联合预处理论文

联合预处理论文（精选11篇）

联合预处理论文 第1篇

目前对于缺血预处理和缺血后处理的肺保护机制尚未完全阐明。据现有文献报道,缺血预处理的肺保护机制与:(1)抑制炎症反应;(2)减少细胞凋亡;(3)活性氧生成减少;(4)MMP、PKC等有关。对于缺血后处理的肺保护机制阐述较少:抑制炎症反应、减少活性氧的生成和基因调控等方面已被多数学者接受。

缺血预处理和后处理都表现出了对缺血再灌注损伤肺组织的保护作用,二者联合应用是否具有更强的保护作用引起了学者的关注。随着研究的进行,对联合应用缺血预处理和后处理的效果产生了争议。Halkos等[3]研究指出对于犬心脏冠状动脉进行缺血预处理和缺血后处理的联合应用发现两者的联合应用比单独的缺血预处理和缺血后处理的保护作用相似。Darling[4]等人在对大鼠离体心脏的研究中也提出了相似的结果。但Yang[5]等报道,在兔心脏试验中二者联合应用,比单独的应用对于心肌保护作用更强。这两种不同的结果可能是由于实验动物的不同,或实验方法的差异所致。目前对于缺血预处理联合缺血后处理的操作方法尚未有定论。上述实验均为针对心肌细胞的保护,而对于肺缺血再灌注损伤中二者联合应用的相关研究的报道尚属少见。2012年刘国华[6]等在对SD大鼠在体肺组织的研究中,使用缺血预处理和后处理的联合应用,发现联合应用较单独应用效果更佳。但Kim等经过临床实验[7]发现,通过肺远端缺血预处理和后处理联合应用,CPB术后患者的PaO2/FIO2、术后急性肺损伤的发生率、TNF-α、IL-6、IL-8、IL-10等均与对照组无显著性差异。对于实验结果的差异,可能是因为实验对象不同,操作方法不同等多种原因造成。目前缺血预处理和后处理的联合应用的具体操作方法尚未统一,还有待于更多的动物、临床实验验证。

3 展望

要减轻肺缺血再灌注损伤,必须对其机制有更进一步的了解。对于不同实验对象,不同操作方案造成的不同结论的原因,仍需学者进一步的研究。缺血预处理、后处理及联合处理的肺保护机制及如何给三者的操作方确立一个明确的方案,是今后的研究方向。另外,药物及新的再灌注肺组织保护途径将是今后的研究热点。

参考文献

[1]MurryCE,Jennings.RB,ReimerKA,etal.preconditioningwithischemicadelayoflethalcellinjuryinischemicmyocardium[J].Circulation,1986,74(5):1124-1136.

[2]Zhao ZQ,Corvera JS,Halkos ME,et al.Inhibition of myocardialinjury by ischemic postconditioning during perfusion comparisonwith ischemic preconditioning[J].Am JPhysiol,2003,285(2):579-588.

[3]Halkos ME,Kerendi F,Corvera JS,et al.Myocardial protection with postconditioning is not enhanced by is chemic preconditioning[J].J Ann Thorac Surg,2004,78(3):961-969.

[4]Darling CE,Jiang R,Maynard M,et al.Postconditioning viastutteringreperfusion limits myocardial infarct size in rabbit hearts role ofERK1/2[J].Am J Physiol Hearth Circphysiol,2005,289(4):618-626.

[5]Yang XM,Proctor JB,Cui L,et al.Multiple brief coronary occlusionsduring early reperfusion protect rabbit hearts by targeting cellsignaling pathways[J].J Am CollCardiol,2004,44(5):1103-1110.

[6]刘国华,梁岳培.缺血预处理联合缺血后处理对肺移植中缺血再灌注损伤的影响[J].中国组织工程研究,2012,16(5):840-842.

联合站污水处理经验做法论文 第2篇

关键词：联合站；污水处理

联合站是油田原油集输和处理的中枢。联合站污水主要来源于原油采出水。注水开采的油田从注水井注水油层的水，其中大部分通过采油井随原油一起回到地面，这部分水在联合站加以脱除，脱出的污水中含有原油，因此被称为油田采出水，这些含有油污水已成为油田主要注水水源，随着油田外围低渗透油田和外表储层的连续开发，对油田注水水质的要求更加严格。当油田需要注水时，污水经处理后回注地层，此时，要对水中的悬浮物、含油等多项指标进行严格控制，防止对地层产生伤害，如果处理后排放，则根据排放地的环境要求，处理至达到排放标准。

1油田联合站污水处理的经验做法

传统联合站污水处理技术分类目前国内外油田联合站污水处理的主要做法有物理处理法、化学处理法、物理化学处理法、生物处理法。

1.1物理处理法

物理处理法主要是采用物理原理去除污水中矿物质以及大部分固体悬浮类物质、油类等杂质。主要包括一下几种处理方法：重力分离法，该种方法是利用油水的密度不同，采用自然沉降分离的物理原理，污水处理中关键是控制油水的比重差，处理时沉淀时间越长，将浮油从水中分离的效果越好。离心力分离法，该种方法是应用离心力原理，质量大的物质被离心作用甩在外侧，质量小的物质被离心作用留在内侧的物理原理进行污水处理。在应用过程中由于污染颗粒物质量与污水的质量相差悬殊，在离心力的作用下，废水被集中甩在了容器外侧的器壁上，油集中留在了容器中心，最后二者根据不同的出口排出，从此完成污水的离心分离处理。

1.2化学处理法

化学处理法，该种方法主要用于处理物理处理法和生物处理法无法去除的胶体和溶解性物质，尤其为污水中乳化油等物质，根据去除的化学原理不同分为以下两种方法：混凝沉淀法利用混凝剂的架桥、静电中和等作用，使胶体粒子脱稳，然后在絮凝剂的作用下，发生絮凝沉淀除去污水中溶解性物质的污水处理方法。化学氧化法是采用氧化分解水中污染物的一种处理方法。主要的应用有强氧化剂法、电解氧化法和光化学催化氧化法。通过这些方法可有效地处理污水中的油和COD等污染物质降解。

1.3物理化学处理方法

物理化学处理方法主要处理污水中无机的或有机的难降解的溶解性污染物或胶体物质，主要的应用有以下几种方法：气浮法，其主要工作原理是在水中注入气体产生气泡，水中的悬浮油粒将附着于微小的气泡上，然后利用多孔性固体吸附污水中的溶质，达到处理目的。吸附法即用吸附剂吸附污水中多种污染物，达到净化污水的方法。根据固体表面吸附力的不同可将吸附分为表面吸附、离子交换吸附和专属吸附。

1.4生物处理法

生物处理法是采用微生物的生化作用将污水中的有机物质分解为简单的物质，从而达到净化污水的目的。在联合站污水处理采用生物处理法的主要有三种处理形式：自然处理法、厌氧生物法、生物膜法。

2新型联合站污水处理技术研究与推广

2.1先进的设备及新技术

联合站污水处理由一套复杂的污水处理系统完成。污水处理设备在其中起着重要的作用。在目前使用中，可得知膜分离技术和生物处理技术结合的处理方法相结合的新型处理形式必然是未来主要的联合站污水处理方法，因此研制处理效率高、占地面积小、处理成本低的联合站污水处理设备是主要研发方向。

2.2膜生物反应器工艺

膜生物反应器是采用膜分离技术代替传统的二级生物处理工艺中的沉淀池，是将膜分离技术与污水生物处理技术结合而成的新工艺，其具有出水质量稳定、以控制与管理、处理效果较好，出水可直接回收利用等特点。作为一项高新科技由于诸多原因，在实际应用中采用的认为较少，但随着科技的进步，必然会降低生物膜的开发及使用成本，从而使膜生物处理技术的使用得到推广，保护日益稀缺的水资源。

2.3新型水处理药剂的研制和开发

在联合站污水处理系统中，混凝剂是必不可少的一种原材料。研制混凝能力强、成本低、破乳速度快的混凝剂必然是科研的重点。在目前的研制混凝剂研制热点和重点主要有：铝、镁混凝剂，无机高分子混凝剂和有机混凝剂符合和高聚物枝接等方面。

3联合站污水处理工艺

通过实验得知联合站污水中成分复杂、含油量和油的存在形式也不尽相同。因此通过一种处理方法往往难以达到处理要求。且由于各种处理方法都具有局限性，因此经验做法通常将几种方法进行组合使用，以达到出水的水质要求。此外，根据油田的生产方式、作业环境和出水的使用途径，使联合站污水处理工艺有着较大的差别。联合站污水处理的经验做法通常为先采用物理污水处理方法去除污水中浮油和油湿固体，然后通过过滤、粗粒化、化学处理方法等进行二级处理，最后污水中的溶解油等物质采用生处理方法如利用活性炭吸附、超滤和生化处理等。通过上述联合站污水处理的一些经验做法可以得知，要想做好联合站污水处理工作，主要一个注意以下几点要求：

（1）严格控制原水质量，可采用站外系统加药的方法。采用一段两点加药可达到提高油水分离这一目的。及时收集分离出油液。控制储罐中油位并做好清淤工作。

（2）规范联合站污水处理管理的全过程。在常规处理工序中，提高收油排泥次数不但可以降低污质对水质的影响也可保护设备延长使用寿命。为了提高反冲质量，应严格规范滤管的反冲洗操作程序，增加滤灌反冲洗水量，适当延长反冲洗时间且应做好滤灌的定期检查和日常维护工作。

（3）加强过程控制管理质量，如加强药剂的使用管理，确保药效以产生最佳的处理效果。确定温度的影响界限，适时合理提高反冲洗的温度。

（4）严格控制深处污水的处理效果，防止水质的二次污染。

（5）保持系统稳定运行，因为系统的波动对水质有较大影响，因此操作中要保证平稳，结合水质的检查数据，及时掌握水质变化情况，根据数据进行滤液的浓度调整，保持滤液处于最佳作业效率。

4总结

综上可知联合站污水作业是一项复杂的作业程序，通过对传统作业技术的分析和新型作业技术的展望，可知在未来的联合站污水作业处理中必然会取得更为有效的作业方式，以保护人类共有的宝贵的水资源。

参考文献

联合预处理论文 第3篇

【关键词】联合战役；装备保障；训练评估；非共识

0.引言

胡主席强调指出：“世界新军事变革加速推进，中国特色军事变革逐步深化，要求我们必须努力适应战争形态和作战方式的发展大抓军事训练，要求我们必须适应新形势下建军治军的特点规律大抓军事训练，探索和完善军事训练组织、管理和保障机制”。开展联合战役装备保障训练研究，是新形势、新任务对装备保障训练提出的新要求。

