强化絮凝法处理含油浮渣的实验研究

强化絮凝法处理含油浮渣的实验研究（共6篇）

篇1：强化絮凝法处理含油浮渣的实验研究

强化絮凝法处理含油浮渣的实验研究

针对炼油污水厂浮选池浮渣的.性质和特点,采用强化絮凝法对浮渣进行了实验研究.结果表明:强化絮凝更适合浮渣脱水,在KMnO4投加量为700 mg/L,FeCl3投加量为3 g/L,PAC投加量为700 mg/L,pH值为9,CPAM投加量为190 mg/L的条件下,浮渣含水率降低为78.48%,比单独使用CPAM降低5.38%,浮渣减量化明显,可为当前单独使用CPAM处理含油浮渣的污水厂进行升级改造提供参考.

作 者：李翔美 刘宏伟 李常青 瞿德业 刘英英 LI Xiang-mei LIU Hong-wei LI Chang-qing QU De-ye LIU Ying-ying  作者单位：李翔美,刘宏伟,瞿德业,刘英英,LI Xiang-mei,LIU Hong-wei,QU De-ye,LIU Ying-ying(西北师范大学地理与环境科学学院,甘肃,兰州,730070)

李常青,LI Chang-qing(中国石油兰州化工研究中心,甘肃,兰州,730060)

刊 名：能源环境保护 英文刊名：ENERGY ENVIRONMENTAL PROTECTION 年，卷(期)： 23(6) 分类号：X705 关键词：含油浮渣   脱水性能   强化   絮凝   减量化  

篇2：强化絮凝法处理含油浮渣的实验研究

含油浮渣反絮凝处理方法的研究与资源综合利用

含油浮渣是含油污水处理的末端废弃物,产生于处理工艺中的`气浮单元,属于含油固体废弃物.目前,国内尚无有效的处理工艺,大部分采用堆储方式处理.以含油浮渣为研究对象,通过对含油浮渣理化性质的研究,提出了以反絮凝为技术核心的处理工艺.结果表明,通过反絮凝可完全破坏浮化絮凝团的结构,从根本上改变浮渣的流动性,浮渣的脱水性能得到了显著改善.借鉴国内外同类研究的技术成果,对油渣无害化处理进行了初步探索,为油渣的治理和资源化利用提供技术支持.

作 者：孙小燕 尹大亮 SUN Xiao-yan YIN Da-liang  作者单位：孙小燕,SUN Xiao-yan(合肥工业大学,机械与汽车工程学院,安徽,合肥230009;池州学院,物理与机电工程系,安徽,池州,247000)

尹大亮,YIN Da-liang(合肥工业大学,机械与汽车工程学院,安徽,合肥230009)

刊 名：资源开发与市场 英文刊名：RESOURCE DEVELOPMENT & MARKET 年，卷(期)：2009 25(4) 分类号：X785^031 关键词：含油浮渣   反絮凝   综合利用  

篇3：强化絮凝法处理含油浮渣的实验研究

为了减少船舶污水对海洋环境的污染, 国际海事组织 (IMO) 不断在制定和修改各种防污公约, 许多沿海国家也采取了很多法律措施。虽然现在国际上规定的船舶含油污水的排放标准不超过15 PPM, 但是已经有少数国家提出了不超过PPM的新标准, 在将来甚至会更严格[1]。目前, 远洋船上都装有符合要求的油水分离器, 但在很多时候由于船舶油水分离器设备复杂、维护麻烦, 许多船员为了减少麻烦, 大都不使用它, 而是直接向海洋中排放。

2 船舶含油污水处理技术现状

通常含油污水中的油类主要以五种形态存在:上浮油、分散油、乳化油、溶解油、固体附着油。对于不同形态的油, 由于理化性质不同, 所以相应的也应采取不同的处理方法。含油污水的处理方法大致可以分为物理处理方法、化学处理方法、生物处理法等。

2.1 物理处理法

限于船舶条件, 目前船上含油污水处理技术中普遍采用的方法就是物理分离法, 而物理分离法中又以重力分离、聚结分离、过滤分离和吸附分离为主。故船用油水分离装置既有单一式——按它们当中的一种分离方法设计而成, 也有组合式——按它们当中的几种分离方法组合设计而成。虽然目前物理处理法处理船舶含油污水采用普遍, 但是也存在一些如下的问题。

(1) 油水分离器工作负荷过高

由表1可以看出, 船舶舱底水、压载水、洗舱水中的污油含量非常大。据统计, 普通船舶每年产生的含油污水量相当于其船舶总吨位的30%左右。而按照MARPOL73/78公约, 含油污水只有经过油水分离器处理达到公约要求的标准后才能排放, 这就造成油水分离器工作负荷过高, 导致油水分离器容易出现故障及维护保养工作量增多。

