粉煤灰吸附法处理含油废水的研究
吸附法处理含油废水的研究进展

膨胀石墨 、粉煤灰等的作用机理 、吸附特性 及部分改性方法。综合 国内外 近年来 的研 究成果 ,总结现有吸附剂
的局 限洼及其改进方 向 ,并对今后 吸附剂 的发展前景进行探讨 。 关 键 词 :含油废水 ;吸附处理 ;活性炭 ;膨胀石 墨 ;膨 润土 ;粉 煤灰 文献标 识码 : A 文章编号 : 1 6 7 1 — 0 4 6 0( 2 0 1 4)0 1 — 0 0 4 5 — 0 3 中图分类号 :X 7 0 3
李 思凡 ,王新洋 ,李 萍
( 辽 宁石 油化 工大 学 , 辽宁 抚 顺 1 1 3 0 0 1 )
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ摘
要: 含油废水是 一种较难处理的工业废水 ,而吸附法处理则可 以达到较好 的效果 ,所以常采用吸附
剂 的吸附作用实现处理过程 。 结合 吸附法处理含油废水过程 中较 常使用 的吸附剂 , 分别 介绍了活性 炭 、 膨 润土 、
改性粉煤灰在含油废水中的应用

制得 的扩 孑 粉 煤灰 2 L 0g与有机 硅 季铵 盐 ( 乙 以
醇 3 0mL为溶 剂制 得 ) . L在 8 0 5m 0℃条 件 下 进行
接 枝 反应 6 h 得 到 表 面接 枝 聚 季 氨盐 的改 性 粉煤 ,
灰 , 经洗 涤 、 再 过滤 、 干除 去表 面残余 物 。 烘
全国中 文核心期刊 矿业类核心期刊 { A— D规范》 C JC 执行优秀期刊_ J
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改 牲 粉 燥 灰 在 含 油 废 水 中 的 应 用
顾锡 慧 , 李立峰 , 厚 开 , 军 杨 子 立2 滕 陈 ,
(. 1 中海 油天 津化工 研 究设计 院 , 津 天 3 0 3 ;. 北工 业大 学 化 工 学院 , 津 0 112 河 天 303 ) 0 10
材 料 : 煤 灰 取 自天 津 某 电厂 , 它 试 剂 均 为 粉 其 市 售分 析纯 。
含油废水的主要水质参数 : 浊度 8. r p .2 52 U, 78 , F H
采用 干法 装柱 , 2 0g 将 0 改性 粉煤 灰均 匀装 入 3 个 自制 玻璃层 析柱 ( 尺寸 为 4 0 m ×10 nm) , , m 5 a 内 4 层 析柱 的下端 垫 少 许 经 四氯 化 碳 浸 泡 过 的玻 璃 纤
摘 要 : 煤灰 采 用酸 处理后再 对 其进行 表 面接 枝 高分 子季氨 盐基 团改性处 理 。通 过 I 粉 R和 物 理吸 附仪 分析研 究改性后 的表 面孔 分布及 官 能 团结 构 , 究表 明 改性粉 煤灰 处 理含 油废 水 研 可获得 满意 的效 果。表 面 固载杀 菌基 团的 改性粉 煤灰 抑 菌能 力 维持在 9 % 以上 , 具 有较好 8 并
下 进行 搅 拌 反 应 3 h 烘 干 后 得 到 表 面 扩 孔 的 粉 ,
吸附-生物再生耦合技术处理含油废水的研究

效 率 维 持 在 7 %以 上 。 现场 应 用 结 果 表 明 : 工 艺 技 术 的 出水 指标 比传 统 的 处 理 技 术 更 严 格 . 处 理 成 本 则 比传 统 O 该 而
( 中海 油天津 化 工研 究设 计 院 , 津 3 0 3 ) 天 0 1 1
[ 要 ]含 油 废 水 的深 度 处 理 难 度 较 大 , 摘 目前 以 吸 附法 应 用 最 广 。 针 对 吸 附 剂 的 再 生 难 题 , 出 以 吸 附一 物 再 提 生 生耦 合 技 术 深 度 处 理 含 油废 水 利 用 火 电 厂 废弃 粉煤 灰 经 化学 改性 制 得 吸 附剂 . 用 耐 高 温 高 效 石 油 烃 降 解 菌 群 对 采
