水处理技术是指为使水质达到一定使用标准而采取物理、化学、生物等方法从而改善水质的技术，下面我们就为大家介绍一些水处理技术论文范文，一起来探讨一下水处理策略和方法。
水处理技术论文范文第一篇：Sm@rtServer远程监控技术在水处理系统中的应用
作者：赵帅兵
作者单位：中色科技股份有限公司
摘要：文章以西门子TP900触摸屏为例，介绍了Sm@rtServer远程监控技术在工业应用中的优势，并以水处理项目为背景详细介绍了远程监控技术的实现方法及应用效果。相比传统的实现方法，该方法简单方便，调试周期短，且无需额外增加成本即能实现两地或多地同步操作，优势十分明显。
关键词： Sm@rtServer;触摸屏；远程；监控；
作者简介：赵帅兵（1986-），男，硕士，工程师，主要从事电气设计及自动控制工作。；
Abstract:Taking Siemens TP900 touch screen as an example,this paper introduces the advantages of Sm@rtServer remote monitoring technology in industrial application,and introduces the realization method and application effect of remote monitoring technology in detail in the background of water treatment project. Compared with the traditional implementation method,this method is simple and convenient,the debugging cycle is short,and it can realize the synchronous operation in two places or more places without additional cost,which has obvious advantages.
Keyword:Sm@rtServer; touch screen; remote; monitoring;
随着信息化和计算机应用技术的不断发展，触摸屏因其具有便于信息交互、操作简单、组态方便等优点，被广泛应用于工业控制领域。触摸屏接收操作员发出的指令并通过现场通信总线传送到PLC,PLC寄存器中的数据通过现场通信总线上传到触摸屏[1].
本文以某水处理系统项目为背景，简要介绍了该项目水处理的工艺流程，在电控设计中选用西门子S7-315系列PLC,触摸屏选用西门子触摸屏TP900,PLC与触摸屏采用工业以太网通讯[2].为满足用户远程监控的需求，采用触摸屏的Sm@rt Server远程监控技术即可实现画面的远程监控功能。
1 水处理工艺
车间生产排放的生产废水首先排入静态隔油池，废水中大部分的悬浮油类集中在隔油池上部，被撇油机分离出来进入集油井，定期外运处置。废水则进入综合废水调节池，在池中设置空气曝气装置，用来均匀水质，防止沉淀。通过自吸泵将废水送入中和单元，在中和单元投入石灰乳等中和剂，废水中的氟和磷酸盐等污染物与石灰乳反应，生成大量的固体悬浮物，进入沉淀池后，与投入的混凝剂和絮凝剂结合成为大颗粒絮体沉淀分离出来，上部清水进入气浮装置，水中的胶体油类和细微悬浮物形成浮渣，由刮渣机挂入渣槽，清水进入中间水池。中间水池出水由泵送入多介质过滤器和核桃壳过滤器，进一步去除水中的悬浮物和残余油类后达标排放，这两级过滤和吸附装置是整个处理流程的重要部分，确保出水达到排放标准要求。
沉淀池底泥和气浮池的浮渣进入污泥浓缩槽，由污泥泵送往污泥压滤机压成泥饼后，根据生产状况定期交由相关处理单位处理。水处理工艺流程如图1所示。
图1 水处理工艺流程图
Fig.1 Flow chart of water treatment process
为了满足用户需求，整个系统监控均在触摸屏上进行，监控画面清晰，工艺流程明确。主要包括：主画面清晰标明整个系统工艺流程，模拟信号显示，设备运行与停止用不同颜色区别，操作按钮动作与否用不同颜色区别，操作状态选择与识别，关键动作的再次确认（如急停）等功能。为便于操作，需要满足在电控间本地操作和监控室远程监控等功能。
该项目选用西门子TP900触摸屏作为本地电控间人机交互的上位机，为了实现监控室远程监控的功能，传统方式需增设一台上位机，将编程软件在远程上位机上运行，但该方法成本较高，且实现复杂，两个画面是独立操作，易造成操作冲突。相比传统方法，利用触摸屏的Sm@rt Server功能即可实现画面的远程监控功能，因其对远程电脑配置要求很低，易于实现。可利用监控室已有电脑，安装Sm@rt Client小程序即可实现，该方法无需花费成本，且能够实现两地或多地同步操作，优势十分明显。系统网络配置如图2所示。为实现西门子TP900远程监控功能，主要由编程软件设置、触摸屏设置及远程登录等三部分组成。
图2 网络配置图
Fig.2 Configuration diagram of Network
2 编程软件设置
