2022年中原油田污水站改造完善工程設計總結

1、中原油田污水站改造完善工程設計總結中原油田文一聯(lián)污水處理站 （簡稱文一污）、文明污水處理站 （簡稱文明污）、胡二污水處理站（簡稱胡二污）分別隸屬于采油一廠、采油三廠和采油五廠。文一污于1991 年底建成投產(chǎn)，設計規(guī)模為12000m 3d，目前實際水量為 11000m 3d；文明污于 1989 年底建成投產(chǎn)，設計規(guī)模為 16000m 3d，目前實際水量為 12000m 3d；胡二污于 1992 年底建成投產(chǎn)， 設計規(guī)模為 8000m 3d，整個站承接的污水總量已達 80009000m 3d。這三座污水站分別于1995、1996 年實施了“ 水體改性工業(yè)性實驗” 改造工程?，F(xiàn)只有胡二污水站超負荷運

2、行，其余兩個污水站還沒有達到設計規(guī)模?！?水體改性工業(yè)性實驗” 工程實施后，為控制系統(tǒng)腐蝕和結垢， 要求將水體 PH控制在 8.5 9.0 之 間，向水中投加大量石灰乳， 這三座站均將原站內(nèi) 500m3加高收油罐 改造為一次沉降罐， 500m3斜管沉降罐改造為二次沉降罐，站內(nèi)無收 油設施，無法收油，水中處理藥劑與浮油形成吸附性懸浮物，在水中 懸而不沉；由于石灰乳投量太大，水中固體懸浮物含量劇增，大大超 過沉降罐原設計處理負荷，經(jīng)常堵塞甚至壓塌斜管，造成停產(chǎn)事故。沉降罐沉降效果差， 還影響到后續(xù)處理設備壓力濾罐的過濾效果和出 水水質，全站不能實現(xiàn)水質穩(wěn)定達標， 進而影響到文中、 文明、衛(wèi)城、胡狀

3、、慶祖等油田注水效率和原油采收率的提高。為徹底解決這些問 題，中原油田勘察設計研究院做了大量研究工作，進行了近三年的刻 苦攻夫，通過室內(nèi)實驗和現(xiàn)場實驗取得了多項成果，并和采油廠密切 合作，經(jīng)過大量的調查研究和細致深人的論證探討，提出文一污、文明污、胡二污水處理站改造完善工程設計方案，采取有針對性的技術措施和先進高效處理設備，提高了污水站自動化程度， 取得了可喜成果，三座污水處理站均實現(xiàn)了長時間水質穩(wěn)定達標，全局水質監(jiān) 測排名分別為第一、 第三和第四名， 使中原油田污水處理技術再上新 臺階，取得了十分可觀的經(jīng)濟和社會效益。1 改造前三座污水處理站共同存在的主要問題1.1 加藥系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生故障，無

4、法實現(xiàn) pH準確控制“ 水體改性技術” 實施后，加藥自控系統(tǒng)靠內(nèi)探頭連鎖計算機遠 傳實現(xiàn)自動控制， 整個系統(tǒng)運轉不靈， 經(jīng)常發(fā)生故障。 叫探頭壽命短，易損壞，價格高，每支近千元，但半月左右就需更換新探頭。自控系 統(tǒng)發(fā)生故障后， 由于無設計程序和相關資料， 且原制造單位設置了密 碼系統(tǒng)，無法自己維修，自控系統(tǒng)經(jīng)常處于癱瘓狀態(tài)，pH自控難以實現(xiàn)， pH忽高忽底，無法合理加藥。且高 后發(fā)生二次沉降，嚴重影響水質達標。pH污水與低 PH污水混臺1.2 沉降罐分離效果差，處理效率低，排污困難 三座污水處理站沉降罐采用傳統(tǒng)的同向流沉降模式，即沉降罐內(nèi)水流方向與固體懸浮物沉降方向一致。這種沉降方式以去除原水

