突发性石油水污染的应急水处理技术浅析

突发性石油水污染的应急水处理技术浅析

中国石化管道储运有限公司南京输油处江苏南京210046

摘要:为了及时、有效地应对突发石油水污染的事件,以石油类在水体里存在的形式、进入水厂污染原水里油微粒赋存的状态为切入点,研究了常规的混凝沉淀及粉末活性炭吸附技术对石油类处理的效果.结果表明:突发性的石油泄露时,石油类在水体里主要以漂浮的油形式存在的;在进厂污染的原水里,油的微粒主要以虱附态赋存的,所占比例在60%以上;水厂常规的混凝工艺可处理的石油类最大质量浓度为0.13mg/L;粉末活性炭对石油类的快速吸附时间为10min,在粉末活性炭投加量为30mg/L时,石油类的最大可处理质量浓度为2.1-2.6mg/L.

关键词:突发性石油水污染;应急水处理;技术浅析

引言

近年来突发性石油水污染事故在中国频发,不仅严重威胁当地水质安全、破坏局地水生态系统、造成巨大的经济损失,而且会严重干扰正常的社会生产生活、极易引发社会恐慌。引水冲污可快速地改变污染河段水动力过程、有效地降低特定河段中污染物浓度,进而提高天然河流的净化能力。而在具有复杂水动力条件的感潮河段中,科学分析事故中突发性石油水污染所受潮流顶托作用与径流冲污作用之间的相互关系,对于合理决策应急措施具有积极作用。

1研究方法

1.1数值模型计算方法

数值模型是进行突发性石油水污染环境分析的重要工具,在突发性石油水污染环境管理研究中起着重要作用。本文选择目前国际上广泛使用的EFDC模型构建突发性石油水污染的模型。EFDC模型是由Hamrick根据多个数学模型研制开发的三维水动力-水质综合模型,并得到美国环保总署的资助与推荐,广泛应用于河流、湖泊水库、河口海湾以及湿地系统等多种类型的地表水体水动力-水质模拟研究。EFDC模型是一个多参数有限差分模型,模型中水动力学方程是基于三维不可压缩的变密度紊流边界层方程组构成;为了便于处理由于密度差而引起的浮力项,常采用Boussinesq假设和静水假定。在水平方向上采用曲线正交坐标变换,在垂直方向上采用sigma坐标变换。在水动力计算方面,EFDC模型中动力学方程采用有限差分法求解,水平方向采用交错网格离散,时间积分采用二阶精度的有限差分法以及内外模式分裂技术计算。外模采用半隐式格式计算,利用预处理共轭梯度法求解二维的水位场,以新的水位值为基础,通过求解水深平均的正压速度场得到外模解;内模求解三维速度场,其中垂向扩散项采用隐式格式计算,其他物理过程的求解采用显格式。

1.2模型验证及评价方法

在数值模型验证中,常采用图形对比法及统计学中的相关系数(R)、标准差(RMSE)等评价指标对模拟结果进行验证。在水动力及水质模型中,除采用均方根误差评估数值模型计算效果,一般还需要采用百分比的表示方式来衡量这种模型性能的差别,即相对的误差,其定为绝对的平均误差和观测的平均值百分比。而在突发性石油水污染的环境模拟里存在着一些状态的变量可能会存在非常大的平均值,从而造成了相对误差的较小,得到模型的模拟非常的准确假象。为克服这一缺点,在水动力和水质模型中,采用相对均方的根误差(RRE)代替相对误差作为一个评价指标。

