污水处理站净化水罐防腐技术论文研究论文

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2024-09-06
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污水处理站净化水罐防腐技术论文研究论文

摘要：前言污水处理过程所涉及到的设施主要包括污水传输管道、污水收集处理池、污水处理罐等。污水处理过程中大量使用污水处理罐，由于污水含有油、微生物、采油注入液等，成分复杂，腐蚀性强，会大大减少净化水罐的使用寿命，为了保证净化水罐的正常工作，延

关键词：污水处理技术论文发表

一、前言

污水处理过程所涉及到的设施主要包括污水传输管道、污水收集处理池、污水处理罐等。污水处理过程中大量使用污水处理罐，由于污水含有油、微生物、采油注入液等，成分复杂，腐蚀性强，会大大减少净化水罐的使用寿命，为了保证净化水罐的正常工作，延长净水罐使用寿命，降低制造和维护的成本，必须选择良好的防腐涂层，延缓净化水罐的腐蚀。污水处理系统整体图，如图1。

二、净化水罐腐蚀特点

含油污水处理设备的内部构件很复杂，焊缝多、拐角多、夹缝多，给防腐工作造成非常大的困难，特别是焊缝和拐角的防腐技术一直难以达到理想效果。现场实践发现，设备腐蚀多发生在焊缝和拐角处，点腐蚀引起穿孔，并迅速扩大，导致净化水罐局部壁变薄开裂，损坏净化水罐。净化水罐工作示意图，如图2。

三、油田产出污水腐蚀因素分析

1、污水的pH值对净化水罐内壁的影响。如果某金属的氧化物溶于酸性水溶液但是不溶于碱性水溶液，则该金属在pH低时易腐蚀，而在pH高不易腐蚀。但是铁在pH值很高的污水中时，铁会溶解生成铁盐。

2、矿化度影响含油污水的腐蚀性。矿化度影响污水腐蚀性有两个方面：一是矿化度越高，污水的电导率越大，有利于电荷转移，导致腐蚀速度加快；二是矿化度高，会减少溶解氧的含量，不利于阴极的去极化，使腐蚀速度减慢。所以矿化度在30000―40000mg/L时，腐蚀速度最高，矿化度继续提高时，腐蚀速度将下降。高矿化度污水的酸性腐蚀，二氧化碳引起的腐蚀，以硫化氢为主的硫化氢与二氧化碳综合性腐蚀及Fe2+存在的同离子效应促进SRB的腐蚀。

3、SRB腐蚀。含油污水处理系统的密闭隔氧和适当水温利于SRB的生长、繁殖，尤其在净化水罐的板结滤料层中和污泥中，SRB高达104～106个／ml。

4、氧腐蚀。采出水进入污水处理站含氧量通常为0．5mg／L左右，去极化性极强的氧引起浓差电池作用，从而引起腐蚀。同时氧还能加剧H2S和CO2的腐蚀作用。

5、离子腐蚀。Cl―对含油污水腐蚀性的影响。工作中发现Cl―会引起设备点蚀。碳钢点蚀的主要是Cl―引起的，当氯离子与氧化性金属离子或氧气共存时，腐蚀会加速，一些非侵蚀性的阴离子可延缓刘冰点蚀的发生。

6、流动介质的冲刷腐蚀。本身腐蚀性极强的各种因素在流动冲刷时会造成更严重的腐蚀情况，更加快了净化水罐的腐蚀速度。

四、污水处理设施防腐方案的设计思路

在设计污水处理设施防腐方案时，防腐涂层选取时必须选择与基材表面有良好附着性的涂料。考虑基材的特性的同时，还要结合工作环境，净化水罐工作环境主要指土壤、大气和腐蚀物不同的污水介质，防腐涂层只有耐住环境腐蚀，才能对水罐本身起到保护作用。根据净化水罐的基材特性，来选择合适防腐涂层。下面简要介绍含油污水处理站净化水罐涂层防腐技术。

