水净化

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水净化范文第1篇

论文摘要:通过对煤矿井下废水净化处理、循环利用，实现达标排放和减少矿井废水净化的费用分析，经技术改造，减少了净化药剂的投入量，实现环保节能减排的目的。

矿井废水净化处理实现循环再利用，是对水资源的高效利用，是以降低水资源消耗，减少污染排放为基本特征，符合科学发展观和可持续发展的基本理念，是对传统环境保护工作的一项基本变革。有效地利用水资源和保护环境，可减少资源消耗和环境成本，以获得更大的经济效益和社会环境效益。

1矿井废水

老鹰山煤矿属立井开采，矿井废水主要是指采空区和巷道中涌出的自然地下水和开采过程中洒水、降尘、注浆及液压设备产生的含有煤尘、泥沙的废水。经过检测发现矿井废水有别于其他工业废水，其主要属地下水的特性，有毒有害物质均未超标，矿井水中含有部分的粉煤、泥、沙、油污和少量的悬浮物，其天然的水质未遭到破坏。

2矿井废水净化系统

老鹰山煤矿始建于20世纪60年代末，属三线建设期间投产的矿井，各项基础设施欠帐较多，特别是环境保护设施基本为零，对矿井废水的处理一直是以直接排放为主。

随着国家对环境保护工作力度的不断加大，全民环保意识的进一步提高，企业也逐步认识到矿井废水既是一种具有行业特点的污染源，也是一种宝贵的水资源，未经处理直接排放既造成了河流环境污染，又造成了大量的水资源浪费。

矿井废水净化循环利用既能解决矿区生活和生产用水，又能实现保护环境的社会效益。在上级环保部门的支持和帮助下，该矿分别于1990年和2006年建成了2套小时处理能力为300耐和500时的矿井废水净化系统，实现了矿井水的循环再利用。

矿井废水净化系统是采用硅藻土和矿井废水密度不同的物理原理对矿井废水进行净化处理。硅藻土用量的增加使企业对矿井废水净化处理成本也随着增加。因此，提高矿井废水净化时间，减少矿井废水净化成本已成为企业急待解决的难题。

3节能技术改造

为切实达到节能减排的目的，充分发挥矿井废水净化系统的运行效果，对净化系统投产使用以来，历年矿井涌水量和矿井废水净化的时间及用药量进行了分析比较，经反复实验对比效果，于2008年5月对净化水系统实施了技术改造。通过安设水泵和增加更改工艺管路，将矿井水净化过程中投放的药剂(硅藻土)经工作池沉淀后随污泥排放到污泥池，在污泥池中经一段时间的沉淀，将污泥池中自然分离的中层含有残留药剂的污水利用提升水泵返回到矿井水水池人口中，与矿井水进行二次物理反应，充分利用药剂。净化塔工艺流程见图1。

4经济环境效果评价

水净化范文第2篇

关键词：水净化处理；自动控制系统；PLC；PROFIBUS-DP

1 课题背景

水与我们的生活息息相关，特别是在现代社会，人们对水的需求量可谓与日俱增。然而随着现代工业和城市建设的发展， 我国的水污染问题和水资源匮乏问题已日益严重。水质的恶化和水资源的短缺已成为制约社会经济可持续发展、影响人民生活和身心健康的突出问题。因此，建设水净化处理系统己成为我国亟待解决的问题，对改善环境、建立可持续发展社会有着重要的意义。

2 可编程逻辑控制器PLC

2.1 PLC的特点

PLC即可编程序逻辑控制器，具有可靠性高、抗干扰能力强、结构灵活、便于扩展、编程语言简单、安装维护方便、性价比高等优点，已在工业控制领域得到了越来越广泛的应用，在水净化和处理行业也得到了一定程度的推广。