ha e n us d f rt e a v nc d te t n fo lbe rn se tr sb e e o h d a e r ame to i— a i g wa t wa e .Th se c a y a h fo t o rp a ti e wa t o lf s r m he p we l n s l
Ad Ort — i—e e e a inc u l gt c n lg r h s p i bO r g n rt o pi e h oo yf e On o n ot
te t e t f ib ar g wa t wa e r a m n l e i s e t r o o— n
sbe t h m cl df ai n sda dob n. estrt dob n gn rtdb s ghg ujce t c e ia moict na di ue s sre tT a ae a sret sr e ea yu i i do i o s a h u d i e e n h
物化法、化学法、生物法对含油废水的处理

物化法、化学法、生物法对含油废水的处理随着经济和工业的快速发展,石油化工,金属工业,机械工业,食品加工等行业也在快速发展,进而产生了大量的含油废水。
据统计,世界上每年至少有500~1000 万t 油类污染物通过各种途径进入水体[1],它已严重影响,破坏了环境,并且危害人体健康。
含油废水是一种量大面广且危害严重的工业废水,具有COD,BOD 值高,有一定的气味和色度,易燃,易氧化分解,难溶于水的特点。
含油废水的处理方法根据其成分以及作用原理一般可以分为:物化法、化学法、生物法,但各种方法都有其局限性,在实际应用中通常将几种方法联合分级使用,从而实现良好的除油效果。
文章主要从物化法、化学法、生物法三方面介绍了含油废水的处理。
1.1 物理化学法1.1.1气浮法气浮法是向废水中通入空气,利用油珠粘附于高度分散的微气泡后使浮力增大,进而上浮速度提高近千倍,因此油水分离效率很高。
它可用于水中固体与固体、固体与液体、液体与液体乃至溶质中离子的分离[2]。
同时混凝剂的加入对气浮法处理含油废水的效率也有影响。
魏飞等[3]采用溶气气浮模拟装置,研究了混凝剂投加量对除油效率的影响,指出在pH=8.0,溶气压力为0.30 MPa,溶气水流量为80 L/h的条件下,随着混凝剂的增加,除油率呈先升后降趋势。
投药量在50~70 mg/L时,除油率最高且稳定。
此外,将气浮法与磁分离工艺联合起来处理含油废水以成为一个新的发展方向,杨瑞洪等[4]采用气浮—磁分离工艺处理某石化企业含油废水,其中气浮单元作为预处理主要用于去除分散油和部分乳化油,磁分离单元作为深度处理去除乳化油和部分溶解油,结果表明,此种方法除油率高,除油效果显著稳定。
1.1.2吸附法吸附法是利用多孔固体吸附剂对含油废水中的溶解油及其它溶解性有机物进行表面吸附。
活性炭是最常用的吸附剂,其吸附能力强但成本高,再生困难,加之吸附有限,限制了其应用[5],因此寻求合适的吸附剂成为目前迫待解决的问题。
粉煤灰综合利用

粉煤灰综合利用火力发电厂排放的粉煤灰是当今社会最大的污染源之一。
粉煤灰是一种固体废弃物,同时也是一种可利用的资源,用则为宝,弃则为害,所以实施粉煤灰综合利用不仅是国家资源综合利用的重要组成部分,并且是电力生产可持续发展的必由之路。
粉煤灰的综合利用的途径主要是用于回填,筑路筑坝,建材砖瓦,水泥混粘土,砂浆粉,提取有用元素等。
只用于这些方面还远远不够,所以粉煤灰综合利用亟待寻求新途径,扩大用灰面,提高利用率。