1.联合战役装备保障训练评估中非共识问题

联合战役装备保障训练评估中各指标评分的“非共识”是指在联合战役装备保障训练评估问题中，评估人员受到主观和客观因素的影响，在对各指标问题的评分中产生分歧，导致评分结果离散度大的现象。联合战役装备保障训练评估中的“非共识”问题主要集中体现在对评估指标体系中的各层次指标的评分上。

在联合战役装备保障训练评估中产生“非共识”问题的原因不是单一的，归纳起来，原因有以下几类：

1.1由于评估人员的不同岗位和专业引起来

实施联合战役装备保障训练评估人员来自于总部机关、部队、院校等各个岗位的各个专业。他们在实施评估时，更多的是站在自身的角度，从自身专业知识出发。如总部机关评估人员更多关注评估的宏观性，部队评估人员更多关注评估的现实性、而院校评估人员则更多从理论方向进行评估，等等。可能从不同方向不同专业从不同角度看各自的观点都是正确的，但具体到联合战役装备保障训练评估，得出结论往往会产生较大的分歧。

1.2由评估人员对联合战役装备保障训练信息的掌握及判断能力等原因引起的

导致这类非共识问题的直接原因是事实根据、信息占有程度、专家群体与个体的统一问题。由于评估人员的成分过于微观，或者对于信息的掌握程度不同，而产生了各自持有不同的看法。

1.3由评估基础数据不充分引起的

从评估程度来看，联合战役装备保障训练评估时所提供的基础数据是评估的依据，缺乏必要的评估依据必然造成评估人员在一些关键问题上达成共识。

1.4由评估人员与被评对象的关系引起的

我们在选定联合战役装备保障训练评估人员时虽然要求评估人员实施评估时做到独立、客观。但由于受到评估人员与被评对象的关系等因素的影响，不免存在有些评估人员打人情分的现象。虽然这种现象只是个别现象，但在实践中仍然存在。

2.联合战役装备保障训练评估中非共识识别

对联合战役装备保障训练评估中的“非共识”问题可采用整體非共识度和具体指标的非共识度和处理。识别各指标评分的非共识程度可通过计算非共识度σ来进行，σ越大，非共识识度或是分歧度越大。

联合预处理论文 第4篇

本工作采用酸析—微电解—Fenton试剂氧化联合工艺对苯达松生产废水进行预处理,考察了各种因素对废水处理效果的影响。

1实验部分

1.1试剂和材料

浓H2SO4,30%(w)双氧水,Ca O:分析纯。

铸铁粉:粒径~ μm,含碳量%(w)。

苯达松生产废水:取自江苏某农药生产公司,废水p H 8.6,COD 22 500 mg/L,BOD5/COD0.08,ρ(NH3-N) 25 mg/L,色度2 500倍。

1.2实验方法

1.2.1酸析

在常温、磁力搅拌的条件下,向废水中加入浓H2SO4调节废水p H。待反应充分后真空抽滤,测定滤液的COD和色度。

1.2.2微电解

取酸析后的滤液200 m L,加入一定量的铸铁粉,在常温下进行磁力搅拌,反应一定时间后测定上清液的COD和p H。

1.2.3Fenton试剂氧化

取微电解反应出水上清液200 m L加入一定量的双氧水,常温下进行磁力搅拌,反应一定时间后加入Ca O调节体系p H至中性,混凝沉淀后测定上清液的COD和色度。

1.3分析方法

按照GB 11914—1989《水质化学需氧量的测定重铬酸盐法》[7]测定废水COD;按照GB 6920— 1986《水质p H值的测定玻璃电极法》[8]测定废水p H;按照GB 11903—1989《水质色度的测定》[9]测定色度;按照HJ 505—2009《水质五日生化需氧量 (BOD5)的测定稀释与接种法》[10]测定BOD5;采用邻菲罗啉分光光度法测定Fe2+质量浓度[11]。

2结果与讨论

2.1酸析pH对酸析效果的影响

酸析p H对酸析效果的影响见图1。由图1可见:随酸析p H的降低,废水COD和色度的去除率逐渐增加;当酸析p H降至3.0时,酸析COD去除率达到最大值(80.6%);继续降低酸析p H,COD去除率略有下降。这是由于酸度过高,易出现胶体再稳现象,不利于物质的析出[12]。因此,确定酸析p H为3.0,此时酸析出水COD降至4 364 mg/L,酸析出水色度为168倍。

● 酸析COD去除率;■ 酸析色度去除率

2.2铸铁粉加入量对微电解效果的影响

铸铁粉由纯铁、Fe3C及一些杂质组成,铸铁中的Fe3C以极小的颗粒分散在铁内。将铸铁浸没在废水中,构成成千上万个微小的原电池,可发生内部电解反应。利用电极反应生成的产物与水中的有机污染物发生反应,可使污染物的结构和形态发生变化[13,14,15],从而达到降解污染物的目的。 在酸析p H为3.0、微电解时间为3 h的条件下,铸铁粉加入量对微电解COD去除率的影响见图2。由图2可见:随铸铁粉加入量的增加,微电解COD去除率逐渐增加;当铸铁粉加入量由0.5 g/L增至1.0 g/L时,微电解COD去除率增加幅度较大;当铸铁粉加入量为1.0~3.0 g/L时,微电解COD去除率基本维持在20%左右;继续增加铸铁粉加入量,微电解COD去除率略有增加。因此,综合考虑处理成本及微电解效果,确定铸铁粉加入量为1.0 g/L。

2.3微电解时间对微电解效果的影响

在酸析p H为3.0、铸铁粉加入量为1.0 g/L的条件下,微电解时间对微电解效果的影响见图3。由图3可见:随微电解时间的延长,微电解COD去除率先增大后减小,微电解p H逐渐增大;当微电解时间为2 h时,微电解COD去除率最大,达21.4%; 当微电解时间为4 h时,微电解p H升至3.7,微电解COD去除率降至13.8%。这是由于,微电解时间过长,废水p H上升,使得微电解电极反应减弱,不利于微电解反应的进行。同时,铁和酸的大量消耗导致废水中亚铁离子增多,使污泥处理成本增加[16]。综合考虑,确定微电解时间为2 h。

● 微电解COD去除率;■ 微电解p H

2.4Fenton试剂氧化时间对Fenton试剂氧化效果的影响

在酸析p H为3.0、铸铁粉加入量为1.0 g/L、微电解时间为2 h、双氧水加入量为10 m L/L的条件下,Fenton试剂氧化时间对Fenton试剂氧化COD去除率的影响见图4。由图4可见:随Fenton试剂氧化时间的延长,Fenton试剂氧化COD去除率逐渐增加;当Fenton试剂氧化时间为4 h时,Fenton试剂氧化COD去除率达到最大,并趋于稳定。因此,确定Fenton试剂氧化时间为4 h。

2.5双氧水加入量对Fenton试剂氧化效果的影响

在酸析p H为3.0、铸铁粉加入量为1.0 g/L、微电解时间为2 h、Fenton试剂氧化时间为4 h的条件下,双氧水加入量对Fenton试剂氧化效果的影响见图5。由图5可见:当双氧水加入量小于25 m L/ L时,随双氧水加入量的增加,Fenton试剂氧化出水COD逐渐降低,当双氧水加入量为25 m L/L时, COD降至最低,为858 mg/L;随双氧水加入量的增加,Fenton试剂氧化出水色度逐渐降低,当双氧水加入量为30 m L/L时,色度最低,为50倍。

● Fenton试剂氧化出水COD;■ Fenton试剂氧化出水色度

一般,随双氧水加入量的增加,COD去除率先增大后减小[17],这与本实验的结果一致。原因是双氧水不仅会产生·OH,同时又是·OH的清除剂。在双氧水浓度较低时,随着双氧水浓度的增加,产生的·OH增加,·OH全部参与了与有机物的反应,因而COD去除率较高;当双氧水浓度过高时,部分双氧水消耗了·OH并且发生了无效分解,释放出O2。另外,双氧水浓度过高时,过量的双氧水会迅速将Fe2+直接氧化为Fe3+,没有形成具有催化作用的中间产物Fe(O2H)2+和Fe(OH)2,抑制了·OH的产生,使氧化效果降低[18,19,20]。因此, 为保证一定的COD去除率,同时也为了提高双氧水的利用效率,确定双氧水加入量为25 m L/L。

2.6不同工艺的处理效果对比

在上述优化的实验条件下,对酸析后废水进行微电解—Fenton试剂氧化联合工艺与单独微电解工艺和单独Fenton试剂氧化工艺的处理效果对比,结果见表1。由表1可见,单独微电解及单独Fenton试剂氧化工艺的COD去除率分别为21.4%和32.3%,远低于微电解—Fenton试剂氧化联合工艺的COD去除率(80.3%)。由此可见,微电解工艺强化了Fenton试剂的氧化作用,微电解出水中的Fe2+可作为Fenton试剂氧化反应的铁源。通过微电解反应对有机污染物进行初级降解有利于后续Fenton试剂氧化反应的进行[13]。在最佳条件下,经酸析— 微电解—Fenton试剂氧化联合工艺处理后总COD去除率为96.2%,出水COD为858 mg/L,出水色度为150倍,出水BOD5/COD为0.38,废水的可生化性得到了提高。

3结论

a)采用酸析—微电解—Fenton试剂氧化联合工艺预处理苯达松农药废水,最佳工艺条件为:酸析p H 3.0,铸铁粉加入量1.0 g/L,微电解时间2 h, Fenton试剂氧化时间4 h,双氧水加入量25 m L/L。

b)在最佳工艺条件下预处理初始COD为22 500mg/L、BOD5/COD为0.08、色度为2 500倍的苯达松废水,总COD去除率为96.2%,出水COD为858mg/L,出水色度为150倍,BOD5/COD为0.38。

c)采用微电解—Fenton试剂氧化联合工艺处理酸析后的苯达松废水,处理效果远高于单独微电解及单独Fenton试剂氧化工艺。

摘要：采用酸析—微电解—Fenton试剂氧化联合工艺预处理苯达松废水。考察了酸析pH、铸铁粉加入量、微电解时间、双氧水加入量、Fenton试剂氧化时间等因素对废水处理效果的影响。实验结果表明:最佳工艺条件为酸析pH 3.0,铸铁粉加入量1.0 g/L,微电解时间2 h,Fenton试剂氧化时间4 h,双氧水加入量25 m L/L;在最佳工艺条件下处理初始COD为22 500 mg/L、BOD5/COD为0.08、色度为2 500倍的苯达松废水,总COD去除率为96.2%,出水COD为858 mg/L,出水色度为150倍,BOD5/COD为0.38;采用微电解—Fenton试剂氧化联合工艺预处理酸析后的苯达松废水,处理效果远高于单独微电解和单独Fenton试剂氧化工艺。