5、中污油和有機懸浮物為主， 以去除 ss 為輔。但三座污水處理站自 1995 年開始陸續(xù)實施“ 水體改性工業(yè)性實驗研究工程” 以來，力控制腐蝕與結垢，在水中投加較大劑量石灰乳， 以將水體 pH控制在 8.5 9.0 之間。這一處理工藝使處理站污泥量劇增，大大超過沉降罐原設計排污負荷（原設計排污負荷為處理水量的3，水質改性后污泥量為水量的 1215），罐內(nèi)大量污泥沉降，斜管被污泥堵塞甚至壓塌，經(jīng)常需停產(chǎn)清淤，更換斜管，嚴重影響污水站正常生產(chǎn)運行。沉降罐排污系統(tǒng)運行效果差，排污常發(fā)生短路，在排污閥周圍形成漏斗，排污率僅 3左右，罐底污泥堆積達22.5m，不僅縮小了罐內(nèi)有效沉降容積，減小了沉降時間，

6、還增加了濾罐負荷， 縮短了濾罐反洗周期，濾后水質惡化。為了方便清淤，有些站不得不修建了排污明溝。而這 是不符合規(guī)范要求的。1.3 壓力濾罐運行負荷高，處理效率低，濾料流失嚴重濾罐是污水處理最后一道關口，直接關系到水質能否達標。 三座污水站改造前共有 22 座濾罐，濾料采用單一石英砂濾料，處理效率 較低。原濾罐采用喇叭口或擋板布水， 穿孔管集水。單濾料比重相同，粒徑不同，在反沖洗流化狀態(tài)下底層細濾料易與上層粗濾料發(fā)生混 層，大大減小了濾床有效過濾深度。喇叭口或擋板布水效果不理想，降低了濾罐有效利用容積。反沖洗配水采用穿孔管，阻力較大，配水 不均，反沖洗效果不理想，旦易造成濾料流失，每運行 23

7、個月就 需補充濾料。1.4 全站自動化程度低 由于污泥量大， 沉降罐底每個排污閥每兩小時就需啟閉一次。每 座壓力濾罐反沖洗操作每 8h（個別站水量差時 4h）左右進行一次才 能保證濾料及時再生， 保證過濾效果， 因此排污閥和濾罐操作閥啟閉 十分頻繁，人工管理難度大，易發(fā)生人為因素造成的水質超標問題。以上幾方面問題嚴重干擾污水站正常生產(chǎn)運行，影響水質穩(wěn)定達標，進而影響到油田的開發(fā)和生產(chǎn)，必須盡快解決。2 改造前三座污水處理站分別存在的主要問題2.1 胡二污水站處理站超負荷運行胡二污水站主要負責處理現(xiàn)胡十二摻所轄油區(qū)產(chǎn)出水 5500m 3d，設備沖洗水 200-500m 3d，二礦及慶淚油田洗井回

8、收水 600m3d，過濾罐反沖洗水量 800-1000m 3d，污泥濃縮池上清液回收水量1000m 3d，合計水量 8000-9000m 3/d ，超過原設計處理能力（8000md）整個站超負荷運行，嚴重影響水質穩(wěn)定達標。2.2 胡二污水處理站無事故流程胡二污水處理站是全局唯一沒有事故流程的污水站，一旦發(fā)生事故情況，胡十二摻水站來水就沒有出路，給整個生產(chǎn)帶來被動局面。2.3 胡二污、文明污污泥排放池容積小， 污泥沉降時間短， 處理程度較低“ 水體改性技術” 實施后，污水站懸浮物含量劇增，排污量大。站內(nèi)各處理構筑物每 2h 排污一次，每次排污量 300-500m 3左右，而原建排污池容積僅 50

9、0m 3，為保證排污正常進行，只能隨排污隨提升，否則就會制約排污， 造成污泥排放不及時， 因此污泥濃縮池污泥靜沉時間短，污泥含水率高，壓濾效果差。且設備運行負荷高，造成了電能浪費。2.4 文一聯(lián)、文明聯(lián)來水含油過高文一聯(lián)、文明聯(lián)由于建設較早，三相分離器分離效果較差，再加 上洗并回收水進站，使文一污、文明污來水含油量經(jīng)常超過 2000mg/L，大大超過規(guī)范所規(guī)定的進站指標， 進入污水處理站后使含油污水處理 設備超負荷運行，處理效率降低，處理后水質不能穩(wěn)定達標。2.5 文一污、文明污沒有收油設施 由于“ 水質改性工業(yè)性試驗” 工程實施后，將石灰乳加在了原收 懸浮在 油罐前，使石灰乳吸附水中的原油而

