高密度沉淀污水处理（通用6篇）
高密度沉淀污水处理 篇1
引言
污水处理中心现有处理工艺为“沉淀+过滤”,处理后作为冷却水回用至厂区。为了提高污水重复利用率、实现节能减排,于2012年9月开始建设污水处理中心深度处理系统工程,于2014年1月投产。该工程预处理采用“调节池+高密度沉淀池+V型滤池”工艺,出水进入膜处理系统。其中高密度沉淀池对来水中的悬浮物、浊度及硬度有很高的去除效果,在整个工艺中有很重要的作用,文中通过分析污水处理车间运行10个月的出水水质,得出高密度沉淀池的运行情况。
1 高密度沉淀池
1.1 原理
来水先进入分配区,再均匀地分配给6座高密度沉淀池。在前混合池中投加熟石灰,搅拌机快速搅拌使得熟石灰和污水充分混合反应后进入混合池,在混合池中投加Na2CO3和聚铁,搅拌机快速搅拌使得药剂和污水均匀混合。混合池出水进入絮凝区,絮凝区投加PAM,将小颗粒胶体凝聚成大颗粒矾花,絮凝区出水进入沉淀区,在沉淀区,由于容积变大,水流速变慢,矾花快速沉降。沉淀区的偏油刮泥机将沉淀下来的污泥收集到集泥区。同时水面浮油被收集起来排到集油井。沉淀池出水进入后混合区,在后混合区投加硫酸,将水中p H调到中性。
沉淀池中搅拌机,不停地转动,将沉淀的污泥收集到集泥坑,集泥区的泥一部分回流至沉淀区,一部分排至污泥储罐。
1.2 工艺流程图(见图1)
1.3 药剂投加(见表1)
2 来水水质及出水水质
2.1 废水来源及特征
污水处理车间处理的废水主要有循环冷却水系统排污水;脱盐水、软化水及纯水制取设施产生的浓盐水;钢铁厂各工序在生产运行过程中产生的废水等。因此总排来水具有污染物种类多、成分复杂、难以处理等特点。来水水质如表2所示。
2.2 出水水质要求(见表3)
mg/L
2.3 污染物的除去
对1~9月份浊度、COD、NH3-N、铁、硬度、Ca2+及Mg2+的进出水浓度进行了统计,计算每个月的平均值,并做出曲线图便于分析。
各月进出水浊度如图2所示。来水浊度在120NTU以上,出水浊度各月均值均低于5NTU。从水质波动范围看,全时段进水浊度波动较大,最大达到170NTU,最低为120NTU;但是,出水浊度稳定在较低水平,未见超过设计控制值5NTU。可见,系统除浊效果好。
高密度沉淀池进、出水总铁的月均变化情况如图3所示。进水铁含量波动较大,最大值1.6mg/L,最小值0.27mg/L。由于高密度沉淀池混凝剂为聚铁,可能出水中含有以胶体存在的铁的各种形态,所以出水含铁量有时超过进水的含量。从图中看出,总体上系统对铁有一定的去除能力。
进、出水COD和氨氮的月均变化情况如图4、图5所示。与进水相比,来水和出水浓度变化趋势一致,COD去除效果明显,去除率在30%左右,NH3-N去除率不高。
进出水硬度及Ca2+、Mg2+浓度如图6、图7所示。来水硬度包括暂时硬度和永久硬度。在水中投加石灰,可增加水中的氢氧根含量,通过与碳酸氢根反应生成碳酸根,再与Ca2+和Mg2+结合,形成沉淀,去除硬度。石灰软化法只能去除暂时硬度,对永久硬度没有去除效果。
反应方程式如下:
从图6看出,来水硬度较高,最高为400mg/L,经过投加石灰和碳酸钠,硬度降至100mg/L左右,达到设计标准,并且出水较为稳定。从图7看出,来水Ca2+浓度高于Mg2+,但出水Mg2+浓度高于Ca2+浓度,且出水Ca2+、Mg2+浓度比较稳定。投加熟石灰后,水中以暂时硬度存在的Ca2+、Mg2+被去除,所以浓度下降。另外,为了防止因为熟石灰过量而引起下Ca2+浓度增加,在混合池中投加了Na2CO3,所以出水Ca2+浓度低于Mg2+浓度。
3 运行控制与分析
1)泥位。
泥位计的安装位置在沉淀区进口,系统运行正常时泥位计可以比较直观的显示沉淀池底部污泥沉淀高度,所以泥位计是排泥的标准之一。根据高密度沉淀池1月~9月运行情况,泥位应控制在1~1.4m。低于1m回流污泥浓度太小,导致在絮凝区形不成高密度的絮体,影响出水水质;超过1.4m刮泥机有压耙的危险。
2)回流量控制。
污泥回流的目的在于加速絮体的生长以及增加絮体的密度。由于回流污泥含固量较大,且经过一定时间的压缩,沉降性能较好。通过回流可以增加颗粒浓度,提高絮凝效果。当进水浓度较高时,沉淀区泥床位置较高,回流浓度增加,回流污泥与较高浓度进水混合后,可能造成高密度沉淀池超负荷运行。由此可见,回流污泥在合适的比例下才能发挥较好的回流作用,增加系统处理效果。
现运行状况下,回流污泥量与进水量比值在2%~10%,出水水质良好。下一步将继续研究回流量与出水水质的关系。
3)排泥时间。
泥位计读数是排泥时间的依据之一,刮泥机极限也是重要的依据。刮泥机刮板在沉淀区底部不停的转动,将沉淀的污泥收集在集泥区,如果不及时将污泥排除池外,刮板就会带动更多的污泥,这是刮泥机扭矩增加,刮泥机极限越来越紧,当极限超过感应器时,刮泥机跳车。