2突发性石油水污染浓度变化模拟

在模型验证的基础上,对突发性石油水污染事故中特征污染物在不同径潮流条件组合下,污染物输移过程及浓度时空变化情况进行模拟分析。突发性石油水污染流域干流自上游,各监测点在不同水文条件下的污染物浓度过程线;根据海水水质III标准,取安全浓度为5.00μg/L。由此可知,水污染事故发生后突发性石油水污染流域全河段均受到影响,但各断面在不同水文条件下污染物浓度变化过程存在明显不同。各断面的污染物浓度在不同水文条件下均表现出一定的余弦波的特点,但受突发性石油水污染上游径流的交互作用以及事故污染物非持久连续性排放的影响,这些波形散乱,振幅大小及波峰间距的变化规律性不明显。因此,进一步对各断面在不同水文条件下污染物浓度的特征值及同一规模突发性石油水污染泄漏事故对不同断面的影响时间进行统计。展示了同一规模事故在不同水文条件下,48h内不同时刻特征污染物浓度空间分布云图。在设定的径潮流组合条件下,不同断面的污染物受影响时段根据其距事故点和入突发性石油水污染的流域的距离不同而有所差别;而同一个断面污染物浓度变化过程的差异主要是受到潮流与径流的不同流量比造成的。对于感潮河段内突发性石油水污染染事故中污染物浓度时空变化过程的主要水动力驱动因素的判断,仍需进一步的分析讨论,这充分表明黄河流域地区复杂的水文条件使得突发性石油水污染事故的影响具有很大的复杂性。

3突发性石油水污染治理创新及创意设计的安排

从生态环境视角下对突发性石油水污染网络治理的模式进行了分析研究,按照突发性石油水污染治理所存在的治理问题,对突发性石油水污染进行的集中的调研,笔者提到了针对性求解的框架,对突发性石油水污染治理进行创新及创意的设计,进而对突发性石油水污染的问题进行有效的治理。

3.1突发性石油水污染治理的创新及创意价值的整合

突发性石油水污染治理实际上是一个系统的工程,还是一个协调利益的流程,需要对不同的利益主体方进行的协调。为此突发性石油水污染治理过程里,重点的并不放在有关的制度里面,而是不同的行政单位是否可以突破的划分、产生价值的认同,这也是对突发性石油水污染的进行治理基础的条件。从区域的竞争的层面转变为流域的合作,确保突发性石油水污染流域的治理拥有相同的目标和理念,多方面的主体一共参加到水流域的治理工作里,有效的提高公共的利益,为水流域的治理提供了良好的外部环境。想要做到复合的价值,就必需做到合作的收益。公共的问题在不断的出现情况下,公共的事务范围逐渐的增加,由于个人的组织所占据的大量资源,任务将无法的实现,需要不同的组织一同参加其中。政府就是在这样的情况下所产生,也就是公民为了自身的问题,让渡自身的部分的权利,进而实现了公共利益的最大化。政府的部门并不是万能的,其在运营的过程里也存在着失灵问题,政府的部门所掌握资源和权利十分的有限,在所处理公共事务的过程里也需要和有关机构的合作,这也就具有了合作的可能性。想要真正的实现政府和机构的合作,首先就是确保合作的主体之间可以一同的享受利益,只要合作才能产生利益,这样的利益并不是一个组织以及是个人所能够实现的。合作是提高生产力主要的手段,也是人类的社会发展必然的趋势。

3.2突发性石油水污染治理的创新及创意的设计

想要真正的解决突发性石油水污染的问题,就需要以生态的环境作为入切点,对突发性石油水污染治理创新创意的设计,突破不同的行政单位之间局限性,增大不同部门之间的深入合作,带领社会机构的积极参加到突发性石油水污染治理的工作中,借助政府和公民的权利,突破政府部门的局限性,确保不同利益的主体都可以获得利益。

结束语

突发性石油水污染物的迁移扩散能力直接依赖于该水体的水动力特性,分析水动力场对于认识污染物输移规律具有重要意义。因研究工作时间有限,本文仅针对预测污染物中的突发性石油类污染去除进行了小试研究,建议在可能的条件下,结合生产性试验,对本文得到的成果及技术参数进一步验证和完善.

参考文献

[1]蒋颍.我国水污染突发事件的应急法律制度探讨[D].重庆大学,2016.

[2]马伯乐.火力发电厂电力建设安全管理的综合研究[D].华东理工大学,2015.

[3]王彦贺.基于突发性水污染的应急物资调配模型的研究[D].哈尔滨工业大学,2014.

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