西门子触摸屏TP900编程软件为博途TIA软件，为了实现触摸屏的远程控制功能，在博途TIA软件运行系统设置中选择服务功能，激活远程控制中的"启动Sm@rt Server"功能。
3 触摸屏设置
在触摸屏中点击"Settings",在弹出的画面中点击"Win CC Internet Settings".之后选择"Remote"标签，激活"Start automatically after booting"功能，之后选择"Change settings",设置连接及设定密码，同时可以设定仅监控但不能操作的密码。设定密码后选择"Apply"后再点击"OK"退出该界面。
触摸屏设置完后，打开电脑中的"Automation License Manager"软件，依次点击"Edit"、"Connect target system"、"Connect HMI device",在"Connect HMI device"对话框中，设备类型选择TP900 Comfort,通讯方式选择PN/IE,IP地址设置为触摸屏的IP地址192.168.0.2,设置完毕后点击"OK",关闭对话框。
软件"Automation License Manager"会根据以上设置查找网络中触摸屏的信息并在左侧树形结构中显示。安装"Win CC flexible/Sm@rt Service for Panel"和"Win CC Sm@rt Service for SMATIC Panel"的使用授权。右键点击相应的授权，选择"Transfer…",将授权传送到触摸屏中。
4 远程登录
在需要远程监控的监控计算机上安装"Sm@rt Client"应用软件，双击"Sm@rt Client"应用软件并在弹出的对话框中，输入触摸屏的IP地址192.168.0.2,点击"Connect"按钮，连接触摸屏。之后在弹出的画面中输入第3节触摸屏设置中的密码即可连接到触摸屏，连接效果如图3所示。
图3 远程监控画面
Fig.3 Remote monitoring screen
5 结论
本文详细介绍了西门子触摸屏远程监控技术在水处理系统中的应用，该方法可方便的实现触摸屏画面的远程监控，利用远程监控室已有的联网电脑，无需额外增加成本即可实现两地同步操作，同时可以方便扩展到多地同步操作，也可将该方法应用于类似项目的远程监控中，优势十分明显。
参考文献
[1]任云丽，来长胜西门子触摸屏在过程监控中的应用[J]机械工程与自动化， 2017,（6）：197-198.
[2]贾华，金涛，张生财基于SBR的PLC污水处理自动控制系统的研究[J].自动化应用， 2020,（1）：9-11.
文献来源：赵帅兵。Sm@rtServer远程监控技术在水处理系统中的应用[J].有色金属加工，2021,50（03）：61-63.
水处理技术论文范文第二篇：费托合成水相产物分离处理技术简述
作者：徐强强 王伟 高伟
作者单位：陕西时代能源化工有限公司 陕西未来能源化工有限公司
摘要：随着我国煤间接液化技术的发展，煤制油所产废水量会更多，为满足清洁能源生产的迫切要求，探索合理有效的工艺处理费托合成反应水，提取分离出其中的含氧化合物，并使费托水循环使用，已经成为煤制油企业亟待解决的问题。本文主要介绍了现有费托合成反应水处理工艺技术及研究情况，含酸废水处理技术及其优缺点，为煤制油企业进一步工业应用提供参考。
关键词：费托（F-T）合成； 废水；处理；工艺技术；
作者简介：徐强强（1987-），男，陕西榆林人，硕士，助理工程师，陕西时代能源化工有限公司；研究方向：化工工艺技术研究。；
Abstract:With the development of coal indirect liquefaction technology in China,the amount of wastewater produced by coal-to-liquids will be more.In order to meet the urgent requirements of clean energy production,it has become an urgent problem for coal-to-oil enterprises to explore a reasonable and effective process to treat Fischer-Tropsch synthesis reaction water,extract and separate oxygen-containing compounds from it,and recycle Fischer-Tropsch water.This paper mainly introduces the existing Fischer-Tropsch synthesis reaction water treatment technology and research situation,acid-containing wastewater treatment technology and its advantages and disadvantages,providing reference for further industrial application of coal-to-oil enterprises.