五、涂层防腐技术研究

含油污水腐蚀性来自很多个方面，因此选择防腐方法需要考虑多方面因素，确保涂层可以阻止各种腐蚀元素的腐蚀，从而起到保护净化水罐的作用。

1、环氧丙烯酸酯树脂，环氧丙烯酸酯树脂是甲基丙烯酸和环氧树脂通过加成反应，用苯乙烯稀释制得的，又称M1树脂。由于其大分子中没有重复的酯键，仅在分子两端有两个乙烯酯基，是自由基型的加成反应，固化过程中不会引入化学稳定性较差的弱键。因此，具有耐酸、耐碱，稳定性好。环氧丙烯酸酯树脂在分子结构中不仅含有环氧树脂分子的主链结构，还含有不饱和双键的聚酯结构。因此，它既具有环氧树脂良好的机械强度和粘结性，又具有不饱和聚酯树脂良好的`固化特性和成型性能。分子中环氧骨架的醚键和仲羟基对玻璃纤维具有良好的粘结性和浸润性，所以环氧丙烯酸酯树脂又具有良好的粘结性和力学性能。选环氧丙烯酸酯树脂作为防腐主材料有良好的耐腐蚀性。

2、E4树脂在含油污水介质中也是耐蚀的，E4树脂是由环氧树脂调配制得，在加入适当填料后收缩率可减少至0。1％，比M1树脂小得多。同时E4树脂成本比M1树脂低，所以结合使用E4树脂和M1树脂，可以降低收缩率，防止防腐层出现收缩裂纹。在介质温度较高的含油污水处理系统中，选用作为防腐材料是不合适的，不饱和聚酯树脂易遭受高温酸碱水解而侵蚀破坏。而采用E4树脂和M1树脂作为复合防腐涂料，采用玻璃布等作为防腐层的复合结构层，对净化水罐保护是较好的。

3、采用重防腐蚀涂料，即环氧底漆，环氧中间漆和面漆。大量实验表明超过平均厚度200μm―250μm膜厚时，基本可保持长时间不生锈。虽然涂层越厚，耐腐蚀效果越好，但涂层过厚，容易引起涂层干燥时固化缓慢、起皱、收缩、裂纹和剥落等现象。因此根据涂层自身特性，确定涂层厚度是很重要的。因此，重防腐蚀涂层厚度即环氧底漆、环氧云铁中间漆和面漆的总厚最好控制在250μm左右。

4、综合性防护，是指采用多种系统防护措施相结合，来获得整体性防护效果。含油污水系统通过采用环氧煤沥青、H87、环氧玻璃磷片等涂料结合涂刷，采用天然气密闭隔氧技术，电化学阴极保护技术和化学药剂添加技术等，系统的减缓含油污水处理站净化水罐的腐蚀。

六、结束语

在油田污水处理过程中，设备腐蚀问题暴露最早，且最严重的问题。设备内构件的腐蚀防护问题也是含油污水处理系统中非常弱的环节之一。含油污水处理站净化水罐腐蚀是非常严重的，影响因素也非常复杂，不单单是某种防腐涂料就能很好的达到净化水罐防腐效果，含油污水处理设备采用综合性防护措施是非常必要的。

研究城市污水处理和再生利用的技术论文

城市污水处理工艺选择的水质因素进水水质水量特性和出水水质标准的确定是城市污水处理工艺选择的关键环节,也是我国当前城市污水处理工程设计中存在的薄弱环节。城市污水管网的完善,对城市污水处理厂设计规模和设计水质的确定至关重要,目前我国大多数城市管网不配套,造成城市污水处理规模和水质难以合理确定,投入运行后实际值与设计值往往相差较大,效能难以充分发挥。