2.2 PLC系统的基本结构

作为以微处理器为核心的用于数字逻辑控制的特殊计算机，其硬件配置与一般的微机装置类似，包括中央处理单元（CPU）、电源组件、I/O单元组件和编程装置等部分。

CPU模块是PLC的主要组成部分，是直接决定PLC基本性能的关键部件。与普通计算机一样，CPU是PLC的核心，在系统程序的控制下进行工作。

I/O模块是对信号输入模块和输出模块总和的简称，是PLC的CPU模块与控制元件及执行元器件相联系的纽带。

编程装置是编制、编辑、调试、监测用户程序的必备设备。它通过通信接口与CPU相连接，用以实现人机对话。

2.3 PLC的工作原理

以PLC为核心的系统可以按照用户程序存储器中预先编制的控制程序，通过输入接口采集信息，执行逻辑判断和数值运算，进而通过输出接口控制各种执行机构的动作。与计算机一样，PLC控制任务的完成是建立在硬件配置的支持下的，通过执行反应控制要求的用户程序来实现对被控对象的控制功能。

3 PROFIBUS现场总线

3.1 现场总线的概念

现场总线是一种广泛应用于工业现场的，连接现场智能设备和自动化控制系统的数字式、双向性、结构上多分支的通信网络。

3.2 PROFIBUS现场总线的特点

PROFIBUS现场总线的标准具有开放性，并不以某些特定生产厂商的通信技术标准为依托。其中，PROFIBUS-DP现场总线技术在实际工程应用中所拥有较强的抗干扰性，以及高速、高效、低成本、即插即用等优点，使其作为高速、便捷、可靠性高的数据传输手段在自动化控制网络的建设中得到了非常广泛的应用。

3.3 PROFIBUS-DP的工作原理

PROFIBUS-DP应用于设备级现场高速数据传输时，将主站（即中央控制器，如PLC、PC机等）同分散在现场的设备（如各种I/O接口、驱动器、阀门等）通过高速的串行线路进行通信。除为主站提供周期性地读取设备输入信息并发送输出指令的数据传输通道外，PROFIBUS-DP还能够提供智能化设备所需要的非周期性的通讯，用以进行系统组态、故障诊断和报警信息处理。

4 水净化处理的应用举例

4.1 处理方案的选择和确定

水净化处理的过程，是去除混合或溶解在水中的对人畜健康或环境有危害的物质的过程。方法可分为物理法、化学法和生物法三大类。

对于含固体渣滓污染物的水净化处理的方法一般采用物理法。

1）物理法水净化处理技术方案。物理法是利用物理作用使水中处于悬浮状态的污染物质与水分离，且不影响各成分的物理和化学特性。

应用物理法进行水净化处理有三种常用的技术方案截留法、膜分离的电渗析法和磁力分离法。

截留法是以格栅或筛网作为污水处理厂的第一个处理工序。该方法的优点在于所用设备结构简单，且处理过程简单、便于控制。缺点则是设备过于庞大和笨重，不利于现场安装、调试以及后期的维护和保养。

膜分离电渗析法分两步走，即膜分离和电渗析。所谓膜分离是利用膜的选择透过性对水中杂质进行浓缩、分离的方法。而电渗析是在电场作用下使溶液中的离子通过离子交换膜进行传递的过程。

磁力分离法可去除废水中的磁性及非磁性悬浮物和重金属离子。该方法具有设备结构简单、操作方便、滤除的杂质便于再回收等优点。此方案尤其适用于含金属杂质较多的水的净化处理之中。

2）方案的确定。对上述三种利用物理法进行水净化处理的方案进行对比，不难发现磁力分离法是最适合进行水净化处理的，且此方案更便于加入PLC控制系统，进而实现经济性、安全性和可靠性的目标。使用该法进行水处理，不仅对水的净化效果较好，而且分离出来的杂质可以很方便的进行回收再利用。

4.2 系统构成

从经济性、实用性和可靠性三方面出发，系统由两台电磁过滤器、若干电磁阀和连接管道组成两路并联关系的系统，两路可单独运行亦可同时运行。如果某一路出现异常，将立即停止并切换到另一路工作。

这样的设计可避免由于故障停机造成的损失，在保证运行的前提下提高了系统的安全可靠性。

4.3 工艺流程简介

水净化处理的过程，分为滤水和反冲洗两道工序。

滤水工序：打开同一侧的进水阀和出水阀，当含有杂质的污染水流经电磁过滤器时，水中的磁性杂质将吸附于线圈已通电的电磁过滤器上，使水质得到净化后流入水箱。

反冲洗工序：在滤水工序运行一定的时间后，就必须对附着在过滤器上的杂质进行清理。此时，只需将进水阀和出水阀关闭并将过滤器线圈电源切断，然后打开排污阀和压缩空气阀。这样一来，压缩空气将强行把水箱中的水打回到过滤器中，使其能够把附着于过滤器上的杂质冲洗掉，并带到污水池中准备进行再次处理。