10、形成松軟的團狀懸浮物，水體中，既不上浮也不沉降，使得水中的原油回收變得非常困難，原 收油罐己基本喪失了原有的收油功能。3 文一、文明、胡二污水處理站改造設計指導思想3.1 改進工藝技術，提高設備處理效率（1）三座污水站均采用新型逆向流分離沉降科研成果，提高混 凝沉降設備分離效率；（2）胡二污擴建兩臺 3.0 壓力濾罐；對三座站原建壓力濾罐 的集配水系統(tǒng)進行改造，更換濾料，采用三濾料過濾技術，提高濾罐 過濾效率和效果，（3）胡二污、文明污各增建排污池一座；（4）文一污、文明污新建旋流分離器，提高除油效率。3.2 提高工藝自動化水平為提高污水處理系統(tǒng)運行效率及管理水平，減輕人為因素對水質達標的影響

11、， 降低工人勞動強度， 主要工藝過程采用自動化控制形式（1）計量加藥調節(jié)自動化。（2）沉降罐排污系統(tǒng)自動化。（3）過濾反沖洗自動化。3.3 較為徹底、有效地解決污泥排放和處理問題（1）、加大沉降罐排污系統(tǒng)運行強度。（2）文明污、胡二污各擴建一座500m 3 污泥濃縮池，設配套污泥處理設施，減緩排污矛盾，提高污泥處理深度，降低污泥含水率。3.4 文一、文明、胡二污水處理站改造完善工程主要工程量文一聯(lián)污水處理站主要工程量表序號 主要工程量在文一聯(lián)站內(nèi)增設收油設施 1. XL1000WI 旋流除油器 2 臺 1000mm 1 2. DF155-30 x3 耐腐蝕泵 3 臺 H=90m n=1450r

12、/min P=75Kw Q=190m 3/h 防爆 3. 改造一座 5000m 3 高含水油罐為收油罐一次沉降罐四座 （原 500m 3 加高收油罐） 改造為逆向 流分離結構 2 1. 進出水管集配水結構進行高速改造，改為下集水 上布水，集配水支管上增加配水喇叭口；2. 增加排污沖洗管， 3. 自動排污。3 二次沉降罐（原斜板沉降罐）改造3 座1. 內(nèi)構件改造，同向流改逆向流；4 2. 排污環(huán)管改造； 3. 增加斜管濾料改造為三層濾管網(wǎng)改造：必要的管線改造濾罐改造 10座 自動過濾反沖洗5 料 集配水系統(tǒng)改為不銹鋼腮管空氣風系統(tǒng)一套：空壓機 1 臺 過濾器 3 臺 冷干機 16 臺后冷卻器 1

13、 臺緩期沖罐 2 座文明污水處理站主要工程量表序號 主要工程量在明一聯(lián)站內(nèi)增設收油設施1. XL1000WI 旋流除油器 2 臺 800mm 1 2 2.DF155-30 x3 耐腐蝕泵 3 臺 H=90m n=145r/min P=75Kw Q=190m 3/h 防爆3. 改造一座 5000m 3 高含水油罐為收油罐一次沉降罐 4 座（原 500m 3 加高收油罐） 心造為逆向流分離結構a. 進出水管集配水結構進行調整改造，改為下集水上布水，集配水支管上增加配水喇叭口；b. 增加排污沖洗管 c. 增加自動排污排污設施擴建：a. 增建排污池 32.5m 6m 3.0m1座，3 利用已建污水泵b

14、.L 鏈條式利油刮泥機GX-6.01 臺c. 污泥提升泵 QGB2700.1 Q=80m3/h h=80M 2臺 d.征地 1.0 畝，圍墻 80m e.配電箱及電纜4 5 管網(wǎng)改造： a. 增設一次沉降罐到排污池的排污管：DN200 PN0.6 100m b. 沖洗水管網(wǎng)： DN150 PN0.6 100m 二次沉降罐（原斜板沉降罐）改造3 座1. 內(nèi)構件改造，同向流改逆向流；2. 排污環(huán)管改造； 3. 增加斜管事故排放池改造：把原有 降處理池2 格事故池改造為事故沉6 1. 污水泵 F200-34 P=75Kw 3 臺 新建泵房 4.2 6.6m 1 棟2. 擋泥墻高 1.0m 3. 配電

