摘要：石油的開采將荒無人煙的油田變成了擁有眾多人口的城鎮(zhèn)，因油田多處于海相沉積地帶，土壤呈鹽堿性，地表水水質(zhì)不好，缺乏充足的淡水資源，在 自然 災害日益頻繁暴發(fā)的今天，缺水將對居民生活和油田生產(chǎn)構(gòu)成嚴重的威脅，缺水危機常常是我們面臨的現(xiàn)實，解決油田缺水 問題 的重要途徑應(yīng)該是將城鎮(zhèn)生活污水變?yōu)槌擎?zhèn)供水水源。城鎮(zhèn)污水就近可得，來源穩(wěn)定，容易收集，是可靠且穩(wěn)定的供水水源。城鎮(zhèn)污水經(jīng)凈化后回用主要可作為市政綠化、 工業(yè) 用水、和景觀用水。

關(guān)鍵詞：油田 凈化 再生 回用

一.概述：

石油的開采將荒無人煙的油田變成了擁有眾多人口的城鎮(zhèn)，因油田多處于海相沉積地帶，土壤呈鹽堿性，地表水水質(zhì)不好，缺乏充足的淡水資源，在自然災害日益頻繁暴發(fā)的今天，缺水將對居民生活和油田生產(chǎn)構(gòu)成嚴重的威脅，缺水危機常常是我們面臨的現(xiàn)實，解決油田缺水問題的重要途徑應(yīng)該是將城鎮(zhèn)生活污水變?yōu)槌擎?zhèn)供水水源。城鎮(zhèn)污水就近可得，來源穩(wěn)定，容易收集，是可靠且穩(wěn)定的供水水源。城鎮(zhèn)污水經(jīng)凈化后回用主要可作為市政綠化、工業(yè)用水、和景觀用水。

城鎮(zhèn)污水再生回用工程包括污水收集系統(tǒng)、污水凈化處理技術(shù)及其系統(tǒng)、出水輸配系統(tǒng)、回用水 應(yīng)用 技術(shù)和監(jiān)測系統(tǒng)。其中污水凈化再生技術(shù)及其系統(tǒng)是關(guān)鍵，污水凈化處理的流程要簡單可靠，投資和運行費用要為該城鎮(zhèn) 經(jīng)濟 實力所能承受，處理后出水的水質(zhì)要滿足回用的要求。

沿用了許多年的傳統(tǒng)的“一級處理”及“二級處理”水處理工藝技術(shù)和設(shè)備已經(jīng)難以適應(yīng)當今的高濁度和高濃度污水的凈化處理要求，處理后出水更不能滿足城市對水回用的水質(zhì)要求。沿著傳統(tǒng)的工藝技術(shù)路線只能進一步附加傳統(tǒng)的“三級處理”設(shè)備系統(tǒng)，既回避不了龐大復雜的傳統(tǒng)二級生化處理系統(tǒng)，也回避不了投資和運行費用都十分昂貴的傳統(tǒng)三級過濾吸附處理系統(tǒng)。這些恰恰是實現(xiàn)污水回用的忌諱之處。所以，環(huán)保市場十分迫切需要凈化效率更高、處理后出水能滿足現(xiàn)有環(huán)保標準并且能回用于城市，投資和運行費用又要為現(xiàn)有城市的經(jīng)濟實力所能接受的污水處理新技術(shù)和新設(shè)備。

最新發(fā)明的“SPR高濁度污水凈化系統(tǒng)”(2002年3月19日由美國專利局授予美國發(fā)明專利權(quán))將污水的“一級處理”和“三級處理”程序合并設(shè)計在一個SPR污水凈化器罐體內(nèi)，在30分鐘流程里快速完成。它容許直接吸入懸浮物(濁度)高達500毫克/升至5000毫克/升的高濁度污水，處理后出水的懸浮物(濁度)低于3毫克/升(度);它容許直接吸入CODcr為200毫克/升至800毫克/升的高濃度有機污水，處理后出水CODcr可降為60毫克/升以下。只需用相當于常規(guī)的一、二級污水處理廠的工程投資和低于常規(guī)二級處理的運行費用，就能夠獲得三級處理水平的效果，出水可作為工業(yè)用自來水或城市綠化、景觀用水，實現(xiàn)城市生活污水的再生和回用。

