情况, 最大振动值达到152μm (1X:152μm) 。现场用听针检查汽轮机本体未听到异常响声, 17时20分调整润滑油温由40℃升至43℃后, 机组最大振动降至142μm (1X:142μm) , 稳定运行。

2.2 数据测量采集

分析18日该机组振动异常变化原因, 对该汽轮机组降负荷及停运过程的振动情况进行现场测试。所有信号取自机组TSI (本特利3500) 缓冲输出BNC端子, 并采用合肥伟博测控公司生产的Vibro916 16通道振动信号采集分析系统进行数据处理和分析。现场测试各轴瓦振动采集数据见表1。降负荷过程中, 机组1#, 4#轴承振动如图2~图5所示。

由振动趋势图可以看出正常运行及降负荷过程中1#, 4#轴瓦振动幅值和相位变化平缓, 说明轴系状态稳定。18时07分, 机组打闸停机后重新挂闸冲转至满速, 空载状态下各轴瓦振动值见表2。至18时10分, 机组再次打闸, 降速过程中振动趋势图如图6~图9所示。

2.3 振动原因分析

从上述测试图谱看, 改汽轮机1#瓦、4#瓦振动值主要以1倍频为主, 振动性质为普通强迫振动。根据之前振动不大且振动上升过程较为平缓这一现象, 可以排除轴系本身质量不平衡的原因, 同时调用DCS历史曲线发现, 该机组1#轴承振动缓慢上升的同时, 2#轴承振动缓慢下降, 说明该机组1#轴承振动的变化与轴承本身应无直接关系, 而与轴系的状态变化有关, 如轴系局部的温度变化导致转子或轴系的不平衡状态的改变。进一步结合现场DCS趋势图分析, 检查发现振动值变换前后轴封进、回汽温度变化比较大, 回汽温度由123℃升至137℃, 温度变化和振动变化基本同步 (回汽温度变化略滞后于振动变化, 该温度测点可能存在问题, 历史曲线显示该温度变化为阶跃式) 。

6月22日, 4#机组启动, 根据以上分析决定拆除该汽轮机轴封进、回汽温度测点附近保温, 就地比对温度, 发现进汽温度就地160℃, CRT显示只有130℃, 确定为测点故障。对该机组轴封供汽温度进行调整, 控制轴封回汽温度≤120℃, 该汽轮机1#瓦和4#瓦振动慢慢下降逐渐回复原始值。

两次降低轴封送汽温度, 振动值均明显随之下降, 第一次后汽封进汽温度由137℃降至120℃, 1#轴承振动由151μm最低降至88μm;第二次后汽封进汽温度由120℃降至108℃, 1#轴承振动由98μm最低降至62μm, 调整效果明显, 说明轴封供汽温度的变化是导致该机组1#, 2#轴承振动异常变化的原因。

3结论

(1) 对于单转子汽轮机来说, 因只配置一个高调门, 相对大型多转子汽轮机结构简单, 存在汽轮机汽流激振的可能性较小, 应从摩擦振动和转子热变形考虑。

(2) 轴封蒸汽温度变化导致振动变化的原因为:在机组参数不变的情况下, 转子 (或轴系) 本身达到一个平衡的状态, 转子本身的质量不平衡位置或状态也是相对稳定的, 轴封蒸汽温度变化, 使得转子表面局部受热膨胀, 转子不平衡状态发生了变化, 振动幅值和相位相应变化, 这个过程是随着温度缓慢变化的, 并且随着温度的稳定最终会趋于一个新的平衡, 有时可能也会伴随着动静碰摩。

(3) 汽轮机异常的振动是汽轮机运行过程中比较常见的故障, 也是不可避免的。在进行汽轮机振动故障处理时, 应根据故障的特点进行认真分析、研究, 对比振动变化前后机组的运行数据, 如润滑油温、轴封温度和疏水的开启情况等。

(4) 汽轮机组振动分析首先应查看振动的频率是1倍频还是高倍频或低频等, 振动的相位是否稳定, 如振动相位变化, 则应重点观察相邻轴承相位的关系。

(5) 汽轮机转子可逆热弯曲引起的振动, 一般主要表现在轴向振动, 且主要以1倍频为主, 一般这类热弯曲都是可以恢复的。当形成转子热弯曲的原因消除后, 振动异常的现象也会随之消除。

参考文献

联合处理 篇10

关键词:电镀废水,聚合氯化铝,聚丙烯酰胺

1 引言

电镀废水大致分为6类,分别为:前处理废水、含氰废水、含镍废水、含铬废水、含铜废水、综合废水[1]。电镀废水如不进行很好的治理,将会严重地污染环境,影响人们的身体健康,同时,将给企业带来一定的经济损失。因此,电镀废水的治理问题必须彻底解决。由于电镀种类的不同,电镀废水中所含的污染物也就不同。采用较常见的处理流程是物化处理,生化处理加深度处理。聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)用于电镀废水处理属于其中的混凝沉淀法,被称为废水处理的“黄金组合”,是电镀废水处理的重要方法,在电镀废水处理中有着广泛的应用[2]。