15、柜及電纜 4. 污泥提升泵 QGB1450.1 2臺7 濾罐改造 8 座 自動過濾反沖洗濾料更換為三濾料空氣風系統(tǒng)一套：空壓機 1 臺 過濾器 3 臺 冷干機 1 8 臺 后冷卻器 1 臺 緩沖罐 2 座9 混合罐 2.6m 1 座胡二污水處理站主要工程量表序號主要工程量2 座為逆1 混合罐 2.4m 1 座一次沉降罐（原500m3加高收油罐）改造向流結構2 a. 進出水管集配水結構進行調整改造，改為下集水上布水，集配水支管上增加配水喇叭口；b. 增加排污沖洗管 c. 自動排污。排污設施擴建： a. 增建排污池 24m 8m 3.0m 1 座，3 利用已建污水泵b.GX-4.0 2 臺 c.

16、污泥提升泵QGB1450.2 d. 配電箱及電纜4 管網(wǎng)改造：必要的管線改造事故排放池：新建60 30 2.5m 事故排放池 1 座5 a. 污水泵 F200-34 P=75Kw 3 臺 新建泵房 4.2 6.6m 1 棟b. 配電柜及電纜6 7 濾罐改造 4 座 新建 2 座濾罐 集配水系統(tǒng)改造自動過濾反沖洗濾料改造為三濾料新建 300m3清水罐一座清水泵 2 臺（為方便站內(nèi)生產(chǎn)、生活用水，應甲方委托設計，建在胡二注水站內(nèi)）8 空氣風系統(tǒng)一套：空壓機 1 臺 過濾器 3 臺 冷干機 1 臺 后冷卻器 1 臺 緩沖罐 2 座3.5 改造工藝流程（1）胡二污主體工藝流程為：(2) 文一污、文明污

17、主體工藝流程為：3.6 采用的新技術 (1) 加藥工藝實現(xiàn)自動化 在來水管路安裝流量計量儀表， 將來水信息傳遞給計算機控制系統(tǒng)，由計算機將處理后信息反饋給變頻調速器，由變頻調速器控制加藥泵流量，從而實現(xiàn)對PH的控制。這套自控系統(tǒng)現(xiàn)場使用方便，質量可靠，操作簡便，能夠準確控制 PH，合理加藥。（2）將主要處理構筑物沉降罐結構改造為新型逆向流沉降模式為解決高含固體懸浮物污水處理問題，使沉降罐功能轉化為以去除 ss 為主，將原同向流沉降罐改造為逆向流沉降罐，即調整進出水 方位和有效沉降距離，由下部進水，上部出水，使 Tss 在下部己預沉5060，水流經(jīng)過斜板時，細粒徑ss 在斜板上沉降下來。這一處理

18、工藝可提高 ss 去除率 30左右，出水 ss 含量可控制在 50mg/l 以 內(nèi)，大大減輕斜板運行負荷，減輕濾超過濾壓力。(3) 加大排污強度，增設沖洗系統(tǒng)，實現(xiàn)排污自動化原沉降罐底部設置兩圈穿孔排泥營，兩個排泥總管對稱布置。 由于布置方式不符和加堿后污泥特性，排污效率很低。 本次系統(tǒng)治理在罐底設置三圈穿孔排泥管， 將罐底排污分為四個分區(qū)， 設四個排泥總管，對稱布置，由 PLC程控器對排污閥實現(xiàn)定時自動啟閉，分區(qū)排污。排污管路上同時設手動和自動閥門，自控系統(tǒng)檢修時可人工操作。 這套系統(tǒng)不需操作人員在現(xiàn)場手動啟閉閥門，由 PLC程控器定時實現(xiàn)閥 門啟閉，排污時間和周期可根據(jù)現(xiàn)場情況人工設定。非