(2) 油水分离器的维护保养工作量大

由于油水分离器操作复杂, 轮机员在启动其之前要仔细阅读使用说明书, 了解其工作原理、运行及维护保养要求;在油水分离器工作中, 要不停地检查其是否正常运转及排渣。当油水分离器工作负荷过大或船员操作不规范等情况发生时, 会造成油水分离器发生故障的概率增大, 维护保养工作相应的也增加。

(3) 含油污水违规排放现象严重

由于油水分离器工作负荷过高及其维护保养工作量过大等原因, 部分船舶则把产生的含油污水不经过油水分离器分离, 而直接排向舷外, 造成海洋环境污染。在《油类记录薄》上记录时, 部分船员则按规定的格式虚假填写船舶的含油污水量和设备的相关操作。

现在有一些公司从降低进入油水分离器的污水中的含油量方面入手, 采取了一些辅助措施, 例如增设污油水收集柜、增设污油水粗分离柜等, 极大地减轻了油水分离器的负荷, 提高了油水分离器的效率和可靠性, 减少了油水分离器的维修工作[2]。

2.2 化学处理法

化学处理法即采用臭氧、抽氧、氯化等处理含油污水的方法。比如, 熊德琪等应用臭氧氧化技术深度处理油船含油压载水的实验研究中得到, 臭氧的投加量对除油效果具有重要影响[3]。

对于不同浓度的实际含油压载水的处理, 并不是油去除率越高越好, 而是控制臭氧投加量在一个合适的范围内。

2.3 生物处理法

利用微生物的代谢作用, 使一些包括油类在内的有机物作为营养物质被吸收、转化、合成为微生物体内的有机成分或增殖为新的微生物, 其余部分则分解为简单的有机物或无机物, 从而使污水中的有机污染物去除, 即生物处理法。

蒋艳敏等在“舱底污水微生物降解基础研究”项目中, 用微生物降解舱底污水法对舱底污水进行基础性研究, 研究得到了一些关于降解菌对舱底污水降解性能的信息, 为建立起一套切实可行的舱底污水微生物处理技术提供了理论依据[4]。

3 MBR法船舶含油污水处理新技术

近年来, 为满足新法规的要求, 国内外开发了许多新型油水分离装置, 即在原处理系统的后阶段加装了膜分离技术深化处理工艺——膜生物反应器 (MBR) 。

3.1 MBR法处理船舶含油污水的优势

MBR是一种将膜分离技术与生物技术有机结合的新型水处理技术, 它以高效膜分离代替传统生物处理中的二沉池, 以达到更理想的处理效果。如图1所示。

含油污水中含有烃类和表面活性剂等污染物质, 目前应用的传统污水处理技术通常不能彻底去除污水中稳定乳化状态的烃类化合物, 原因是这些烃类化合物在这种乳化状态下可生化性很差。利用物理法处理并不能真正生物降解, 仅仅是这种异性生物质在废水中的体积浓缩[5]。

MBR工艺克服了这些缺点, 它充分利用了活性污泥对污染物的降解, 在含油污水中表现出了许多优势, 具体表现在:

(1) 膜的高效截留作用;

(2) 可去除氨氮及难降解有机物;

(3) 高效的固液分离, 出水水质优质稳定;

(4) 耐冲击负荷;

(5) 占地面积小, 工艺设备集中;

(6) 大多数污染物质最后被无机化, 剩余污泥产量少, 极大地减少了二次有害物质处理的费用;

(7) 操作管理方便, 易于实现自动控制。

3.2 MBR法处理船舶含油污水的现状及问题

MBR在工厂、小区等污水处理中已经得到广泛应用, 但是在含油污水处理方面的研究及应用相对较少, 国内此方面的研究也是近几年才开始的。MBR虽然有许多优于传统工艺的特点, 但在实际应用中也受到以下一些问题的限制。

(1) “油封”现象

微生物由于自身代谢和聚合作用会产生大量的特殊包外分泌物 (EECP) , EECP具有粘性, 会抑制微生物的正常生长, 在实际运行过程中它会与含油废水中未降解的油脂相互粘合而吸附在膜的表面, 造成“油封”。“油封”现象会影响膜的过滤性能降低, “油封”还会引起膜污染使得膜寿命降低, 经济成本加大。