Keyword:Fischer-Tropsch（F-T） synthesis; waste water; treatment; process technology;
1.前言
费托（F-T）合成油品过程中会产生与油品相当量的水，由于生成的水中含有多种有机含氧化合物，物质种类多，性质复杂。根据反应工艺条件和使用的催化剂不同含氧有机化合物的组成和含量也有所差异，总含量一般在百分之几到百分之十几，年产百万吨级油品的费托装置就会有数十万吨含氧有机化合物溶解在费托水相。对费托合成反应水中的含氧有机物分离回收，可生产高经济价值的有机化学品，同时，分离含氧有机物后，水可返回煤制油工艺系统循环利用，因此，分离回收费托合成反应水中含氧有机物对煤间接液化装置具有经济和环保双重效益。
2.费托反应水分离处理技术
费托合成反应水由于pH低，腐蚀性强，一般优先采用精馏工艺对其中的醇、醛、酮类含氧化合物进行提取回收，提取后剩余的废水（含有羧酸以及少量的醇类），进入含酸废水处理系统。目前费托合成反应水分离处理技术主要为精馏工艺和加氢转化工艺。
（1）精馏工艺
精馏工艺主要为萃取精馏和共沸精馏，主要研究单位有南非Sasol公司、上海兖矿能源科技有限公司、中科合成油技术有限公司等。
①南非Sasol处理工艺。
SasolⅠ厂费托合成水相含氧有机物质量分数约6%,水相产物经初级蒸馏分离塔顶得到醇、醛、酮混合物，塔底得到有机酸水溶液。醇、醛、酮混合物进入羰基汽提塔中进一步分离，生成富含羰基的塔顶产品和富含醇的塔釜产品，富醇产品进入醇脱水塔，富含羰基产品，即醛混合物及少量酮进入醛加氢反应器，醛及酮都转化为醇，进入醇脱水塔。在醇脱水塔内与苯共沸精馏脱除水，脱水醇进入加氢反应器，将醇中的微量醛、酮加氢生成醇，最后分离醇混合物生成乙醇、丙醇、C3+醇等产品。该工艺可从费托合成水相产物中分离得到甲醇、乙醇、丙酮、C3+醇等，其特点是中间设有加氢反应器，可将醛类及微量酮转化为醇，但未提及废酸水的处理。SasolⅡ厂与SasolⅠ工艺基本相近，只多回收提纯得到丁酮、C5+酮等产品。
②中科合成油处理工艺。
将费托合成反应水首先进行脱油处理，然后加入碱（NaOH或Ca（OH）2）进行中和处理得到中和后的费托合成水，继续进行醇分离处理，塔顶得到富醇水，塔底得到合成废水，废水送生化处理，富醇水进入到萃取精馏塔，经萃取精馏得到以甲醇乙醇为主的轻醇和以丙醇、丁醇为主的重醇混合物，该技术已成功应用于伊泰16万吨煤制油及神华宁400万吨煤制油项目。
③上海兖矿能源科技研发有限公司工艺。
上海兖矿能源公司针对高温费托合成反应水中的含氧有机物分离回收进行了研究，根据废水特点采用共沸精馏、萃取精馏、连续精馏等方法分离回收得到乙醛、乙醇、正丙醇、丙酮、2-丁酮等产品。随后他们开发了先将酮、醛等混合物通过加氢生成醇，然后进行分离提纯的工艺，大大降低了分离的难度，可应用于费托合成废水醇类化合物的工业生产。
（2）催化加氢除氧工艺
为了使费托水的处理过程更加简单、有效和经济性，中科院煤化研究所提出采用一种催化加氢技术来转化处理费托水中的酸、醇等有机物转化为高附加值产品。采用Ru/AC为催化剂，在180~200℃、6~10MPa高压氢气、3.0h-1空速、4.0Ru/AC条件下，费托水中的含氧化合物基本上转化为C1~C6烷烃，主要是甲烷、乙烷，总转化率达98%以上。经催化加氢处理后废水pH接近中性、COD<1000mg/L、没有气味，再经过生化处理即可达标排放或者回收利用。该技术相比于精馏工艺，其流程简单、环境友好、能耗低，可回收高附加值产品，具有更广阔的应用前景。但需进一步研究催化剂的性能和寿命，以获得高活性、高稳定性的催化剂。
3.含酸废水处理工艺
费托合成含酸废水特点如下：每生产1t油品约产生 1~1.3t的废水，废水中含有机酸和一些高沸点的醇类，废水pH较低、腐蚀性强、COD极高（一般在10g/L以上），很难用常规方法处理。目前含酸废水处理技术主要有萃取回收法、物化+生化组合法、电渗析法等工艺。
（1）萃取回收酸工艺
图1 羧酸的分离与精制工艺