19、正常情況需手動時，操作工可通過儀表盤上按鈕啟動沉降罐排污閥。罐底設滑泥坡，由加壓泵出水管路引入沖洗營，可正沖和反沖，加大污泥流動性，以 利排污。（4）采用三層濾料過濾技術，改造濾罐內(nèi)構件，實現(xiàn)反沖洗自動化 三濾料濾罐上層采用輕質、 大粒徑濾料無煙煤， 中層采用石英砂，下層采用鋁礬土， 以有效提高濾床深度， 避免反沖洗流化狀態(tài)下濾料 混層，提高出水水質，延長過濾周期。將濾罐底部集水穿孔管改造為纏繞腮絲不銹鋼穿孔管，上部配水喇叭門采用特制纏繞腮絲不銹鋼球面布水，這樣不僅可有效減小出水和反洗時濾料流失， 坯可提高集、配水均勻性，延長內(nèi)構件使用壽命，提高過濾效果，保證出水水質。過濾反洗采用 PLC程控

20、器控制，由 PLC按程序設定好的操作順序，依次實現(xiàn)過濾罐閥門的開啟和關閉，過儀表盤上的按鈕啟動過濾罐閥門，動操作。非正常情況需手動時操作工可通 此時濾罐不按定時器設定時間自（5）湖二污、文明污增建污泥排放池，設污泥配套處理設施 污泥處理流程框圖為：對排污池容積小、 制約排污的污水處理站， 新建一座排污池，（胡 二污分為兩格，可交替使用，文明污由于受場地限制，只建一格），以保證污泥有定夠的靜沉的時間，排污池上設鏈條式刮泥機， 將上層浮渣和上清液刮入回收地， 底部污泥刮入泥斗。 回收池回收的上清液 打入處理流程， 池邊設污泥提升泵， 將污泥提升至板框壓濾機壓濾成泥餅。經(jīng)污泥濃縮池沉降后，污泥含水率

21、可由9998降至 9692左右，經(jīng)處理后泥餅含水率較低，一般可達 7050，可 用于鋪設路基、低熱值燃料或回填。（6）在文一污、文明污采用了新型高效油水分離設備旋流分離 器；（7）在自動控制上采用了計算機、變頻器、PLC控制器等；（8）在設計上為了防止高礦化度污水對工藝管道的腐蝕，工藝 管道均采用了機制玻璃鋼管道。4 經(jīng)濟效益分析文一、文明、胡二污水處理站改造完善工程完成后，實現(xiàn)了處理 后水質全面、穩(wěn)定達標，對提高原油注采率，改善地層注入環(huán)境起到積極作用。改造工程采用的污水處理新工藝、新設備，運行費用低，自動化程度高，節(jié)能效果好，處理效率大幅度提高，且工藝先進，管理方便。加藥自動化的實現(xiàn)，可準

22、確控制PH，有效減緩系統(tǒng)腐蝕和結垢，延長洗井周期，注入水性能得到徹底改善。逆向流沉降罐的應 用徹底解決了高含 ss 污水難度大、 堵塞斜管等問題， 提高 ss 去除率 30%左右。排污自動化和反沖洗自動化提高了處理效率和污水站科學 管理水平， 減輕了一線工人勞動強度和污水站管理難度，效果是十分顯著的。設計實施后，相關注水站所轄油區(qū)每年可節(jié)省管線清洗費100 萬元，污水、注水系統(tǒng)防腐及維修費1000 萬元。污水站每年可節(jié)約設備維修及改造費1600 萬元，年回收污油近12000 噸，總計每年可取得直接經(jīng)濟效益4140 萬元左右。更重要的是，注入水水質達標，有效地減小地層污染， 改善了油田勘探開發(fā)環(huán)

23、境，間接的經(jīng)濟和社會效益更是難以估算。5 主要水質指標分析文一、文明、胡二污水處理站改造完善工程主體工程完工后，運行情況良好，實現(xiàn)了水質穩(wěn)定達標。特別是1999 年 4 月系統(tǒng)治理全部完成后，效果更為喜人，DO含量檢測為 0，機雜含量穩(wěn)定控制在3mg/l 以下，濾膜系數(shù)穩(wěn)定控制在30 以上，含油量小于 5mg/l ，各項指標完全達到且部分指標超過部頒中低滲透油層注水指標，三個站均實現(xiàn)了水質二十四小時穩(wěn)定達標。1999 年 5 月設計院委托有關檢測單位對胡二污水站水質做了檢測，結果見表一。 胡二污水處理站5 月份全局十二座污水站水質曾查排名第二，6、7 月份上升至第一，文一污從 97 年的最后一