项海等利用鼠李糖脂作为一种生物表面活性剂而可以提高有机物的可利用率的特点, 研究发现通过添加糖脂能够促使水中植物油更好的被降解, 并且可以减轻膜污染[6]。

(2) 膜污染问题

膜污染问题是MBR大范围推广应用的一大障碍, 也是国内外研究者们深入研究的主要方向。膜污染是指膜过滤过程中, 污水中的微粒、胶体粒子或溶质分子与膜发生物理化学作用, 或因浓差极化使某些溶质在膜表面或膜孔内吸附、沉积, 造成膜孔径变小或堵塞, 是膜通量和分离特性发生变化的现象[7]。影响膜污染的因素有很多, 例如膜的性质、污水的性质及膜分离操作条件等。对于含油污水来说, 由于油脂是强疏水性物质, MBR膜材料一般都是疏水性材料, 更容易导致膜污染。

膜污染不仅会影响MBR的正常运行, 降低处理水量及工作效率, 还会使膜的清洗周期变短及膜的更换频率加快, 是影响MBR工艺经济性的最主要的原因。所以根据膜污染影响因素及发生机理, 相应的控制膜污染, 可以延长膜的使用寿命, 增加MBR的经济性。

控制膜污染的措施主要有:

(1) 从进水方面来考虑, 可以通过预絮凝、预过滤或改变污水的PH值等方法对含油污水采取有效的预处理, 消除一些能与膜相互作用的溶质。

(2) 从膜材料的选择考虑, 根据水质和水水处理的要求选取合适的膜材料, 或对膜材料表面进行涂层以提高膜的通量和抗污染能力。

(3) 从运行方面考虑, 选择合适的操作运行条件, 如适当提高污水温度可增大透水速率。

(4) 从设计优化方面考虑, 注意减少结构中的死角以防止杂质滞留及变质, 以及经常使用消毒剂防止生物污染。

(3) 能耗问题

MBR运行中的能耗较高, 主要来自各种泵类及曝气系统, 还与系统运行中的各种条件及设计有关系。因此要降低能耗, 主要是选择合理的设备型号和设计优化。

4 结语

目前, MBR技术处理含油污水的研究在国内还处于试验阶段, 有待处理的问题的还很多, 需要不断的进行研究, 设计出合适的工艺, 加快研发专用于含油污水处理的膜材料, 加强污水的预处理, 促进MBR在含油污水领域的应用和发展。

参考文献

[1]朱发新, 温小飞, 等.船舶含油污水处理及系统优化研究[N].浙江海洋学院学报 (自然科学版) , 2012, 9.

[2]胡强生, 洪理平.机舱舱底污水处理中存在的问题及改进措施[J].船海工程, 2005 (4) ∶77-78.

[3]熊德琪, 汪梅华, 白希尧.应用臭氧氧化技术深度处理油船含油压载水的实验研究[J].环境污染治理技术与设备, 2005, 6 (2) ∶59-62.

[4]蒋艳敏, 朱鸣鹤, 郑道昌.船舶污水处理技术研究进展[N].宁波大学学报 (理工版) , 2011, 10.

[5]顾国维, 何义亮.膜生物反应器—在污水处理中的研究和应用[M].北京:化学工业出版社, 2002.

[6]项海.膜生物反应器结合鼠李糖脂降解含油废水的研究[D].2010, 5.

篇4：强化絮凝法处理含油浮渣的实验研究

目前国内外的煤水处理设备,主要用于大中型发电厂及煤矿和输煤栈桥码头输煤冲洗中产生的煤污水,主要工艺为加药静态混合、机械搅拌反应、沉降分离和过滤等工序。在此工艺基础上组成的煤水处理设备,经大唐西固电厂、山西平朔煤矸石电厂和华润常熟电厂的使用,出水水质基本能达到排放要求,但SS在70 mg/l左右徘徊,根据目前电厂建设零排放的要求,用于处理回用显然不能满足要求。通过对电化絮凝法用于煤水处理中的研究,解决了国内现有煤水处理设备对超细煤尘无机固体颗粒的去除因工艺的局限性导致出水无法达标,处理回用更是不可能的难题。

电化凝絮是对经过常规净化后的水进一步净化的一种处理技术。现有研究发现电化凝絮不仅能除浊、脱色,还能去除水中的重金属离子和细菌,同时对去除水中的有机物也有一定的效果。它用于超细煤尘无机固体颗粒的技术处理,能使超细煤尘无机固体颗粒得以分离、进行有效治理。

1 电化絮凝法处理超细煤尘颗粒应用的技术原理

电化凝絮是利用电化学方法产生氢氧化物作为凝絮物的一种工艺。作为阳极,在电流作用下,阳金属离子进入水中与水电解产生的氢氧根形成氢氧化物,氢氧化物絮凝将杂质颗粒吸附,生成絮状物,而产生沉淀。

a) 基本原理(图1)

b) 作为金属阳极可以是铝或铁

1) 如铝作为阳极时,当直流电源通电后,阳极金属放电生成为金属离子并进入水中,即:Al — 3e → Al3+

水被电解:H2O →H+ + OH-

带正电荷的氢离子在阴极上获得电子成为氢气。

2H+ + 2e —> H2 ↑ (气体冒出)