一、粉煤灰的化学组成燃料煤由有机物及无机物共同组成。
有机物主要成分为碳、氢及氧;无机物主要成分为高岭石、方解石和黄铁矿。
无机物经燃烧后成灰渣,其主要成分为硅、铝、铁氧化物及一定量的钙、镁、硫氧化物。
粉煤灰的元素组成为(质量分数):O 47.83,Si 11.48~31.14,Al 6.40~22.91 ,Fe 1.90~18.51,Ca 0.30~25.21,K 0.22~3.10,Mg 0.05~1.92,Ti 0.40~1.80,S 0.03~4.75,Na 0.05~1.40,P 0.00~0.90,Cl 0.00~0.12,其他0.50~29.12。
二、粉煤灰的物理化学特性粉煤灰是从发电厂等煤燃烧的烟气中收集下来的细灰,是一种大小不等,形状不规则的粒状体,一般为银灰色和灰色,颜色较黑的粉煤灰含碳量较高,粗颗粒所占的比例较大。
粉煤灰颗粒呈多孔型蜂窝状组织,比表面积较大,具有较高的吸附活性,颗粒的粒径范围为0.5~300μm[3]。
粉煤灰的物理性质见表1。
表1粉煤灰中SiO2、Al2O3、Fe2O3 3种成分占70%以上,CaO和MgO量较小,CaO和MgO的含量随原煤的组成和产出时代不同而变化,一般在0.2%~10%之间变动。
粉煤灰主要由非晶态玻璃相构成,其中石英为主要结晶相。
粉煤灰中矿物状态的构成比率受炭质和燃烧冷却条件控制,其pH值可从弱碱性向强碱性过渡三、粉煤灰的环污染境由于我国燃烧用煤含灰分较高,所以排出的粉煤灰量很大,粉煤灰的产生主要集中在火电厂和大型工矿企业的动力锅炉上。
浅谈粉煤灰在污水处理中的应用

1 粉 煤 灰 的作 用 机 理
粉 煤 灰 是 灰 色 或 灰 白色 的 具 有 潜 在 活 性 的 火 山 灰 质 粉 末 材料, 其物 理化学性质取决于燃煤 的品种 、 煤粉 的细度 、 燃烧 方 式 和 温 度 、其 收 集 和 排 灰 方 法 等 , 主 要 化 学 成 分 为 SO 和 i, A : 约 占总 量 的 8 %左 右 , 硅 铝 酸 盐 , 外 还 含 有 少 量 的 1 , 0 0 属 此 F2 C O、 O和未 燃尽碳 , e 、 a Mg 0 粉煤灰 呈多孔 蜂窝状 组织 , 比表 面 积 较 大 ( 为 2 0 ~ 0 0 m g , 有 一 定 的 吸 附 能 力 , 此 约 50 50c V) 具 因 它是一种廉价 的吸 附材料 , 有时甚至可代替活性碳 、 硅胶 、 性 活 A 2 1 等作专用 吸附剂, 0 经研 究表 明, 粉煤灰 的等温 吸附规律 一 般 符 合 Fe nl h吸 附 等 温 式 , ru di c 由于 粉 煤 灰 成 分 、 构 、 水 性 结 污 质 及处理工艺等 因素 的影 响, 粉煤灰处理污水 的过程机理较 为 复杂, 一般 认为粉煤灰具有吸附作用 、 凝聚作用 、 助凝作用和沉 淀 作用 , 常 常 是 几 种 作 用 综 合 的 结 果 。 但
专版 I Leabharlann 水利建设 浅 谈粉 煤灰在 污水 处理 中的应 用
张 景峰
摘 要 : 煤灰是一种固体废弃物 , 比表面 积较 大, 粉 其 常被用作吸 附材料而广泛 应用于污水的处理 , 本文 主要综合论述了粉煤灰在污水 处理中的应用研究 历史和现 状, 包括重金属离 子【u十H ( 、 离子等] c 2 g Ⅱ) 铬 、 的去 除, 阴离子 (-P 一 的去 除, F .O2等) 各种有机污 水的处理 , 指 出研制高效复合粉煤灰混凝剂是提 高粉煤 灰利用附加值行之有效 的途 径之一 , 并分析 了当前粉煤灰用 于污水处理存在的主要 问题 , 提 出 了 今 后 需研 究 的 主 要 方 向 。 关键词 : 煤灰; 粉 混凝 沉 淀 ; 污水 处 理