24、名上升為第五名，文明污上升到第三名（見表 二 5 月份全局水質普查公報）。由于站內(nèi)水質穩(wěn)定達標，沿線注水管網(wǎng)及井筒水質也趨于穩(wěn)定，5 月份系統(tǒng)抽查兩次，水質指標見表三。表一、胡二污水處理站水質檢測情況一覽表（1999.5.5）指標PH DO S 機雜含油MF Fe SRB Fe TGB 項目mg/l mg/l mg/l 個個mg/l mg/l mg/l /ml /ml 標準 7.0-9.5 10 3 10 15 0.5 00 100 0.05 來水 6.5 - 2.1 43 58 - 1.7 23 100 100 濾后 8.5 0 0 1.6 2.7 37.5 0.1 0.4 10 10 表二

25、 一九九九年五月三座污水處理站水質普查指標指標DO S 機雜含油MF Fe SRB Fe TGB 個 mg/l 個/ml /ml PH mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l 項目標 準7.0-9.5 10 3 10 15 100 100 0.05 0.5 胡- 1.1 22.5 130 - 0.39 31 10 10000 二來6.5 水污0 0.02 1.0 1.37 35.3 0.15 0.2 0 100 濾8.5 后標7.0-9.5 10 3 10 15 100 100 0.05 0.5 文準明來6.5 - 15.3 32.5 130 - 4.56 45 10 10000 污

26、水濾 8.5 0 9.15 1.2 3.06 30.3 0.89 0.5 0 100 后文標7.0-9.5 10 3 10 15 0.5 100 100 準0.05 來6.5 - 1.5 22.5 130 - 0.87 31 10 10000 一水污濾8.5 0 0.03 1.6 4.51 29.6 0.21 0.4 0 100 后6 結束語（1）文一、文明、胡二污水處理站改造完善工程設計方案針對 性強，措施有效， 工藝及設備先進，為中原油田污水站改造和挖潛提供了可靠的經(jīng)驗和參考；（2）改造工程完成后，回注水質各項指標全部達到且部分指標超 過部頒中、低滲油層注水水質指標，水質穩(wěn)定，抗環(huán)境能力強

27、，可有 效減緩系統(tǒng)腐蝕，減小地層污染，提高油田開發(fā)效果；（3）自動化程度高，處理效率顯著提高，管理方便，大幅度降 低一線工人勞動強度，提高了中原油田污水處理水平和科學管理水 平。系統(tǒng)治理實施后， 將對油田開發(fā)和生產(chǎn)形成良性循環(huán)起到促進作 用。重金屬廢水處理技術探討及其前景展望隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，廢水的大量排放，土壤和水源中重金 屬積累的加劇， 重金屬的污染也日益嚴重。 由于重金屬易通過食物鏈 而生物富集， 構成對生物和人體健康的嚴重威脅。如何有效地治理重金屬污染已成為人類共同關注的問題。而重金屬的污染情況在開發(fā)區(qū)的污水中也較為嚴重， 根據(jù)長沙市環(huán)境監(jiān)測站的檢測情況，我們發(fā)現(xiàn)開發(fā)區(qū)廢水中的鎳（

28、Ni）存在間歇超標的現(xiàn)象，在對污泥進行監(jiān)測的時候也發(fā)現(xiàn)了污泥中總鎘、 總鎳、總銅超過了污泥農(nóng)用時污染控制標準限值因此在這里對重金屬的處理方法進行了以及發(fā)展前景進行了探討。國內(nèi)外學者對重金屬污染的治理問題做了大量的研究 1 、2 。目前已開發(fā)應用的廢水處理方法主要有化學法、物理化學法和生物法， 包括化學沉淀、電解、離子交換、膜分離、活性碳和硅膠吸附、生物絮 凝、生物吸附、植物整治等方法。采用化學法、物理化學法都將殘生 污染轉移，易造成二次污染，且對于大流域、低濃度的有害重金屬污 染難以處理。而生物法具有效果好、投資少及運作費用低、易于管理 和操作、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點，日益受到人們的關注。下面就