并有负电荷的氢氧根离子向阳极移动,并在阳极放电,生成新生态的氧。4 OH- - 4e —> 2H2O + 2 [O]

在阴极产生氢气气泡,在阳极产生氧气气泡,这些气泡上升时,就能将悬浮物带到水面,于是在水面形成了浮渣层,带到水面的物质增多后,浮渣层就变密或变厚。过程中产生的Al3+与OH-反应生成Al(OH)3,这是一种活性很强的凝絮剂。

Al3++ 3OH-—> Al(OH)3↓(沉淀)

2) 如果以铁作为阳极,可能发生的电化学反应是:

铁的溶解:Fe - 2e →Fe2+

Fe2+与OH-反应生成氢氧化亚铁:Fe2++ 2 OH-→ Fe(OH)2(沉淀)

Fe(OH)2氧化成氢氧化铁,它也是一种强活性凝絮剂。

4Fe(OH)2 + O2 +2 H2O→4 Fe(OH)3↓(沉淀)

反应生成的氢氧化铝或氢氧化铁,与水中的悬浮颗粒生成絮状物,这些絮状物相对密度Υ小于1时就上浮分离,相对密度Υ大于1时就向下沉淀分离[1]。

c) 电化凝絮还有共沉淀作用。电化凝絮产生的Fe(OH)3与水中的金属氢氧化物共沉淀,如果铝做阳极时,形成的Al(OH)3还能吸附水中的硅化物和氟化物。同时,在阴、阳极处可发生氧化、还原作用,还可以去除水中的一些有害物质,如氰根被氧化变成CO2和N2而去除,水中Cr6+通过还原成毒性较小的三价铬。

d) 工艺流程对比分析

原有工艺流程见图2。

对上述的电化凝絮净水装置应用于煤污水中超细煤尘无机固体颗粒的处理,在同一主体内首先利用投药混凝对含煤污水中的大颗粒物质进行絮凝反应,分离出大部份浊度,剩余的超细颗粒及胶体物进入电凝絮装置,以彻底去除水中的浊度和有机物,经沉淀工艺,处理后的水即可达到污水排放标准,再通过滤床过滤吸附后使水质达到回用水的要求。本工艺单一处理流程中仅用原水提升泵产生的水头来满足装置内各工作点的水力条件。

2 电化絮凝法处理超细煤尘颗粒的主要研究内容

a) 优化电化絮凝器在煤水处理中的应用

将煤泥水置于直流电场中,可以看到:煤泥水中悬浮微粒向正极移动,并沉积在正极板上。由此说明,煤泥中悬浮物微粒带负电荷。悬浮物微粒带电的原因主要有:1) 煤泥颗粒晶格缺陷;2) 煤泥胶体微粒表面对溶液中离子吸附;3) 煤泥微粒表面的溶解;4) 煤泥胶体微粒表面分子的电离。综上所述,制约煤泥微粒沉降的原因主要有:悬浮微粒阔的静电斥力,介质粘滞阻力等,此外还有微粒间多分子范德华引力。微粒水化膜特性等因素,对悬浮物微粒沉降也起一定的制约作用。而且,粒径越小比表面能越大,重力对微粒沉降作用越小,各种表面现象越明显,对悬浮微粒沉降的制约作用也越大。

因此在通入直流电进入水中的过程中,就同时有两个作用:一个是产生的气体将悬浮物带到水面形成浮渣层进行分离,另一个反应生成的氢氧化铁是强活性凝絮剂,可以使悬浮小颗粒凝絮起来,依靠相对密度的不同上浮分离或沉淀分离。提高了沉淀设施的净化效率,并能改善沉渣的脱水性能。以后在研发过程中还需对电化絮凝器的絮凝效果进一步优化,对煤污水的处理机理进行分析对比,为公司的发展及创新打下一个坚实的基础。

b) 进一步优化絮凝池控制工艺——星形折板絮凝

研究粒子的凝聚和长大过程,须关注粒子间的作用力。DLVO理论是目前公认的粒子间作用力模型,比较复杂的粒子间作用力模型有简单硬球模型、排斥力心势能函数、方阱硬球模型、Sutherland硬球模型、白金汉势能模型等。不管何种模型,均承认絮凝过程中,粒子间主要存在三种作用力,它们是Van der Waals多分子引力(色散力)、扩散双电层斥力和Born斥力。这些力的综合作用在粒子周围形成了势垒或者说排斥能峰。投加絮凝剂可降低胶体粒子吸附电荷数量,达到降低排斥能峰的目的。不管排斥能峰如何被絮凝剂的作用所降低,投加絮凝剂后,排斥能峰仍然存在,并且表现为絮体凝聚所需克服的阻力。絮凝动力学的任务就是为絮凝池中的粒子提供运动接触条件,并提供粒子克服排斥能峰所需的动能。