联合预处理论文 第5篇

摘要：通过对自来水厂、净化厂及两厂混合后的.泥水的研究,来分析两厂泥水的匹配性.实验表明:自来水厂泥水排入净化厂与其泥水一起处理,能够促进净化厂泥水的浓缩,降低浓缩后污泥的比阻,而且在一定范围内能够降低污泥的最终体积,达到减量化的目的.作 者：王磊波 张煜明 郑光荣 WANG Lei-bo ZHANG Yu-ming ZHENG Guan-grong 作者单位：王磊波,WANG Lei-bo(西安建筑科技大学,陕西,西安,710055)

张煜明,ZHANG Yu-ming(东莞市樟村水质净化厂,广东,东莞,523109)

郑光荣,ZHENG Guan-grong(中国重型汽车集团设计研究院,山东,济南,250014)

联合预处理论文 第6篇

关键词：化学需氧量；氨氮；混凝；光催化氧化；垃圾渗滤液

中图分类号： X703文献标志码： A文章编号：1002-1302（2015）01-0356-03

收稿日期：2014-03-28

作者简介：范琳清（1988—），女，安徽砀山人，硕士研究生，主要从事环境监测研究。E-mail：fanlinqing1@163.com。

通信作者：朱英存，副教授，主要从事环境监测研究。E-mail：13862091993@163.com。垃圾渗滤液主要是在垃圾堆放和填埋过程中由于降水和微生物分解产生的一种生物难降解的有机高浓度废水[1]，具有水质、水量变化大，有机污染物数量大且种类繁多，氨氮浓度高等特点，不易于生化处理。常用物化处理法[2-5]、土地处理法[6]、生物处理法[7-9]等方法对垃圾渗滤液进行处理。刘松等利用改性沸石处理垃圾渗滤液，结果表明该改性沸石对渗滤液中COD的最佳去除率为36%左右，而且沸石吸附COD的作用以物理吸附为主[2]。吴荻等研究了三级稳定塘在垃圾渗滤液后续处理中的应用，在好氧曝气阶段，BOD、COD的去除率最高可达到42.77%、54.9%[7]。但是使用单一方法处理垃圾渗滤液，不易达到国家要求的排放标准。光催化氧化技术是一种新兴的绿色高级氧化技术，具有反应条件温和、操作简单、高效率、低能耗、环境友好等优点。其反应机理是，在光的激发下，某些具有能带结构的半导体氧化剂如TiO2能够产生氧化性强的羟基自由基（·OH），它是一种无选择性的强氧化剂，可以在温和条件下快速将水样中的有机物彻底氧化为水、二氧化碳等无污染的小分子物质[10-13]。本研究利用混凝-TiO2光催化氧化联合工艺处理垃圾渗滤液，以期寻求去除COD、氨氮的最佳条件。

1材料与方法

1.1仪器与药品

试验仪器：梅宇牌MY3000-6A型混凝试验搅拌仪，飞利浦牌紫外灯（4、8、18、25、30 W），Spectrum721E型分光光度计，Shimadzu UVmini-1240型紫外可见分光光度计，烘箱，马弗炉，电子天平。

试验药品：聚合氯化铝（PAC），氯化铁，硫酸亚铁，碘化钾，碘化汞，氢氧化钠，酒石酸钾钠，无水乙醇，氯化铵，硝酸，钛酸正四丁酯，异丙醇，重铬酸钾，硫酸银，硫酸汞，浓硫酸（优级纯）。以上试剂中除浓硫酸外，均为分析纯。

1.2催化剂的制备

在室温下将20 mL钛酸四丁酯与60 mL无水乙醇混合，并加入少量丙酮，混合完全后形成M溶液。将含有0.3 mg/L Fe3+离子的溶液2 mL、硝酸2 mL、蒸馏水缓慢滴入到20 mL乙醇溶液中，完全混合配成N溶液。将N溶液以2滴/s速度缓慢滴到M溶液中并强烈搅拌，滴加完成后继续持续搅拌30 min，得到Z溶胶。将Z溶胶陈化12 h，于100 ℃下干燥 8 h 后研磨粉末，将该粉末在450 ℃马弗炉中焙烧2 h，自然冷却至室温，制备出改性的二氧化钛粉末。

1.3试验方法

混凝试验：室温下向烧杯中移取1 L垃圾渗滤液，加入聚合氯化铝（PAC），用硫酸和NaOH溶液调节垃圾渗滤液的pH值，使用MY3000-6A型混凝试验搅拌仪在140 r/min转速下搅拌15 min。静置，取上清液分析。

光催化氧化试验：移取经混凝试验处理过的垃圾渗滤液上清液200 mL于自制的微型光催化反应器中（图1），通过调节反应器中溶液的pH值、TiO2 量、紫外灯功率、照射时间，对垃圾渗滤液进行光催化氧化处理，反应结束后，静置，取其上清液分析。

1.4分析方法

采用标准分析方法分析COD、氨氮[14]。去除率计算方法如下：

E=C1-C2C1×100%。（1）

式中：E为去除率；C1为处理前浓度；C2为处理后浓度。

2结果与分析

2.1混凝试验

2.1.1PAC投加量对污染物去除率的影响室温下取6只烧杯，分别向其中移取1 L垃圾渗滤液，PAC用量分别为0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 g，采用硫酸和NaOH溶液调节垃圾渗滤液的pH值，在140 r/min转速下搅拌15 min，静置，取其上清液分析，结果如图2所示。当PAC用量为1.0 g时，COD、氨氮去除率达到最大，分别为48.33%、11.04%；当PAC用量大于1.0 g时，污染物去除率略有下降，原因是PAC是高分子物质，入水后形成聚合阳离子，容易吸附胶粒和悬浮物，过量的PAC会对胶粒产生保护作用，使胶体不易沉淀[15]。因此本研究中PAC最佳用量为1.0 g/L。

2.1.2pH值对污染物去除率的影响控制PAC用量为 1.0 g/L，用硫酸和NaOH溶液分别调节各瓶中垃圾渗滤液的pH值为4、5、6、7、8、9，在140 r/min转速下搅拌15 min，结果见图3。pH值对于去除COD和氨氮有很大影响，当pH值为6时COD和氨氮去除率达到最大，分别为48.96%、14.56%。其原因是，Al3+的水解产物随着溶液pH值的变化而变化，当pH值增加时Al3+水解为Al（OH）3，容易吸附胶粒其沉淀；当pH值过大时Al3+水解为Al（OH）-4，使絮体沉降受到影响。因此本研究采用的最佳混凝pH值为6。

nlc202309011120

2.1.3搅拌强度对污染物去除率的影响控制PAC用量为1.0 g/L，混凝 pH值为6，搅拌时间为15 min，考察搅拌机的搅拌强度对污染物去除率的影响。由图4可见，随着搅拌强度的增大，COD和氨氮的去除率增加，当搅拌强度为 150 r/min 时，COD和氨氮的去除率达到最大， 所以本研究采

用150 r/min作为最佳搅拌强度。

2.1.4混凝时间对污染物去除率的影响控制PAC用量为1.0 g/L，混凝pH值为6，搅拌强度为150 r/min，考察混凝时间对污染物去除率的影响。由图5可见，在一定范围内，COD和氨氮去除率随着混凝时间的增加而增大，当混凝时间为 15 min 时，COD和氨氮去除率达到最大，所以本研究选用 15 min 为最佳混凝时间。

2.2紫外光催化氧化试验

2.2.1催化剂用量对污染物去除率的影响移取经最佳混凝条件下处理后的上清液200 mL于自制的微型光催化反应器中，调节反应器中溶液的pH值为7，加入30% H2O2 5 mL，开启紫外灯照射一定时间，改变TiO2 用量，进行催化氧化处理。由图6可见，当TiO2用量为0.3 g/L时，COD和氨氮的去除率较好，分别为78.80%、54.58%。因为TiO2的比表面积很大，容易吸附垃圾渗滤液中的有机物，使其被氧化，同时Fe3+也能氧化有机物；当TiO2用量过大时，TiO2粉末容易分散到体系中，使体系透光率下降，光催化效率反而下降。因此，本研究选择的TiO2投加量为0.3 g/L。

2.2.2紫外灯功率对污染物去除率的影响控制TiO2用量为0.3 g/L，分别用0、4、8、18、25、30 W紫外灯照射，试验结果见图7。随着紫外灯功率增大，COD和氨氮的去除率也逐渐增大，当紫外灯功率为25 W时，去除率达到最大。原因是紫外灯功率增大时，催化剂吸收更多的辐射能，使更多的·OH和空穴（H+）生成，有利于COD和氨氮的去除。因此本研究选择的紫外灯功率为25 W。

2.2.3反应时间对污染物去除率的影响使用0.3 g/L TiO2催化，30% H2O2 5 mL，调节垃圾渗滤液的pH值为7，用25 W紫外灯照射，同时曝气，反应时间分别为15、30、60、90、120、150 min，试验结果见图8。随着反应时间延长，COD和氨氮的去除率增大，反应时间为120 min时污染物去除率最大。反应时间的增加使催化剂吸附垃圾渗滤液中更多有机物，抑制了h+-e-的复合，提高了光催化效率，COD和氨氮被去除。本研究选择120 min为最佳反应时间。

2.2.4pH值对污染物去除率的影响改变垃圾渗滤液的pH值，对垃圾渗滤液进行催化氧化处理。由图9可见，pH值对污染物去除率的影响很大，在偏酸性或偏碱性条件下，COD去除率较高，在酸性条件下容易生成·OH，并且容易与被吸附的 O-2· 结合形成H2O2，提高了光催化效率；在碱性条件下，TiO2表面带负电荷，有利于空穴转移到TiO2表面上，减少了电子空穴对的复合概率，有利于去除COD。氨氮去除率随着pH值的增加而提高，在碱性条件下NH4+会转变为NH3从而被热解。本研究选择的最佳pH值为11。

2.3几种处理方法的比较

在上述最优条件下，分别用混凝法、光催化氧化法、混凝-光催化氧化法对垃圾渗滤液进行处理。由图10可见，采用单一的混凝法和光催化氧化法对垃圾渗滤液进行处理，COD去除率分别为51.02%、82.70%，氨氮去除率分别为1402%、74.32%。采用混凝-光催化氧化法进行处理，COD去除率为98.36%， 氨氮去除率为89.96%。因此，混凝-光

催化氧化法联合处理对垃圾渗滤液COD和氨氮的处理效果最好。

3结论

混凝试验表明，PAC投加量和pH值对垃圾渗滤液中污染物去除率的影响很大。当PAC投加量为1.0 g/L、pH值为6、搅拌速度为150 r/min、搅拌时间为15 min时，混凝效果较好，COD和氨氮的去除率分别为51.02%、14.02%。光催化试验表明，当TiO2投加量为0.3 g/L、紫外灯功率为25 W、反应时间为120 min、pH值为11时，COD、氨氮的去除效果较好。单独的混凝处理对垃圾渗滤液的处理效果不太显著，但是经混凝-TiO2光催化氧化组合工藝处理后，处理结果较好，COD和氨氮的去除率分别达到98.36%、 89.96%。

参考文献：

[1]陈旭娈，李军. 垃圾渗滤液的处理现状及新技术分析[J]. 给水排水，2009，35（增刊1）：30-34.