在国内城市污水处理厂的综合调查中,获得了87个城市污水处理厂的设计进水水质和最近一年的月平均实际进水水质情况。统计分析结果表明,在调查的城市污水处理厂中:(1)设计进水COD值一般选择400-600mg/L,占调查总数的74.2%,低于400mg/L和高于700mg/L的分别占20%和5.7%;(2)设计进水BOD5值一般选择200mg/L左右,占总数的87.2%,选择高于400mg/L的仅占6.4%;(3)设计进水SS值一般选择200mg/L,占总数的78.8%,选择大于350mg/L的仅占10.6%。城市污水处理厂的实际进水水质与设计进水水质的比值能够反映出污水处理厂设计进水水质的准确程度,调查研究结果表明,在调查的城市污水处理厂中:(1)实际进水COD与设计进水COD比值低于1.0的占65.8%。高于1.0的占34.3%;(2)实际进水BOD5与设计进水BOD5比值低于1.0的.占83%,高于1.0的占17%;(3)实际进水SS与设计进水SS比值低于1.0的占61.6%,高干1.0的占38.3%。

对于城市污水处理工艺方案及其设计参数的确定,进行必要的水质水量特性分析测定和动态工艺试验研究是国际通行的做法,有些发达国家甚至开展连续多年的全面水质水量特性测定和中试研究。在国内,由于体制和资金来源等方面的问题,在污水处理工艺方案的确定过程中虽然不太可能开展大规模的前期试验研究,但进行水质特性分析与短期动态工艺试验的条件还是具备的,不应该忽视。

因此,污水处理技术政策中要求,应切合实际地确定污水进水水质,优化工艺设计参数。必须对污水的现状水质特性、污染物构成进行详细调查或测定,作出合理的分析预测。在水质构成复杂或特殊时,应进行污水处理工艺的动态试验,必要时应开展中试研究。积极审慎地采用高效经济的新工艺,对在国内首次应用的新工艺,必须经过中试和生产性试验,提供可靠设计参数后再进行应用。

一般城市污水主要污染物是易降解有机物,所以目前绝大多数城市污水处理厂都采用好氧生物处理法。如果污水中工业废水比重很大,难降解有机物含量高,污水可处理性差,就应考虑增加厌氧处理改善可处理性的可能性,或采用物化法处理。

污水的有机物浓度对工艺选择有很大关系。当进水有机物浓度高时,AB法、厌氧酸化/好氧法比较有利。AB法中的A段只需较小的池容和电耗就可去除较多的有机物,节省了基建费和电耗,污水有机物浓度越高,节省的费用就越多。厌氧处理要比好氧处理显着节能,但只有在浓度较高时才显示出优越性。当有机物浓度低时,氧化沟、SBR等延时曝气工艺具有明显的优势。在要求除磷脱氮的场合须选用稳定可靠的生物除磷脱氮工艺。

污泥的处理处置

在我国的城市水污染治理中,污水处理厂污泥处理处置费用约占工程投资和运行费的25%-45%。污水处理厂污泥处理处置高昂的投资及其运行费用,一方面使得目前国内大部分污水处理厂未对污泥进行稳定处理或处理工艺的配套设施不完善,另一方面也使得建有完善污泥处理设施的污水处理厂常因其运行费用较高而基本停用。随着我国城市污水处理设施的普及,处理率的提高和处理程度的深化,污泥的产生量将有较大的增长,预计到,我国城市污水处理厂的湿污泥年产量将达余万吨,污泥的处理处置将成为难题。而通过技术改进和革新,降低污水处理厂的污泥产生量;研究开发先进的污泥处理工艺,提高污泥处理系统的效率,降低污泥处理成本;研制出技术先进、经济高效的国产污泥处理成套设备;积极进行污泥资源化利用研究等是解决当前及今后我国据市污水处理厂污泥处置问题的有效途径。

根据我国污水处理技术政策,城市污水处理产生的污泥,应采用厌氧、好氧和堆肥等方法进行稳定化处理,也可采用卫生填埋方法予以妥善处置;处理能力在10万m3/d以上的污水二级处理设施产生的污泥,宜采取厌氧消化工艺进行处理,产生的沼气应综合利用:处理能力在10万m3/d以下的污水处理设施产生的污泥,可进行堆肥处理和综合利用;采用延时曝气技术的污水处理设施,污泥需达到稳定化; 采用物化--级强化处理的污水处理设施,产生的污泥须进行妥善的处理和处置;经过处理后的污泥,达到稳定化和无害化要求的,可农田利用;不能农田利用的污泥,应按有关标准和要求进行卫生填埋处置。