研究絮凝过程,主要解决如下问题:1) 絮凝池中粒子的接触碰撞次数;2) 絮凝池中粒子的有效碰撞次数。撇开流场不谈,首先需要在流场中形成粒子时平均状态的最大平均相对运动速度,其次要求解决碰撞时的相对运动速度差,并保障所提供动能超过粒子排斥势垒,以形成尽量多的有效碰撞[2]。

絮凝过程与混合过程既有相同点,又各具特点。絮凝过程中的粒子尺度范围从胶体尺度跨越至mm量级,絮凝过程关心的问题也由混合过程的扩散问题转变为更加关心粒子的凝聚和长大。

絮凝池中,由于粒子尺度的增大,不能如混合过程一样忽略粒子的跟随性,需综合考虑梯度凝聚和惯性凝聚。对尺度、密度较小的粒子,粒子跟随性仍然很好,梯度凝聚仍然是主要的,随粒子尺度和密度的增大,粒子跟随性逐渐变差,惯性凝聚成为主要因素。

粒子碰撞和有效碰撞要求粒子之间存在速度差,这个速度差可以通过紊流涡旋利用梯度凝聚和惯性凝聚产生。小粒子随水流一同运动,而大粒子跟随性不好,这样不同粒径和密度的粒子沿水流运动方向产生速度差。在离心惯性力作用下,粒子受到垂直于运动方向的涡旋离心惯性力作用,也会产生速度差,形成碰撞[3]。

强化梯度凝聚和惯性凝聚,以达到强化絮凝效果的目的,解决方法仍归结于紊流涡旋控制。与混合过程不同的是,絮凝池由于粒子尺度的增加,有效涡旋的范围发生了变化。对粒子运动影响最大的是与粒子量级相近的那些涡旋,涡旋的产生与流动空间尺度、流动边界密切相关,与流动速度的关系极大。因此,在絮凝池中需控制涡旋强度和涡旋尺度,使有效涡旋尺度逐渐增大。为防止絮体破碎,还需适当控制流动剪切力,这就形成了絮凝池的水力分级机制[2]。综上所述,目前在设备中应用的星形折板絮凝设备在今后的研发中对设备的排列及翼片的设置都需投入人力、物力及财力进行进一步的研究,使该设备更完善,絮凝效果更明显。

c) 优化电化絮凝器的电流参数

目前通电量为333 A·h/m3,电流密度为100 A/m2时,电化凝絮器对煤污水中超细煤尘无机固体颗粒的去除率达91.7%,出水时煤水流量在SS≤8 mg/h;为了得到更好的出水水质,需对电絮凝装置的槽电压进一步优化,槽电压由以下几部分组成:理论分解电压、阳极过电位、阴极过电位、电解液欧姆压降 。金属部分的欧姆压降 。除理论分解电压外,其余各项因素都与电流密度有复杂的函数关系。在槽电压相同时,铁电极的电流密度大于石墨电极,远大于铝电极。在实验条件下铝电极很快就会钝化。石墨电极的表观分解电压高于铁电极的表观分解电压。在相同电流密度下,高溶液电导对应的槽电压较低,而且随着的电流密度增加,不同溶液电导率下的槽电压差别增大。在槽电压相同时,随着电极板间距的增加,电流密度逐渐减小。不同电极板间距下铁电极的电流密度曲线均呈现良好的线性关系,而且其表观分解电压值相差不大。铁电极的电压梯度与电极板间距之问存在良好的线性关系。

由此可发现影响废水浊度去除率的主要因素是通电量。得到一个合理的通电量,达到更高的出水水质,使之更经济,更合理,是以后重点要开展的工作。

d) 进一步研究电极的性能结构、寿命及制造工艺。

电絮凝器的电极主要特点是:使用了可溶性电极和一般用铁作阳极,不锈钢筛网或板作阴极。极板材料不同,电解时产生的胶体絮凝剂种类不同,因此对煤泥水的絮凝效果也不同.极板间距是指相邻两极极间的垂直距离。应用结果说明,极距越小,单位容积内阳极面积越大,电流效率越高,絮凝效果越好。针对应用煤泥水处理的电极材料和极板间距的进一步研究,优化它们的性能结构及制造工艺,是今后工作的重点。

3 技术效果分析

此技术在七台河精煤电厂、大连开发区热电厂二期建设中进行试用,并对该设备进行测试,各项性能优越,出水指标已能达到排放及回用的要求其测试结果为:进水 SS≤5 000 mg/l时,出水SS≤12 mg/l;进水SS≤3 000 mg/l时,出水SS≤7 mg/l。现场测试表明,该技术研究具有广阔的市场前景和技术推广价值。且该设备装置具有结构紧凑,占地面积小,不需要使用药剂,维护操作方便和实现自动化容易的优点。