沉淀池集泥区污泥太多,沉淀池太长,污泥会厌氧发酵,容易造成污泥上浮;集泥区污泥太少,在絮凝区形不成高浓度污泥,造成出水水质不好。在运行的过程中发现,刮泥机极限最佳位置在距感应器5cm之内,此时出水水质最好,不能超过感应器的1/2。
4)石灰及碳酸钠加投。
在实际运行过程中,高密度沉淀池池前混区p H控制在10.3~10.75时,高密池出水硬度在100mg/L左右,基本保持在设计范围内,且硬度去除率在60%以上,表明暂时硬度已基本被石灰软化法去除。超出该范围后,石灰投加过量,硬度逐渐呈升高趋势。为了防止石灰过量,在混合池中投加碳酸钠,保证出水硬度在100mg/L左右。
综上所述,在目前的高密池进水条件下,前混池p H的最佳控制范围为10.3~10.75,在该范围内石灰软化法,能够取得最佳的硬度去除效果。
4 结语
1)对浊度、硬度和COD有明显的除去效果,达到设计目标。
2)进出水铁含量波动加大,总体系统对铁有一定的去除效果,仍有进一步降低的可能。
3)得出了高密度沉淀池基本的运行参数。
鉴于以上研究,建议针对系统开展:高密度沉淀池石灰软化过程研究;针对提高铁去除率进行研究;为了进一步降低运行费用,建议对药剂投加量开展优化研究。
高密度沉淀池工艺浅析 篇2
关键词：高密度沉淀池,特点,原理,水质
一、前言
沉淀池作为去除水中悬浮物的主要设施之一, 在水行业得到了广泛的应用。沉淀池在经历了平流式、竖流式和辐流式沉淀池之后, 近年来, 新型的一种高密度沉淀池应用越来越广泛。下面便以浙江绍兴滨海热电厂原水预处理系统高密度沉淀池为例, 对该工艺做一个系统的介绍, 供大家参考。
二、沉淀池工艺选择
常规的混合反应沉淀池将絮凝式反应池与斜板式沉淀池组合在一起, 原水进入隔板式絮凝池。通过在垂直水流方向设置翼片, 使水流产生高频漩涡, 为药剂和水中颗粒的充分接触提供了微水动力学条件, 并产生密实的矾花, 得到理想的絮凝效果。
与常规的混合反应沉淀池相比, 高密度沉淀池增加了机械搅拌混合方式, 从而增强了抗击水量变化的能力。根据高密度沉淀池的进水流量调节机械搅拌电机转速来控制搅拌速度梯度, 使混合效果达到最佳。同时高效沉淀池增加了外部污泥回流系统, 所以对水质的抗击能力特别强, 进水水质可以在很大的范围内变化, 当浊度高达10000NTU时也能正常运行。
从技术上来看, 高密度沉淀池占地面积小, 处理效果好, 进水水质变化影响小, 加药量小, 且占地面积较常规沉淀池要小, 因此浙江绍兴滨海热电厂原水处理系统最终确定采用高密度沉淀池技术。
三、原水净化原理
高密度沉淀工艺是在传统的平流沉淀池的基础上, 充分利用了动态混凝、加速絮凝原理和浅池理论, 把混凝、强化絮凝、斜管沉淀三个过程进行优化。主要基于4个机理:独特的一体化反应区设计、反应区到沉淀区较低的流速变化、沉淀区到反应区的污泥循环和采用斜管沉淀布置。原水进入凝聚区, 在此投加凝聚剂, 通过搅拌器快速混合, 发生凝聚反应, 生成小颗粒矾花;后进入絮凝区, 投加助凝剂, 在搅拌叶轮作用下与沉淀/浓缩区回流泥渣接触反应生成大颗粒矾花;出水慢速地经过推流式反应区进入沉淀区, 这样可避免矾花破碎, 并产生涡旋, 使大量的悬浮固体颗粒在该区均匀沉积。矾花在沉淀区下部汇集成污泥并浓缩。逆流式斜管沉淀区将剩余的矾花沉淀。通过固定在清水收集槽进行水力分布, 斜管将提高水流均匀分配。清水由一个集水槽系统汇集后去水工专业水池。沉淀区设有污泥搅拌装置, 浓缩泥渣部分回流至絮凝区, 目的在于加速矾花的生长以及增加矾花的密度, 剩余部分送至工业废水处理系统进行脱水处理
四、系统运行加药量的确定
高密沉淀池处理原水的核心原理便是絮凝沉降, 加药量的控制相当关键, 故启动调试前, 进行烧杯试验, 确定碱式氯化铝、聚丙烯酰胺的最佳剂量:
试验设备及用具:1000mL烧杯、PHS-2型酸度计、GDS-3A型光电式浑浊度仪。
水温:25℃~30℃;
原水浊度:98 NTU, pH=6.7
(1) 配制药品:混凝剂:浓度1%, 助凝剂:浓度1‰。
(2) 确定最佳混凝剂加药量:取1000m L原水于烧杯中, 连续滴加混凝剂至过量, 确定试验加药范围为1.0m L~4.0m L, 然后分六组加药量进行试验。取1000m L原水于烧杯中, 先滴加1m L配制好的混凝剂, 充分搅拌, 观察现象, 静置15min, 取上层清液, 测量其浊度, 观察现象。然后依次增加混凝剂剂量, 测清液浊度。
最终确定混凝剂最佳加药量为1000m L原水中滴加浓度为1%的混凝剂2.5m L, 即加药量为25 mg/L。
(3) 确定最佳助凝剂加入量:取1000m L原水于烧杯中, 先加入2.5m L浓度为1%的混凝剂, 搅拌, 然后滴加浓度为1‰的助凝剂, 搅拌, 静置15min, 取上层清液测浊度, 然后依次增加助凝剂剂量。