29、這幾 種方法進行探討：1 化學法化學法主要包括化學沉淀法和電解法，金屬離子廢水的處理。主要適用于含較高濃度重化學沉淀法的原理是通過化學反應使廢水中呈溶解狀態(tài)的重金屬轉變?yōu)椴蝗苡谒闹亟饘倩衔?，通過過濾和分離使沉淀物從水溶液中去除，包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、鐵氧體共沉淀法 3 。由于受沉淀劑和環(huán)境條件的影響，沉淀法往往出水濃度達不到要求，需作進一步處理， 產(chǎn)生的沉淀物必須很好地處理與處置，否則會造成二次污染。電解法是利用金屬的電化學性質， 金屬離子在電解時能夠從相對高濃度的溶液中分離出來， 然后加以利用。 電解法主要用于電鍍廢水的處理，這種方法的缺點是水中的重金屬離子濃度不能降的很低。所以

30、，電解法不適于處理較低濃度的含重金屬離子的廢水。2 物理化學法離子交換法和膜分離技術適用于含較低濃度重金屬離子廢水的處理。離子交換法是在離子交換器中進行, 此方法借助離子交換劑來完成。在交換器中按要求裝有不同類型的交換劑，含重金屬的液體通過交換劑時， 交換劑上的離子同水中的重金屬離子進行交換，達到去除水中重金屬離子的目的。 這種方法受交換劑品種、 產(chǎn)量和成本的影響。幾年來，國內(nèi)外學者就離子交換劑的研制開發(fā)展開了大量的研究工作4 、5 。隨著離子交換劑的不斷涌現(xiàn)，在電鍍廢水深度處理、高價金屬鹽類的回收等方面，離子交換法越來越展現(xiàn)出其優(yōu)勢。膜分離技術是利用一種特殊的半透膜，在外界壓力的作用下， 不

31、改變?nèi)芤褐谢瘜W形態(tài)的基礎上，將溶劑和溶質進行分離或濃縮的方 法，包括電滲析和隔膜電解。電滲析是在直流電場作用下，利用陰陽 離子交換膜對溶液陰陽離子選擇透過性使水溶液中重金屬離子與水 分離的一種物理化學過程。 隔膜電解是以膜隔開電解裝置的陽極和陰 極而進行電解的方法，實際上是把電滲析與電解組合起來的一種方 法。上述方法在運行中都遇到了電極極化、結垢和腐蝕等問題。3 生物法3.1 生物絮凝法生物絮凝法是利用微生物或微生物產(chǎn)生的代謝物，進行絮凝沉淀 的一種除污方法 6 。微生物絮凝劑是由微生物自身構成的，具有高效 絮凝作用的天然高分子物，它的主要成分是糖蛋白、粘多糖、纖維素和核酸等。 由于多數(shù)微生物

32、具有一定線性結構，有的表面具有較高電荷或較強的親水性， 能與顆粒通過各種作用相結合，起到很好的絮凝效果。目前開發(fā)出具有絮凝作用的微生物有細菌、霉菌、放線菌、酵母菌和藻類等共 17 種。其中對重金屬有絮凝作用的有 12 種。陳天等7 利用從多種微生物中提取的殼聚糖為絮凝劑回收模擬工業(yè)廢水中Pb 2+、Cr 3+、Cu 2+，在離子濃度是 100mg/的 200mL廢水中加入 10mg殼聚糖，處理后溶液中 Cr 3+、Cu 2+濃度都小于 0.1mg/ ， Pb 2+濃度小于 1 mg/，得到了令人滿意的結果。用微生物絮凝法處理廢水安全方便無毒、不產(chǎn)生二次污染、絮凝效果好，且微生物生長快、易于實現(xiàn)

33、工業(yè)化等特點。此外，微生物可以通過遺傳工程、馴化或構造出具 有特殊功能的菌株。因此微生物絮凝法具有廣闊的發(fā)展前景。3.2 生物吸附法生物吸附是對于經(jīng)過一系列生物化學作用使重金屬離子被微生 物細胞吸附的概括理解，這些作用包括絡合、鰲合、離子交換、吸附 等。這些微生物從溶液中分離金屬離子的機理有胞外富集、沉淀；細 胞表面吸附或絡合； 胞內(nèi)富集。 其中細胞表面吸附或絡合對死活微生 物都存在， 而胞內(nèi)和胞外的大量富集則往往要求微生物具有活性。許 多研究表明活的微生物和死的微生物對重金屬離子都有較大的吸附 能力，作為生物吸附劑的生物源能夠從低濃度的含重金屬離子的水溶 液中吸附重金屬，且有實用價值的微生物