[2]刘松，向唯岸，杨立群.改性沸石吸附处理垃圾渗滤液的研究[J]. 中国资源综合利用，2012，30（10）：28-30.

[3]陆洪宇，马文成，张梁，等. 曝气生物滤池深度处理混合印染废水[J]. 环境工程学报，2013，7（7）：2409-2413.

[4]朱兆连，孙敏，王海玲，等. 垃圾渗滤液的Fenton氧化预处理研究[J]. 生态环境学报，2010，19（10）：2484-2488.

[5]陈胜，孙德智，陈桂霞，等. 移动床生物膜法处理垃圾渗滤液COD降解动力学[J]. 化工学报，2007，58（3）：733-738.

[6]汪太明，孟凡生，王业耀，等. 回灌法去除垃圾渗滤液中氨氮的研究[J]. 工业水处理，2007，27（3）：13-15.

[7]吴荻，熊向阳，孙蔚旻，等. 三级稳定塘在垃圾渗滤液处理系统后续处理中的应用[J]. 信阳农业高等专科学校学报，2005，15（1）：33-35.

[8]冯斐，周文斌，吴婷，等. 厌氧MBR处理垃圾渗滤液的实验研究[J]. 工业水处理，2012，32（9）：38-40.

[9]熊小京，冯喆文. 垃圾渗滤液厌氧BF/好氧MBR工艺的脱氮特性[J]. 华侨大学学报：自然科学版，2008，29（1）：68-71.

[10]陈中颖，余刚，张彭义，等. SiO2纳米粉掺杂对薄膜光催化剂结构和活性的影响[J]. 环境科学，2002，23（6）：40-44.

[11]童新，王军辉. 纳米TiO2光催化氧化去除水中痕量双氯芬酸的研究[J]. 环境污染与防治，2012，34（8）：53-57.

[12]Kim Y C，Lee K H，Sasaki S，et al. Photocatalytic sensor for chemical oxygen demand determination based on oxygen electrode[J]. Analytical Chemistry，2000，72（14）：3379-3382.

[13]邢丽贞，冯雷，陈华东，等. TiO2光催化氧化技术在水处理中的研究进展[J]. 山东建筑大学学报，2007，22（6）：551-556.

[14]《水和废水检测分析方法指南》编委会. 水和废水检测分析方法指南[M]. 4版.北京：中国环境科学出版社，2002：279-281.

[15]郑淑平，李亚静，孙力平. 聚合氯化铝与粉末活性炭联合强化混凝处理垃圾渗滤液[J]. 环境工程学报，2013，7（7）：2443-2446.赵亚洲，李景壮，席培宇，等. 螺螨酯在3种土壤中的淋溶特性[J]. 江苏农业科学，2015，43（1）：359-361.

工业水处理联合零排放技术 第7篇

关键词：烟道气,补给水,冷却水,废水,水热,回收,环境

国家《“十二五”环保产业发展规划》指出:“我们工业企业可持续发展正面临缺水的现状。”目前国内对废水进行浓缩回用从而达到零排放一直是每个企业所预期的成果。但是在一些常用的水处理方法中却不能够真正实现废水的零排放。工业水处理联合零排放技术:是以优化工业补给水处理系统和循环冷却水处理系统为核心的, 将工业用水生产、废水治理、烟道气利用等有机结合、适合搭配的水处理技术。

工业水处理联合零排放技术应用于工业水处理, 具有能耗低、效率高和工艺简单等特点, 可被广泛用于生产、蒸汽、动力、印染、纺织、医药等部门, 处理原水 (生水) 、废水。此技术在水回用率可高达90%以上, 即使在高浊度和高SDI指数的情况下, 也能经济、有效地运行, 是一种具有巨大潜力和实用性的工业水处理技术。

1.工业补给水处理系统

现代工业中几乎所有的工业生产过程都要使用水。每种工业对水的要求都不相同。如果水质不符合要求, 则会产生产品质量降低、成本增加、机械设备损耗率增大, 甚至引起生产事故等不良后果。

1.1补给水处理系统工艺

根据水源水质及机组对水、汽质量的要求, 工业补给水处理系统拟采用以下改进方案:原水→预沉池→原水箱→生水加热→加药 (混凝剂、助凝剂、次氯酸钠) →机械搅拌加速澄清池混凝、澄清→双阀滤池过滤→蓄水池→叠加卧式双滤料 (无烟煤、石英砂) 过滤→布烟器 (引入洁净炉气) →叠加卧式活性炭双滤料 (活性炭、石英砂) 过滤→清水箱→高频高压电子加速器→精密过滤器→高压泵→反渗透器 (两级或三级串联) →双室逆流再生阳离子交换器→真空除二氧化碳器→中间水箱→双室逆流再生阴离子交换器→混合离子交换器→紫外消毒池→除盐水箱。

1.2补给水预处理系统综合

1.2.1机械搅拌加速澄清池优化

机械搅拌加速澄清池的进水需装设换热器 (包括温度自动调节装置和澄清池的温差监测仪) , 采用凝汽器的循环冷却水逆流加热原水。原因有:

一是原水中常含有多种无机盐 (如:Ca CO₃, Mg CO₃, Ca SO₄, Mg SO₄等) 其溶解度随温度升高而减小, 如出口温度抬高, 盐类析出, 可提高混凝、澄清处理效率。

二是原水黏度增加, 过滤速度则减小, 故通常悬浮液过滤时都要加热, 以降低其黏度。与此同时, 利用循环冷却水的低温热能提高离子交换器的进水温度, 提高工作效率。即便如此, 水的出口温度也常控制在45℃以内。

采用这种水热回收方式, 既能满足加热、保温等场合的需要, 又能满足工艺过程的需要。系统的贫乏蒸汽流程和工艺流程相铺相成, 构成有机的整体。因而系统的贫汽热能平衡是生产中必不可少的。

1.2.2炉烟处理水技术

原水含有非活性硅、有机物、游离氯、铁氧化物、锰氧化物, 宜采用混凝、澄清、过滤等处理方法去除。除盐系统进水的碳酸盐和硅酸盐, 经技术经济比较, 可采用引入洁净炉气处理。

无论采用哪种燃烧方法产生的炉气, 总是含有矿尘。如不将其矿尘除净, 任其随炉气进入制水系统中, 则可使制水系统的设备堵塞, 阻力增加, 最后会造成停工。

目前在制水过程中利用炉气需清除其中有害杂质, 大多采用旋风除尘、电除尘、脱硫、脱硝、除沫、电除雾、膜分离等处理后, 排放出可利用的洁净炉气。

洁净炉气在火力发电厂中是一种废气。用它作为处理剂来处理原水, 再排入大气, 不仅是废物利用, 而且还能减轻炉烟对环境的污染。加气系统及其后的水处理系统只要采用耐酸材料进行覆盖层保护 (如内衬耐蚀聚合材料:橡胶衬里或316S.S) , 防止设备腐蚀即可。

为此, 可在叠加卧式活性炭双滤料过滤器的进水处引入炉气处理, 其目的是利用其中的大量CO₂与水中的碳酸盐作用, 改变水中碳酸盐化合物的组成, 即将碳酸盐硬度转变为溶解度较大的碳酸氢盐硬度, 使RO装置在最后一根膜组件浓水侧的碳酸盐浓度积小于其平衡溶解度常数而不易产生此类结晶析出, 以防碳酸盐水垢的形成, 保护膜原件的应有特性。

它与在离子软化器中投放阻垢剂, 具有异构相同的作用。所以, 在卧式活性炭双滤料过滤器之前, 只需加装布烟器来引入洁净炉气处理, 可节省投资维护费用。

将炉烟送至原水中的方法是利用高压风机, 并将烟气引出管做成多孔管状 (称布烟器) , 为了使原水吸收CO₂的效率高, 布烟器应埋人原水主流中一定深度 (一般为1.2m~1.8m) 的地方。

向原水中加入二氧化碳气体防止碳酸盐水垢的原理是:在天然水和水处理工艺过程中, 常常遇到的碳酸化合物是碳酸钙和碳酸镁。Ca CO₃和Mg CO₃在水中的溶解度很小, Ca (HCO₃) ₂和Mg (HCO₃) ₂的溶解度较大, 因此在碳酸化合物的平衡过程中, 倾向于生成HCO₃⁻, 就易于使固体碳酸钙溶解。当4<p H≤8.3时, 平衡向CO₃²⁻减小和HCO₃⁻的浓度增大移动。

所以, CO₂能抑制可溶性的Ca (HCO₃) ₂和Mg (HCO₃) ₂的分解, 使生产难溶于水的碳酸钙和碳酸镁的倾向减弱, 反应式如下:

另外, 在稀酸中生成的微量硅酸 (当p H<7时实际上水中只有硅酸分子和胶态硅酸, 它呈游离酸的溶液或钙、镁硅酸盐的胶溶状态存在) , 经后序吸附、过滤处理装置清除。

R/O装置浓水端的富余碳酸盐、Si O₂等结垢物质, 通过调节RO回收率即控制浓水的循环流量和排放量来调整浓度积指标。

1.3设备选择

1.3.1叠加卧式活性炭双层滤料过滤器

为了改善过滤条件, 叠加卧式活性炭双层滤料过滤器的滤料是前层活性炭, 后层石英砂。滤料颗粒层呈前大后小的“逆粒度”分布结构, 所以有利于过滤过程。令水流自前而后进行过滤, 用清水直接反洗再生。

活性炭、石英砂双层滤料过滤对原水预处理能够有效去除有机物、悬浮物, 另外还能够去除水中的氯、胶体, 防止结垢、胶体和颗粒物质的堵塞。

1.3.2真空除二氧化碳器

除二氧化碳器宜采用真空泵从除碳器上部多级抽真空, 从而降低CO₂气体分压, 使水达到沸点而除去溶于水中的气体。这种多级方式不仅能除去水中的CO₂, 而且能除去溶于水中的O₂和其他气体。

含有二氧化碳的阳离子交换器出水通过除碳器的降压, 压力维持在20mm~50mm汞柱 (表压) , 此时, 释放出的大量溶解的气体, 送回布烟器再利用;解吸后的水送入阴离子交换器。

1.3.3高频高压电子加速器

对于复合膜, 细菌黏膜会造成膜的污堵, 同时复合膜抗氯性差, 不允许含有余氯, 所以可让水通过高频高压电子加速器, 引起水的性能改变, 达到防垢、除垢和灭菌的目的。