最终确定渣水中最佳助凝剂加入量为0.3m L, 即加药量为0.3mg/L。
五、调试结果分析及建议
1调试结论
本系统主要由加药装置及高密度沉淀组成, 控制系统由2套施耐德的M340PLC和2台威纶通的MT6070i H触摸屏组成, 实现加药自动控制。并通过PLC的以太网口与中控室控制中心通信, 实现中控室远程控制。经过调整试运, 确认工艺设计合理, 设备和管道安装质量良好, 出水浊度达到1~2NTU, 远低于设计值5NTU, 控制系统工作正常, 程控运行情况良好, 系统功能达到设计要求。
2为了原水预处理系统更好地运行, 需注意以下事项:
(1) 由于高密度沉淀池处理工况、原水水质、原水浊度等多种不可控因素, 为保证合格出水水质。控制采用原水流量及单因子游动电流值对混凝计量泵进行自动变频加药, 此控制方式可自动记录加药泵频率与原水流量及单因子游动电流值的比例系数 (通过手动输入的最佳频率计算得出) 。平时操作只需在原有基础上修正 (从自动转到手动人工修正, 当出水水质合格稳定后便再从手动转到自动, PLC便会自动记录最后一次的最佳投加系数) 从而实现自动变频加药。
(2) 污泥回流能加速矾花的生长并增加矾花的密度, 以维持均匀絮凝所要求的高污泥浓度。但是由于泥位变化的不稳定和回流泵吸泥口附近对泥层的抽吸作用, 回流污泥的浓度很不均匀, 且大多数情况下污泥浓度较低。但当回流污泥浓度大时, 进水浓度会提高数倍, 出现加药不足导致絮体细小的情况。因此应根据进泥浓度、进泥流量、回流的浓度适度调整回流量。按照原水流量的比例自动调节污泥回流泵的流速一般为原水流量的3%~5%。
(3) 高密度沉淀池如果需要停运较长时间, 在停运前增加次氯酸钠的加药量, 确保池水余氯, 防止有机物滋生。
结语
从滨海热电厂原水预处理系统运行情况来看, 高密度沉淀池具有运行稳定, 自动化程度高, 出水悬浮物含量低, 原水水质波动不敏感, 加药量小, 表面负荷高、占地面积小等特点, 可广泛用于火力发电厂原水处理, 水厂净化处理, 污水处理等行业。
参考文献
高密度沉淀污水处理 篇3
本研究采用化学沉淀法合成了球形前驱体材料, 并以此前驱体通过微波加热制备了Na晶格掺杂改性的类球形高密度Li0.95Na0.05FePO4正极材料, 并利用XRD、SEM、循环伏安、恒流充放电测试等方法对其形貌、晶体结构、理化性能和电化学性能进行了分析。
1 实验部分
1.1 样品的制备
按比例分别称取FeSO4·7H2O、LiOH·H2O、NaNO3和H3PO4 (均为分析纯) 4种原料, 首先将FeSO4·7H2O、NaNO3和H3PO4混合, 在其中加入质量比为1∶5的抗坏血酸和邻苯二酚作为抗氧化剂, 配制成溶液A;将LiOH·H2O溶于去离子水配成0.5mol/L的溶液B。将上述配好的溶液A、B和去离子水分别以一定的速率滴加到带水浴的反应器中, 用NH3·H2O调节反应的pH值, 控制反应温度、pH值、搅拌强度和停留时间, 便可得到球形的前驱体沉淀。将该前躯体洗涤干净、真空干燥后在高速球磨机中以无水乙醇为介质球磨6h。将球磨好的样品压片成型后移置特制容器中, 在600W的微波炉中加热12min, 随炉冷却可得Na掺杂的Li0.95Na0.05FePO4正极材料样品, 记为样品A。
在配制溶液A时不添加NaNO3, 其他步骤同上, 得到纯相LiFePO4样品, 记为样品B。
1.2 样品的表征
用日本理学D/MAX-PC2200X射线衍射仪 (Cu钯, λ=0.15405nm) 对所制样品进行晶体结构分析, 用Hitachi S-550型扫描电子显微镜 (SEM) 观察样品的形貌。采用激光粒度分布仪 (OMEC LS603) 测试样品的粒度大小及粒径分布情况。
1.3 电化学性能测试
按质量分数为80%的样品、12%的乙炔黑和8%的PVDF混合均匀后形成浆料, 涂布在集流体上制成试验电池极片, 将制好的电极片裁剪成相应的规格尺寸, 于120℃真空干燥6h备用。试验电池型号为CR2032, 以金属锂片为负极、celgard2400为隔离膜, 电解液为1mol/L LiPF6的EC/DMC的混合溶液 (体积比为=1∶1) 。所有电池的装配过程均在充满氩气的手套箱中进行。试验电池的恒流充放电测试在新威BTS计算机程控充放电测试仪上进行, 测试的电压区间为2.0~4.0V。试验电池的循环伏安性能测试在PGZ301型电化学工作站 (Radiometer Analytical SAS公司) 进行。
2 结果与讨论
2.1 样品的XRD和形貌分析
图1为合成样品A的XRD图谱, 扫描范围15~45°, 从图1中可以看出样品Li0.95Na0.05FePO4出现了尖锐的衍射峰, 各衍射峰峰位对照JCPDS标准卡一致, 没有杂质峰出现, 说明样品Li0.95Na0.05FePO4具有结晶完整、单一的橄榄石结构。图2示出了样品A的激光粒度分布图, 从图2中可以看出样品A的粒径呈有规律的正态分布且比较集中均匀, D50约为2.15μm。