摘要：含煤污水如果对超细煤尘无机固体颗粒不能有效去除,就无法实现真正意义上的“零排放”,对当地水系造成污染。电化絮凝法用于超细煤尘无机固体颗粒的处理技术,主要应用在大中型发电厂、煤矿等煤水污染排放中,解决了超细煤尘无机固体颗粒难以分离问题,实现真正意义上的零排放,达到节能减排、循环利用的目的。

关键词：电化絮凝法,处理,超细煤尘颗粒

参考文献

[1]薛金凤,马彦涛,李宁.处理电镀废液的新型絮凝剂的研究[J].重庆环境科学,2002,(4).

[2]李国红,石宝友,王东升,等.Al_(13)凝聚絮凝特性初探[A].中国化学会第八届水处理化学大会暨学术研讨会论文集,2006.

[3]王爱民,杨立红,张素娟,等.电化学方法治理含染料废水的现状与进展[J].工业水处理,2001,(8).

篇5：强化絮凝法处理含油浮渣的实验研究

1 实 验

1.1 原料、仪器与试剂

原料:粉煤灰取自本地某电厂,其主要化学成分见表1。

仪器:FA2004N电子天平,UV-751型紫外可

见分光光度计,PHS-25型酸度计。

试剂:NaOH,聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)等。

1.2 改性粉煤灰制备

将粉煤灰放入2.5mol/L的H2SO4溶液中,在80℃下缓慢搅拌4h,过滤,用蒸馏水洗涤至中性,真空抽滤,在120℃条件下活化1~2h,然后再研磨过120目筛。

取500g酸改性粉煤灰,向其中加入一定量的聚二甲基二烯丙基氯化铵溶液并搅拌,控制温度为35~45℃,搅拌时间为2h,然后将粉煤灰抽滤,放入烘箱内烘48h,再过0.12mm筛,备用[4]。

1.3 实验方法

1.3.1 含油废水浓度测定

常温下,向100mL含油废水中加入一定量的改性粉煤灰,在恒温振荡器上振荡,在不同pH值、不同吸附平衡时间、不同粉煤灰投加量条件下进行除油实验,得到其最佳工艺条件。水中油含量采用紫外分光光度法(在256nm波长处)测定。向6只50mL容量瓶中依次加入2.5、5.0、10.0、15.0、20.0、25.0mL标准油使用液,用石油醚定容50mL,以石油醚为空白,测定吸光度,绘制标准曲线,将水样破乳,用石油醚萃取,以石油醚为参比,测定其吸光度,并由标准曲线查出相应浓度,然后计算除油率K。

undefined

式中:C0—水样初始含油量,mg/L;

C1—吸附处理后水样含油量,mg/L。

1.3.2 含油废水的配制

含油废水取本地炼油厂排放污水,过滤后经测定其含油浓度为150mg/L。另外,将柴油与水混合,充分振荡,静置24h后,弃去上层浮油,配制成稳定的600mg/L的模拟废水贮备液待用。

2 结果分析与讨论

2.1 单因素结果分析

2.1.1 不同浓度含油废水与去除率的关系

在6个锥形瓶内,分别加入50mL浓度分别为75~400mg/L的模拟含油废水,并加入5g粉煤灰,振荡一定时间后用上述方法测定废水中油的含量,结果如图1所示。

由图1可知,随着含油废水浓度的增加,改性粉煤灰对油的去除率逐渐降低,说明低浓度有利于油的处理。

2.1.2 改性粉煤灰用量的确定

取适量废水,按粉煤灰投加浓度分别为20.0、40.0、60.0、80.0、100.0、120.0g/L加入改性粉煤灰,考察改性粉煤灰用量对含油废水去除率的影响[5],结果如图2所示。

图2表明,随着改性粉煤灰用量的增大,废水中油的去除率显著提高。当改性粉煤灰用量大于100g/L时,油的去除率无明显增加,故选择改性粉煤灰的用量为100g/L。

2.1.3 pH值对去除率的影响

常温下,取10g改粉煤灰,分别投入到盛有100mL废水的烧杯中,然后将pH值分别调至2、4、6、8、10、12,考察pH值对去除率的影响,其实验结果如图3所示。

由图3可知,碱性条件下除油率明显高于酸性条件;在pH值为10时,改性粉煤灰的除油效果最佳,去除率可达96%。原因是粉煤灰具有多孔性结构,比表面积较大、表面能高,且表面存在着许多铝、硅等物质,因而具有较强的吸附能力。在酸性条件下,由于H-在粉煤灰表面存在竞争吸附,导致粉煤灰吸附油类物质的能力减弱。而在碱性条件下,粉煤灰所含的Al3+、Fe3+的絮凝沉淀作用与粉煤灰吸附具有协同作用,因此碱性条件下改性粉煤灰除油效果较好。

