含油乳化廢水是煉油廠(chǎng)、化工廠(chǎng)、毛紡和機械加工行業(yè)產(chǎn)生的重要污染物,其種類(lèi)繁多、成分復雜,如不進(jìn)行處理直接排入水體將對人體健康和水資源造成嚴重危害。對于含油乳化廢液,傳統的處理方式仍停留在隔油—混凝沉淀—生物處理等工藝,處理效果不穩定,且排放超標的問(wèn)題長(cháng)期得不到有效解決。近年來(lái)發(fā)展的一些效果較好的新技術(shù)如膜法處理工藝因處理成本居高不下和存在膜污染問(wèn)題,難以投入生產(chǎn)運行中。微電解和絮凝是常見(jiàn)的工業(yè)廢水預處理工藝,但對于以乳化液為主的含油廢液,較少采用微電解-絮凝工藝進(jìn)行預處理;谖㈦娊-絮凝預處理多種工業(yè)廢水都有良好的處理效果,筆者將其應用到含油乳化廢液處理中,探尋一種簡(jiǎn)便、經(jīng)濟的含油乳化廢液預處理方法。
1 實(shí)驗材料與方法
1.1 實(shí)驗藥品與儀器
聚二甲基二烯丙基氯化銨和丙烯酰胺共聚物(PDA,工業(yè)品),PAC(工業(yè)品),活性炭(市售),鐵屑(金工車(chē)間)。PB-10型pH計,德國Sartorius公司;UV-759型紫外可見(jiàn)分光光度計,上海精科儀器有限公司;JJ-4A型六聯(lián)電動(dòng)攪拌器,江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司;HH-6 型COD測定儀,江蘇電分析儀器廠(chǎng)。
1.2 廢水水質(zhì)
實(shí)驗所用廢水來(lái)自某工廠(chǎng)機械車(chē)間含油廢水經(jīng)簡(jiǎn)單預處理的廢液,其COD為2 500~3 000 mg/L,pH為5.5~6。
1.3 實(shí)驗方法
(1)廢鐵屑的預處理。稱(chēng)取一定量的鐵屑放于燒杯中,用體積分數為3%的硫酸浸泡活化15 min以除去表面的氧化物并除油除銹,隨后倒出酸液,用清水沖洗至中性。
(2)微電解實(shí)驗。將處理后的鐵屑和活性炭以一定比例投入廢水中,以COD去除率為評價(jià)指標,通過(guò)單因素靜態(tài)實(shí)驗考察鐵屑投加量、鐵炭質(zhì)量比和反應時(shí)間對微電解處理效果的影響。
(3)絮凝實(shí)驗。選取無(wú)機PAC與有機PDA復配絮凝劑,向微電解后的廢液中投入不同劑量的絮凝劑,攪拌3~5 min。以投藥量、攪拌時(shí)間等為優(yōu)化因素,綜合絮團大小、沉降時(shí)間、溶液清晰度等現象并結合COD去除率考察各因素對絮凝效果的影響。
2 結果與討論
2.1 微電解實(shí)驗
(1)反應時(shí)間對微電解過(guò)程的影響。稱(chēng)取4 g預處理后的廢鐵屑、0.3 g活性炭放入100 mL廢液中,分別反應4、8、12、16、20、24 h,考察反應時(shí)間對COD去除率的影響,結果見(jiàn)圖 1。
由圖 1可見(jiàn),隨著(zhù)反應時(shí)間的增加COD去除率逐漸升高,當反應時(shí)間為16 h時(shí)COD去除率為18.8%。此后隨著(zhù)反應時(shí)間的進(jìn)一步延長(cháng),COD去除率沒(méi)有明顯提高。其原因是隨著(zhù)反應時(shí)間的延長(cháng),形成越來(lái)越多的原電池,產(chǎn)生更多新生態(tài)的[H]和Fe2+,微電解作用越來(lái)越明顯,然而鐵、碳量是一定的,形成的原電池數量也一定,當新生態(tài)的[H]和Fe2+達到上限時(shí),即使反應時(shí)間延長(cháng),微電解也不會(huì )發(fā)揮更大的作用。確定適宜的反應時(shí)間為16 h。
(2)鐵屑投加量的確定。分別向100 mL廢水中投加4、5、6、7、8、9 g預處理后的廢鐵屑,活性炭投加0.3 g,反應時(shí)間為16 h進(jìn)行微電解反應,考察鐵屑投加量對COD去除率的影響,結果見(jiàn)圖 2。由圖 2可見(jiàn),當鐵屑投加質(zhì)量為6 g時(shí),COD去除率最高為25.8%,因此確定6 g為鐵屑最優(yōu)投加量。
(3)鐵炭質(zhì)量比的確定。取0.2、0.24、0.3、0.4、 0.6 g活性炭,再分別取6 g預處理后的廢鐵屑加入100 mL廢水中,反應時(shí)間取16 h進(jìn)行微電解反應,鐵炭質(zhì)量比對COD去除率的影響見(jiàn)圖 3。
圖 2 鐵屑投加量對COD去除率的影響
圖 3 鐵炭質(zhì)量比對COD去除率的影響
由圖 3可見(jiàn),當鐵炭質(zhì)量比為20∶1時(shí),COD去除率最高達25%以上,因此最佳鐵炭質(zhì)量比為20∶1。
2.2 絮凝實(shí)驗
(1)PAC投加量的確定。向最優(yōu)條件下微電解處理后的廢水中分別加入20、40、80、120、160、200 mg/L的PAC,攪拌3~5 min,靜置5 min。當PAC投加量為120~160 mg/L時(shí),廢水中出現較多量的絮絲,塊較大,廢水變得更清,絮凝實(shí)驗現象優(yōu)于其他投加量下的現象,且COD去除率最高,均達到35%以上?紤]到經(jīng)濟性,選擇PAC最佳投加量為120 mg/L。
(2)PDA投藥量的確定。取微電解后的廢水,在最佳藥劑量下投加PAC,待有細小絮絲出現后,分別投加4、8、12、16、20 mg/L PDA,攪拌3~5 min,靜置5 min。當PDA投加量≥12 mg/L時(shí),出現較多量的絮絲,塊較大、下沉,廢水變得更清,COD去除率最高可達45%以上,從節約藥劑量的角度考慮,PDA最佳投加量選擇12 mg/L。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
3 結論
(1)在鐵屑投加量為60 g/L、鐵炭質(zhì)量比為20∶1時(shí)對含油乳化廢水進(jìn)行微電解反應16 h,預處理效果最佳,COD去除率達到25%以上。
(2)取PAC用量為120 mg/L、PDA用量為12 mg/L復配絮凝劑,可達到較好的預處理效果,絮凝強化微電解對COD去除率最高達45%以上。
(3)微電解—絮凝預處理后可串聯(lián)其他深度處理方法,如微電解強化—絮凝—膜法處理可進(jìn)一步增強對廢水的處理效果,以達到排放標準要求。