电子加速器控制水垢具有简单易行、成本低、维护量小、生产速度快和环境友好等优点, 有利于实现工业化连续生产。

2.工业废水处理系统

废水处理系统是工业中对废水进行分类处理的一套系统。经此站处理后的废水回用率大于90%。

2.1废水的收集和处理方法

2.1.1废水的收集

废水的收集应遵循清污分流的原则。

2.1.2联合处理法

工业废水的处理通常采用几种方法联合处理。

一方面, 工业废水中的澄清设备的泥浆废水, 过滤设备的反洗排水, 离子交换设备的再生前期、置换前期的废水, 反渗透设备的排放浓水、清洗水以及凝结水净化装置的排放废水, 全部排至集水池后, 首先用于浇透锅炉所排灰渣;其次排入灰场的冲灰系统, 靠灰场自然蒸发;再者送入煤场的用水系统, 喷洒在煤粉上, 随煤送入锅炉焚烧。

另一方面, 将离子交换设备的反洗后期, 正洗后期及再生后期的水引入专用水箱, 供下次反洗使用, 或者收集到调节池内通过中和处理后, 再返回补给水预处理系统作为水体的补给水源, 重复利用。

这样做有3个好处:一是节约用水, 便于降低自用水量;二是由于回收水中有一定量未使用完的再生剂, 有利于降低单耗;三是可以减少再生废水排放量, 有利于中和处理。

由于水处理设备排放的废液量减少了, 有利于环境保护;加之设备比较简单, 投资和运行费用也不高, 是一种安全、简单、经济的处理工业废水的方法, 国内外应用前景较为广泛。因此, 该工业废水处理系统视为废水“零”排放系统。

对于普通的工业补给水处理系统的改造, 这种工业废水处理系统, 可在保证出水质量非常优良即几乎全部去除原水中的悬浮物、胶态和离子态杂质的前提下, 降低酸碱耗量, 减少废水排放, 运行起来很经济, 也是一种行之有效、可靠的方法。

3.循环冷却水处理系统

冷却水在工业用水中占总量的80%~90%。在循环冷却水系统中, 要解决5个课题:腐蚀、结垢、粘泥、菌藻和监控, 要解决前4个问题近年来都必须加入适当的药剂。现在开发出“全闭式循环冷却水处理系统”可替代3种经典系统。

3.1循环冷却水联合处理法

在工业应用中, 经过改进的全闭式循环水冷却和自然水直淋冷却联合法是指:

(1) 由水源来的自然水一次性地经过喷淋换热后, 全部排放掉不再利用, 采用此法自然水水质在利用前后没有明显变化, 只是水温有些升高, 对自然水不需进行任何处理;对管道、设备等结垢、腐蚀的影响甚微, 一般在水源充足的地方, 例如有江、大河、水库或海滨等地区, 宜采用这种方式。

(2) 全闭式循环冷却水经使用吸收富热后, 首先经过加热低温原水、再生液等, 剩余的贫热通过冷却池传给自然水, 再由循环泵送入主体换热器循环使用。

在全闭式循环冷却水处理系统中, 由于系统密封得比较严密, 冷却水循环流动, 不与大气接触。所以冷却水水量损失很少, 用水量小, 水质一般不发生变化, 水处理费用低。另外, 循环冷却水在密闭循环过程中几乎不存在盐类的浓缩、C的得失, 大气中灰尘和O₂的溶解等;循环冷却水中也几乎没有发生污泥生成和微生物滋长的现象;在水温方面, 换热器进口冷却水是常温, 出口水温度大都在40℃左右。

现在, 由于水源供水日趋紧张以及环境保护的需要 (减少废水排放量) , 当广泛采用此联合方式的冷却水系统时, 可使循环水排污率大幅降低, 补充水量可大幅减少, 达到节水的目的;也可有效防止设备、管道腐蚀和结垢, 以及水体污染等问题。

3.2循环冷却水的水质控制

全闭式循环冷却水处理系统对冷却水水质要求高。

(1) 投运初期

这种系统在投运初期, 需在电导率小于0.1μS/cm、p H=6.5~7.5的中性高纯水中加入适量的氧气使钢铁进入钝化状态, 从而抑制腐蚀。此时水中的氧不但不腐蚀钢铁, 反而会促使钢铁表面生成良好的保护膜。实际表明, 控制溶氧浓度在50~300μg/L范围内, 通常可使多数合金材料实现自钝化。

(2) 正常运行

此系统宜以定期补给除盐水处理和部分循环冷却水返回除盐处理。

循环冷却补给水虽经反渗透和二级除盐处理, 但由于种种原因, 补充水中仍含有一定量的残留盐分。此外, 除盐水流过除盐水箱、除盐水泵、管道和换热器时, 也会携带少量的悬浮物, 溶解气体。以及循环冷却水长期使用后, 循环水中微量杂质 (包括金属腐蚀产物等) 的含量必然有所增加。

由于以上原因, 导致了循环冷却水难免被污染, 这样的水在全闭式循环冷却水处理系统内, 会引起系统装置的缓慢结垢和腐蚀, 因此除了应做好定期补充一部分除盐水处理, 还要将系统最高、低处的一部分循环水引入补给水除盐处理系统, 以去除这些杂质。

其处理的水量宜根据循环冷却水处理系统水质的分析数据是否在可控允许范围内的情况计算确定, 一般为循环水流量的1%~5%范围内或更低。

3.3主要设备

3.3.1喷淋式冷却池

在一些场地充足, 不怕水滴飞溅的场合下, 常以蛇管换热器作为喷淋式冷却器用。在冷却池的运行过程中, 被冷却流体在管内流动, 冷却水自上喷淋而下。冷却水受热部分汽化成蒸汽, 水中盐类在蛇管外壁逐渐浓缩。当水中盐达到过饱和时就可能在受热部位上结晶析出成为水垢。而事实却是:

(1) 由于中、高压冷却水自上喷淋而下不断冲刷换热表面, 致使水垢不能在表面停留成垢。

(2) 又由于流体处在流动状态, 因此传热系数大。

(3) 加上喷淋冷却水的部分汽化带走了部分热量, 传热效果较高。

喷淋式冷却器具有结构简单, 价格便宜, 材料范围广、能承受高压、操作管理方便等优点。

3.3.2主体换热器

该换热器采用钛管及钛板制成的。钛管一般采用TA1、TA2牌号的钛合金, 国产钛管大多是无缝钛管。钛管对氯化物、硫化物、和氨均有较好的耐蚀性, 耐冲击腐蚀的性能也较强。可在受污染的海水或悬浮物含量高的水中使用。

综上所述, 该全闭式循环冷却水处理系统的选择经技术经济比较确定:一般无须添加各种处理剂进行处理;防垢、防腐技术难度较小;节约用水零排放;运行、维护及管理费用较低;操作简单易行;省去冷却塔的基建;尤为重要的是, 换热器中、短时事故渗漏或泄漏对工业生产的安全、经济运行几乎不受影响。

结论

(1) 工业水处理联合零排放技术是集合水热的回收与利用、烟道气回收与利用、废水回用及零排放、冷却水循环利用等于一体的水资源整体投资运营模式。

(2) 通过采用工业水处理联合零排放技术, 解决制约系统安、稳、优生产运行的问题, 推动技术进步和技术创新, 更好地提高企业经济效益。

(3) 工业水处理联合零排放技术所采用的方法革新了经典的水处理工艺, 不但大大地节省了能源, 简化了水处理工艺过程, 提高了其效率, 而且其中的一些处理过程是用经典方法所不能完成的。可从环保角度引导企业走向水资源的可持续发展。

(4) 工业用水的零排放技术是一类投资效果好、投资利益大的技术;也是全球水排放领域所期待的综合技术。而怎样在综合技术上继续创新, 使水资源的可持续运用变为现实, 就需要不断更新零排放技术, 并体现废水处理的实际价值。

符号说明

参考文献

[1]姚梓均.无机物工艺学[M].北京:化学工业出版社, 1981:1-414.

[2]庄秀梅.电厂水处理技术[M].北京:中国电力出版社, 2007:1-441.

[3]周柏青, 陈志和.热力发电厂水处理[M].北京:中国电力出版社, 2009:1-578.

联合预处理论文 第8篇

电厂汽机循环冷却水系统和化学水处理系统都是电厂中重要的生产系统, 目前这两种水系统在国内外都有相应成熟的处理工艺, 两种水处理工艺相结合使用的研究与应用也有不少, 但大多都是对循环水进行旁流处理, 处理后的水又补入循环水系统。能够很好地进行联合应用后使产水补入锅炉给水系统还一直是个难题, 这一举措如能成功, 不仅能够大幅度提高循环水水质, 还能大量节约能源, 为企业和社会带来很大效益。

1 系统概况及存在问题

中国铝业中州分公司汽机循环水系统为开式循环冷却, 配备2座双曲线自然循环冷却塔, 长期以来, 为保证水质和浓缩倍率, 系统采用加药和连续补排水的方式进行处理控制, 但由于设备、系统设计及管理等方面的原因, 水质一直不理想, 药剂处理效果不良, 凝汽器换热管结垢较快, 清洗频繁, 机组发电机效率低, 汽耗偏高。系统药剂处理费用与清洗费用年平均高达70余万元。

汽机循环冷却水和化学水处理来水全年平均温差在16℃左右, 而汽机循环回水的热量全部通过冷却塔排入大气, 没有得到利用, 在夏季环境温度较高时, 循环水系统还要大量补入新水进行降温, 造成浪费。化学水处理系统却时常因为来水温度低, 影响处理效果, 需要人为地加热来水, 耗费了能源。

2 两种工艺联合应用理论基础

循环冷却水系统水质达不到水质标准要求, 是很多电厂普遍存在的问题。若循环冷却水系统能够多补、多排水, 又有合适的用户接收全部排水, 循环水就可以近似地达到直流状态, 呈现出直流冷却的优点, 出水水质会大幅度提高, 能够十分有效地抑制换热设备结垢。

电厂化学水处理系统工艺有很多, 每种工艺都对进水水质、水温有着特殊的要求, 只要来水情况符合进水要求, 就可以对之进行处理。

根据分析和计算, 认为:通过工艺改进, 将循环冷却回水大部分引流至化学水处理系统进行处理, 然后将其产水作为锅炉给水进入热力系统, 这样就可以使循环水系统浓缩倍率K接近“1”, 达到近似直流的状态, 既提高了循环水水质, 又可以将循环冷却回水的热量应用到化学水处理系统, 减少锅炉煤耗。这两种水处理工艺联合使用, 可以达到优化循环水工艺指标、节能、节水、多发电的目的。