图3和图4为样品Li0.95Na0.05FePO4的SEM和TEM图, 从图中可以看出该方法所制备的样品Li0.95Na0.05FePO4材料颗粒形状比较规整, 基本呈规则球形, 颗粒度大小比较均匀, 平均粒径为2μm左右。与固相法研究结果相比, 本实验所合成的材料的粒度比较小, 说明以本实验中液相沉淀合成的前躯体材料, 在微波烧结过程不易团聚。
2.2 样品的理化性能和电化学性能分析
采用容量法测定了样品中的Fe2+, 测得样品Li0.95Na0.05FePO4中Fe2+的质量分数为30.82%。采用国标GB/T 5162-1985方法测试了所制样品的振实密度, 测得样品Li0.95Na0.05FePO4的振实密度为1.63g/cm3, 与目前市售的磷酸铁锂材料相比提高了35%左右。电极材料的振实密度的提高有利于改善极片制作的一致性和电池的能量密度, 特别适合应用于高功率锂离子动力电池。图5示出样品A在常温下分别以0.2C、1C、2C倍率的首次放电性能曲线 (充放电电压2.0~4.0V) , 由图可见, 实验合成的Li0.95Na0.05FePO4材料的放电电压平台比较平稳, Li0.95Na0.05FePO4的首次放电比容量分别为164.2mAh/g (0.2C) 、151.5mAh/g (1C) 、130.5mAh/g (2C) 。随着放电电流的加大, 放电平台略有下降, 这是因为扣式电池在大电流放电时极化现象比较严重, 但该材料的电压平台都比较平坦。样品A在不同倍率下的放电比容量与循环次数的关系如图5所示。样品A在0.2C放电时循环20次后, 放电比容量为159.45mAh/g, 容量衰减了2.84%;接着以1C倍率放电时循环20次后, 衰减率4.87%;继续以2C倍率放电循环20次, 放电比容量仍有120.86 mAh/g, 容量衰减率为6.87%。
图6为样品A和B以0.2C倍率充放电的第1次循环伏安测试结果。从图6可看出, 样品A的峰型对称性明显优于样品B, 而且前者的氧化峰与还原峰电位差值小于后者, 说明经过Na掺杂改性之后的LiFePO4材料的导电性和Li+脱嵌可逆性得到改善。
3 结论
采用沉淀法制备了球形前驱体, 并以此前驱体应用微波烧结法成功合成了高比能球形钠晶格掺杂的Li0.95Na0.05FePO4正极材料, 该样品的振实密度达1.63g/cm3, 利用SEM、XRD等测试了样品的晶体结构和形貌, 发现采用该方法制备的Li0.95Na0.05FePO4材料具有完整的橄榄石结构, 相比不掺杂的纯相LiFePO4, 它的电化学性能更加优越, 首次放电比容量可达164.2mAh·g-1 (常温0.2C) , 特别是该材料的高倍率性能也非常优异, 实验扣式电池在常温下2C倍率首次放电比容量达到130.5 mAh·g-1, 循环20次后容量保持率在93.1%。共沉淀-微波法制备的磷酸铁锂材料形貌规则, 工艺简单, 加热过程时间短、能耗低, 容易控制, 是一种制备高密度磷酸铁锂正极材料的理想工艺路线。
参考文献
[1]PadhiAK, NanjundaswanyKS, GoodenoughJB, etal.Phos-pho-olivinesas positive-electrode materialsforrechargeable lithiumbatteries[J].JofElectrochem Soc, 1997, 144 (4) :1188-1194.
[2]NiJiangfeng, ZhouHenghui, ChenJitao, etal.Moltensaltsyn-thesisandelectrochemicalpropertiesofsphericalLiFePO4parti-cles[J].MaterialsLetter, 2007, 61 (4-5) :1260-1264.
[3]LouXM, ZhangYX.SynthesisofLiFePO4/Ccathodemateri-alswithbothhigh-ratecapabilityandhightapdensityforlithi-um-ionbatteries[J].JMaterChem, 2011, 21 (12) :4156-4160.
[4]牟菲, 杨学林, 代忠旭, 等.烧结方式对LiFePO4/C复合正极材料电化学性能的影响[J].无机材料学报, 2012, 27 (8) :838-842.
[5]张秋明, 乔玉卿, 赵敏寿, 等.稀土Sm掺杂LiFePO4/C正极材料的结构和电化学性能[J].无机化学学报, 2012, 28 (1) :67-73.
