多语言展示
当前在线:580今日阅读:4今日分享:26

含油污水处理用絮凝剂的研究与应用

含油污水是一种常见的工业废水,包括石油开采、炼制过程中排放的大量含油废水:机械加工、金属清洗等行业产生的乳化油废水、以及植物油精炼、肉联厂加工时排放的含油污水等。世界上每年有600万吨以上的油类通过各种途径进入水体,流入海洋。因此,含油污水的处理对于保护地面水体和地下水源、维持生态平衡及促进经济健康发展具有重要意义。目前,含油污水处理的方法很多,其中,用絮凝剂处理含油污水,由于具有投资低廉、运行费用低等突出优点而倍受青睐,常作为含油污水的一级处理法。含油污水处理用絮凝剂包括无机型、有机型、无机—有机复合与复配型三大类,其研究开发进展较快。
方法/步骤
1

1  无机型絮凝剂含油污水处理用无机型絮凝剂包括无机低分子絮凝剂和无机高分子絮凝剂两大类。无机低分子絮凝剂主要有三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铝、硫酸镁、硫酸铝铵等。无机高分子絮凝剂包括聚铝类无机高分子絮凝剂、聚铁类无机高分子絮凝剂及复合型无机高分子絮凝剂。目前,应用及研究开发较多的是无机高分子絮凝剂,其品种已逐步形成系列,但生产规模较小、工业化程度不高、产品质量不够稳定,不少研究成果还停留在实验室阶段,未进入商品化生产。无机高分子絮凝剂中,复合型无机高分子絮凝剂对含油污水处理效果优于聚铝类无机高分子絮凝剂和聚铁类无机高分子絮凝剂。1.1  聚铝类无机高分子絮凝剂聚铝类无机高分子絮凝剂主要有聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚硫氯化铝(PACS)、聚合磷酸铝(PAP)、聚硅氯化铝(PASC)等。聚合氯化铝生产工艺较为成熟,目前常用的有中和法、酸溶一步法、热分解法、凝胶法等,同时,还开发出电解法等生产工艺。生产聚合氯化铝的原料来源也很多,主要有铝屑、铝灰、铝锭、铝土矿、煤矸石、高岭土、氢氧化铝等。聚合氯化铝处理含油污水时,其絮凝效果不仅明显优于低分子铝盐,如硫酸铝、氯化铝等,而且通常比聚铁类絮凝剂好,主要表现为投量较少且产生的污泥量小。聚合硫酸铝是以硫酸铝和氢氧化钙为原料,并控制一定的温度和pH值条件而制得。在制备过程中,通常加入一定量的酒石酸—酒石酸钠来提高其稳定性。聚合硫酸铝适用的温度和pH值范围较宽,对含油污水的处理效果远远优于硫酸铝。聚硫氯化铝是在硫酸铝和氯化铝的混合溶液中,加入适量的碳酸钠碱化而得,其絮凝效果优于聚合硫酸铝和聚合氯化铝。聚合磷酸铝是在氯化铝溶液中,加入一定量的磷酸钠碱化而得,其絮凝性能比聚合氯化铝有所增强。用聚硅酸和聚合铝在一定条件下复合而制得聚硅氯化铝,并用其处理炼油厂废水,结果发现:聚硅氯化铝在较宽的pH值范围内有良好的除油效果,较聚合氯化铝有更好的去除COD的效果。1.2  聚铁类无机高分子絮凝剂聚铁类无机高分子絮凝剂主要包括聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铁(PFC)、聚合硫酸氯化铁(PFCS)等。聚合硫酸铁是以硫酸亚铁等为原料,工业上采用催化氧化法来制备。聚合硫酸铁对含油污水处理效果远比硫酸亚铁显著,且对金属设备的腐蚀性也大大降低,其不足之处是产生污泥量较多、出水带有颜色。用聚合硫酸铁处理机械加工中排放的O/W型乳化废液,取得了良好的破乳效果。1.3  复合型无机高分子絮凝剂近年来,研制和应用聚铁、聚铝与活性硅酸等各种无机复合型絮凝剂已成为热点。复合型无机高分子絮凝剂的研究开发,一方面是在聚铝、聚铁的制作过程中引入阴离子,从而改变聚合物的形态结构与分布;另一方面是依据协同增效的原理将聚合物与其他化合物复合而制得高效絮凝剂。复合型无机高分子絮凝剂有聚合氯化铝铁(PAFC)、聚合硫酸铁铝(PAFS)、聚合硫酸氯化铝铁(PAFCS)等。聚合氯化铝铁是以铝盐为主、铁盐为辅的复合型无机高分子絮凝剂,兼有铝盐絮凝剂和铁盐絮凝剂双重特性,混凝性能通常优于聚合氯化铝和三氯化铁。其制备方法很多,较典型的为高温焙烧加热酸解共聚法。以煤矸石为原料制成聚合氯化铝铁絮凝剂,并把它用于处理油田含油废水,其除油率和悬浮物去除率均在90%以上,能满足油田回注水的要求。聚合硫酸氯化铝铁是以铝土矿、活性硅酸钙等为原料制备而成,兼有聚铁、聚铝的优良性能。采用特定的物理、化学方法置换出矿渣中的元素铁、铝,再用添加剂调聚而制得聚合硫酸氯化铝铁。用该絮凝剂处理含油废水,其效果优于聚合氯化铝。聚合硫酸铁铝是以硫酸亚铁为原料,催化剂制备而成,对含油废水处理效果较好。