3 两种水处理工艺运行现状

该厂汽机和化学两个水处理系统补水均采用水库地表水。循环水处理采用的是加入阻垢剂、缓蚀剂、杀生剂等化学药品的化学法处理。

化学水处理工艺为地表水预处理与离子交换除盐和反渗透除盐两个并列的水处理工艺相结合的工艺方法, 地表水预处理采用的是加杀生剂 (NaClO) 、混凝剂 (PAC) 、助凝剂 (PAM) 再加两级过滤 (砂滤、活性碳过滤) 方式来处理来水的, 原水采用蒸汽加热以保证处理效果。

4 两种工艺联合应用方案及运行环境

4.1 工艺联合应用方案

根据化学水处理系统设计出力要求, 将汽机循环水回水管中的回水每小时引流300t到化学车间地表水预处理系统作为其进水, 从而利用其热量, 提高除盐水温度。也等于循环水系统大量排污, 当浓缩倍率K大幅度降低至接近“1”时, 循环水的各项水质指标都会合格, 相应的汽轮机指标会得到优化。

图1所示为两种工艺联合应用的系统图。

4.2 工艺联合应用运行环境

(1) 汽机循环冷却水处理系统。

在K达到近似“1”时, 停加水质稳定剂, 只加杀菌灭藻剂。由于后续化学水处理系统中的反渗透系统 (RO) 、地表水预处理系统都要求加次氯酸钠杀生剂, 为了满足其工艺要求, 保证其水处理效果, 循环水系统改加次氯酸钠杀生剂, 而且不再进行日常排污 (系统检修除外) 。

(2) 化学水处理系统。

地表水预处理系统不再加次氯酸钠杀生剂, 地表来水不再进行人为加热。

(3) 热力系统。

减小除氧器除盐水加热用汽量。

5 两种工艺联合应用运行效果

5.1 汽机循环水系统运行

汽机循环水杀生剂改为液体次氯酸钠, 在确定合适的加药量后, 加药方式为采用计量泵小流量连续投加。循环水补水根据系统需要补300～350t/h。

技改前后循环水系统水质指标如表1所示。

注:甲基橙碱度以碳酸钙计。

如表1所示可以看到, 技改后各项指标均比应用前低, K大幅度下降至1.05, 水质指标大幅度提高。雷兹纳稳定指数 (RSI) 和ΔA都恢复正常, 汽机循环水细菌浓度测定结果均为1×104个/mL, 情况良好, 说明加次氯酸钠是有效的。

该厂2台汽机凝汽器换热管材分别为TP304不锈钢管、HSn70-1型黄铜管, 这两种管材都会被高含量的氯离子所腐蚀, 易形成点状蚀坑, 严重时穿透。但改加次氯酸钠杀生剂后, 从表中可以看到, 氯根 (Cl-) 只有11～16mg/L, 仍远远低于标准, 所以不会对换热管材产生腐蚀。

5.2 化学水处理系统运行

停止系统的水库来水, 改为汽机循环水, 由原水泵抽吸进入预处理系统, 由系统出水指标来调整加药量是否合适。技改前后化学预处理系统进水温度如表2所示。

工艺联合应用后, 化学水系统进水水温由平均13.2℃提高到29.6℃, 温差平均达16.4℃。而以往完全需要用其他热源将来水加热到20℃以上。

离子交换水处理系统要求进水温度小于40℃, 反渗透水处理系统RO膜采用的是低压复合膜, 系统要求进水温度小于等于25℃, 25℃最优, 最高不能超过30℃。

目前的平均水温29.6℃虽然高于25℃, 但预处理系统处理过的水是先经过原水池与其他来水混合后才进入RO系统的。经多次测定, 混合后的水温没有超过25℃, 一般在21～24℃, 情况良好。

另外, IE系统和RO系统所使用的阴离子交换树脂的再生液和再生用水都要求温度在35～40℃, 所以水温升高不仅会提高树脂再生效果, 还会减少加热再生液用汽量, 从而达到节能的目的。

技改前后预处理系统运行指标如表3所示。RO系统运行指标如表4所示。IE系统运行指标如表5所示。工艺联合应用后, 产水SDI值略降, 砂滤器反洗周期未有明显变化。虽然汽环系统水为敞开式, 但是空气中的灰尘、污物、冷却设备上的菌藻残骸以及长距离的管道腐蚀物一般都沉积在塔、池等系统构筑物中, 很少能进入化学水系统, 所以对化学水预处理系统影响不大。温度的升高, 提高了混凝效果, 所以产水指标略有好转。

从表4中可以看到RO系统工艺联合应用前和应用后的指标相似, 都完全符合标准要求。

由表5所示, IE系统工艺联合应用前和应用后的指标与RO系统一样, 也都相差不多, 符合标准要求。

5.3 汽轮机凝汽器运行

从表6中可以看到, 汽机凝汽器真空升高明显。

5.4 热力系统运行

从表7中可以看到, 工艺联合应用后, 给水加热系统用汽量每小时减少了8.13 t。

5.5 冬季低温期运行方式

冬季循环水上塔损失热量大, 冷却塔易在夜间结冰, 冻坏波纹板和流槽喷嘴, 而且无法满足化学水处理温度的要求。所以我们在冬季采用了循环回水部分不上塔冷却的运行方式, 在保证汽机需要的同时更好的利用循环回水热量。

6 结语

两种工艺联合应用后, 运行效果良好, 在全部工艺改造投入不足20万元 (一次性) 的条件下, 为企业取得了非常明显的经济效益和社会效益。

6.1 经济效益

(1) 利用了循环水的热量, 显著降低锅炉煤耗, 每小时对循环回水引流300t, 按全年循环水与地表水平均温差16℃计算, 每年可利用热量折合成标煤量为6000t, 年可节约原煤资金300余万元。

(2) 节约了药剂处理费用:实现了停用汽环水质稳定剂, 大幅度降低了药剂费用, 年可节约药剂费用50余万元。

(3) 实现了汽环水系统零排污:汽机循环水系统每小时节省约50t的排污水, 全年可节约新水约44万t, 折合费用70余万元。

(4) 提高了汽环水水质, 提高了凝汽器真空和发电效率:汽机环水水质合格率由原来的55%提高到现在的99%左右。凝汽器真空提高使得两台抽凝机组发电负荷相应提高, 年平均多发电604万kWh, 年创造效益300余万元。

(5) 提高了化学水处理系统的混凝效果和离子交换器的再生效果。

6.2 社会效益

沿海滩涂联合地基处理技术简述 第9篇

关键词：滩涂,地基处理,动力沉桩,排水固结法,深层置换法

0 引言

海岸带是现代经济文化发展的前沿地带,海岸带的合理开发利用和可持续发展对经济发展具有重要意义。从全世界范围看,围海造地是滨海居民求生存谋发展的需要,与海争地是沿海人口密集区和经济发达地区一项重要的生产和科学实践,虽然海岸带的开发在一定程度上会对自然环境产生负面影响,但总体上来说,利大于弊。

1 滩涂地基处理常规技术

1.1 排水固结法

对沿海软土地基来说,排水固结法[1]是行之有效的方法之一。排水固结法由排水系统和加压系统两部分组成。排水系统主要在于改变地基原有的排水边界条件,一般由水平排水垫层和竖向排水体构成,增加孔隙水排出的途径,缩短排水距离,以加快土体固结。加压系统目前多采用堆载预压或真空堆载预压。堆载预压是用填土等外加荷载对地基进行预压,通过增加总应力Δσ并使孔隙水压力Δμ消散而增加有效应力Δσ′的方法,在地基中形成超静水压力,从而排水固结,称为正压固结。真空预压是通过覆盖于地面的密封膜下抽真空,在地表砂垫层及竖向排水通道内逐步形成负压,使土体内部与排水通道、垫层之间形成压差。在此压差作用下,土体中的孔隙水不断由排水通道排出,从而使土体固结。真空预压是在负超静水压力下排水固结,称为负压固结。

排水固结法在工程实际施工之前就已开始,历时较长,对于工期紧张的工程来说并不适用。

1.2 深层置换法

深层置换法处理滩涂等软土地基的原理主要有以下两条:

1)置换作用:

砂石置换桩在软弱黏性土中成桩后,就形成了一定桩径、桩长和间距的桩与桩间土共同组成复合地基,由密实的砂石桩的桩体取代了与桩体体积相同的软弱土,因为砂石桩的强度和抗变形性能等均优于其周围的土,所以形成的复合地基的承载力就比原来天然地基的承载力大,沉降量也比天然地基小,从而提高了地基的整体稳定性和抗破坏能力。

2)排水作用:

水是影响黏性土性质的主要因素之一,黏性土地基性质的改善很大程度上取决于其含水量的减小。因此,在饱和黏性土地基中,砂石桩体的排水通道作用是砂石桩法处理饱和软弱黏性土地基的主要作用之一,比之在砂土地基中的排水作用更加显著。由于砂石桩缩短了排水距离,从而可以加快地基的固结沉降速度。

滩涂软土地基的地基处理方法还有很多种,如爆破挤淤法、搅拌桩法等,但实践表明,上述两类方法效果较好,应用较多。

2 联合处理滩涂技术

2.1 桩基—排水固结法联合处理技术

工程中在软土地区采用桩基可以有效的提高设计承载力,但由于软黏土中孔压消散过程非常缓慢,使得桩基在施工过程中产生的孔压在较长时间内难以消散,造成桩基不能发挥其设计承载能力,此外由于施工扰动造成的桩周土体中的孔压积聚,还会造成桩体上浮并对施工造成一定的影响。如果能在施工中通过地基处理方法解决工程中出现的这些问题,无疑将会对工程建设产生重大的影响。因此开展综合地基处理技术,通过在沿海淤泥质滩涂中增设排水通道,利用打桩或振动沉桩产生的扰动,加速滩涂的固结,从而有效的提高桩基承载力,将为建立考虑时效的桩基承载力设计方法以及沿海滩涂地区的开发建设提供理论依据。

2.2 国内外研究现状和发展趋势

桩基与排水固结法联合处理技术的核心是软土中桩基在设置排水砂井下的承载力时效问题。联合处理滩涂技术目前在国内外的研究中还较为少见,原因是一般设置桩基时就不再考虑地基处理问题,但事实上在软土中打桩存在明显的时效问题,规范[2]规定饱和软黏土中桩基检测时间的休止期为25 d,如此长的休止期对于工期有要求的工程来说显然是苛刻的,加速桩侧土的固结,缩短休止期就显得尤为重要。