SPR污水處理系統(tǒng)首先采用化學 方法 使溶解狀態(tài)的污染物從真溶液狀態(tài)下析出，形成具有固相界面的膠?；蛭⑿腋☆w粒;選用高效而又經(jīng)濟的吸附劑將有機污染物、色度等從污水中分離出來;然后采用微觀物理吸附法將污水中各種膠粒和懸浮顆粒凝聚成大塊密實的絮體;再依靠旋流和過濾水力學等流體力學原理，在自行設(shè)計的SPR高濁度污水凈化器內(nèi)使絮體與水快速分離;清水經(jīng)過罐體內(nèi)自我形成的致密的懸浮泥層過濾之后，達到三級處理的水準，出水實現(xiàn)回用;污泥則在濃縮室內(nèi)高度濃縮，定期靠壓力排出，由于污泥含水率低，且脫水性能良好，可以直接送入機械脫水裝置，經(jīng)脫水之后的污泥餅亦可以用來制造人行道地磚，免除了二次污染。

最新發(fā)明的SPR污水凈化技術(shù)以其流程簡單可靠、投資和運行費用低、占地少、凈化效果好的眾多優(yōu)勢將為當今世界的城市污水的再利用開創(chuàng)一條新路。城市污水實現(xiàn)再利用之后，為城市提供了第二淡水水源，為城市的可持續(xù) 發(fā)展 提供了必不可少的條件，其經(jīng)濟效益和 社會 效益是不可估量的。

城市生活污水處理廠的SPR工藝流程新模式：

污水經(jīng)SPR系統(tǒng)處理后，回用于城市綠化、澆灌草地樹木，或作為工業(yè)用水

二.大港油田居民生活污水水質(zhì)、處理后出水水質(zhì)要求及處理水量

大港油田生活污水主要來自幾個生活小區(qū)，其中也有部分商業(yè)排放水。這個污水處理廠服務(wù)人口約14萬人。

根據(jù)油田缺乏淡水資源和防治水污染的要求，將油田居民生活污水經(jīng)過凈化處理后，再生的出水用作城鎮(zhèn)綠化、工業(yè)用水和其他洗車、沖洗廁所等市政用水，既可以防止城鎮(zhèn)污水對水環(huán)境的污染，又能大大節(jié)省當?shù)氐牡Y源，而且為油田的工業(yè)生產(chǎn)提供了可靠的第二淡水水源。

油田居民區(qū)城鎮(zhèn)生活污水總量為6000立方米/天。

城鎮(zhèn)綠化灌溉需用水量為5000立方米/天。

油田工業(yè)用水需用水量為340立方米/天。

水質(zhì)指標	COD mg/l	SS mg/l	BOD5mg/l	NH3-N	磷酸鹽
城鎮(zhèn)生活污水水質(zhì)	360	200	180	45	5
綠化灌溉水質(zhì)要求	60	70	20	15	（1.5）
工業(yè)回用水質(zhì)要求	50	10	10	10

三.污水處理工藝技術(shù)方案

選用高效快速的SPR純物理化學法污水處理工藝技術(shù)及其設(shè)備為系統(tǒng)主體，配套污泥脫水設(shè)備，處理后出水全部達到配泥漿用水或修井壓裂用水等油田 工業(yè) 用水水質(zhì)標準，同時作為當?shù)爻擎?zhèn)綠化用水再利用。脫水后的污泥泥餅用以填埋。

1。SPR污水處理技術(shù)工藝流程圖

2。SPR污水處理設(shè)備系統(tǒng)工藝布置圖

3。SPR污水處理設(shè)備系統(tǒng)工藝平面布置圖

4。污水處理工藝過程

生活污水經(jīng)過已有的化糞池沉降調(diào)節(jié)后進入城鎮(zhèn)下水道，集中流入污水處理廠，首先經(jīng)過篩分去除大塊雜物，然后交替進入調(diào)節(jié)池A或B，向調(diào)節(jié)池內(nèi)投加去除有機污染物的藥劑，靠攪拌完成調(diào)勻和初級反應(yīng)過程，并防止在調(diào)節(jié)池引起沉淀(每個調(diào)節(jié)池容量為2小時流量：300立方米)，靠污水泵將已經(jīng)調(diào)節(jié)好的污水吸入管道，同時靠污水泵吸入端的負壓按照設(shè)計的藥劑配方吸入污水處理藥劑(包括混凝藥劑、殺菌消毒藥劑、污泥脫水助劑等)，經(jīng)管道混合后直接從SPR污水凈化器底部進入罐體，在SPR凈化器罐體內(nèi)完成混凝、精細過濾和污泥濃縮全過程，凈化后出水經(jīng)頂部出口管道流出進入清水儲存池，靠清水泵將再生水送給用戶(工業(yè)用水或灌溉用水)，定時間靠清水泵的壓力將濃縮后的污泥漿從SPR凈水器的污泥濃縮室壓出(污泥漿的含水率<98%)，并送入重力式污泥濃縮罐再次濃縮(再次濃縮后的污泥漿含水率<95%)，靠泥漿泵將污泥濃縮罐再次濃縮后的濃泥漿直接送入污泥脫水機實施脫水，脫水后的泥餅由汽車運走用以填埋。每運行4～6小時左右實施一次罐體反沖洗操作，反沖洗時間為3～5分鐘。每運行6～8小時左右污泥濃縮室存滿后實施一次壓力排泥操作，排泥時間10～20分鐘。罐體反沖洗污水和污泥脫水過程產(chǎn)生的污水都流回污水調(diào)節(jié)池進入下一個凈化處理過程。