高密度沉淀污水处理 篇4
CASA公司推出的DS8×96下行模块提供了很好的密度和性能。DS8×96模块提供了行业内领先的每端口96下行频点, 包括32个窄播信道和64个广播信道, 每个模块总共可提供768个信道。DS8×96模块设计可以用于CASA电信级的C10G CMTS平台。在下行方面, 一个机箱内可配置11个主用和1个备用的DS8×96模块, 提供总共高达8 000个窄播和广播信道。
同时, DS8×96模块也是一个完整的DOCSIS下行单元, 提供包括DOCSIS数据包的处理, QoS, DOCSIS下行MAC层/PHY物理层处理, 以及RF的上变频器。每个下行QAM信道都可以被配置来实现DOCSIS或MPEG/DVB-C视频业务。
支持的功能
●信道绑定
DS8×96模块具有256个可用的DOCSIS信道, 可被用来信道绑定, 这些绑定的信道被集合到一起, 提供多信道配置和最大的灵活性。
●CCAP的功能特性
按照CCAP规范要求, DS8×96模块提供了更高的密度和增强的功能特性, DS8×96可在C10G CMTS平台上带来全CCAP的功能特性, 允许运营商在一个单一的RF端口上快速部署DOCSIS, IPTV和数字视频业务, 相比市场上现有的CMTS设备模块, 大大增加了通道密度。
●投资保护
对于目前还未部署好CCAP的运营商来说, DS8×96模块能够以比竞争厂家更低的价格提供超高的信道密度。
在条件成熟时, 现有的C10G客户能通过增加DS8×96模块来无缝地迁移到CCAP平台, 而不用在平台上改变其他硬件模块。这样可以减少前期投资开支 (CAPEX) , 并降低后期运营成本 (OPEX) , 从而保护了客户CASA系统设备平台在演进时的整体投资。
技术参数
信道资源总数:每端口96信道, 总共768信道;
调制模式:或;
QAM调制深度:64, 128, 256 QAM;
数据速率 (DOCSIS) :27 Mbit/s@64 QAM以及38 Mbit/s@;
数据速率 (EuroDOCSIS) :36 Mbit/s@64 QAM, 51 Mbit/s@256 QAM;
中心频率范围:;
频率步进:1 Hz;
信道带宽:6或8 MHz (可变) ;
最大输出电平:60 dBmV@1 ch/port, 59 dBmV@2 ch/port, 58 dBmV@4+ch/port;
输出步长:;
输出精度:±5×10-6;
回波损耗:14 dB@50～870 MHz, 10 dB@870～1 002 MHz;
MER:43 dB (均衡) ;-73 dBc
带外噪声:-73 dBc。
高密度沉淀污水处理 篇5
大庆油田作为国家的重要能源基地, 经过四十多年的开发, 如今后备资源储量日益紧张, 储采结构失衡, 稳产难度越来越大。目前大庆长垣喇萨杏油田已全面进入特高含水期开发阶段, 面临的开发问题十分复杂, 一些制约油田可持续发展的问题日益突出, 单纯依靠测井资料进行的储层精细油藏描述技术已经不能完全适应特高含水期油田开发的需要, 需要引入高精度三维地震技术, 开展井震联合精细油藏描述技术, 以解决井间微幅度构造认识不足、井间砂体预测精度低的问题, 重构新的地下认识体系, 量化剩余油分布, 为进一步提高水驱采收率提供强有力的技术支持。
喇萨杏油田为大庆油田的主要产油区, 油区内公路纵横, 交通方便, 商业发达, 是大庆市政治、文化、商业、交通的中心地段。全区地形较平坦, 地面海拔140—150m。区内商业区、居民区、大型厂矿区、水域区、大型广场区、采油区广布, 公路、铁路纵横交错, 楼房密集, 人口众多, 道路狭窄, 施工条件及其复杂。因此, 在处理过程中, 针对油区、城区复杂多变的表层条件、多种类型的油田设施干扰、城区不同药量采集造成的子波和能量的差异大以及地质要求高等特殊因素, 重点应解决好以下问题:
(1) 长短波长静校正问题;
(2) 在不损伤有效波的基础上, 有效地压制噪声;
(3) 做好相对保幅处理;
(4) 高精度的速度分析和精确成像。
1城区高精度三维地震资料保真处理方法
1.1高精度静校正技术
工区地表条件复杂, 静校正问题比较突出, 在处理过程中确定的静校正流程是:
(1) 采用层析静校正与微测井静校正结合的方式, 分别将两种方法求得的炮点、检波点的静校正量, 分离成低频分量和高频分量来解决静校正问题。本区地表结构复杂, 4口/km 2微测井点分布还不足以控制近地表变化特征, 尤其是在水泡子区高岗区及陡坎区, 建立合理准确的近地表模型更为困难;另外工区近地表结构变化大, 噪声严重, 折射波初至拾取难度也较大。因此, 不论是利用微测井计算静校正低频分量, 还是利用折射波计算高频分量都有很大的难度。采用两者联合的方式可以比较好地解决本区的静校正问题。
(2) 采用分频迭代地表一致性剩余静校正技术解决短波长剩余静校正量的影响, 进一步提高资料的成像精度, 增强反射轴的连续性, 并且利用速度分析与剩余静校正多次迭代的方式, 消除CMP道集内各道间存在的剩余静校正量, 确保CMP道集内各道同相叠加, 提高资料的信噪比和分辨率。共进行了三次速度分析与剩余静校正迭代, 使最终的剩余静校正量均控制在0.25ms以内。图1为静校正前后剖面对比, 可见处理后同相轴更加光滑。