4.4 硬件的选择

1）选择PLC和PROFIBUS-DP的必要性。PLC在实际工程应用中所体现出的诸多优点，决定了使用PLC来控制水净化处理的过程可以更有效地达到净化的目的。同时，若辅以PROFIBUS-DP现场总线技术作为数据传输的手段，可以更好地实现系统运行和监管的可靠性以及生产过程的安全性。

2）PLC及其组件的选择。基于水治理的大环境和如上所述的PLC各项优势，为提高系统的自动化程度，保证水处理的质量，PLC控制系统无疑是在对水进行净化处理过程中发挥自动化控制和集中化管理的最佳选择。

在众多PLC生产厂家中，西门子S7-200系列PLC产品以广泛的应用和较高的性价比成为众多的用户首选。此设计中选择模块化的中小型PLC系统便能满足应用，而各种单独模块间的广泛组合方式也便于系统的扩展。

CPU选择CPU226，该型号CPU适用于复杂的中小型控制系统，且集成有PROFIBUS-DP和MPI通信接口，多点接入的特性使其可以同时连接编程器、PC机和HMI。

I/O模块的选择方面，信号模块选用模拟量输入输出模块EM223，模块输出点和输入点各有16点还可以扩展。而D/A转换器将PLC的数字输出量转换为模拟电压或电流，再去控制执行器。模拟量I/O模块的主要任务就是实现A/D转换和D/A转换。

3） PROFIBUS-DP的选用。若采用常规的PLC集中控制方式，将不得不面临现场控制范围分散造成的桥架和电缆大量敷设、施工难度增加等困难，而且现场信号也容易因传输路径过长而造成干扰。若采用PROFIBUS-DP现场总线技术，将大大减少现场布线的工作量并能够有效地提高数据传输过程中的抗干扰性，很大程度上缩短了设备开发及现场安装和调试的周期，提高工作效率。

4）磁滤器的选择。B03C型箱式磁滤器内置一个进水阀、一个出水阀、一个压缩空气阀和一个排污阀。具有经久耐磨，设计紧凑，响应迅速等优点，是最佳选择。

5）差压检测仪表的选择。差压检测仪表的作用是检测磁滤器入口和出口间的差压，如果差压过高，表示磁滤器内有堵塞，需要进行反洗。选择是应注意要有设定差压、显示差压、差压信号输出等功能。

4.5 系统软件的选用

编程软件选用西门子STEP7-Micro/WIN，该软件版本是建立在STEP7-Micro/WIN V4.0版和2004年推出的S7-200新产品的基础上的。较老的编程软件与V4.0版的功能和界面有一些的区别，老型号的PLC不能使用新产品的某些功能。

5 结论

采用西门子S7-200系列PLC作为分散控制、集中监控的分布式控制系统，并以可双向高速传输数据的现场总线PROFIBUS-DP作为通讯手段，实现了水净化处理过程的自动化控制，使系统的运行更加趋向于安全、稳定和可靠。本设计不仅解决了受污染的水资源的再利用问题，同时也对起到了保护环境的作用，保证了人类的生活环境。从而使得有限的淡水资源得到了更加有效的利用。

参考文献：

[1] 聂梅生. 废水处理及再利用. 北京：中国建筑出版社.许泽美，唐建国，周丹等主编.2002年第一版.