目前国内外对于桩基承载力歇后增长的认识来源于大量的工后实测结果,在此现象的基础上,大量研究人员从桩侧土体触变恢复和再固结理论出发,开展了桩基承载力时效性的预测。其承载力时效预测的可靠性来自于桩周孔压消散规律的预测,众所周知,孔压消散过程依赖于超静孔压积累造成的孔压初始分布,因此这一理论分析的前提条件是对于初始超静孔隙水压力分布的正确认识。目前工程实践中采用两类沉桩方法,一类是静力压桩,另一类是动力沉桩。已有的研究成果主要是针对静力压桩问题,基于对桩在饱和软黏土中的挤土效应分析超静孔隙水压力分布。而对于采用振动沉桩的施工方法,由振动施工引起的超静孔压力分布目前研究还很少见到。现有少量成果主要集中在循环荷载下饱和土的孔压积累与消散研究。为模拟饱和土中振动沉桩的过程,必须建立合理的考虑桩土滑移的桩振动模型。桩振动模型主要有两种:1)将桩周土对桩身作用简化为分布式线性弹簧模型。2)采用连续体模型,以连续介质力学对桩土共同作用加以分析。早期的模型将土体视为单相介质,以弹性或粘弹性介质来模拟,近年来,部分学者开始采用饱和两相介质模型研究桩土动力相互作用问题。Zeng将单相介质中发展的虚拟桩法拓展到多孔饱和介质中,解决了饱和半空间中桩的纵向振动问题,Wang在此基础上,利用桩—土—桩相互作用因子,求解了饱和半空间中群桩的动力响应问题,Jin同样采用该方法研究了饱和半空间中桩的横向振动问题。上述研究或者忽略了桩振动的三维效应,或者是对桩土之间的耦合作用采用了简化手段(虚拟桩法),理论上存在较大的近似,李强等[3]的研究在饱和多孔介质理论的基础上,考虑了土体的三维效应,研究了桩在饱和土中的纵向振动特性。上述桩土动力相互作用的连续体模型解析解主要是在桩土完全接触条件下得出的,而实际桩在土体中振动时,如果桩体振动较强,则不可避免要产生滑移,因此有必要考虑桩土滑移对桩振动的影响,这必须通过研究桩土接触面的动力特性来实现。因此有必要考虑桩土接触面的动力特性,建立桩土接触面合理的接触面模型,分析桩土滑移条件下的桩振动特性。

实际工程中桩基大多数是以群桩形式出现的,因此研究群桩的竖向振动理论更为重要,群桩振动由于存在桩—土—桩间的相互作用,使其振动极为复杂。如何进行简化分析,是研究群桩振动的关键。一般的思路来源于Polous提出的桩间静态相互作用因子,经研究表明该方法也适用于桩基动力分析。Makris在此基础上提出了双桩相互作用因子的近似方法,其理论基础来源于对单相介质中桩振动辐射阻尼的认识,通过提出合理的双桩竖向振动相互作用因子,进而利用叠加方法,求解群桩竖向振动问题。李强的研究表明[6],饱和土中桩振动的辐射阻尼模式与单相介质不同,在实际应用中必须加以修正。

3 结语

联合地基处理技术是处理滩涂软土地基的一种有效的施工方法,其关键技术之一是研究振动对孔压积累的影响,因振动引起的初始孔隙水压力分布情况以及群桩施工过程中孔压积聚规律。桩基—排水固结法联合地基处理方法中的两种技术均是成熟工艺,施工方便,且优点明显,对于沿海软土地区或滩涂区中具有工期要求的项目尤其适合,具有广泛的产业化背景。通过提出合理的联合地基处理设计方法、施工工艺及桩基承载力歇后增长规律方法,可以为进一步推广应用奠定基础。

参考文献

[1]叶书麟,叶观宝.地基处理[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.

[2]JGJ 106-97,基桩高应变动力检测规程[S].

[3]李强.考虑三维波动的饱和土中桩纵向耦合振动理论[D].杭州:浙江大学博士学位论文,2004.

[4]孙连军,冯勇.地基处理方法综述[J].山西建筑,2007,33(4):141-142.

[5]王奎华.变截面阻抗桩纵向振动问题积分变换解[J].力学学报,2001,33(4):479-490.

基于联合处理SDR平台的波形开发 第10篇

无线通信是当前发展最快、应用最为广阔的行业之一。ITU在2010年2月的报告显示,全球手机用户在年底将超过50亿,移动通信网络覆盖空前普及。高速发展伴随的是新的需求:随着3G大规模商用,4G标准化的推进,2G网络在短时间内又不会退出,未来的无线通信网络必然是一个多标准并存的格局,通信平台对多种通信体制兼容性差;同时,通信运营商又不得不通过不断的产品升级来提升系统性能,重复的硬件设计和更新,耗费的成本是巨大的。一种能兼容多种通信体制、可灵活升级的无线通信平台呼之欲出。

软件定义无线电(SDR)技术是指在固定的硬件平台上,通过软件重构来实现不同的通信标准的无线电。软件无线电多采用可编程硬件处理单元(FPGA和DSP),开发周期短,成本低,为多体制兼容提供了解决方案。

本文依托国家863项目“软硬件可重构的新一代无线通信统一平台研究”,阐述了一种新的联合处理硬件架构,分析了联合处理的优势,并在联合处理SDR平台实物上进行了五种主流通信体制的波形开发。

1 联合处理SDR平台介绍[1]

1.1 联合处理的设计

软件无线电系统在尽可能靠近射频端进行A/D和D/A,然后在数字域使用软件来定义无线电功能。“软件”定义并不是指PC端的软件,使用软件化的手段都叫做“软件”定义,包括使用软件(基于PC)和可编程逻辑器件两种手段[2]。

使用可编程逻辑器件开发是基于数字逻辑,相对于软件开发有一些不足:复杂通信算法开发相对复杂;开发周期更长,升级不如软件方便。

基于纯软件处理的方法虽然具备更大的灵活性,但是现有的技术条件下,对A/D之后的数字域信号完全用软件进行处理不实际,主要原因在于:首先,A/D后的信号速率非常高,目前网口无法承载这么高速率的信息;其次,对于帧同步、位同步等需要精确定时的功能,单靠软件很难实现。

基于以上原因,本文采用了软硬件联合处理的架构。软硬件联合处理并不是简单的硬件处理和软件处理的叠加,“联合”的意义在于:处理时要充分利用硬件处理单元和PC端软件的长处,软件和硬件之间需要合理分工、协作处理、协调速度。

1.2 平台硬件结构

联合处理SDR平台实物的硬件结构如图1所示。

平台硬件包括高性能PC、前端处理板、中频板、射频和天线。这种使用交换网络连接的结构,其各功能单元的耦合非常松散,具有很强的灵活性,很好的伸缩性和通用性,容易升级到多个PC并行处理,从而极大地提高系统性能。

PC是平台的软件支撑模块,通过软件实现一部分基带处理以及信令控制、身份验证、人机交互等功能。硬件单元从处理域上包括基带、中频、射频处理单元和天线等部分。前端处理板包括路由芯片、两块FPGA、ARM、CPLD、FLASH。其中两块FP-GA用于基带数据处理;ARM用做前端处理板上的全局控制器,它通过与PC的信令交互,实现对FP-GA、CPLD等器件的控制和协调操作;路由芯片可以实现ARM、FPGA以及PC机之间的网络路由。射频单元支持双工模式和多频段选择,在不同的通信制式下,可以通过“FPGA控制切换”或者“直接开关切换”改变频段以及双工方式。天线采用宽带全向天线。

联合处理的SDR平台PC端与前端处理板通过网口进行通信。网口通信使用win Pcap进行开发,协议采用24位包头。

基于这一平台实物,本文开发了五种通信体制的波形:GSM、WCDMA、CDMA 2000、TD-SCDMA、Wi MAX。

1.3 平台软件结构

SDR平台的软件体系结构要满足系统化、模块化、智能化的要求。SDR论坛目前采用的软件体系结构规范是SCA(Software Communication Architecture,软件通信体系结构)[3],它最初是美国军方提出,目标是开发未来的战术无线电通信系统。SCA规范的软件体系结构支持异质软件环境下的软件互操作[4]。

统一平台的软件结构采用了SCA规范的核心思想:面向对象,摆脱传统的面向用途的设计思想,通过CORBA软总线的方式,使功能模块化、组件化。平台通过软件配置文件装载不同的软件组件来配置系统的功能,实现统一平台的多体制兼容和灵活切换。

统一平台的软件结构中包括:各种通信体制的信号处理单元(波形组件库)、通信模式识别和切换单元、CORBA中间件系统、安全模块和链路控制模块、人机界面。

2 波形的开发

“波形”比较公认的定义是:为实现信息的无线传输而对信息所采取的一系列变换,一般包括无线通信双方为实现信息传输而采用的所有协议。只有运行相同波形的通信设备,才可以直接进行互操作。波形开发是使平台成为通信实体的一个过程,没进行波形开发的平台仅仅是一堆器件的组合,而不具备通信的功能。

波形由若干功能模块组成,实现一套完整功能的单元称为组件。波形组件承载了不同的波形功能,相互之间是独立的、可重用的、可扩展的。组件封装了自己的属性和方法,这一点和面向对象语言里的类很像。组件也提供了外部访问的接口,不同的组件之间通过接口进行交互,这种特性使组件具备可移植性。通常,一个波形由调制解调、链路、安全、网络等组件来实现完整的功能,不同的波形对应的组件数量也不相同,简单的波形也可能没有链路组件和网络组件。

2.1 联合处理下波形开发的特点

软硬件联合处理需要在软件和硬件之间合理分工、协作处理。开发波形时,首先需要将波形划分为若干独立的组件,然后根据组件的特点选择通过软件实现还是硬件实现。

软件和硬件开发波形组件有各自的特点:PC端的程序编写和修改容易,算法实现相对灵活、难度低,但是不能精确定时,而且通用处理器处理能力有限;FPGA有精确的时钟触发,处理速度快,但是算法实现相对复杂,对缓存大小也有很高的要求。

联合处理下波形开发的原则是:在考虑可行性的前提下尽量把组件放在PC端开发。这样实现起来更为灵活简便,譬如调制、编码、交织等放在PC端用软件实现,但是数字上下变频、成帧、解帧和同步等数据率高并需要精确定时的操作就放在硬件上进行。

2.2 多体制波形开发

在联合处理平台实物上,对GSM、WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、Wi MAX五种主流通信标准进行了波形开发。本文以GSM为例介绍了波形开发的一些细节,并简单介绍了其他几种波形开发,分析了联合处理环境下不同体制波形开发的特点。

2.2.1 GSM波形开发

以GSM为例,基带部分的波形功能模块图如图2所示。发送端组件包括分组编码、卷积编码、交织、GMSK调制4个组件,接收端组件包括的对应四个逆处理组件,还包括同步模块。

图2中所列8个组件在PC端软件实现并不复杂,难点在于同步模块的设计。由于通信标准里面没有对接收端算法进行规定,只能通过发送端的信号特征分析接收端的算法。我们设计的接收端同步算法是一个循环移位解调并计算相关值的算法,里面包含了GMSK解调的过程。