随着研究的深入,越来越多的新型絮凝剂被开发,特别是无机-有机复合絮凝剂的应用,它不仅展示了自身的优点而且还克服了传统絮凝剂的缺点。无机高分子絮凝剂在絮凝效果方面优于传统的絮凝剂,但与有机高分子絮凝剂相比,在聚合度及絮凝效果方面较差。有机高分子絮凝剂具有用量少,絮凝速度快,受pH值及温度影响小等优点,但是价格昂贵。将两种絮凝剂复配使用,利用无机絮凝剂的高正电荷密度和有机高分子絮凝剂的桥连作用,两者产生协同作用,能够提高絮凝处理能力,既有两者双重的优点,又避免了两者的不足。因此,近年来无机-有机高分子复合絮凝剂的研制开发已成为热点[3]。

2 电镀废水处理中PAC和PAM的原理

PAC是无机高分子絮凝剂中技术最成熟,市场销售量最大的一种,是一种金属络合物,铝是中心离子,氢氧根及氯根为配位体,通过羟基而架桥聚合,产品分固体和液体两种[4]。实验通式为AIn(OH)mCI(3n-m),碱度(m/n)是水合AI3+的中和度,能够表示PAC的特性。生产PAC的方法有氯化铝与碱反应,氢氧化铝与盐酸反应等。例如:

nAICI3+mOH→ALn(OH)mCI(3n-m)+mCI

PAC的水溶液是介于三氯化铝和氢氧化铝之间的水解产物,带有胶体电荷,因此对水中的悬浮物有极强的吸附性,从而达到絮凝水中悬浮物的目的。由于具有比传统药剂适应性强,无毒并可成倍提高效能而相对价廉等优点,因而近年得到了迅速发展和广泛使用[5]。

PAM是最早开发出的有机高分子絮凝剂,分子式为(C3H5NO)n,是由单体丙烯酰胺(PAM)经自由基聚合而成[4]。以丙烯为主要原料,与水按一定比例混合,在铜催化剂的条件下,经过水合、提纯、聚合、干燥、粉碎等工序,便可生产出PAM。在制备中可引进不同的带电基团,故有阴离子型、阳离子型、两性及非离子型PAM产品。工业上将凡含有50%以上丙烯酰胺单体的聚合物,都泛称作聚丙烯酰胺[6]。PAM根据分子质量可分为低分子量(100万以下)、中分子量(100~1000万)、高分子量(1000~1500万)、超分子量(1500万以上)。由于PAM分子链中含有一定数量的极性基团,它能通过吸附废水中悬浮的固体粒子,使粒子间架桥或通过电荷中和使粒子凝聚形成大的絮凝物,所以,它可以加速悬浮液中粒子的沉降,有非常明显的加快溶液澄清的效果。

3 试验设计

试验目的:为了确定废水处理试验系统的絮凝处理操作参数,对该洗涤剂厂的生产废水进行絮凝实验研究,确定絮凝处理的最佳操作条件,如絮凝剂用量。同时探讨PAC和PAM过量使用对废水处理效果的影响程度。

3.1 主要试剂

聚合氯化铝(PAC,工业园污水处理中心已配制浓度为4%),聚丙烯酰胺(PAM,工业园污水处理中心已配制浓度为0.3%),稀硫酸溶液(AR),氢氧化钠溶液(AR)。

3.2 试验器材

絮凝试验所用烧杯在多联动变速搅拌机上进行,实验所用废水直接取自上述电镀工业园废水处理中心。试验仪器包括JJ-3六联电动搅拌器、pHS-3C型精密pH计、MS-1微波消解COD测定仪、721B型分光光度计和烧杯等。

3.3 试验方法和试验条件

在6~8个烧杯中,加入400mL水样,分别加入一定量的PAC(4%)、PAM(0.3%),用苛性钠溶液或稀硫酸溶液调节pH值,搅拌一定时间后,静置沉淀,取上清液测CODCr值。试验时搅拌速度60r/min,搅拌时间30min,沉淀时间30 min。水质测定按《水和废水监测分析方法》中规定的标准方法进行[7]。CODCr的测定采用微波消解重铬酸钾法。

4 试验结果与讨论

4.1 助凝剂PAM的用量

按试验方法,使用配置好质量分数4%的PAC,固定絮凝剂PAC的用量为2mL,同时控制pH值为7.0,仅改变PAM用量,研究PAM投加量对CODCr去除率的影响。试验结果见图1。