2.2 正交实验结果分析

在粉煤灰处理含油废水的过程中,有许多因素影响着粉煤灰对油的吸附,如含油废水的浓度、pH值、反应时间、粉煤灰用量和温度等。可通过单因素实验,确定各因素水平。

2.2.1 正交实验设计

根据各单因素实验结果,选择浓度为125mg/L的模拟含油废水进行吸附处理,选择改性粉煤灰用量(A)、吸附时间(B)、pH值(C)、吸附温度(D)作为正交实验中的4个影响因素,各因素选取4个水平,考察综合条件对含油废水去除率的影响,其具体参数见表2。

2.2.2 结果与分析

按L16(44)正交实验表的各种条件进行实验,其结果见表3。

根据极差分析可知,影响去除率的各因素的顺序为:C>A>B>D,即废水的pH值影响最大,其次为改性粉煤灰用量和吸附时间,反应温度影响最小。其最佳水平组合为:A4B4C3D2,即改性粉煤灰用量为100g/L,吸附时间为100min,pH=10,吸附温度为20℃。在此条件下进行实验,废水中油的去除率在96%以上。

2.3 粉煤灰在最佳pH下的吸附等温线

为探讨粉煤灰对油的吸附能力,在pH=10、吸附时间为100min的情况下,分别将5g粉煤灰加入初始质量浓度为12.5、50、100、150、200、300mg/L的50mL含油试样进行测定。单位质量吸附剂的吸附量用Qe表示,处理后的滤液中油的质量浓度用Ce表示。再对lgQe和lgCe的两组数据作图,其结果如图4所示。

由图4可知:在实验浓度范围内,lgQe和lgCe有良好的线性关系,表明改性粉煤灰对油的吸附符合Freundlich吸附等温模型。

3 结 论

1.影响废水中油去除率的各因素的顺序依次为:废水pH值>改性粉煤灰用量>吸附时间>反应温度。当改性粉煤灰用量为100g/L、吸附时间为100min、pH=10、吸附温度为20℃时,废水中油的去除率在96%以上。

2.对于除油后的粉煤灰可做燃料,这样既可以增加热值,又可以节约能源,达到综合利用的目的

摘要：通过正交实验研究了改性粉煤灰吸附处理含油废水的效果。结果表明:改性粉煤灰用量为100g/L、吸附平衡时间100m in、废水pH=10、吸附温度为20℃的条件下,废水中油去除率在96%以上,达到国家含油废水一级排放标准。改性粉煤灰对油的吸附符合Freund lich模型。

关键词：改性粉煤灰,吸附,含油废水

参考文献

[1]刘国光,刘兴旺,侯杰,等.粉煤灰吸附性能的研究[J].中国环境科学,1994,7(5):62~64.

[2]任立鹏.粉煤灰在炼油污水处理方面的应用[J].石化技术与应用,1988(16):104~106.

[3]王春峰,李尉卿,崔淑敏.活化粉煤灰在造纸废水中的应用[J].中国资源综合利用,2004(5):9~11.

[4]邓书平.PDMDAAC改性粉煤灰吸附处理含Cr(VI)废水的试验研究[J].中国非金属矿工业导刊,2008(3):26~28.

篇6：强化絮凝法处理含油浮渣的实验研究

近年来, 随着水处理技术的快速发展, 大量新型的工艺方法被开发和应用, 如电化学法[5]、湿式氧化法、臭氧氧化法[6]、双氧水氧化法、紫外氧化法[7,8]、芬顿氧化法[9,10]和光催化氧化法[11,12]等。其中, 电化学法水处理技术以其无二次污染、易操作、占地面积小和处理效果好等优点受到广泛的关注[13]。其中电絮凝法为最具代表性的电化学水处理技术之一.其反应原理是以Al、Fe等金属为阳极, 在直流电的作用下, 使阳极溶蚀产生Al3+、Fe2+等, 利用其水解产物和聚合产物使废水中的胶体和悬浮杂质产生凝聚、沉淀而分离[14,15]。同时, 带电污染物颗粒在电场中泳动, 其部分电荷被电极中和而促使其脱稳聚沉;而阳极的氧化、阴极的还原作用也可去除水中多种污染物, 进一步增强了降解、脱色效果。

本研究利用电絮凝法处理某印染厂扎染车间的印染废水, 验证了不同极板材料、初始废水不同的p H值、电流密度和反应时间等因素对废水处理效果的影响, 以此为基础优化了处理工艺的条件, 从而为实际应用提供了借鉴依据。