城市污水的再生利用

在我国,花费大量投资建设了城市污水处理厂,但经过处理后的再生水并没有得到充分利用,有的地区甚至还将处理后的再生水与未经处理的污水混入一起同流合污,有的地区没有将再生水合理再用却直接排入大海造成淡水资源的浪费。因此,在城市污水处理决策中应充分考虑污水的再生利用。城市污水处理厂出水可用作农业用水、市政杂用水、工业冷却用水、工业生产用水、地下水补充等;另一方面,城市污水处理厂出水也可看作是水文循环的组成部分,将合乎质量要求的出水排放到河流水体中,使河流水休能维持或变成供下游使用的原水源,不仅经济可行,而且可减少风险并发挥河流自净能力。

在我国的城市污水处理技术政策中,提倡各类规模的污水处理设施按照经济合理和卫生安全的原则,实行污水再生利用。发展再生水在农业灌溉、绿地浇灌、城市杂用、生态恢复和工业冷却等方面的利用。城市污水再生利用,应根据用户需求和用途,合理确定用水的水量和水质。污水再生利用,可选用混凝、过滤、消毒或自然净化等深度处理技术。因此,缺水城市和水环境污染严重的地区,在规划建设远距离调水之前应积极实施城市污水再生利用工程,同时做好非投资性或低投资性的节水减污工作。

城市污水再生利用规划建设要依照客观需要和实际可能的原则,按照远期规划确定最终规模,以现状水量及用水需求为主要依据确定实施规模。城市污水再生利用技术选择与工程实施要考虑国情、实际条件和用户需求,城市污水再生利用规模、处理程度、处理流程、输水方式、再生水质、使用用途的选择上,既要满足要求,又要经济合理。日前城市污水再生利用应着重于农业灌溉、市政杂用、景观水体、生活杂用、工业冷却、生

环境和补充地表水。

城市污水再生处理工艺应根据处理规模、水质特性、再生水用途及当地的实际情况和要求,经全面技术经济比较后优选确定。工艺选择的主要技术经济指标包括:再生处理单位水量投资、再生处理单位水量电耗和成本、占地面积、运行性能可靠性、管理维护难易程度、总体经济与社会效益等。城市污水再生利用的工程设计,应对再生水水源的现状水质特性、污染物构成进行详细调查或测定,做出合理的分析预测;应切合实际地并安全可靠地确定再生水水源水质和再生处理水质要求,采用不同的单元工艺组合,优化工艺设计参数。

研究养殖牲畜污水处理技术的选择和模式论文

摘要：通过简要介绍规模化畜禽养殖场污水处理的常用方法，为畜禽养殖污水处理技术的选择与适宜污水处理模式的构建提供参考。

关键词：畜禽；污水；处理技术；

随着我国畜禽养殖业规模化、集约化的发展，在畜禽养殖成本降低及养殖效率提升的同时，畜禽粪便排放密度亦逐渐增加，畜禽养殖污染已成为我国农业面源污染的最大来源之一[1].如何解决畜禽粪污对环境的污染是当前畜牧业亟需解决的问题；其中，畜禽粪污水处理成本高、工艺复杂是影响畜禽粪污处理的因素之一；因此，除需在养殖中进行“减量化”生产外[2], 如何对畜禽养殖污水进行无害化处理亦尤为关键；特别在畜禽养殖粪污的“达标排放”模式中，畜禽养殖污水处理方法及技术的选择是决定畜禽粪污水处理成本及工艺的重要因素[3].因此，本文简要介绍规模化畜禽养殖场污水处理的常用方法，为畜禽养殖粪污的处理提供参考。

目前的污水处理技术主要分为物理技术、化学技术、生物技术和自然处理技术（图1） .

一般污水的处理工艺模式都由这四个技术单元依次或重复交叉组成，同类技术单元所采用的具体技术主要根据所处粪水处理阶段需求进行合理选择[3].