34、容易獲得。例如：發(fā)酵過程中的酵母菌是生物吸附劑很好的生物源，大量來自海洋中的藻類也是便宜的生物源 8 、 9。趙玲等 9 用海洋赤潮生物原甲藻 (Prorocentrum micans) 的活體和甲醛殺死的藻體對 Cu 2+、Pb 2+、Ni 2+、Zn 2+、Ag 1+、Cd 2+的吸附能力進行研究， 實驗證明，金屬離子混合液經(jīng)原甲藻吸附 30min后，各離子的濃度顯著下降且達到平衡，種金屬離子具有相似的吸附能力。原甲藻的活體和死體對這六利用載體通過物理或化學方法將微生物吸附劑經(jīng)預處理固定后，吸附劑吸附機械強度和化學穩(wěn)定性增強、使用周期延長、 可以提高廢水處理的深度和效率、減少吸附解吸循環(huán)中

35、的損耗。近年來，國內(nèi)外很多學者開展了固定化細胞處理含重金屬有毒廢水的研究工作10 、11。生物吸附劑具有來源廣、價格低、吸附能力強、易于分離回收重 金屬等特點， 而且使用死的微生物作為生物源具有容易固定化，并可根據(jù)需要制成特殊的生物吸附劑并反復使用。因此，生物吸附法有很好的工業(yè)應用前景。 現(xiàn)階段我國的污水處理廠大多數(shù)采用活性污泥處 理法，因此可以考慮在需進行重金屬去除的地域，通過對活性污泥的 馴化（在此過程中應注意避免過量重金屬使活性污泥中毒），以及生 物接種法接種相應的菌種，達到對低濃度含重金屬污水的處理。3.3 植物整治技術植物對重金屬的吸收富集機理，主要為兩個方面： 一是利用植物發(fā)達的根

36、系對重金屬廢水的吸收過濾作用，達到對重金屬的富集和積累。二是利用微生物的活性原則和重金屬與微生物的親和作用，把重金屬轉化為較低毒性的產(chǎn)物。 通過收獲或移去已積累和富集了重金屬的植物的枝條，降低土壤或水體中的重金屬濃度，達到治理污染、修復環(huán)境的目的。在植物整治技術中能利用的植物很多，有藻類植物、草本植物、木本植物等等。其主要特點是對重金屬具有很強的耐毒性和積累能力，不同種類植物對不同重金屬具有不同的吸收富集能力，而且其耐毒性也各不相同。浩云濤等 12 分離篩選獲得了一株高重金屬抗性的橢圓小球藻(Chlorella ellipsoidea)，并研究了不同濃度的重金屬銅、鋅、鎳、鎘對該藻生長的影響及

37、其對重金屬離子的吸收富集作用。結果顯示，該藻對 Zn 2+和 Cd 2+具有很高的耐受性。對四種重金屬的耐受能力依次為鋅鎘鎳銅。該藻對重金屬具有很好的去除效果，經(jīng) 15 mol/L Cu 2+、300 mol/L Zn 2+、100 mol/L Ni 2+、30 mol/L Cd 2+濃度 72處理，去除率分別達到40.93%、98.33%、97.62%、86.88%。由此可見，此藻類可應用于含重金屬廢水的處理。對重金屬離子具有吸附作用的草本植物有鳳眼蓮 (Eichhoria crassipes Somis)、香蒲 (Typhao rientalis Presl) 等 13 、14 。香蒲是國際上公認和常用的一種治理污染的植物，它具有特殊的結構與功能，如葉片成肉質、柵欄組織發(fā)達等。香蒲植物長期生長在高濃度重金屬廢水中形成特殊結構以抵抗惡劣環(huán)境并能自我調節(jié)某些生理活動，以適應污染毒害15 。招文銳等16 研究了寬葉香蒲人工濕地系統(tǒng)處理廣東韶關凡口鉛鋅礦選礦廢水的穩(wěn)定性。歷時10 年的監(jiān)測結果表明，該系統(tǒng)能有效地凈化鉛鋅礦廢水。未處理的廢水含有高濃度的有害金屬鉛、 鋅、鎘經(jīng)人工濕地后， 出水口水質明顯改善， 其中鉛、鋅、鎘