吸附法处理含铀废水研究进展综述
吸附法处理含铀废水研究进展综述摘要:本文简要介绍了铀的危害及其在水溶液中的存在形态,综述了吸附法处理低浓度含铀废水的最新研究进展,分析了不同吸附技术的特点,评论了它们的吸附性能和应用前景,并对进一步的研究方向提出了一些看法。
关键词:吸附含铀废水处理(一)前言随着核电的发展,核电在满足人类能源需求的同时,在运行的过程中产生大量的含铀废水,以及铀尾矿废渣,威胁着人类的健康,放射性核素可通过稻米等食物转移至人体内部,极难排出体外,这些铀元素将在人体内形成长期放射性内照射,对人体健康健康造成巨大危害,因此,含铀放射性废水的治理引起了相关学者的广泛关注。
在放射性废水尤其是含铀废水的处理方面,国内外的学者进行了许多试验研究和生产实践,几乎尝试使用了废水处理领域中所有的处理方法和技术,如化学沉淀、离子交换和蒸发浓缩等方法.但是这些传统方法在实际运行过程中存在许多不足之处,其共同缺点就产生的泥浆量较大,工艺流程冗长,后续处理烦琐,还需对二次废物行再处理,并且用于处理低含量放射性废水时,往往操作费用和原材料成本相对较高。
因此,多年来人们一直致力于研究和寻求更高效经济的含铀放射性废水的处理方法。
废水中铀的净化方法主要包括:化学沉淀、蒸发浓缩、离子交换、吸附、膜处理和生物处理等。
吸附法因具有效率高、占地省、易于操作及产生污泥少等优点受到国内外研究者的广泛关注,并取得了显著的研究成果。
(二)铀的来源与危害及其在水溶液中的存在形态(1)含铀废水的来源低浓度的含铀废水的来源很多,主要来源是铀矿采冶过程中产生的废水,还有核电站、实验室、工厂等含铀废液部分的正常排放,各种核武器试验以及核战争,异常事故等。
在铀矿开采过程中废水主要来自两个部分:在矿石开采过程中产生的矿山废水和加工过程中产生的废水。
其中后者又是铀矿加工工业外排废水的主要来源。
铀矿加工废水来源有:1)生产中的工艺废液;2)排放的沉淀母液和吸附尾液;3)工艺过程用水。
粉煤灰利用研究现状及其在环境保护中的应用
粉煤灰利用研究现状及其在环境保护中的应用粉煤灰是目前水泥行业中应用最多的材料,加大对其研究力度,不仅可以促进水泥行业的发展,同时对于环境保护也有着显著效果。
文章就将对粉煤灰利用研究现状及其在环境保护中的应用进行分析阐述,以供参考。
标签:粉煤灰;研究现状;环境保护1、粉煤灰的物化性质1.1物理性质粉煤灰是一种由灰色或银灰色的蜂窝状颗粒性质的物质组成的具有不同大小及形状的组织结构。
其不仅具有较好的吸附性,密实度及环保性也较强。
粉煤灰的密实度可达到0.4-0.8左,表面积可达到每克1500-3600m2。
由于粉煤灰的结构形状、种类及燃烧方式的不同,其存在的物理性质也会存在较大差异。
1.2化学性质粉煤灰是由氧化钙、氧化铝、二氧化硅、三氧化二铁构成的,各元素在粉煤灰中的含量分别为:氧化钙3%-5%、氧化铝22%-26%、二氧化硅42%-58%、三氧化二铁5%-17%。
烧失量约在7%-10%左右。
据现有数据资料显示,我国粉煤灰的烧失量最高,尤其是在矿电厂粉煤灰中,氧化铝、三氧化二铁的含量最高,已经超过85%左右。
2、粉煤灰在国内的发展现状在我国,粉煤灰主要被应用在水泥行业,填充煤坑及土木工程行业中。
其中以水泥行业的应用最为广泛。
粉煤灰中含有的二氧化硅、三氧化二铝以及三氧化二铁等元素在实际应用中可代替黏土材料,来优化水泥的性能,且三种元素之间的比值系数与粉煤灰的使用率有直接关系,比值越高,粉煤灰的应用率也就越大。
在高温下燃烧的粉煤灰,其产生的二氧化碳数量会逐渐降低,进而减弱挥发过程对生态环境的不良影响。
另外,在水泥中,粉煤灰的融合应用可对水泥浆料的流动效果实行科学控制,以此完善水泥浆料或混凝土混合料的性能,提高物体填充率,有效降低材料中水分含量,从而避免水热化反应对水泥材料自身性能的影响,为建筑施工质量提供保障。