水净化范文第3篇

关键词：臭氧 油田污水 净化工艺 应用

中图分类号：X741 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）04（b）-0111-01

在开采石油的过程中，压裂、钻井和原油脱水等环节都会产生一定量的废水，其中含有大量的有机物且具有毒性，如果任意排放，将会对环境产生严重的污染。因此，采取有效的工艺处理方式净化污水，使其达到排放标准的要求，对于保护和改善人们生活环境具有重要的现实意义。而臭氧以其特有的性质和优点，在油田污水净化中发挥着重要的作用。

1 臭氧的性质和优点

1.1 臭氧物理性质

臭氧在常温常压下为淡蓝色气体，具有鱼腥味，其分子量约为48，在水中的溶解性约为氧气10倍以上。通常情况下，1×10-6的臭氧其在水中浓度为1 mg/L，如果长期呼吸大于0.1×10-6的臭氧，将会对人体产生危害。

1.2 臭氧化学结构和制取方法

臭氧为氧气的同素异形体，其分子形状呈V型，是唯一的具有不对称结构、反磁性的极性单质分子。臭氧很不稳定，在常温下即可分解为氧气，制取的方法主要为电化学法、光化学法和电晕放电法等。

1.3 臭氧的氧化性

臭氧为强氧化剂，具有很强的氧化性，其在水中的氧化还原电位为2.07mV，仅次于氟。由于氟会在水中发生化学反应，生成HF而无法存在，所以臭氧成为水中氧化性最强的氧化剂，其在氧化物质后，会变成氧气飘散在空气中，不会对大气环境产生污染，为绿色环保型的氧化剂。

1.4 臭氧应用的优点

臭氧杀菌能力不会受到酸碱值变化的影响，其消毒灭菌的作用同时发生，并且用量较少；臭氧化能力强，既可以除菌，又可以去除水中含有色味的有机物；臭氧分解快，不存在残留物质，不对环境造成二次污染。

2 油田污水处理中的难点、药剂的选择与化学原理

2.1 油田污水处理中的难点

油田的污水主要来源于钻井液与返排液、压裂的返排液和原油处理的污水等，这三者相互混合，不仅具有胶体物质的稳定性，而且还含有非常难溶的硫酸盐与碳酸盐，以及重金属离子。同时，污水中还含有原油、细菌、不饱和有机氮和有机氰等复杂的成分，使污水带有颜色与毒性。

2.2 油田污水处理的药剂选择

油田污水处理所选择的化学药剂主要为三种：第一种为臭氧，可以处理污水中有机氰和不饱和有机胺等物质，消除午睡的颜色与毒性；第二种为生石灰水溶液，可以调节水的酸碱值，并使硫酸盐与碳酸盐沉淀，加快臭氧的析出与分解；第三种为以破胶剂和絮凝剂为基础的脱稳剂，破坏污水胶体的稳定性，使其结成絮体析出。

2.3 臭氧与油田污水发生的化学反应和产物

臭氧可以在催化剂的作用下，与油田污水发生化学反应，生成碳酸钙、碳酸镁和硫酸钙等，从而析出重金属离子；同时臭氧还可以与油田污水中的有机物发生反应，生成醛、硝基化合物和有机酸，以及二氧化碳和水等，从而降低污水中有机物的含量，减少其对环境的破坏。

3 臭氧在油田污水净化中的工艺流程和药剂配量

油田污水经污水泵输送到带有搅拌器的絮凝槽中，结合经计量泵输送的脱稳剂和氢氧化钙饱和溶液，经过搅拌器的搅拌，絮凝槽底部会出现黄褐色的沉淀物，再利用泵将其输送到压滤机。同时，溶胀的高分子溶液经计量泵也加入到压滤机中，两者形成的絮体在增至黄豆粒大小的时候，经过压滤机进行压实并排放到特定的容器中。

从絮状物中脱出的色水，进入到催化反应器与缓冲罐，经过催化反应，对其进行脱色、除菌和除有机物后，再流入组合的过滤器过滤到其中含有的碳酸钙而形成清水流入清水槽中。液氧罐中液氧经换热器气化后，再经流量控制器进入电离式臭氧发生器中，产生的臭氧通入缓冲罐中与污水发生氧化反应，去除污水的颜色、细菌和有机物等。

药剂配置的浓度和加药计量：1 m的清水中要加入50 kg的脱稳剂和25 kg的生石灰，其酸碱值要控制在8～11之间，当污水流量为10～15 m/h的时候，絮凝剂的体积流量和氢氧化钙过饱和溶液的体积量为其10%～12.5%左右。

4 结语

总之，将臭氧应用于油田污水的净化处理中，具有绿色环保和可分解的优势，其工艺流程的思路正确合适，选用的化学药剂剂量有限，在处理污水中需要投入的成本较低，具有操作性与可行性，在实践应用中也效果显著，值得推广应用。

参考文献

[1] 单毅.臭氧在油田污水净化工艺中的应用[J].低温与特气，2013（4）：46-49.