图1表明在固定投加定量PAC的情况下,PAM有利于促进矾花的形成,沉降性能提高,CODCr去除率进一步增加。通过试验可以发现当助凝剂PAM加入后改善了废水的矾花形态,水中矾花将会凝聚在一起,然后慢慢变大,这是因为加入助凝剂PAM后,通过其吸附架桥作用,将胶体颗粒吸附在一起,使颗粒逐渐变大,形成肉眼可见的粗大絮凝体。从而提高CODCr的去除率。随着PAM的加入CODCr的去除率在提高,当PAM加入量为1mg/L时,CODCr的去除率达到最大,CODCr的去除率达到60%以上。

4.2 絮凝剂PAC的用量

按试验方法,使用配置好质量分数0.3%的PAM,固定絮凝剂PAM的用量为2 mL,同时控制pH值为7.0,仅改变PAC用量,研究PAC投加量对CODCr去除率的影响。试验结果见图2。

从图2明显可以看出,随着PAC的投加量增加其废水的CODCr去除率逐渐提高,废水中也渐渐出现矾花,随着PAC投加量的增加矾花也不断变大,沉淀时间明显缩短,当PAC的投加量为2.5 mg/L时,废水的CODCr去除率达到最大,去除率达到70%以上,所以2.5mg/L为PAC的最佳投加量,大于最佳量之后去除率开始下降。

4.3 对比PAC和PAM对水质的影响

观察图1可以看出当PAM投加量为零时CODCr去除率达到30%多,即仅投加PAC而不投加PAM的情况下能够去除一定的CODCr,当PAM投加大于最佳值后,CODCr去除率降低,其降低是缓慢下降。观察图2可以看出当PAC投加量为零时CODCr去除率也为零,即仅投加PAM是不能够去除CODCr,随着PAC的投加CODCr去除率迅速上升,达到最佳值后去除率开始下降,而且下降比较迅猛。通过对比可以看出PAC对去除CODCr的效果要远大于PAM去除的效果,间接可以总结出污水处理率PAC比PAM影响程度大。同时综合可以看到当PAM和PAC投加量分别为1mL和2.5mL为最佳投加量,这个时候矾花比较大,上清液很清澈,沉淀速度快。

5 PAC和PAM分别过量时的影响

由于在实际运行过程中,絮凝池出水溢流至沉淀池时常出现污泥上浮现象,引起后端水质变浑浊,感官很差,初步分析是前段絮凝池中的PAC或者PAM加入量过多导致,为此通过试验室小试确定引起此现象的具体原因。

5.1 PAM过量投加

控制pH值为7.0,在最佳投加量的基础上继续添加PAM观察废水的水质变化,实验结果见图3。

从图3中可以直观地看出随着当PAM投加量超过最佳量时,CODCr的去除率随着PAM投加量增加而缓慢下降,水质变得粘稠。PAM本身也是CODCr,过量的加入相当于引入CODCr,导致CODCr去除率下降,同时PAM全称聚丙烯酰胺,其小分子丙烯酰胺有毒性,过量的加入会引起后端生化处理出现中毒现象。另外PAM价格昂贵,过量投加直接造成浪费现象。

5.2 PAM过量投加

控制pH值为7.0,在最佳投加量的基础上我们继续添加PAC观察废水的水质变化,试验结果见图4。

从图4中可以直接看出,随着PAC投加量的增加CODCr去除率急剧下降,过多的PAC将水中的小凝团包围在一起,阻止了小凝团的进一步聚集,影响了大分子物质的沉降。水质开始变得浑浊,同时生成的矾花打碎,矾花上翻到水面,CODCr去除率急剧下降。

6 结论

(1)试验结果表明,PAC-PAM复合絮凝剂对电镀废水有着良好的处理效果。

(2)在pH值为7的情况下,采用质量分数0.3%的PAM和4%的PAC时,当投加量分别为1 mL和2.5mL时其效果最好,矾花明显且沉淀性能好,而且废水沉淀之后上清液清澈。

(3)过量投加PAM和PAC都会引起去除效果的下降,对于PAC的过量投加直接影响处理效果,先前形成的矾花被打碎,水质变差;而PAM的过量投加水质开始变得粘稠,由于PAM价格比较贵,过量投加直接增加成本投入.所以保持合适的投加量既节省成本,又提高了水质。

参考文献

[1]胡卫强.浅谈电镀废水处理[J].广东化工,2013(11).

[2]张雪,张安龙.PAC和PAM在造纸废水处理中的应用[J].湖北造纸,2013(2).

[3]周春琼,邓先和,刘海敏.无机-有机高分子复合絮凝剂研究与应用[J].化工进展,2004,23(12):1277~1284.

[4]李道荣.水处理剂概论[M].北京:化学工业出版社,2005.

[5]常青.水处理絮凝学[M].北京:化学工业出版社,2003:69~71.

[6]陈韡,胡开堂.PAM的制备及其在造纸工业中的应用[J].上海造纸,2000,31(1):19~22.

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