整個污水凈化過程只有一臺污水泵作為吸取污水、添加藥劑、混合、混凝、過濾和送出清水的動力源，凈化污水的電力消耗為0.125度/1立方米污水。

處理污水的藥劑消耗費用為0.6～0.8元人民幣/立方米。(根據(jù)實際污水工藝模擬試驗結(jié)果，將最后確定污水處理藥劑配方。)

污水凈化系統(tǒng)連續(xù)運行，由6臺SPR-50型污水凈化器系統(tǒng)并聯(lián)組成系統(tǒng)，每臺產(chǎn)水率為50立方米/小時，每天按20小時運行 計算 ，日處理水量為1000立方米/臺，預留出充分的反沖洗、排泥等輔助操作和維護時間。全系統(tǒng)日處理污水量為6000立方米。

四.系統(tǒng)主要設(shè)備

1。雜物篩分機2套

(每臺允許污水通過流量 > 300立方米/小時，共2臺。)

2。污水調(diào)節(jié)池4座

(直徑9米，深5米;每座有效容積300立方米，共4座，4座合計有效容積1200立方米。)

3。污水池攪拌機(機械攪拌式或水力攪拌式)4套

(每池3臺水下渦輪攪拌機、共12臺;或每池配置1套活動噴嘴射流攪拌裝置，共4套)

4。污水泵10臺(其中4臺備用)

(離心式污水泵：工作流量 > 50立方米/小時，工作壓力30米水柱，共10臺)

5。SPR-50型污水凈化器6臺

(輪廓直徑4.2米，輪廓高度7.8米，基礎(chǔ)承重100噸，共6臺)

6。污泥濃縮罐6座

(輪廓直徑2米，輪廓高度7.2米，基礎(chǔ)承重20噸)

7。泥漿泵10臺(其中4臺備用)(與污泥壓濾機配套)

8。自動廂式(板框)壓濾機7臺(其中1臺備用)

(處理污泥漿能力> 2立方米/小時。臺，共7臺)

9。清水泵4臺(其中2臺備用)

(工作流量 > 300立方米/小時，工作壓頭30米水柱，共4臺)

10。藥劑儲存桶及加藥流量計系統(tǒng)6套(含支承平臺構(gòu)架)(非標制作)

11。藥劑溶解配制裝置系統(tǒng)7套(含支承平臺構(gòu)架)(非標制作)

12. 沖氧噴射清水泵4臺(其中2臺備用)

五.經(jīng)SPR系統(tǒng)處理后的出水水質(zhì)

CODcr < 50 毫克/升， BOD5 < 20, SS < 3毫克/升，氨氮 < 10 毫克/升，

大腸桿菌群 < 3 個/升，余氯 >0.3 毫克/升，pH 6~9.

六.工程建設(shè)和運行

為了使工程建設(shè)技術(shù)水平達到 中國 國內(nèi)最先進水平，同時工程投資和運行費用又能為中國現(xiàn)有 經(jīng)濟 實力承受，采取引進美國發(fā)明專利SPR污水處理工藝技術(shù)及其SPR污水凈化器主體設(shè)備制造技術(shù)，在中國境內(nèi)制造，并選用中國國內(nèi)輔助設(shè)備配套，盡可能國產(chǎn)化的方針。污水處理藥劑全部國產(chǎn)化，由指定的公司提供，以合同形式保證長期供應(yīng)，以確保污水凈化系統(tǒng)擁有持續(xù)良好的運行質(zhì)量。

污水處理廠建設(shè)周期為4～6個月。

由于總體工程占地面積很小，全部設(shè)備系統(tǒng)都可以設(shè)置在簡易廠房內(nèi)，廠房建筑面積為1296平方米(長36米，寬36米，安裝污水凈化器的局部地區(qū)高度12米)全套系統(tǒng)冬天防凍的 問題 容易解決，廠房投資少，采暖費用低。