GSM是一个窄带调相系统,使用“突发脉冲”中的训练序列进行同步,突发脉冲结构如图3所示,突发脉冲在交织之后形成。发送端脉冲成型后调制过程是:对突发脉冲的148个bit(除去保护段)进行10倍过采样和高斯滤波成型之后得到1 480个数,对此1 480个数进行载波调相后发送到网口。接收端解调制的过程是:先进行位同步,接收到的1 480个数进行GMSK解调(相位路径检测)得到148 bit。

同步过程用流程图表示如图4所示,是一个循环解调并检测训练序列的过程,每次循环都需要对接收信号进行移位操作、GMSK解调、相关检测的处理。输入接收信号为1 480个数,进行GMSK解调后得到148bit突发脉冲,然后对突发脉冲进行训练序列相关检测,并对26位的相关累加值Sum进行能量归一化处理。如果Sum>=Sum_gate(检测的阈值),则记录下移位的位数和Sum值,最后选取相关度最好的Sum值对应的解调结果。

系统中选取的Sum_gate值如果过大,容易造成假同步;Sum_gate值如果过小,在信道条件不好的时候,容易漏判位同步,引起丢包。通过多次测试,选取最佳的Sum_gate值为22,也就是在26位相关序列检测中允许有2位相关检测为负。

同步模块以及其他所有的基带子组件全部在PC端通过软件实现,前端处理板只负责与PC端网口通信、成帧和数字上下变频的操作。

开发完成的GSM波形中信号处理过程如下:PC端对源信号进行编码、交织形成突发脉冲之后,GMSK子组件将信号十倍过采样之后进行高斯滤波,再对80k载波调相,并将调制数据以以太包发送到FPGA,FPGA对数据包进行成帧和数字上变频处理,然后经过D/A、射频,最后通过天线发送出去。在接收端,前端处理板对A/D采样到的数据进行数字等下变频、解帧等操作,并把处理后的数据以以太包的格式返回给PC,PC对收到的包进行同步、GMSK解调、解交织、解码后得到发送信号。

2.2.2 TD-SCDMA波形开发

TD-SCDMA是一个时分的系统,物理层采用4层结构:系统帧号,无线帧,子帧,时隙,各时隙(编号TS0-TS6)在指定时间内发射。系统的同步通过上行导频时隙(Up PTS)和下行导频时隙(Dw PTS)来进行,而每个时隙中144位PN用来进行精确同步和信道估计。通过导频时隙的同步算法适合在FP-GA板上进行,而基于PN的信道估计则可以在PC上进行。根据我们联合处理波形开发的原则———尽量使用软件开发组件,对TD-SCDMA的波形开发分为和板上的导频插入、同步以及PC上的基带处理。上下行时域空口波形如图5所示,上行只占用TS1。

2.2.3 其他制式的波形开发

Wi MAX是一个通过OFDM调制实现多载波通信的制式,在PC上实现FFT算法相对容易,因此所有子组件全部在PC上实现。接收端FPGA只需要对数据帧进行粗同步即可,PC端通过基于CP的循环卷积进行信息恢复。

WCDMA的波形开发使用上行业务信道建模,使用OVSF码(扩频信道码)扩频,截短平衡GOLD序列加扰。CDMA 2000选择下行链路的RC1业务信道建模,用1.228 8 Mb/s的PN序列进行复扰码加扰。此处不再详述。

3 波形测试

波形测试的目标在于证明平台上开发的波形具备通信的功能。本节以GSM和TD-SCDMA的波形测试为例进行说明。

3.1 GSM波形测试

测试方案:PC部分由一个用户界面完成与用户的交互。在设计测试方案时,为便于检验平台系统的纠错能力,发送数据采用文本数据源,即在发送端的用户界面输入特定的文本;接收端将接收的数据进行解码得到接收文本,并用户界面上显示出来,同时计算并显示误码率。

处理流程:对于输入字符串的处理流程如下。

以65个字串(对应65×8=520 bit)为单位,依次进行GSM信道编码、交织等模块,生成1 184Byte;1 184个Byte交织后得到8个突发脉冲(148Byte)。每个突发脉冲进行高斯滤波和调相后得到I、Q两路各1 480个浮点信号。对I、Q两路的信号进行8 bit定点量化,用2个以太网包把量化信号通过网口传给前端数据处理板,每个以太网包大小为1 490个byte,后面20个空位补0。

接收端PC对FPGA返回的以太网包进行滑动窗口截包、同步、解调、解码等操作后得到信号。

测试结果:接收到的文本与发送的文本相同。在此基础上进行了语音测试,GSM系统的语音压缩编码处理是按帧进行的,每帧20 ms,含160个语音样本,经过RPE-LTP(规则脉冲激励长期预测)语音压缩编码后成为260 bits的编码块,即话音编码后的信号速率为13 kbit/s。然后,13 kbit/s话音信号进入信道编码进行编码,后续的相关处理和文本数据一样。测试语音清晰度满足要求。

3.2 TD-SCDMA波形测试

测试方案:因为TD-SCDMA的同步模块在板上实现,故先对同步模块的性能进行了测试。然后进行语音测试。采用3GPP中的G722.2标准(AMR-WB,宽带语音编码标准),把TS0、TS2~TS6和DwPTS时隙分配给下行,TS1和Up PTS时隙分给上行

测试结果:语音质量良好,并在此基础上进行了低速率图像的传输。图像测试结果如图6所示,给出了显示界面的一部分。

4 小结

本文阐述了一种软硬件联合处理的SDR平台的结构特点,并基于平台实物成功进行了五种通信标准的波形开发和测试,研究了联合处理中波形开发的一些特点,证明了联合处理SDR平台能满足多体制兼容、灵活易升级的需求。同时联合处理的平台结构以交换网络作为软硬件数据通路,结构灵活、方便系统功能升级,能对B3G以及4G技术提供平台技术支持。

参考文献

[1]邓博韬,粟欣,王宽.基于联合处理的可重构硬件平台.通信技术,2010;(02):20—23

[2]陈建英.软件无线电系统的研究与实现:[硕士学位论文].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2003

[3]Hayes N.Software communications architecture.July,2003

联合站老化油成因分析与处理方法 第11篇

1.1 老化油现状

国内外油田的原油处理站均有老化油。老化油在原油处理系统中的无效循环,不仅降低了有效库容,增加了原油处理能耗和工作量,还影响原油处理设备设施的处理效果。

T83联合站原油处理系统于2012年12月建成,但倒油缓冲罐提升泵就一直不能正常运行。分析认为T83站200m3倒油缓冲罐内的油水过度带存在一种稳定性极强的老化油(乳化液),在≤50℃下,几乎没有流动性。

1.2 老化油成因

(1)老化油形成机理。老化油是一种稳定乳化液,其形成的必要条件是[1,3]:①存在两种以上互不相溶的液体;②要有强烈的搅动,使一种液体破碎成微小的液滴分散于另一种液体中;③要有乳化剂存在,使微小的液滴能稳定地存在于另一种液体中。

(2)老化油来源。①联合站运行过程中原油自然老化;②采油系统中的来油理化性质有差别;③油井日常生产过程中外来液的进入与原油的混合;④污水过滤器反冲洗回收的渣油等。

(3)T83联合站老化油组份分析。T83联合站老化油是一种油包水型乳化液,其稳定性好,呈半流体态,只有在高温(≥65℃)下,才具有较弱的流动性。T83站老化油组份:①平均含水76.3%,②平均含油21.1%,③矿物质、泥沙、腐蚀产物等固相含量2.6%。

(4)现场调查及老化油成因确认。经过进行T83站现场运行调查,基本确认老化油形成与该站原油集输处理运行方式和破乳剂加量不合理有关,也就是其老化油物性与其他站库老化油不同的所在。

2 老化油处理研究

2.1 老化油降粘剂筛选评价

实验表明常用的破乳剂对老化油不具有明显的破乳效果,对老化液物性没有明显改善。通过大量试验(图1,2),筛选出来一种能改善T83站老化油流动性的新型降粘剂。

2.2 老化油处理工艺及预防措施研究

通过大量实验研究,认为“稀释法”可进行老化油处理。按照新鲜原油和老化油一定比例充分混合,达到了老化油破乳目的。控制破乳剂浓度,既可以保证原油破乳脱水效果,又能防止原油乳化老化。综合研究得出以下结论:

①油田生产过程中,老化油普遍存在,成因复杂,其处理方法不尽相同;②破乳剂严重超量、加药不均和原油走旁通流程是T83联合站老化油产生的原因;③降粘剂能有效改善老化油流动性;④“稀释法”能较好地处理T83站老化油;⑤控制破乳剂加量可效预防T83站产生老化油。

3 技术对策及应用效果

3.1 技术对策

①采用降粘剂改善老化油流动性。按量往缓冲罐内加入降粘剂,使降粘剂与老化油混和,较好地解决了老化油流动性差的问题。

②采用“稀释法”处理老化油。停止在卸油台加破乳剂,将外输低含水新鲜原油直接打入倒油缓冲罐与罐内老化油混合,不断稀释老化油中的破乳剂浓度,既解决了新鲜原油的破乳脱水问题,又逐步减少了老化油。

③制定老化油预防措施。严格控制破乳剂加量,停用原油处理旁通流程,恢复正常处理流程。实施后初期效果为系统内老化油量不再继续增加,后期老化油全部消失,倒油提升泵实现连续平稳运行。

3.2 应用效果

(1)有效处理了T83联合站系统内全部老化油。

(2)采取预防老化油措施后,破乳剂用量下降。

③原油集输处理恢复了正常流程,通过使用变频器调速和出口阀门控制,实现了缓冲罐提升泵连续运行,保证了三相分离器进液平稳,到2016年3月,已正常运行10个多月。

④出口油中平均含水降低了19.8%,平均外销油周期由2.4天/次延长到4天/次,外销油含水下降0.39%,外销一次合格率达100%。

⑤三相分离器出口水中固含下降了130.8mg/L;含油下降到34.73mg/L;水色明显变清。

4 结论与认识

①破乳剂严重超量、加药不均和原油走旁通流程是T83联合站老化油产生的原因;

②降粘剂能有效改善T83站老化油流动性,可满足离心泵泵输要求;

(3)“稀释法”是处理T83站老化油最简单、最经济有效的方法;

(4)控制破乳剂加量能有效预防T83站产生老化油。

摘要：针对T83联合站老化油导致原油处理系统难以正常运行问题,开展了老化油组份分析、老化油形成机理及老化油处理和预防措施研究,优化了工艺流程、优选了化学药剂和处理方法,现场实践后T83联合站生产运行良好。

关键词：老化油,原油含水,化学药剂,流动性能,稀释

参考文献

[1]周玉贺等.大港油田滨海污水处理站回收原油的性质及其处理方式的讨论.油田化学,1999(02):134-137.

[2]杨世铭.传热学.北京:高等教育出版社,1993(10).