在土木工程建设中,粉煤灰多被应用在内外墙壁及二次制品制作中,其作用是替代水泥及石英材料,降低成本,优化产品性能。
DDNP课程设计
DDNP生产工艺设计摘要以粉煤灰为原料制取净化DDNP废水用粉煤灰基混凝剂。
由实验可知,最佳工艺参数为240目粉煤灰10g,加入30%的硫酸18 ml,在50℃条件下反应2h,制备的粉煤灰混凝剂处理DDNP废水具有较好的效果;同时,粉煤灰比表面积大、吸附性强;且来源广泛,费用低,因此粉煤灰是制备净化DDNP废水混凝剂的一种理想原料,达到以废治废的目的。
关键词:粉煤灰;DDNP废水,混凝剂THE STUDY OF MADING COAGULANT OF CLEAING DDNP WASTEWATER BY FLY AshAbstract:The method of making coagulant with fly ash used in cleaning DDNP wastewater was studied in this paper. The optimal technical parameters were obtained by experiments. The coagulant produced of 10 g fly ash of 240 mesh reacting 2 hours with 18 mL sulfuric acid of30% concentration in the temperature of 50℃shows the best effect in cleaning DDNP wastewater. Furthermore,fly ash is easy and cheap to get,so it is an ideal material to make coagulan.KEY WORDS: fly ash; DDNP wastewater; coagulan.1 引言DDN P (D iazodin it rophenel) 是二硝基重氮酚的英文缩写。
二硝基重氮酚是苯酚的硝基衍生物, 作为主要的起爆药之一, 广泛地应用在各种火工品之中, 特别是大量应用在工业雷管中。
高铁粉煤灰强化厌氧生物法处理造纸废水分析
高铁粉煤灰强化厌氧生物法处理造纸废水分析
张守凤;赵胜男
【期刊名称】《造纸装备及材料》
【年(卷),期】2024(53)2
【摘要】为探究高铁粉煤灰对厌氧生物法处理造纸废水的强化效用,文章设计了探究性试验进行分析。
先简要介绍试验所用材料及过程方法,然后从粉煤灰理化性质、厌氧生物降解效能、厌氧活性污泥性能方面出发,论证厌氧生物处理方法的强化情况,以及高铁粉煤灰强化作用发挥的具体机理。
结果发现,高铁粉煤灰的比表面积很大,可以达到11.24m^(2)/g,中大孔数量很多,可以吸附和携带厌氧活性污泥,提高污泥分散度。
添加高铁粉煤灰后,厌氧生物降解效能有所提高,COD去除率可以达到72.73%,高铁粉煤灰中的Fe_(3)O_(4)还能够提高微生物活性,提高活性污泥EPS含量。
试验说明高铁粉煤灰的综合性能较为优良,添加在造纸废水厌氧生物活性污泥
池中,能够有效提高污泥分散度和活性,促进污泥中厌氧微生物的代谢繁衍,保障废水处理效能的优化。
【总页数】3页(P6-8)
【作者】张守凤;赵胜男
【作者单位】山东加之华环境科技有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】X793
【相关文献】
1.厌(缺)氧—好氧生物处理技术及其在造纸废水处理中的应用(上)
