第４３卷第１２期 ２０１７年ｌ２月 资源与环境 Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ 化工设计通讯 Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ 生态浮床水质净化效果以及对大型水生植物生长的影响 桑 瑞，张建昆 （徐州Ｉ工程学院，江苏徐州 ２２１０００） 摘要：改革开放以来，我国的居民生活水平出现了突飞猛进的发展。我国的制造业等各种产业的发展也逐渐达到了世界 先进水平。与此同时，我国的环境治理却远远没有跟上脚步，导致了污染问题的日益严峻。水污染问题是困扰我国环境治理的 最主要问题之一，先后经历了化学治理、微生物治理等多个重要发展阶段，虽取得了一定的进展，但是成本较高。近年来，生 态浮床治理水污染的应用越来越广泛，且取得了较好的成效。目前，市面上流行的几种基质的生态浮床净化能力好坏众说纷纭， 针对这一现状进行分析，旨在为我国生态浮床在水污染治理方面提供理论基础。 关键词：基质；水污染；水生植物；生态浮床 中图分类号：Ｘ５２４ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００３—６４９０（２０１７）１２—０１８８—０２ Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ Ｆｌｏａｔｉｎｇ Ｂｅｄ Ｗａｔｅｒ Ｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｅｆｆｅｃｔ ａｎｄ ｔｈｅ Ｉｍｐａｃｔ ｏｎ ｔｈｅ Ｇｒｏｗｔｈ ｏｆ Ｌａｒｇｅ Ａｑｕａｔｉｃ Ｐｌａｎｔｓ ＳａｎｇＲｕｉ，ＺｈａｎｇＪｉａｎ—ｋｕｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｉｎｃｅ ｔｈｅ ｒｅｆｏｔｉｎ ａｎｄ ｏｐｅｎｉｎｇ ｕｐ，ｔｈｅ ｌｉｖｉｎｇ ｓｔａｎｄａｒｄ ｏｆ ｏｕｒ ｃｏｕｎｔｒｙ ｈａｓ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｂｙ ｌｅａｐｓ ａｎｄ ｂｏｕｎｄｓ．Ｃｈｉｎａ’Ｓ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ ｈａｖｅ ｇｒａｄｕａｌｌｙ ｒｅａｃｈｅｄ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔｅｄ ｌｅｖｅｌ ｉｎ ｔｈｅ ｗｏｒｌｄ，Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ，Ｃｈｉｎａ’Ｓ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｇｏｖｅｒｎａｎｃｅ ｉｓ ｆａｒ ｆｒｏｍ ｋｅｅｐｉｎｇ ｐａｃｅ．Ｌｅａｄ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｂｅｃｏｍｅ ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｓｅｒｉｏｕｓ，ｗａｔｅｒ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｉｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｉｎ Ｃｈｉｎａ’Ｓ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｇｏｖｅｒｎａｎｃｅ，ｈａｓ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｄ ｍａｎｙ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｓｔａｇｅｓ ｏｆ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｈａｖｅ ｍａｄｅ ｓｏｍｅ ｐｒｏｇｒｅｓｓ，ｂｕｔ ｔｈｅ ｃｏｓｔ ｉｓ ｈｉｇｈｅｒ．Ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ，ｔｈｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｆｌｏａｔｉｎｇ ｂｅｄ ｉｎ ｗａｔｅｒ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｓ ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｅｘｔｅｎｓｉｖｅ，ａｎｄ ａｃｈｉｅｖｅｄ ｇｏｏｄ ｒｅｓｕｌｔｓ．Ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｏｐｉｎｉｏｎｓ ａｂｏｕｔ ｔｈｅ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｌｆｏａｔｉｎｇ ｂｅｄ ｐｕｒｉｉｃａｔｆｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｓｅｖｅｒａｌ ｐｏｐｕｌａｒ ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｍａｒｋｅｔ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｉｍｓ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｌｏａｔｉｆｎｇ ｂｅｄ ｉｎ ｗａｔｅｒ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ｃｈｉｎａ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｕｂｓｔｒａｔｅ；ｗａｔｅｒ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ；ａｑｕａｔｉｃ ｐｌａｎｔ；ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ ｆｌｏａｔｉｎｇ ｂｅｄ 改革开放以来，我国的工业产业发展飞速，但是环境治 理却没有跟上进度。许多企业为了节约成本直接将没有经过 处理的工业废水直接排放到自然水域中，造成了十分严重的 污染。一些含磷等化合物的排放直接造成了水质的富营养化， 造成了水体中藻类以及微生物的迅速蔓延，形成了二次污染。 为了缓解以上问题，生态浮床的概念被逐渐提出来，并成为 了近年来研究的热门课题。 生态浮床的概念最早是由德国科学家在２０世纪９０年代末 提出的。生态浮床之前也被称为生态浮岛，是一种人工制作 的改善水质的一种措施。据前人研究指出，人工浮床具有水 质净化、美化景观等重要功能。人工浮床的发展过程中主要 经历了四个阶段。人们最初使用竹子作为基质材料进行搭建， 该方法制作成本较低，且方法相对较简单。但是，与此同时， 这种设计方案具有十分明显的缺陷：即使用寿命较短、维护 费用高、维护困难等。此后人们又先后使用泡沫材料、ＰＥ材 料等进行人工浮床的制作，均取得了一定的成效。 １生态浮床的应用原理 生态浮床主要是利用新型科技材料将某些具有特殊功能 的水生植物种植到水体中，通过这些植物的营养物质（主要 是氮、氧、磷等）吸收能力、呼吸作用等在一定程度上缓解 水体由于污染而导致的富营养化。此外，这些水生植物在不 产生新的污染物的情况下，还能够提供更多的氧气进而提高 水体氧气含量，减缓水质污染，同时有利于其他生物如水生 植物以及鱼类的生长。此外，人工生态浮床的高等水生植物 具有十分发达的根系，这些根系能够十分有效地吸收水体内 的有机物，并通过植物体的转化作用生成无污染终产物、氧 气以及水，从而有利于水体内有机物的分解，降低水体的污 染程度。最后，生态浮床还能够通过对水体内某些金属污染 离子如钠离子等的富集作用，降低金属离子对水体的污染， 最终达到改善水质的目的。 ２不同基质对水质净化效果的影响 生态浮床对被污染水，尤其是富营养水具有十分显著的 净化作用，主要是因为生态浮床不仅能够大量消耗水域中的 营养物质，还能够通过根系的吸收以及富集作用，去除水体 内的金属离子。研究证明，生态浮床对水质的净化效果主要 取决于基质的材料，不同基质材料的生态浮床的水质净化效 果之间存在显著差异。 兰州大学生命科学学院干旱与草地生态教育部重点实验 室的常雅君等运用海泡、工业炉渣等多种物质进组合，得到 了不同组合基质的生态浮床，在对生态浮床的水质净化效果 的研究实验中发现，不同基质的生态浮床净水效果存在十分 显著的差异。此外，该方法制取的生态浮床净化效率极高， 去除磷的能力高达９７．７％。 ３不同基质对大型水生植物生长的影响 上面的介绍中我们已经提到，人工生态浮床能够通过氧 气释放、金属离子富集作用等方式净化水质，其净化能够受 到基质的显著影响，事实上，大型水生植物的生长状况也受 到基质十分显著的影响。水生植物在生态浮床上的扎根以及 水分的吸收都受到基质的影响，有研究针对于不同基质的生 态浮床进行实验，实验结果显示不同基质的生态浮床之间大 型水生植物的生长情况以及生长量都存在十分显著的差异。 ４总结 生态浮床是一种近年来比较热门的净化水质的良好措施， 在生态浮床的设计制作过程中，基质的选择十分重要，不同 基质对生态浮床的水质净化效果以及大型水生植物的生长状 况都具有着十分显著的差异。目前常用的基质主要有竹丝基 质、稻草基质、轻质陶瓷基质、塑料基质以及传统的无基质。 在水质净化效果及对大型水生植物的影响上，以竹丝基质以 及稻草基质最佳，但是这两种基质的生态浮床也存在寿命短， 维护困难等弊端。今后的发展中，可将几种基质进行组合， 取长补短以达到最佳效果。此外，目前新兴起来的组合浮床 是利用几种材料按照一定比例进行组合并经过一定加工最终 制作为不同类型的生态浮床，其效果十分优良，但是目前该 工艺尚未完全成熟，需要进一步优化。 参考文献 【１］常雅军，姚东瑞，韩士群，等．基于基质吸附法与生物协同作用的 收稿日期：２０１７—１０—１０ 作者简介：桑瑞（１９９７一），男，江苏淮安人，主要从事给水排水方 强化生态浮床对不同富营养化水体的净化效果［Ｊ］．江苏农业学报， 面研究工作。 ・２０１７，３３（２）． １８８・ 化工设计通讯 资源与环境 Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ 第４３卷第１２期 ２０１７年１２月 Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｄｅｓｉｇｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ 延迟焦化装置加工污水处理产生浮渣的技术总结 马金山，许伟城 （河北鑫泉石油化工有限公司，河北沧州０６１１０３） 摘要：河北鑫泉石油化工有限公司５０万ｔ／ａ延迟焦化装置，借鉴国内外同行浮渣处理的成功经验，将污水处理过程中产 生的浮渣进延迟焦化焦炭塔余热处理，装置运行结果表明，该处理工艺运行费用低，具有良好的社会效益和经济效益。 关键词：延迟焦化；浮渣；掺炼；焦炭 中图分类号：Ｘ７０３ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００３－－６４９０（２０１７）ｌ２＿０ｌ８９＿ｏ１ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｓｕｍｍａｒｙ ｏｆ Ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ Ｓｃｕｍ ｉｎ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｗａｓｔｅ Ｗａｔｅｒ ｏｆ Ｄｅｌａｙｅｄ Ｃｏｋｉｎｇ Ｕｎｉｔ ＭａＪｉｎ－ｓｈａｎ，Ｘｕ Ｗｅｉ—ｃｈｅｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｅｂｅｉ Ｘｉｎｑｕａｎ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．Ｌｔｄ．５００ ｔｈｏｕｓａｎｄ ｔ／ａ ｄｅｌａｙｅｄ ｃｏｋｉｎｇ ｕｎｉｔ，ｌｅａｒｎ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ｏｆ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ａｎｄ ｆｏｒｅｉｇｎ ｃｏｕｎｔｅｒｐａｒｔｓ ｏｆ ｓｃｕｍ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｗｉｌｌ ｂｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｄｒｏｓｓ ｉｎ ｄｅｌａｙｅｄ ｃｏｋｅｒ ｈｅａｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆｌｏｗ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｃｏｓｔ，ｈａｓ ｇｏｏｄ ｓｏｃｉａｌ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｂｅｎｅｆｉｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｄｅｌａｙｅｄ ｃｏｋｉｎｇ；ｓｃｕｍ；ｂｌｅｎｄｉｎｇ；ｃｏｋｅ 动力污水处理单元产生的浮渣主要是由气浮池和生化池 中的悬浮物、油质、污泥等有机混合物聚合和浓缩之后形成 的。如果不尽快将其排放出污水处理系统，就会造成后续６０ｔ／ ｈ中水回用系统处理后的水质不合格，无法进入厂区循环水冷 却系统。