由于污水凈化工藝流程短，只需30分鐘，而且是在密閉的罐體內(nèi)進行，不會有臭氣向環(huán)境散發(fā)。所以，允許在各居民生活區(qū)附近設(shè)置污水處理廠。從而大大減少污水輸送渠道和再生回用水輸送管道的建設(shè)費用。

主要設(shè)備是離心式污水泵、離心式清水泵和水中攪拌裝置，不會造成噪聲污染。

全部操作實現(xiàn)了機械化或半自動化，工人主要操作為開關(guān)閥門、按電鈕和配制藥劑，操作工人勞動強度低。

七.SPR污水處理系統(tǒng)與眾不同的技術(shù)特點

1 。城市生活污水和處理藥劑的混合主要是在泵前吸藥管道、污水泵葉輪、蛇形反應(yīng)管和瓷球反應(yīng)罐的組合作用下完成的，依照紊流速度、混合時間、和水力學結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)設(shè)計，得以十分充分的混合，為取得最佳混凝凈化效果和最大限度地節(jié)省藥劑創(chuàng)造了前提條件。這是過去常規(guī)的一級處理和二級處理之水工結(jié)構(gòu)所做不到的。

2 。SPR系統(tǒng)處理城市污水時，采用五種以上污水處理藥劑及其最佳配方組合使用，靠化學反應(yīng)使污水中溶解狀態(tài)的有機污染物、重金屬離子和有害的鹽類從水中析出，成為有固相界面的微小顆粒(它包含有污水三級處理的作用)。其中還選用了一種吸附效果很好而價錢又很便宜的吸附劑,以吸附有機污染物和色度?？肯緞┰?0分鐘的流程內(nèi)殺滅細菌和大腸桿菌?？炕炷奈锢砘瘜W吸附作用將懸浮物及各類雜質(zhì)凝聚成大而且密實的絮團。這樣發(fā)揮各藥劑的單獨作用和它們之間的交聯(lián)作用的用藥方式是與常規(guī)的物理化學法不相同的。而且SPR系統(tǒng)使用的組合藥劑配方，只能在具有十分精細的水動力學參數(shù)設(shè)計的SPR污水凈化器及其系統(tǒng)里才能充分發(fā)揮作用，在常規(guī)的水工系統(tǒng)里是無法使用的。

3 。SPR系統(tǒng)裝置能夠依照模擬試驗得出的配方，借助大氣壓力和流量計，十分精確地投加混凝藥劑和絮凝藥劑，不致因加藥過量而造成藥劑殘留在凈化后的出水中，而且動力消耗很少。

4 。SPR污水凈化器內(nèi)部結(jié)構(gòu)是完全按照混凝機理精確設(shè)計的，形成的渦旋流動和各部位恰當?shù)乃魉俣?，使得膠體顆粒之間有最多的碰撞次數(shù)，并且有凝聚吸附所需的最佳流速環(huán)境。從而在極小的容積內(nèi)獲得了極充分的凝聚效果。這也是常規(guī)水工裝置無法比擬的。

5 。根據(jù)混凝形成的絮團實際狀況，準確確定了SPR污水凈化器內(nèi)部的水動力學數(shù)據(jù)，使得在罐體中上部形成了一個有幾十厘米厚的、十分致密的懸浮泥層。所有經(jīng)過混凝的出水都必須通過此懸浮泥層的過濾，才能升流到罐體上部的清水匯集區(qū)。它十分成功地起到了污水高級處理工藝中極為重要的過濾作用。

這個致密的懸浮泥層是由污水中的污泥及混凝藥劑形成的絮體本身組成的。隨著絮體由下向上運動，使泥層的下表層不斷增加、變厚;同時，隨著過濾水力學原理形成的罐體的旁路流動，引導著懸浮泥層的上表層不斷流入中心接泥桶，上表層不斷減少、變薄。這樣，懸浮泥層的厚度達到一個動態(tài)的平衡。當混凝后的出水由下向上穿過此懸浮泥層時，此絮體濾層靠界面物理吸附和電化學特性及范德華力的作用，將懸浮膠體顆粒、絮體、細菌菌體等等雜質(zhì)全部攔截在此懸浮泥層上，使出水水質(zhì)達到三級處理的水平。