1.2油城区叠前保真去噪
分辨率和信噪比是一个问题的两个方面, 是对立统一的, 噪声是提高分辨率的最大障碍[1,2]。根据本区噪声的类型、发育特点和分布区域, 选择相应的压制方法, 在保护有效波的前提下有效地压制噪音。具体措施如下:
(1) 用人工剔除法剔除坏道、坏炮;
(2) 使用预测、多次分离和压制技术压制面波;
(3) 在地表一致性假设条件下进行野值的自动压制, 既保证有效信号不被破坏, 又使野值得到有效压制;
(4) 采用有效的单频噪音压制方法压制50 Hz噪音, 而不是简单采用陷波器对有效信号及噪音统统压制, 从而在最大限度地压制工业电干扰的同时, 保留了该频带的有效信号;
(5) 针对高频强干扰的特点, 通过频率扫描和频谱分析等手段, 使用加权系数滤波技术进行压制;
(6) 针对油田设施 (抽油机、地下泵等) 干扰, 根据其频率范围较小、能量强、振幅值较大、随机性强的特点, 采用分频异常振幅衰减技术进行压制。
图2为去噪前后的噪音平面分布情况, 可以看到噪音得到了较好的压制。
1.3相对保幅处理技术
由于在城区及油区施工, 地表条件复杂, 个别区域采用单井小药量激发, 不同药量激发使横向上能量差异较大, 小药量激发资料反射能量较弱;另外因变观较多, 目的层的覆盖次数横向上差异较大。因此做好一致性能量补偿, 在保真的基础上消除近地表影响, 是保幅处理的难点。
(1) 应用球面扩散补偿技术补偿地震波向下传播过程中的能量衰减, 使浅、中、深层能量得到均衡。
(2) 采用地表一致性振幅补偿技术, 消除由于风化层厚度、速度、激发岩性等地表因素和激发、接收环境因素变化引起的炮间、道间的能量不一致问题。本次处理对地表一致性振幅补偿技术中振幅拾取、地表一致性振幅分解、振幅补偿是全区数据统一进行的。即对全区数据以均方根振幅或绝对值平均振幅判别准则对某一时窗内的振幅进行统计平均, 作为该时窗内的拾取振幅;使用高斯-赛德尔算法对计算的振幅值进行全区统一分解, 分别求取振幅的炮点分量, 检波点分量, CMP分量及炮检距分量;然后将四个振幅分量应用于数据中, 完成炮点域、检波点域、CMP域、炮检距域的振幅均衡, 从而补偿因地表 条件不一致所造成的能量差异。图3为补偿前后的能量分布, 得到了较大的提高。
1.4各向异性叠前时间偏移处理
许多研究都已证明大多数岩石是各向异性的, 尤其是的薄层状介质 (厚度远小于波长) 各向异性特点更为明显。当地震精度需求达到一定的高度时, 地震速度的各向异性特征, 就成为影响地震成像进一步提高的重要因素。各向异性叠前时间偏移处理方法消除了各向异性对地震波传播路径和速度影响, 进一步提高了地震资料的成像精度。各向异性叠前时间偏移的关键是速度场和η场的建立, 本区初始速度模型的建立要通过对叠前数据进行各向异性速度分析, 求取均方根速度场和η场两个速度场作为初始速度场, 通过三次叠前时间偏移迭代及高精度的速度分析, 逐步优化得到合理、精确的速度场和η场。通过和各向同性叠前时间偏移对比 (图4) 可以发现各向异性叠前时间偏移具有更好的断层识别能力。
2应用效果
针对长垣资料特点, 采取了有针对性的处理措施, 取得了较理想处理效果, 主要表现在以下几个方面:
(1) 最大限度地保证了全区资料的品质均衡, 剖面信噪比和分辨率适中, 波形自然, 各反射目的层的波组特征比较突出, 层间振幅横向变化信息更加丰富, 能量及波形一致性较好, 消除了复杂地表条件引起的采集脚印, 更有利于井间储层预测;
(2) 处理成果剖面的频带较宽, 频率成分较丰富, 尤其是低频。成果剖面的频率T1视频不低于65 Hz, T2视频不低于55 Hz;
(3) 成像精度较高, 各级小断层在剖面及相干体属性都有清晰反映;图5为萨二油层组顶面断距4 m的小断层, 在剖面上特征清晰, 易于识别, 图6为通过沿层相干体对萨二油层组顶面的断裂的刻画, 可以看出断层平面展布特点有清晰的显示。
(4) 一些特殊地质体可以得到清晰的刻画。图7为萨零油层组发育的河道, 特征清晰, 易于识别。
3结论
高精度的静校正、叠前噪音去除、相对保持振幅保持及各向异性叠前偏移为基础的高精度处理技术可以较好地解决城区地震资料的最终成像, 进而为象大庆这样开采50年以上的老油区的开发提供最为精细的数字资料。
参考文献
[1]王卫华.提高地震剖面信噪比和分辨率的一种新途径.石油地球物理勘探, 1997;32 (2) :246—256
高密度沉淀污水处理 篇6
传统渔业在追求数量型增长的过程中，以占用和消耗大量资源为代价，从而使生态失衡和环境恶化等问题日益突显。细菌、病毒等病原体的大量滋生和有毒有害物质的日益积累，给水产养殖业带来了极大的风险，严重制约和威胁水产养殖业的可持续发展。而且，传统渔业采用频繁换水的方法来改善池塘水体生态环境，造成水资源巨大浪费的同时，也造成河流、湖泊区域性的富营养化，严重破坏生态环境。因此，以优质、高效、生态、安全为特征的节约型、环境友好型的现代渔业快速兴起。近年来，将养殖和水处理相结合的养殖模式引起广泛重视，人们综合物理、化学、生物等多种水处理技术，使池塘养殖尾水达标排放[4]。作者以高密度青鱼养殖集中区为研究对象，采用生态湿地与潜流湿地相结合的方式进行养殖尾水的水质净化，实施池塘水循环利用，旨在优化湿地生态系统模式。