焦化车间在没有进行技术改造与加工之前，动力浮 渣经过污泥压滤机压缩形成污泥，以固废形式联系具有相应 资质的机构进行出厂处理，确保污染物的无害化处置。 如何解决污水处理产生浮渣去向的问题，我们通过技术 交流会和网上搜索同行业对于浮渣的处理成功的方法与经验， 并对其进行完善与技改，形成本文介绍的浮渣处理技术操作。 ２０１６年１月鑫泉石化在５０万 延迟焦化装置上进行技术改造， 使污水处理产生的浮渣得到了低耗、无污染的有效处理。 １焦化车间处理浮渣工艺原理 动力污水处理单元产生的浮渣比水轻，浓缩后未经脱水 浮渣中含水量高达９６％以上，含有油类及杂质在４％左右。因 为浮渣中含有大量的黏稠物和固体颗粒物质，所以在对浮渣进 行输送过程中，选择使用适合输送浮渣性质的单螺杆泵，在 动力车间浮渣池附近安装螺杆泵将浮渣输送到焦化车间，浮 渣在小给水泵出口进入，随小给水通过焦炭塔的底部进入塔 内，小给水掺着浮渣一同冷却塔内的高温焦炭，这样使用焦 炭的高温余热把其中的油组分进行加热蒸发形成油气，从焦 炭塔的顶部逸出至接触冷却塔部分，通过蜡油回流对其进行 油气吸收，固体杂质就会附着在塔内的焦炭的表面层上，在 经过高压水利除焦进入焦池，从而形成焦炭的产品，实现对 浮渣的全密闭处理。 ２焦化车间处理浮渣的操作办法 焦炭塔大吹汽步骤结束后，方可进行浮渣注入，对于焦炭 塔塔顶的温度应该保持在３８０℃左右，塔上面的压力在０．０２ＭＰａ 左右，如果焦炭塔符合浮渣进入的必要条件时，动力车间启 泵送浮渣至焦化车间，等到浮渣进入到小给水泵出口管线， 现场压力表不小于１．５ＭＰａ时，将浮渣阀门开启，控制好小给 水量。浮渣随小给水自塔底注入，如果浮渣进行输送量较小时， 需要将冷焦给水泵适当调整小给水量，确保小给水量的正常 供给，避免出现黏油回落，造成进料通道的阻塞。停止浮渣 注入时，对给水量进行适当调整，确保大给水后续生产步骤 的正常操作，以及焦炭塔的塔底温度不低于３００℃。 ３焦化车间对浮渣的处理技术的具体要求 １）处理浮渣选择的适当温度应视冷焦塔吹汽、给水对焦 床降温过程的影响而决定。大吹汽之后，再做相应的浮渣处 理是比较合理的，因为此时胶质的挥发组分含量较少，塔内 的余热温度比较高，塔顶温度要求控制在３７０￣３８０￣Ｃ，这样可 以达到重质烃的有效分解，还可以确保焦炭的质量合格。 ２）对浮渣处理量进行科学的控制：第一合理利用冷焦塔 余热实现对浮渣的处理工作；第二，合理控制浮渣的处理数量。 根据冷焦塔温度、生焦量、浮渣的汽化热、热平衡关系和实 际操作结果证明：我公司５０万ｔ／ａ的延迟焦化车间满负荷生产 的情况下，冷焦塔顶的温度由３８０℃降到３５０℃过程中，对于 含水浮渣的最高处理能力为每塔８￣１０ｔ。 ３）保证浮渣有较好的流动性能，浮渣要经过浓缩但不能 进行脱水处理，其中固体颗粒的含量要控制在０．５％以下，颗 粒度的大小不超过中３ｍｍ，这样会减少对机泵设备的磨损和 系统通道的堵塞。 ． ４浮渣处理对焦化车间生产及产品质量的影响 浮渣处理在冷焦塔吹汽后进行，不会对车间的生产造成影 响。然而浮渣中存在的油类灰分，致使浮渣处理过程中会增加 焦炭的挥发分及灰分的含量。注入浮渣前焦炭质量：泡沫层挥 发分１１．５６％、灰分０．２５％，混合样挥发分１１．０８％、水分０．２４％、 灰分０．２１％；注入浮渣后焦炭质量：泡沫层挥发分１１．９３％、灰 分０．２７％，混合样挥发分１１．３３％、水分０．２７％、灰分０．２４％； 由以上数据可见，浮渣处理后，泡沫层的挥发分与灰分 含量的绝对值分别增加了０．３７％和０．０２％，但是由于泡沫层所 占焦炭比例较小，加之重质烃气化分解、混合焦的挥发分及 灰分含量实际上仅比浮渣处理前增加０．２５％和０．Ｏ３％，挥发分 及灰分含量仍能达到２类石油焦标准。 ５结束语 原有处理工艺需对浮渣进行脱水、固废转移外运处理， 操作流程成本高。利用焦炭塔余热处理浮渣的技术相比原有 处理流程可操作性强，相关成本较低进入焦化原料罐，固体 灰分的颗粒进入焦炭，污水进入污水汽提装置，产生净化水 回污水处理厂，产生废气去硫磺装置。此工艺技术节能降耗 和环保效果显著，同时经济和社会效益也非常可观。 收稿日期：２０１７－１０－０８ 参考文献 作者简介：马金山（１９８４一），男，河北黄骅人，工程师，主要从事 ［１】史春波，尹鲁江．１．４Ｍｔ／ａ延迟焦化装置处理浮渣技术总结［Ｊ］．齐鲁 石油化工工作。 石油化工。２００６。３４（３）：２９５－２９７． 【２］李睿，黄浩，韩锡荣，等．具有生物载体和基质双功能材料在生态 【３］许国晶，段登选，杜兴华，等．基于生物协同作用的强化生态浮床 浮床的应用［Ｊ】．节水灌溉，２０１５，（４）：５５．５８． 对养殖水体的净化效果［Ｊ】．大连海洋大学学报，２０１５，（１）：６２．６７． ・１８９・