2.厌(缺)氧一好氧生物处理技术及其在造纸废水处理中的应用(下)
3.好氧与厌氧-好氧生物处理造纸废水的效果比较
4.厌氧生物膜法处理聚酯废水投加城市厌氧污泥的启动
5.高铁粉煤灰强化厌氧生物法处理造纸废水
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粉煤灰吸附法处理含油废水的研究作者:秦兰兰王有乐王文斌王永平付腾飞来源:《湖北农业科学》2015年第10期摘要:采用化学方法对粉煤灰进行改性,并运用单因素试验探讨了改性剂浓度、改性时间和灰酸比(m∶V,g/mL下同)等因素对除油效率的影响。
通过正交试验确定了粉煤灰的最佳改性条件为:室温,改性剂为0.3 mol/L盐酸溶液,搅拌速度300 r/min,搅拌时间15 min,灰酸比l∶2;确定了改性粉煤灰吸附处理含油废水的工艺条件为:室温,pH关键词:酸改性;粉煤灰;吸附;采油废水;去除率中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2015)10-2367-05DOI:10.14088/ki.issn0439-8114.2015.10.015粉煤灰是一种多孔性松散固体集合物,其颗粒的形态和表面结构与活性炭相似,具有多孔性和较大的比表面积[1]。
目前,基于粉煤灰理化性质和物理结构,其在废水处理、农业土壤改善、烟气脱硫等环境领域得到广泛应用[2-4]。
虽然粉煤灰中还含有许多成型良好的圆珠球体,然而粉煤灰原灰比表面积小,特别是在高温高效炉中燃烧后,粉煤灰的吸附容量更加有限。
但粉煤灰作为工业废渣容易获得,价格低廉,用其处理废水成本低,废物循环利用的优点促使近年来越来越多的学者开始关注通过改良粉煤灰性质提高其吸附容量来处理各种工业废水和生活废水。
彭喜花等[5]用硫酸改性粉煤灰后处理低质量浓度磷酸盐溶液,结果表明,经过硫酸改性后的粉煤灰磷去除率显著提高,最高去除率可达97.68%。
伍昌年等[6]通过对粉煤灰进行碱改性,研究其对模拟含酚废水中苯酚去除效果。
结果表明,粉煤灰用NaOH改性后,处理质量浓度为30 mg/L的苯酚模拟含酚废水,当粉煤灰添加量为15 g/L,吸附时间为30 min,pH 6~7时,对苯酚去除率达98%,该吸附过程符合Freundlich公式。
贾小宁等[7]以聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)为改性剂,制备PDMDAAC改性粉煤灰。
结果显示,在反应温度为70 ℃、反应时间为3 h、PDMDAAC质量浓度为50 g/L、pH 10的溶液最佳条件下,PDMDAAC在粉煤灰上的负载量为0.98 mg/g;在吸附温度为30 ℃,初始分散蓝质量浓度为50 mg/L,PDMDAAC改性粉煤灰加入量为4 g/L的条件下,PDMDAAC改性粉煤灰对分散蓝的去除率可达98%。
说明改性粉煤灰对废水中各种污染物去除效率均很高,但对采油废水的去除效果研究较少。
而随着油田采油含水率的增长,大量的采油废水外排,既造成了环境污染,又浪费了宝贵的水资源。
因此,对采油废水的处理成为保持油层压力,减少环境污染,保障油田可持续开发的重要途径[8]。
国内当前油田采油废水一般采用隔油—气浮—过滤处理工艺处理,以去除水中的溶解氧、石油类和SS等物质[9]。
但采油废水成分复杂,不同油区废水成分差别大,使用传统方法处理采油废水存在过程复杂、经济成本高、耗能较大、处理时间长、处理效果差等缺点,其处理方法急需改进。
目前,通过使用改性粉煤灰处理采油废水的方法由于操作简便,原材料容易获取和处理效果好而引起人们的广泛关注。
本研究的主要内容是采用化学方法对粉煤灰进行改性,用经过不同改性剂处理过的粉煤灰对采油废水进行处理,寻找处理采油废水的最佳改性粉煤灰条件,以期为采油废水的治理提供科学依据。