1 材料与方法

1.1 实验水质

实验采用某印染厂扎染车间活性红BES150%印染废水为处理对象。废水主要污染物为活性染料, 并含有一定量的浆料和助剂, 各项指标为:色度2938 cu, CODCr315 mg/L, 电导率15 700 m S/cm, p H值大于14。

1.2 实验装置

采用自制的长方体形状的电絮凝反应器, 有效容积为4 L, 外壁材质为有机玻璃;反应器中设置极板23块, 间距10 mm, 尺寸160×120 mm。实验用直流电源为H721712H型, 输出电压0~30 V, 输出电流1~35A, 反应电源调节为恒流模式, 保持极板间电流不变。

1.3 实验方案

选用全铝、全铁、全碳、铝/铁=1、碳/铁=1等5种极板, 测定印染废水经电絮凝处理前后的色度和CODCr。根据不同材料极板的去除效能选取可行的极板, 进行不同p H值、电流密度、反应时间等条件下处理效果的测定。

1.4 分析方法

CODCr采用标准重铬酸钾法测定;色度的测定采用TC-3000 e型色度测量仪;p H值的测定采用p HS-3C型精密p H计。

2 试验结果与讨论

2.1 极板材料的选择

设定电流密度为200 A/m2, 采用不同材料的极板进行电絮凝实验。不同材料极板条件下色度、CODCr的去除效率分别见图1、图2。

由图1可以看出, 不同极板材料对废水色度的去除表现出显著的差异。全铁、全碳和碳/铁为1的3种极板表现出较好的去除效果;铝/铁为1的极板效果较之稍差, 全铝极板的色度去除效果最差。并且全铁与全碳极板在较短反应时间内即可使色度去除率达到90%以上。因此, 就色度去除而言, 可选取铁板或碳板为极板材料。由图2可以看出, 不同极板材料对废水CODCr的去除也具有明显的差异。相同条件下, 对CODCr的去除效果呈现出全铁>碳/铁为1>全碳≈铝/铁为1>全铝的趋势。全铁极板在反应4 min后, 即可使CODCr去除率达到60%以上, 显著好于其他材料的极板。综合色度和CODCr的去除效果两方面考虑, 本实验选择全铁极板进行后续电絮凝实验。

2.2 p H值对处理效果的影响

采用全铁极板, 设定电流密度为200 A/m2, 调节废水的初始p H值至4~14的范围进行电絮凝实验。实验结果见图3。

由图3可以看出, 随着初始废水p H值的逐渐增大, 色度和CODCr的去除效果均呈现先快速上升、后保持平稳、再缓慢下降的趋势。总体来看, p H值在6~14之间, 色度去除率保持在较高水平, 可达到95%以上;p H值在7~11之间, CODCr去除率保持较高水平, 可达到70%以上。综合色度和CODCr的去除效果并考虑原废水水质, 本实验选取p H值为10~11作为最优初始废水p H值条件进行后续电絮凝实验。

2.3 电流密度和反应时间对处理效果的影响

采用全铁极板, 调节废水初始p H值至10~11, 在不同电流密度条件下进行电絮凝实验, 实验结果分别见图4、图5。

由图4可以看出, 随着电解时间的增加, 不同电流密度条件下的色度去除率总体呈现先上升后趋于平稳的趋势;但在高电流密度和低电流密度条件下, 达到高色度去除率的时间有所差异, 电流密度越高, 达到高色度去除率的反应时间越短。在200 A/m2和250 A/m2电流密度条件下, 反应1min即可使色度去除率达到92%左右;并且随着反应时间的增加, 色度去除率提高幅度不大 (8min, 98%) ;而在100 A/m2和50 A/m2电流密度条件下, 色度去除率分别在反应时间3 min和5 min后趋于稳定。

由图5可以看出, 随着电解时间的增加, 不同的电流密度下的CODCr去除率总体呈现上升的趋势;但去除效果存在显著差异。相同条件下, 电流密度越高, 去除效果越好。在200 A/m2与250 A/m2电流密度条件下, 反应时间分别达到8 min和5 min后, CODCr去除率可达到70%左右。

综上分析, 在实际处理过程中, 若主要针对废水的色度进行去除, 采用高电流密度、短反应时间的工艺条件或低电流密度、中等反应时间的工艺条件均可达到较好的效果;若还需对废水CODCr进行有效地消减, 则应选用高电流密度、长反应时间的工艺条件。

3 结论

(1) 电絮凝法对印染废水具有较好的降解脱色效果, 使用铁板或碳板为极板材料, 废水色度和CODCr去除率可分别达到95%和70%以上, 是一种技术可行、经济合理的印染废水处理方法。