含甲醇污水處理工藝優化研究

摘要：為了優化含甲醇污水處理工藝，本文將展開相關研究，主要論述工藝基本流程，介紹其原理，后對工藝當前問題進行分析，明確優化方向，最終提出針對性的優化方法。采用文中方法能夠有效優化工藝，解決當下問題，優化后的工藝在功能性及性能等方面有所提升。

關鍵詞：含甲醛污水;污水處理工藝;工藝優化

引言

現代生產活動會產生大量的含甲醛污水，其中甲醛是一種具有較強污染性的物質，且對人體有害，因此不能隨意排放，必須采用針對性的工藝進行處理，去除其中甲醛，再將去甲醛后的水排放或挪作他用。但含甲醛污水的處理具備一定難度，以往工藝在效果上差強人意，加之近些年環保理念的推廣，以往工藝的問題越發突出，故人們意識到需要優化該工藝。這一基礎上，如何優化含甲醛污水處理工藝成為了人們重點討論的話題，對此有必要展開相關研究。

1.含甲醛污水處理工藝基本流程

依照某石油勘探企業的甲醇污水處理工藝系統，工藝流程為：第一，收集含甲醛污水后進行運輸，達到目的地后將污水集中存放在專用儲水罐內;第二，對儲水罐內的含甲醛污水進行除油、除鐵、混凝沉降、雙濾料過濾等凈化預處理;第三，預處理后采用吸水泵出水，并對出水加熱，然后展開精細過濾處理;第四，過濾后出水進入精餾塔，精餾作用下回產生水蒸氣，其中部分蒸汽會返回塔底，這一部分正確就是凈化后的污水，剩余蒸汽均為甲醛蒸汽，會進入塔頂;第五，針對塔頂甲醛蒸汽，主要通過冷凝器進行處理，可使甲醛蒸汽全冷凝至飽和液體，液體將回流入灌，通過水泵抽出加壓，部分出水會返回塔頂（為進一步處理后的凈化水），另一部分則作為產品接受換熱冷卻到40℃，可得再生甲醛，以供循環利用。在這個過程中，工藝需要使用到的藥劑為有堿劑、氧化劑、混凝劑、阻垢劑，該企業中各項藥劑的用量見表1。

2.含甲醛污水處理工藝的問題

2.1處理結果不滿足地層回注要求

為了校驗工藝處理效果，該企業對處理后的水體進行了水質分析，結果顯示水體具有五大特征：第一，出口出水pH值處于5.50～6.50范圍，屬于弱酸性水;第二，水體內沒有硫化物、溶解氧，由較高的礦化程度，水平達到（1.0～1.6）×105mg/L;第三，細菌含量低，尤其是硫酸鹽還原菌、腐生菌，含量近乎于無;第四，結垢性離子質量濃度較高，內含大量的Ca2+、Ba2+Sr2+;第五，鐵含量較高，達到100～200 mg/L區間。根據五大特征，首先因為水體呈弱酸性，且內部有大量的Ca2+、Ba2+Sr2+，如果將這種水體回注至地下，受精餾塔的高溫影響，水體內碳酸氫根離子會分解，在地下容易形成結垢性碳酸鹽，所以不滿足地層回注要求。其次根據現場觀察，水體內的懸浮物質量濃度、總鐵質量濃度、懸浮物粒徑中值均不達標，因此根據平均空氣滲透率，水體依舊不滿足地層回注要求。

2.2結垢處理效果不佳

根據水質分析參數，對水中不同難溶化合物的可溶度積、離子積進行了計算，再根據計算結果進行水體結垢趨勢，結果顯示，當水體處于25℃時各種難熔化合物的離子積會大于溶度積，具有易結垢趨勢，同時在精餾塔高溫換中難溶化合物的溶度積值更小，因此結垢趨勢更嚴重。受這些現象影響，工藝處理后的水質質量不達標。造成這些問題的主要原因在于：第一，工藝中企業的阻垢劑用量不合理，因此足夠效果存在問題，加之水處理工藝流程中存在除鐵效果不佳的現象，因此高溫精餾環境下容易引發鐵鹽結垢效應;第二，預處理過程中，企業對工藝參數及其他藥劑投放時間（該企業是同時投入所有藥劑）未能合理把控，使得處理效果不佳，結垢趨勢明顯，并導致水質質量進一步下降。從這里可以看出，要解決結垢處理效果上的問題，首先必須關注污水預處理工序，過程中不能存在藥劑用量不合理的現象，其次不同藥劑的投放時間需要有一定間隔，不可同時投入。