1 材料与方法1.1 供试样品供试水样为陕北延长油田采油废水,运回后废水中加入适量盐酸使其pH﹤2,并在4 ℃下保存。
原水水质如表1所示。
试验所用粉煤灰取自延安市卷烟厂锅炉除尘器出口。
1.2 试验试剂与仪器试验所用的试剂如表2所示。
试验所用仪器如表3所示。
1.3 试验方法1.3.1 粉煤灰的改性试验取粉煤灰2 000 g,去除块状大颗粒,过180目筛,溶解于水中,室温下搅拌1 h(灰水浑浊即可),然后过滤、烘干(105 ℃)碾磨成粉待用。
粉煤灰分为1~6号各加灰15 g,1~5号按表4进行活化,得到改性粉煤灰,6号不进行改性处理。
用改性粉煤灰处理水样,根据其除油效果确定最佳改性条件。
1.3.2 改性粉煤灰除油试验以采油废水为研究对象,该废水pH 6.9、浊度96、含油量136.7 mg/L。
常温下,向200 mL含油废水中加入一定量的改性粉煤灰,置于六联电动搅拌器(转速330 r/min)搅拌。
在不同投加量、不同吸附反应时间条件下进行除油试验,考察单个影响因素对除油效率的影响,设计正交试验,得到粉煤灰改性的最佳工艺条件,并考察吸附时间和粉煤灰投加量对除油效率的影响。
用OCMA-530型油分浓度分析仪测定水样的含油量,然后计算除油率R。
2 结果与分析2.1 改性剂的选择常温下,取1~6号(6号为未改性灰样)改性粉煤灰各10 g,分别投人到200 mL、pH 7、浊度89、含油161.5 mg/L的废水中,置于六联电动搅拌器(转速330 r/min)搅拌1 h,静置12 h后吸取上清液检测各水样的浊度和含油量,结果见图1。
由图1可知,经不同改性剂处理过的粉煤灰样品吸附处理采油废水对浊度和油分的去除均有效果,与原灰相比,改性粉煤灰对油分去除效果优于浊度,且酸改性比碱改性环境更利于水样中油分的去除。
这是因为粉煤灰中含有A12O3、CaO、Fe3O4等金属氧化物,酸浸的结果使这些金属氧化物与酸反应,产生了铁和铝的氯化物等具有较强吸附和凝聚作用的无机盐,同时粉煤灰中的硅酸凝胶还能捕捉污染物,起到混凝吸附的作用,这些作用共同提高了粉煤灰的活性[10]。
1号和2号灰样吸附处理含油废水效果最好,但2号粉煤灰样除浊率较低,故选取1号粉煤灰为最佳的改性样。
2.2 改性剂浓度对除油效果的影响常温下,取6份未改性粉煤灰各15 g,分别加入0.1、0.3、0.5、1.0、1.5、2.0 mol/L盐酸(灰酸比为1∶4),置于六联电动搅拌器(转速330 r/min)搅拌1 h后过滤、烘干。
取各改性粉煤灰10 g,分别加入含油137 mg/L的废水200 mL,置于六联电动搅拌器(转速330 r/min)搅拌1 h,静置12 h后吸取上清液检测各水样的含油量。
结果见图2。
由图2可知,随着盐酸浓度的增大,改性灰样对废水中油分的去除率呈先增后减趋势。
当盐酸浓度为0.3 mol/L时,油分去除率达到最大,为34.78%。
当盐酸浓度为2.0 mol/L时,油分去除率降为30.41%。
2.3 改性时间对除油效果的影响常温下,取6份未改性粉煤灰各15 g,每份灰样加入0.3 mol/L盐酸60 mL,置于六联电动搅拌器(转速330 r/min )上依次搅拌0、15、30、60、90、180 min后依次过滤、烘干。
再取各改性粉煤灰10 g,分别加入含油68.2 mg/L的废水200 mL,置于六联电动搅拌器(转速330 r/min)搅拌1 h,静置12 h后吸取上清液检测各水样的含油量,结果见图3。
由图3可知,随着改性时间的延长,改性灰样对废水中油分的去除率呈先增后减趋势,在搅拌时间为15和30 min时,油分去除率显著高于其他搅拌时间。