[2] 高万夫，张华佳，何壮.油田污水净化处理中絮凝剂的筛选[J].石油石化节能与减排，2012（3）：34-38.

[3] 王宏.油田污水的电化学净化及资源化研究[D].华南理工大学，2011.

水净化范文第4篇

关键词：水污染；获取饮用水；纯净水；防患未然

一、水污染的主要过程

（一）地下水污染

由于城市和工业的过度需要，淡水不断被抽出作为生活和工业用水，然后作为地表污水重新排放，因而还会导致潜水面的进一步下降。另一方面，大量频繁的灌溉可以增强渗透作用，使潜水面一直升到地表。而在干旱地区，被水渗透的土地由于异常的蒸发作用，引起地下水中盐类的沉淀，迟早会变成不能耕作的盐碱地。

（二）地表水水体富营养化

湖泊、水库等水域的植物营养成分（氮、磷等）不断补给，过量积聚，致使水体营养过剩的现象称为水体“富营养化”。由于水体中营养物质过多，水生生物（主要是藻类）大量繁殖。藻类的的呼吸作用及死亡藻类的分解作用消耗大量的氧，致使水体处于严重的缺氧状态，并分解出毒物质，从而给水质造成严重的不良后果。

二、常用的污水处理方式

（一）城市污水处理工艺

城市污水处理厂多采用活性污泥法二级处理工艺来进行污水处理。这种工艺的一级处理是指在沉淀池中通过过滤除去污水中的固体沉淀物和悬浮物，再加入一定量的化学试剂中和污水中的酸性或碱性物质。二级处理是指采用空气曝气活性污泥法，利用细菌等微生物除去废水中的有机污染物。

（二）水环境调节

采用加深、拓宽，疏浚河道、河流改道、开挖新河或修建其它水利工程设施，将水质较好的较大水体，引入城市水系，达到稀释城市水域污染物浓度的作用。水环境调节虽然没有削减城市污染物总量，但它在活化水环境、改善水域生物生态系统和水环境面貌上有积极作用，凡有条件进行水环境调节的城市应尽量采用。

（三）截污

利用截污沟保护特定的水体目标，达到被保护水体在截污段不再加重污染。但认为采用了截污方法就能把城市污染控制住的想法是不适当的。因为它只能截住截污沟附近或直接排入被保护水体的污染源，阻止水质差的支流、地下水进入被保护水体；与此同时，水质较好的地下水和因在被保护水体和截污沟间形成的水位压差，而使较多水质较好的渗漏水进入截污沟（反之则倒渗），深隔水墙的成本又太高。

（四）清淤

污染物碓炊嗲移露然旱乃域，通常累积较厚的污泥。有机物百分含量高达二位数，而水体的CODMn达15毫克/升时，就是国标规定最差的Ⅴ类水了。污泥是水下的污染源库，在气温变化大或持续高温时，底泥上翻进入水体形成黑臭或造成污染事故。因此，在有较厚污泥堆积的水域，清除污泥是削减水域污染物、改善水环境的必要措施。

（五）建设城市处理厂

据计算，主要城市的生活排污量已超过工业污染源排放。尤其是在大城市的城区，生活污水COD排放量可占城市COD总量的60%-70%以上。建设有完善管网系统（清污分流）的城市污水处理厂是城市水污染控制的最重要方法。

三、饮用水的净化过程及方法

（一）离子交换法

通常所采用的方法是将原料水通过离子交换树脂，使水中的离子与树脂上的离子进行交换。阳离子交换树脂上的H+与水中的阳离子（如Ca2+）进行交换，释放出H+，而阴离子交换树脂上的0H一与水中的阴离子（如Cl-）进行交换，释放出OH一。H+与0H一结合生成纯水，达到除去离子的目的。离子交换法能有效地除去某些离子，却无法有效地除去其中的有机物或微生物，所以常在离子交换树脂之前进行活性炭过滤处理，以除去有机物。经过离子交换的水再用紫外线或臭氧消毒，就得到可以直接饮用的纯净水。