3.含甲醛污水處理工藝優化策略

該企業工藝處理中使用到的藥劑為有堿劑、氧化劑、混凝劑、阻垢劑，每一種藥劑對污水處理效果都有直接影響，而現實問題顯示，每一種藥劑的用量都存在問題，因此說明工藝藥劑培養存在缺陷，需要得到優化。下文將對培養中每一種藥劑進行優化，起到優化配方的作用。

3.1有堿劑優化

本文隨機抽取了該企業含甲醛污水試樣，經過水質分析確認試樣內水的總鐵含量為150 mg/L，后分別加入250mg/L、450mg/L、550mg/L有堿劑，攪拌靜置半小時等待結果[3]。結果顯示，250mg/L有堿劑條件下試樣內pH值為7.3，總鐵含量為86.5 mg/L;450mg/L有堿劑條件下試樣內pH值為8.0，總鐵含量為68.0 mg/L;550mg/L有堿劑條件下試樣內pH值為8.3，總鐵含量為62.5 mg/L。通過三組測試了解到，pH值越大，總鐵含量越小，因此單純追求效果，可以將有堿劑用量改為550mg/L，但如果綜合從效果與成本考慮，因為從450mg/L有堿劑之后，除鐵效果的增幅趨勢明顯降低，存在成本浪費問題，所以從這一角度來看，建議選擇450mg/L。

3.2氧化劑優化

針對氧化劑，采用有堿劑優化相同的取樣方法，攪拌一小時等待結果。結果顯示，600mg/L氧化劑條件下總鐵含量為13.5mg/L;1000mg/L氧化劑條件下總鐵含量為6.5mg/L;1200mg/L氧化劑條件下總鐵含量為1.5mg/L;1400mg/L氧化劑條件下總鐵含量為1mg/L[2]。可知，在氧化劑用量不斷增大的情況下能夠加速水中鐵從二價鐵至三價鐵的轉換速度，故表面來看氧

3.3混凝劑優化

考慮到混凝劑的作用條件，取樣后加入450mg/L有堿劑，并攪拌一小時，再加入1200mg/L氧化劑，靜置半小時加入150mg/L、200mg/L、250mg/L、300mg/L混凝劑，再靜置半小時等待結果。結果顯示，150mg/L混凝劑條件下水體上清液依舊渾濁、懸浮絮體較多;200mg/L混凝劑條件下上清液依舊渾濁、懸浮絮體較多;250mg/L混凝劑條件下上清液透明、懸浮絮體較少;300mg/L混凝劑條件下上清液較透明、懸浮絮體較少。由此可見，250mg/L混凝劑條件下的水質處理效果最佳，懸浮絮體較少說明結垢處理效果好，如果繼續提升混凝劑用量，效果反而變差，因此250mg/L為混凝劑最佳用量[3]。

3.4阻垢劑優化

取樣得到過濾后水體1000mL，后分別投入0mg/L、70mg/L、130mg/L的阻垢劑，再放入95℃環境下一小時，同時觀察水體內離子含量變化情況。結果顯示，0mg/L阻垢劑條件下Ca2+、Ba2+Sr2+的含量明顯降低，依舊存在結垢趨勢;70mg/L阻垢劑條件下Ca2+、Ba2+Sr2+及其他結垢離子的含量沒有明顯降低，阻垢效果好，沒有結垢趨勢;130mg/L阻垢劑條件與原工藝一致，故效果不佳，不予贅述。根據結果可知，企業可以適當降低阻垢劑用量，最好保持在70mg/L±5mg/L區間內，這樣能夠結垢處理效果。

4.結語

綜上，含甲醛污水的污染性較強，而且對人體有害，因此不能直接排放，也不能長時間儲存，必須盡快進行處理，但當前污水處理工藝的處理效果并不令人滿意，說明工藝有待優化。從這一角度出發，企業或相關組織理應深入分析原工藝的缺陷、問題，針對成因進行優化，期間尤其要重視各類藥劑的用量問題，必須通過實驗方法進行檢測。優化后工藝的處理效果提升，能夠保障水體滿足回注等方面的要求，并且甲醛還能循環利用，說明工藝運用價值提高。

參考文獻

[1]張娟利，薛文瑞，胡耀強，等.延長氣田含甲醇污水處理工藝的優化研究[J].西安石油大學學報：自然科學版，2018，33（4）：5.

[2]羅斌.淺析氣田含甲醇污水處理方法及工藝技術[J].石化技術，2015（02）：49.

[3]孫華超，吳偉然，朱德春，等.大牛地氣田含醇污水處理工藝效果評價[J].中國石油和化工標準與質量，2017，（6）.120-121.

作者簡介

陳楨，1991年10月，男，四川成都，本科，單位：中國輕工業長沙工程有限公司助理工程師，研究方向：生物氧化技術在廢水處理中的應用。