1、物理技术

物理技术如格栅、筛网、固液分离、沉淀、过滤、气浮及膜浓缩等为养殖污水处理的常见技术；物理技术一般放置于污水处理技术流程中的最前端，如通过格栅、筛网、固液分离、沉淀等去除污水中的悬浮或固体物质，便于后续的处理。

其中，气浮法是向污水中通入空气或其他气体产生气泡，利用高度分散的微小泡黏附污水中密度小于或接近于水的微小颗粒污染物，形成气浮体，从而上浮到水面，以分离去除水中细小颗粒，实现固液分离的一种方法；其可以有效降低水中某些污染物质，是具有物理处理功能，同时又具有化学絮凝功能的一种方法[4].而膜浓缩分离技术是在20世纪初出现， 20世纪60年代后迅速崛起的一门分离新技术。膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同（或称为截留分子量） , 可将膜分为微滤膜（MF）、超滤膜（OF）、纳滤膜（NF）和反渗透膜（RO）等。膜分离技术由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能。因此，被广泛用作养殖粪水的浓缩和生化处理法中污泥与出水的分离[5].

2、生物技术

生物技术是污水处理中常用技术，主要依据微生物进行污水的处理，依据微生物的种类主要分为好氧生物处理及厌氧生物处理技术。

2.1 好氧生物处理技术

好氧生物处理技术是利用好氧微生物（包括兼性微生物）在有氧气存在的条件下进行生物代谢以降解有机物，使其稳定、无害化的'处理方法。主要包括活性污泥法及生物膜法两大类。

活性污泥法是污水生物处理的一种方法。该法是在人工充氧条件下，对污水和各种微生物群体进行连续混合培养，形成活性污泥[6].利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物。然后使污泥与水分离，大部分污泥再回流到曝气池，多余部分则排出活性污泥系统的一种处理方法，典型的活性污泥法是由初沉池、曝气池、沉淀池、污泥回流系统和剩余污泥排除系统组成，其具体流程如图2所示。

生物膜法是在充分供氧条件下，利用生物膜进行污水处理的一种方法[7].生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统，其附着的固体介质称为滤料或载体。生物膜自滤料向外可分为厌氧层、好氧层、附着水层、运动水层。在污水处理构筑物内设置微生物生长聚集的载体（一般称填料） , 在充氧的条件下，微生物在填料表面聚附着形成生物膜，经过充氧的污水以一定的流速流过填料时，生物膜中的微生物吸收分解水中有机物，使污水得到净化，同时微生物得到增殖，生物膜随之增厚。当生物膜增长到一定厚度时，向生物膜内部扩散的氧受到限制，其表面仍是好氧状态，而内层则会呈缺氧甚至厌氧状态，并最终导致生物膜的脱落。随后，填料表面还会继续生长新的生物膜，周而复始，使污水得到净化[7].

2.2 厌氧生物处理技术

厌氧生物处理技术是污水处理中常用的一种方法，是在厌氧条件下，兼性厌氧和厌氧微生物群体将有机物转化为甲烷和二氧化碳的过程，又称为厌氧消化处理技术。畜禽粪水有机物浓度高，且碳、氮比例适中，厌氧处理产气性能较稳定。因此，畜禽粪便厌氧处理工程常为沼气工程，以便将畜禽粪便污染治理与能源开发结合[8].

废水厌氧生物处理（沼气发酵）工艺按微生物的凝聚形态可分为厌氧活性污泥法和厌氧生物膜法。厌氧活性污泥法包括传统消化池，如水压式沼气池、完全混合式厌氧反应器（CSTR）、厌氧接触工艺（AC）、厌氧挡板反应器（ABR）、升流式厌氧污泥床（UASB）等；厌氧生物膜法包括厌氧生物滤池（AF）、厌氧流化床（AFBR）和厌氧生物转盘等[9].