2

2  有机型絮凝剂

3

无机—有机复合与复配型絮凝剂含油污水的组成通常较为复杂,仅用无机型或有机型絮凝剂处理,往往难以发挥最佳絮凝效果,因此,人们把注意力转向无机型与有机型絮凝剂的复合或复配使用上。复合型絮凝剂主要有XN—8807等。XN—8807是由聚硫氯化铝(PACS)、阳离子聚丙烯酰胺(PAM)及SP型表面活性剂复合而成,为粘稠状液体。聚硫氯化铝为聚合氯化铝(PAC)经SO改性而得,在PAC中引入SO后,多核络离子的聚合度进一步增加,形成新的球族离子〔SO4Al12(OH)24(H2O)12〕10+,所带正电荷增加到10,其电荷中和能力远大于聚合氯化铝。聚硫氯化铝与阳离子聚丙烯酰胺复合(在SP型表面活性剂良好的分散作用下)可互补增效,使絮凝剂的电荷中和能力、粘结架桥作用进一步增强。因此,复合型絮凝剂XN—8807对含油污水有优良的絮凝效果,是油田含油污水常用的絮凝剂之一,也可广泛应用于其他含油污水的处理。复配型絮凝剂主要包括PAC+CG—A、PAC+CG—A+NaOH、PAC+PAM等。用聚合氯化铝(PAC)和天然高分子改性产物(CG—A)复配而成的絮凝剂PAC+CG—A,以及添加NaOH后的复配絮凝剂PAC+CG—A+NaOH均对油田含油污水有良好的絮凝效果。用复配型絮凝剂J—2+P—1(碱式氯化铝+非离子型聚丙烯酰胺)、J—4+P—4(改性聚合铝+阳离子型聚丙烯酰胺)处理油田含油污水,均取得了优良的效果,出水的水质指标接近油田回注水的要求。用复配剂S—2040+PAC+PAM或S—2040+PACS处理稠油污水,结果表明:处理后出水的含油量、机杂、细菌等均已低于油田回注水水质标准,可作为回注地层用水。笔者等也用自行复配的絮凝剂PFS+PAC+PDMDAAC处理乳化稳定性较高、污染非常严重的线切割废液,在适宜的絮凝条件下,废液COD去除率达98%以上,BOD\-5去除率为92%以上,石油类去除率达99%以上。

推荐信息