1 系统设计
1.1 设计原理
池塘高密度养殖易造成水体内源性污染，池塘养殖尾水经Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级湿地多级净化，通过生物、生物与物理等相结合的技术手段，降低总氮(TN)、总磷(TP)、高锰酸盐指数(CODMn)、悬浮物总颗粒(SS)等物质的含量，使养殖尾水达标排放与循环利用。潜流湿地是由砂砾层组成的浅床湿池植物系统，被处理废水经配水系统分布从填料床的一端均匀平缓流过填料床植物根区，是一个由土壤、湿地植物和微生物组成的生态处理系统，是池塘养殖尾水处理的有机组成部分(图1)。
1.2 净化区的设置
池塘循环水养殖是通过开挖渠道、排设管道、建设泵站等一系列配套工程，建立试验区与对照区的两套尾水循环利用系统，实现养殖尾水净化处理，循环利用。试验区为“潜流湿地+生物净化池”系统，Ⅰ级与Ⅲ级净化区为生物净化池，Ⅱ级净化区为由1 200 m2的小水池和5 m×20 m的潜流湿地。对照区为常规的生物净化系统(表1)。试验区的净化面积占整个养殖区的7.9%，是对照区净化面积占比18.8%的42.02%。
潜流湿地是滤料与植物的结合体，具有极强的吸附、过滤作用。滤料层高度为1.0 m，以沸石、碎石、卵石、活性炭为滤料，沸石通过物理吸附、离子交换，能有效去除氨氮、有机质、重金属离子等溶解态污染物，同时具有调节水体pH值，增加水中溶氧，释放有利于鱼类生长的多种生物活性元素。以滤料为载体，形成天然生物膜，通过微生物作用进一步分解水体中的有机物质。潜流湿地上层0.5 m，少土栽培植物，强化水体净化功能，增加收获指数和总体效益。
1.3 养殖区与净化区的管理
养殖区统一采用“主养青鱼，搭养鲫鱼”的养殖模式，放养时间为2月底至3月初，每667 m2投放规格2.0～2.5 kg/尾的青鱼260尾，0.5～1.0 kg/尾的青鱼200尾，15～20尾/kg的青鱼10 kg。同时搭养规格15～20尾/kg的鲫鱼10 kg,6～8尾/kg的鲢鱼100尾，6～8尾/kg的鳙鱼50尾。投喂相同的混养鱼配合饲料，定期投放相同重量的螺蛳。通过相同的日常管理，对年终产量及效益进行分析。净化区出现水草疯长的现象时，采用人工打捞的方式定期对其进行清理，确保植物覆盖率保持在60%左右。
1.4 水质检测方法
按照《太湖流域池塘养殖水排放标准》要求，对系统中的养殖池、各级净化池、外源水的主要水质指标进行检测，采样时间9:00—11:00。检测指标为总氮(TN)、总磷(TP)、高锰酸盐指数(CODMn)、溶氧(DO)、悬浮颗粒(SS)、铜、锌。各项指标测试方法均按国家环保局编制的《水和废水监测分析方法》进行[5]。
2 结果
2.1 总氮（TN)
养殖尾水经三级净化后，试验区水体总氮比养殖池下降了80.8%～90.9%，对照区下降了70.8%～88.7%。试验区的净化效率高于对照区，三级净化后的水体中总氮含量远低于外河水。除12月21日，试验区中的Ⅲ级净化池因用来囤养青鱼、鲫鱼，总氮含量达到2.25 mg/L外，二种净化方式的Ⅲ级净化区水质均达到《太湖流域池塘养殖水排放标准》的一级水质要求(总氮含量≤2.0)，水质净化效果明显(表2)。
2.2 总磷（TP)
mg/L
无论是试验区还是对照区，循环系统运行后的Ⅲ级净化池水体总磷均比养殖池下降了76%以上，均符合《太湖流域池塘养殖水排放标准》二级水质的总磷要求。试验区除10月份外，达到了《太湖流域池塘养殖水排放标准》二级水质的总磷要求。对照区在8月、12月也达到了二级水质标准。
养殖高峰的8月，养殖水体的磷高出外河15倍左右，即使经过循环水净化后的Ⅲ级池中磷含量还高于外河水2倍以上，经过几个月的净化后，养殖池的磷含量与外河接近，经过净化后的Ⅲ级池，磷含量只有外河水的1/3左右，充分显示了循环水养殖工程的水质净化效果。随着系统运行时间的延长，试验区比对照区显示了更强的净化效果，至11月，试验区比对照区除磷率提高了9.19%(表3)。
2.3 高锰酸盐指数（CODMn)
经过三级净化后水体CODMn均低于《太湖流域池塘养殖水排放标准》一级水质要求(表4)。但与TN、TP相比，经三级净化后的水体CODMn去除幅度较小，仅下降了15.38%～27.24%，试验区的净化效率略高于对照区。
mg/L
mg/L
2.4 循环水养殖系统中各区水体中溶氧变化
两个养殖尾水处理系统运行后，分别对试验区、对照区及外河各水体中溶氧量进行了测定。结果显示，尾水处理系统刚运行时的8—10月，养殖池的溶氧均低于外河，经过尾水处理后的Ⅲ级净化池的溶氧接近外河。随着循环处理后第4个月，养殖池中的溶氧反而高于外河。试验区的潜流湿地溶氧始终最低，在8月高温季节只有2.4 mg/L，经过Ⅲ级生物净化池后，溶氧迅速恢复，与对照区的Ⅲ级池接近(表5)。