由于泥層是由絮體組成，致密度高，過濾效率遠遠高于常規(guī)的砂粒層過濾;由于是處于懸浮狀態(tài)的絮體泥層作濾層，其過濾的水頭(阻力)損失非常小，所以動力消耗遠遠低于常規(guī)的砂層過濾、微孔過濾、或反滲透膜過濾;又由于過濾泥層是凈化過程中由污水中的污泥自動補充添加，又自動被引走，即過濾泥層自身在不斷地更新，過濾泥層總是保持著穩(wěn)定的厚度，而且總是保持著穩(wěn)定的物理吸附和電化學吸附性能，因此能獲得穩(wěn)定的過濾效果。而且完全免去了常規(guī)系統(tǒng)中必不可少的過濾層的反沖洗以及反沖洗帶來的眾多麻煩。這種結(jié)構(gòu)和原理與常規(guī)的三級污水處理的過濾裝置是完全不同的，這里沒有價格昂貴的反滲透膜過濾、微孔過濾、或活性炭過濾等裝置。所以，投資省、動力消耗小、運行費用低是SPR系統(tǒng)的必然優(yōu)勢。

6 。SPR系統(tǒng)選用的絮凝劑，同時也是良好的污泥助濾劑，所以，系統(tǒng)最后排出的污泥漿，其脫水性能良好，可以不另外添加助濾劑，就直接泵入壓濾機脫水。泥餅添加一些填料后可以制成人行道地磚再利用，不會帶來二次污染的問題。它沒有傳統(tǒng)的生化法產(chǎn)生的污泥含水率很高、脫水性能很差的致命弱點。

7 。本類型污水凈化器曾開機運行處理過養(yǎng)豬場污水、養(yǎng)雞場污水、煤礦礦井坑道污水、生豬屠宰場污水、高粱釀酒廠酒糟污水、紡織印染污水、再生紙造紙污水和城市生活污水等等含有大量有機污染物和氨氮的污水;也成功 應(yīng)用 于陶瓷廠污水、墻地磚廠污水、大理石水磨拋光污水、洗煤污水、燃煤鍋爐濕法除塵污水、石英砂洗砂污水等懸浮物含量極高的污水的凈化和回用。各地權(quán)威檢測部門測試了污水凈化器進水和出水的有關(guān)數(shù)據(jù)。測試報告單表明：氨氮去除率可以達到85%，總氮去除率可達95%，有機氮去除率可達96%，BOD去除率可達95%，懸浮物的去除率則高達98.3% ~ 99.6%，出水濁度達到3 度(3 毫克 / 升)以下。這是本凈水系統(tǒng)在低投資、低運轉(zhuǎn)費的前提下所獲得的出水指標。這是常規(guī)的物化法和生物化學法的一級、二級處理系統(tǒng)都無法達到的。

除發(fā)達國家有專門的城市生活污水管路系統(tǒng)外，實際的城市污水往往混入有許多 工業(yè) 污水，可生化性差和污染物成分不規(guī)則地快速變化是我們面臨的現(xiàn)實，而針對降解某種有機污染物的微生物生長、繁殖的過程卻太長，所以，傳統(tǒng)生化系統(tǒng)難以適應(yīng)當今愈來愈工業(yè)化了的城市的污水。SPR系統(tǒng)已擁有處理眾多工業(yè)污水的適應(yīng)能力和物化法具有的快速應(yīng)變能力，容易通過自動化的手段應(yīng)付系統(tǒng)入口污水水質(zhì)的變化，保持穩(wěn)定的凈化效果。

8 。其實，經(jīng)過SPR污水凈化系統(tǒng)處理后的出水，其懸浮物的含量小于3 毫克 / 升，濁度也小于3 度(毫克 / 升)，達自來水標準，不再會堵塞輸水管路，并且已經(jīng)經(jīng)過了良好的消毒。將此出水回送到城市各地，作為城市草坪綠地和樹木綠化澆灌用水是十分安全、可靠的。經(jīng)過SPR系統(tǒng)處理后的出水中，殘存的氮含量已經(jīng)很低，氮作為植物生長的營養(yǎng)物是不必去除、或不必去除得那么干凈的。從而可以免去除氮的深度處理投資及其運行費用，既保證了環(huán)境質(zhì)量，又為 社會 節(jié)省了大筆資金。用此回用水取代自來水作為城市綠化用水，將大大節(jié)省城市的淡水資源，減輕城市市政部門的供水壓力，對城市的整體經(jīng)濟 發(fā)展 定會產(chǎn)生十分巨大的效益。這是城市污水回用的新概念。

9。這種純粹的物理化學法污水處理系統(tǒng)，受天氣、環(huán)境及人為因素的 影響 少，操作人員控制處理系統(tǒng)的能力和靈活性都大大優(yōu)越于生物化學法，這是眾所周知的。

如照片所示為產(chǎn)水率50立方米/小時.臺的污水凈化器及日處理污水4000立方米的系統(tǒng)實例。

如照片所示為產(chǎn)水率50立方米/小時.臺的污水凈化器

及日處理污水2000立方米的系統(tǒng)。