萃取法可应用于有机酸的回收，又分为物理萃取法和络合萃取法，络合萃取法脱除羧酸研究较多。萃取工艺见图1,脱醇后的羧酸水溶液进入萃取塔，塔顶得到萃取相物流，塔釜得到萃余相（脱酸水），进入污水处理系统；萃取相物流进入萃取剂回收塔，从塔顶得到无水混合酸，塔底得到再生的萃取剂，返回萃取塔中循环使用。无水混合酸进入混酸储罐，后进入羧酸共沸精馏塔，精制分离各羧酸组分。回收的羧酸可以直接出售或进入加氢处理装置，用于生产液化气、石脑油和燃料气。
当羧酸浓度相对较高时一般选择低沸点萃取剂，主要是低分子量的酯、醇、醚和酮。羧酸浓度相对较低时一般选择高沸点萃取剂，主要有含磷萃取剂和有机胺萃取剂。上海兖矿能源科技研发有限公司对低浓度含酸水处理工艺进行了研发，采用三辛胺、正辛醇、煤油为萃取剂，对费托合成含酸废水处理进行络合萃取，分离得到乙酸、丙酸单个产品。Sasol公司也采用该方法，以甲基叔丁基醚为萃取剂，回收乙酸、丙酸等有机酸。此种方法优点是可以回收有机酸单品，缺点是处理成本非常高，不利于工程放大。
（2）物化+生化组合法
含酸废水COD高，一般采用厌氧生物法处理。处理前首先采用中和处理，如使用氢氧化钠、石灰等作为中和剂，将其投入含酸废水中混合搅拌达到中和目的，一般需控制pH值为6-9.然后进入厌氧处理装置，进行厌氧反应，在厌氧菌的作用下副产大量沼气，可当做燃料气使用，厌氧处理后的废水进入好氧及深度处理装置处理。有研究用两级EGSB反应器处理费托合成废水（COD高达40.8g/L）是可行的，COD去除率达到98%以上。生化污水处理技术具有处理量大、成本低、经济循环回收性好、同时副产大量沼气等优势，缺点是生化污泥的处理和处置费用高，系统中需加入大量碱，造成结晶盐产量大，蒸发结晶系统投资高、运行成本高。
任云霞等采用微电解反应法对费托合成废水进行预处理，预处理后废水采用UASB厌氧反应器进行生化处理，最终有机物去除率达到76%.通过改进铁碳微电解及高级氧化与生物处理技术的有机结合，使得费托合成含酸废水处理无需额外投加碱剂调节pH,最终出水满足再生水用作工业用水水源的水质标准。该方法有利于减少结垢离子的带入，微电解过程与厌氧降解过程耦合处理费托合成废水有利于降低费托合成废水处理装置的占地面积，并降低处理成本。较常规方法相比，节约碱剂投加量，减少生化出水含盐量，避免后续零排放工艺，降低投资费用，采用微电解-生化处理工艺，废水pH值不宜太低，否则将影响后续生化处理过程。一般进水pH值范围为3.0~5.5.
（3）其它处理工艺
何银宝等提出采用含氨废水中和费托废水的酸性，然后用于制备水煤浆，实现两种废水的回用经过运行检验，用含氨废水中和费托合成废水后得到的制浆废水对机泵过流部件和管道无任何腐蚀。随后有人提出了一种先采用电渗析从费托废水中分离乙酸再进行渗透汽化分离醇类的方法，可以得到比精馏更好的分离效果和较低的成本，但难以获得合适的离子交换膜以及工艺参数。
徐润等利用水相重整技术将费托合成产生的废水中的醇类、酸类等有机物转化为氢气，不仅能够降低现有技术中费托合成废水处理过程的能耗和工艺成本，还能为费托合成油品处理等过程提供氢气。但目前采用的水相重整技术，将有机物转化为氢气的同时，还会产生一氧化碳和甲烷，不仅降低了碳的利用率还给后续的氢气应用带来很大的麻烦。且所选催化剂均为贵金属催化剂价格昂贵，不易得。
4.结论
到目前为止，费托合成水相产物分离处理技术均已精馏工艺为主，根据反应水特点，各处理工艺略有不同，国内各装置合成水处理均采用简易工艺，精馏得到部分单品。要想对费托合成水中有机化合物进行全面回收，则成本太高，不经济。费托合成含酸废水处理工艺均以生化处理工艺为主，辅以萃取脱酸技术，急需发展一种新技术，一方面使处理后的费托水循环使用，一方面使含氧化合物在工业中能得到转化利用。需研究一种设备投资低、生产投资低、安全性高、实现费托合成反应水处理零排放的废水处理系统。
参考文献
[1]（南非）ArnodeKlerk.费托法炼油技术[M].华炜译北京：中国石化出版社， 2013,11.
[2]李永旺，等。费托合成水处理方法：中国，CN105819603B[P].2015-01-28.
[3]孙启文煤炭间接液化[M].北京：化学工业出版社， 2012,10.
[4]任云霞，刘黎，李永旺，等。微电解- -UASB- 生物接触氧化处理费托合成I段废水[J].太原理工大学学报， 2008,39（4）：351-354.
文献来源：徐强强，王伟，高伟。费托合成水相产物分离处理技术简述[J].当代化工研究，2021（11）：107-108.