2.3 厌氧-好氧组合处理技术

厌氧生物处理工艺能直接处理高浓度有机废水，且污泥量产量低，耗能低，运行成本低，但该处理技术使出水得有机物浓度高，氮磷去除效果差，不能达到排放标准。好氧生物处理工艺可使出水有机物浓度低，氮磷去除效果较好，但投资能耗高、运行费用高[9].因此，将厌氧、好氧生物处理工艺组合技术可降低处理成本同时，达到排放标准。采用该组合可以充分利用厌氧、兼性厌氧、好氧微生物的代谢活动分解废水中的有机污染物，将有机物、氮和磷等作为微生物的营养被微生物利用，最终分解为稳定的无机物或合成细胞物质而作为污泥由水中分离，从而使废水得到净化[9].其常见技术流程如图3所示。

3、化学技术

化学处理技术也是污水处理中常用技术，如絮凝、电解、消毒等。但化学处理中，有些技术成本较高，因此需要在后续较清洁的污水中处理，如消毒技术，有时添加消毒剂或臭氧等对出水中仍有可能存在较多的病原微生物进行杀灭。电解技术是利用电化学在电极反应过程中直接或间接产生大量氧化能力极强的羟基自由基，以达到分解有机物目的的一种方法，电解法对于粪水中难以生物降解的有机物具有很强的氧化去除能力。因此，被广泛应用于养殖粪水好氧处理后的深度处理及消毒[10].

4、自然处理技术

自然处理技术中常见的是人工湿地和氧化塘系统。人工湿地系统是模仿自然生态系统中的湿地，主要利用土壤、人工介质、植物、微生物的物理、化学、生物三重协同作用，对污水、污泥进行处理的一种技术。植物是人工湿地的重要组成部分，通常选取芦苇、茭白、美人蕉等作为湿地植物，具有良好的景观和生态效应[11].

自然处理中，常用的另一种方法是氧化塘；氧化塘是一种利用天然净化能力对污水进行处理的构筑物的总称。通常是将土地进行适当的人工修整，建成池塘，并设置围堤和防渗层，依靠塘内生长的微生物来处理污水；主要利用菌藻的共同作用处理废水中的有机污染物。氧化塘污水处理系统具有基建投资和运转费用低、维护和维修简单、便于操作、能有效去除污水中的有机物和病原体、无需污泥处理等优点。按照塘内微生物的类型和供氧方式来划分，氧化塘可以分为厌氧塘、兼性塘、好氧塘、曝气塘[11].

5、小结

对于大型规模化畜牧场，达标排放模式可以解决种养结合模式所需的土地紧缺问题，而畜牧业的“微利润”要求污水在达标排放同时，必须尽可能的节约污水处理成本，简化污水处理工艺。因此，选择合理的畜禽养殖污水处理技术尤为关键。

污水处理技术的选择应根据污水的成分及特点，在综合考虑经济、资源成本的前提下，根据粪水处理阶段的技术需求，对各物理、化学、生物及自然处理技术进行技术选择，进而构建适宜的污水处理模式。

参考文献

[1]孔祥才。畜禽养殖污染的经济分析及防控政策研究[D].吉林农业大学，博士学位论文， 2017.

[2]臧一天，彭忠平，吴志敏，等。生猪养殖中的清洁生产技术[J].江西畜牧兽医杂志， 2018 （1） :31~32.

[3]全国畜牧总站主编。畜禽粪便资源化利用技术模式-达标排放模式[M].中国农业科学技术出版社，北京， 2016.

[4]刘海芳，王凡。气浮技术在水产养殖中的应用[J].水利渔业， 2008, 28 （2） :69~70.

[5]王雷，段立安，林孝昶，等。膜前预处理技术在畜禽养殖污水处理中的应用进展[J].水处理技术2016 （2） :6~10.

[6]段焱。活性污泥法复合悬挂填料处理畜禽废水研究[D].四川农业大学，硕士学位论文， 2010.

[7]封红。序批式生物膜法处理水产养殖废水研究[D].北京化工大学，博士学位论文， 2014.

[8]张翔。厌氧消化-SBR-絮凝组合工艺处理牛粪废水研究[D].郑州大学，博士学位论文， 2008.