2.5 悬浮物总颗粒（SS）与重金属
经过三级净化后的养殖水体悬浮物总颗粒的变化分析，青鱼高密养殖池中的悬浮颗粒不高，高温季节稍高于《太湖流域池塘养殖水排放标准》一级标准。经过三级净化后的养殖尾水SS下降34.07%～84.75%，远低于《太湖流域池塘养殖水排放标准》一级标准，与外河水源水接近。冬季，经过三级净化处理后的SS远低于外河水源水，试验区与对照区的SS去除率相近。在青鱼养殖池中，重金属离子铜与锌的含量分别低于0.005 mg/L与0.05 mg/L，远低于《太湖流域池塘养殖水排放标准》一级标准的0.01 mg/L与0.5 mg/L(表6)。
2.6 产量和效益结果分析
2010年初步使用循环水系统后，虽然试验区与对照区的实际养殖面积分别减少了7.9%与18.8%，但试验区与对照区的集约化养殖池塘生产各类水产品产量分别比没有实施尾水处理的2009年增长14.06%与11.4%、销售收入分别增长了15.9%与6.1%、利润分别增加了17.2%与6.6%。2011年循环水系统全面投入运行后，试验区与对照区的池塘生产各类水产品产量分别比2009年增长24.8%与19.2%、销售收入分别增长了26.4%与14.8%、利润分别增加了35.2%与18.64%。而且试验区产量与效益明显好于对照区(表7)。
mg/L
mg/L
2010年水循环养殖系统处于建设中，直至8月中旬才基本建设完成，未在净化系统中投放河蟹、青虾等经济动物，所以2010年净化系统中未有经济效益产生。考虑到该合作社是用池塘作为净化池的，成本较大，为提高净化系统的经济效益，2011年适当养殖了一些特种水产品，如河蟹、青虾等，但坚持不投饵的原则，同时增加栽种一些有经济价值、吸污强的水生植物，如水空菜、茭白、水芹等，以增加净化区域的经济产值。2011年净化系统中，共投放花白鲢鱼种200 kg、螺蛳3 550 kg、河蚌500 kg，各品种年底产量分别为花白鲢1 020 kg、螺蛳7650 kg、河蚌1 550 kg。在Ⅰ、Ⅱ级净化系统同时开展生态养蟹、种植水生经济植物茭白与水空菜，投放蟹种35 kg，生产商品蟹360 kg，生产茭白250kg、水空菜300 kg。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级净化系统年产值达6.24万元，产生经济效益3.31万元。
3 讨论
3.1 潜流湿地对养殖尾水有机物的净化效率
青鱼养殖区通过养殖尾水处理系统的运行，养殖用水明显得到改善，对照《太湖流域池塘养殖水排放标准》，各项指标基本达到二级水质标准。比较试验区与对照区两个区域的净化效果发现，虽然潜流湿地的净化面积只占养殖系统的1.38%，是采用纯生物净化池方式占养殖系统6.92%的1/5，但对养殖尾水中TN、TP、CODMn、SS的去除率略高于纯生物净化区。这是因为在潜流湿地系统的中，污水在湿地床的内部流动，一方面可以充分利用填料表面生长的生物膜、丰富的根系及表层土和填料截流等的作用，以提高其处理效果和处理能力;另一方面由于水流在地表以下流动，具有保温性能好、处理效果受气候影响小、卫生条件较好的特点。这种工艺利用了植物根系的输氧作用，对有机物和重金属等去除效果好，但控制相对复杂。因此，潜流湿地方式净化水质节省了土地资源，提高了渔池利用率，与纯生物净化具有明显的优越性。
3.2 潜流湿地与生物净化相结合的养殖尾水处理后的水体溶氧量
从本试验区潜流湿地处理后的溶氧分析发现，潜流湿地处理养殖尾水，能有效的去除养殖尾水的TN、TP、COD及SS，但处理后水体的溶氧迅速下降，这一结果与吴振斌的研究结果一致[6]。因此潜流湿地净化后的尾水不适宜直接用于养殖水产动物。而我们将潜流湿地净化后的水再进行生物净化池，不但能迅速复氧，恢复到4 mg/L以上，满足养殖需求，还能进一步去除水中的TN、TP、COD及SS，因此，潜流湿地+生物净化的养殖尾水处理系统既能节省池塘资源，又能起到较好的净化效果，是值得应用推广的循环水养殖模式。
3.3 潜流湿地净化区的维护
试验对象是一个新建的系统，系统初期微生物的种群结构和功能状态以及植物的生长都处在发展阶段，对污染物的转化率不会很高，随着气温的逐渐升高，植物快速生长，内部的结构功能逐步完善，系统的净化效能得到提高，当发现植物生长过于繁密时，应及时进行修整。此外，由于潜流湿地经过多年运行后，可能会出现堵塞现象，因此在冬季清塘时期，应对其进行逆流冲刷，确保潜流畅通。
参考文献
[1]张志勇,方向京,周跃.人工湿地防治湖泊富营养化污染探讨[J].污染防治技术,2007,20(4):38-41
[2]陈井义,郭雅文,陈福利,等.人工湿地预处理微污染原水的脱氮除磷性能研究[J].供水技术,2009,3(2):44-46
[3]王伟涛.水平潜流人工湿地脱氮性能研究[J].电力环境保护,2008,24(2):30-33
[4]胡庚东,宋超,陈家长,等.池塘循环水养殖模式的构建及其对氮磷的去除效果[J].生态与农村环境学报,2011,27(3):82-86
[5]国家环保局.水和废水监测分析方法(第3版)[M].北京:中国环境科学出版社,1998