这是由于搅拌使改性剂和粉煤灰得到充分的混合接触,完全使粉煤灰的活性位点暴露[11]。
当搅拌时间到达15 min时油分的去除率最大,达62.17%,再增加搅拌时间油分去除率降低,这是由于当活性位点暴露完全后,粉煤灰的活性已得到完全激发,再进行搅拌会使已暴露的活性位点错过对油分的最佳亲和状态[12]。
2.4 灰酸比对除油效果的影响常温下,取6份未改性粉煤灰各15 g,按灰酸比1∶2、1∶3、1∶4、1∶5、1∶6、1∶7依次加入0.3 mol/L盐酸,置于六联电动搅拌器(转速330 r/min)上搅拌15 min后过滤、烘干。
再取各改性粉煤灰10 g,分别加入含油55.9 mg/L的废水200 mL,置于六联电动搅拌器(转速330 r/min )搅拌1 h,静置1 h后吸取上清液检测各水样的含油量。
结果见图4。
由图4可知,随着灰酸比的增大,改性灰样对废水中油分的去除率呈先减小后缓慢增大趋势,但仍然低于最大值。
这是因为酸性改性剂中的H+激发了粉煤灰活性,使粉煤灰表面变得粗糙,打开了粉煤灰封闭的孔道,增加了孔隙率,增大了比表面积,大量的Al、Si等活性点暴露[13]。
当灰酸比为1∶2时粉煤灰的活性完全激发,油分去除率达最大值42.31%。
2.5 最佳改性条件的确定在室温条件下,取200 mL水样,用1 mol/L的HCl和1 mol/L的NaOH调节废水pH﹤2,固定改性粉煤灰处理水样的投加量为50 g/L,搅拌速度300~350 r/min,搅拌时间1 h。
改性过程中的搅拌速度为330 r/min。
设计了以盐酸浓度、搅拌时间、灰酸比为变量的3因素3水平(表5)的L9(33)正交试验[14],结果如表6所示。
由表6可知,在上述三个影响粉煤灰改性的因素中,废水油分的去除率受盐酸浓度的影响最大,受搅拌时间的影响次之,受灰酸比的影响最小。
根据处理结果,确定粉煤灰最佳改性条件为:盐酸浓度为0.3 mol/L、搅拌时间为15 min,灰酸比为1∶2。
2.6 改性粉煤灰处理采油废水工艺条件的确定影响改性粉煤灰除油效果的因素主要为废水的pH、改性灰的投加量、搅拌时间等。
根据实际工作条件,在室温条件下,pH﹤3,投加量为100 g/L,搅拌速度为300~350 r/min,搅拌时间为2 h,静置时间为12 h。
2.6.1 粉煤灰的改性试验常温下,分别取改性粉煤灰1、3、5、7、10、15、20、30 g依次加入pH﹤3、含油135 mg/L的废水200 mL,置于六联电动搅拌器(转速330 r/min)上搅拌1 h后静置12 h,吸取上清液检测各水样的含油量。
结果见图5。
由图5可知,随着改性粉煤灰加入量的增加,油分的去除率先升高后降低,在加入量为7、10、15和20 g时,达到较高油分去除率。
这是因为粉煤灰表面有大量Si、Al等活性位点,由这些活性位点所组成的Si-O-Si键、A1-O-A1键能与具有一定极性油滴分子产生吸引作用,或是粉煤灰中次生的带正电的Al2(SiO3)3和Fe2(SiO3)3与含油废水中阴离子之间形成离子交换或离子对的吸附[15]。
当粉煤灰投加量增加时,其表面积和可利用的吸附位点亦增加,因此油分去除率增加,而油分去除率下降是由于粉煤灰吸附油类物质的量不足以抵消粉煤灰用量增加所造成的影响引起的。
粉煤灰吸附水样中的油分时,当投加量为20 g时,出水含油量可下降至3.85 mg/L,除油率可达97.15%,符合国家含油废水一级排放标准(GB8978-1996)。
2.6.2 吸附时间对除油效果的影响常温下,取6份改性粉煤灰各20 g依次加入pH由图6可知,随着吸附时间的延长,改性灰样对废水中油分的去除率呈先增后减趋势,吸附时间为2 h时,出水含油量下降至2.3 mg/L,除油率达最大值98.4%。