（二）反渗透法

反渗透法采用的反渗透膜孔径很小，在外加压力的作用下只有水分子能通过，从而得到纯净水。利用这种原理也可以进行海水淡化。

在清除水中有害物质得到纯净水的同时，也除去了水中的微量元素。天然水中有多种微量元素是人体所必需的。有的微量元素（如硒）很难从食物中摄取，而主要是从水中得到。长期饮用纯净水，有可能引起一些微量元素缺乏症。

（三）在沉淀池中加人絮凝剂静置，水中的悬浮物可沉淀到池底。使水通过细砂，以除去沉淀和残存的悬浮物。曝气：把水暴露在空气中，使水与空气的接触面增大，增加水中氧的含量，以加速水中有机物的分解。消毒：加入杀菌消毒剂杀灭水中有害的微生物。

（四）将铝盐或铁盐等絮凝剂加入水中，会形成氢氧化铝或氢氧化铁胶体，它们吸附水中的土壤胶体等自然胶体及悬浮物质形成絮状物。然后沉降。常用的絮凝剂还有聚合铝、镁盐和有机絮凝剂等。

四、对水污染的预防措施

针对水污染的普遍性，要积极采取预防措施。如：强化对饮用水源取水口的保护：有关部门要划定水源区，在区内设置告示牌并加强取水口的绿化工作。定期组织人员进行检查。从根本杜绝污染。加大城市污水和工业废水的治理力度。家用水的净化：过滤――沉淀（明矾）――用活性炭除异味，去颜色――消毒（氯气，漂白粉）。在自来水管传递过程中有可能出现二次污染，所以饮用时要煮沸杀菌，而且还要用干净的杯子。

参考文献：

水净化范文第5篇

2、隔油池：自然上浮法去除可浮油的设施。平流式隔油池、斜板式隔油池。

3、沉淀池根据池内水流方向分为（3种）：平流沉淀池、辐流式沉淀池、竖流沉淀池。

4、酸性废水的中和药剂：石灰CaO、石灰石CaCO3、氢氧化钠NaOH。

5、碱性废水的中和药剂：工业盐酸。优点是反应产物的溶解度大，泥渣量小，但出水溶解固体浓度高。

6、化学沉淀：废水中的中重金属离子、碱土金属（钙、镁）、某些非重金属（砷、氟、硫、硼）采用化学沉淀处理过程去除。

7、化学沉淀工艺过程：投加化学沉淀剂；固液分离；泥渣处理和回收利用。

8、浮选法：主要用于处理废水中靠自然沉降或上浮难以去除的浮油或相对密度接近于1的悬浮颗粒。包括气泡产生、气泡与颗粒附着以及上浮分离等连续过程。

9、消毒剂主要有（5种）：氯气、臭氧、紫外线、二氧化氯和溴。

10、对二级出水去除悬浮物的方法有：化学絮凝后沉淀或气提、物理法过滤。

11、用于去除SS的化学絮凝剂有：铝化合物、铁化合物、碳酸钠、NaOH、CO2、聚合物。

12、水中磷一般三种形式：正磷酸盐（可被生物直接吸收）、聚合磷酸盐（水解为正磷酸盐，过程速度较慢）、有机磷（工业废水的主要成分之一）。

13、磷的去除方法有：化学沉淀法（加明矾和氯化铁降低水pH，加石灰升高水pH）和生物法(A/O工艺过程、A2/O工艺过程、活性污泥生物-化学沉淀过程、序批式间歇反应器SBR)。

14、废水中氮的形式（4种）：有机氮（溶解态、颗粒态，溶解态有机氮主要以尿素和氨基酸的形式存在）、氨、亚硝酸盐、氮气。

15、控制氮含量的方法（4种）：生物硝化-反硝化（无机氮延时曝气氧化成硝酸盐，再厌氧反硝化转化成氮气）；折点氯化（二级出水投加氯，到残余的全部溶解性氯达到最低点，水中氨氮全部氧化）；选择性离子交换；氨的气提（二级出水pH提高到11以上，使铵离子转化为氨，对出水激烈曝气，以气体方式将氨从水中去除，再调节pH到合适值）。每种方法氮的去除率均可超过90%。