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粉煤灰在含油廢水處理中的應(yīng)用

文檔作者：連少偉1，李靜1，檀麗麗2，崔春霞2 文檔來源： 1．河北省水利技術(shù)試驗推廣中 2石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學院		點擊數(shù)：	更新時間： 2025年04月20日
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20ll No．5粉煤灰綜合利用FLY ASH CoMPREHENSⅣE UTⅡ。IZATIoN粉煤灰在含油廢水處理中的應(yīng)用AppⅡ訓蚰of ny A曲in the Tn咖ent of 0哪-∞n協(xié)ini哩W嬲k帥ter連少偉1，李靜1，檀麗麗2，崔春霞2(1．河北省水利技術(shù)試驗推廣中，石家莊，05006l；2石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學院，石家莊，050041)摘要：為了解決含油廢水和粉煤灰對環(huán)境造成的污染問題。綜述了將粉煤灰作為吸附劑直接投加、改性后投加以及與其他工藝聯(lián)用在含油廢水處理方面的應(yīng)用情況。結(jié)果表明，將粉煤灰用于含油廢水的處理具有工藝簡單、效果好、處理費用低等特點，可達到”以廢治廢”的綜合處理目的，具有廣闊的應(yīng)用前景。同時指出了現(xiàn)有工藝中存在的問題，在今后的研究中應(yīng)進一步加強對粉煤灰處理廢水的機理、灰水分離以及飽和灰的最終處置等方面的研究。關(guān)鍵詞：粉煤灰；含油廢水；應(yīng)用中圖分類號：x773 文獻標識碼：B 文章編號：1005-8249(2011)05JD050旬3隨著工業(yè)的發(fā)展，含油廢水對水體的污染日趨嚴重。含油工業(yè)廢水排入水體，能阻止空氣中氧氣溶于水中，導致水體溶解氧的降低，使水中生物因缺氧而死亡，水質(zhì)惡化。目前，處理含油廢水方法較多，如化學法(鹽析法，凝聚法)；電化學法；活性碳吸附法；膜分離法；氣浮法；生物法等。這些方法都有各自缺點：有的設(shè)備投資高占地面積大；有的藥劑投量大，預處理復雜。如凝聚法投藥量大，費用高；電化學法陽極金屬消耗量大，需要大量鹽類作輔助藥劑，耗電量高；活性碳吸附法吸附容量有限，且成本高再生難；膜分離技術(shù)需對廢水嚴格預處理，且膜的清洗也較麻煩；氣浮法和生物法投資大。因此，研究一種投資小、操作簡單處理效果好的除油方法，已成為人們最為關(guān)注的課題之一。粉煤灰是以煤為燃料的火力發(fā)電廠所排放的固體廢棄物，其化學組成和多孔性結(jié)構(gòu)使其具有一定的吸附能力。用粉煤灰處理含油污水是以廢治廢，可充分利用資源。近年來，利用粉煤灰的混凝作用、吸附作用處理含油廢水，該法具有效果好，費用低，占地少和易于上馬等特點，很適合中小型造紙企業(yè)。筆者對粉煤灰在含油廢水處理中的應(yīng)用進行了綜述，指出了現(xiàn)有工藝中存在的問題，并對粉煤灰在含油廢水處理方面的研究方向進行了展望。收稿日期：20ll舶聊·50·l ST粉煤灰在含油廢水處理中的應(yīng)用1．1作為吸附劑直接處理含油廢水安曉雯…通過正交設(shè)計試驗研究了利用粉煤灰處理含油廢水的最佳工藝條件。研究結(jié)果表明，在反應(yīng)時間70min、反應(yīng)初始體系pH值為9．O、粉煤灰加人量為30 g／L、待處理油初始濃度為90mg／L時，處理體系有最佳處理效果，油去除率為82．2％。在最佳工藝條件下，加入生石灰或鐵屑可以有效地提高粉煤灰處理含油廢水的能力。反應(yīng)體系中加入鐵屑，當粉煤灰：鐵屑的配比在為1：2時，即粉煤灰投加量為309／L，鐵屑的投加量為609／L時，處理效果最佳，除油率能達到90％，TOC去除率為74．23％；反應(yīng)體系中加入生石灰，當粉煤灰：生石灰為l：2時，即粉煤灰投加量為30∥L，生石灰的投加量為609／L時，處理效果最佳，除油率能達到90．48％，TOc去除率為75．68％。靳辛忙1對粉煤灰處理采油廢水的動力學進行了研究，探討了粉煤灰處理采油廢水的機理。通過試驗室內(nèi)搖床吸附試驗和現(xiàn)場機械攪拌試驗對粉煤灰吸附采油廢水中石油類、COD、揮發(fā)酚、氨氮等污染物的去除規(guī)律及其去除效果進行了研究。確定了灰水比、攪拌時間、攪拌強度、pH值等實現(xiàn)粉煤灰最大處理能力的較優(yōu)工況參數(shù)為：粉煤灰先與沖灰水混合再與采油廢水混合，粉煤灰(g)：沖灰水(IIll)：采油廢水(IIll)為l：20：50，攪拌15min，200r／min，原水pH值不調(diào)，此條萬方數(shù)據(jù)粉煤灰綜合利用FLY ASH CoMPREHENSrVE UTILIZATIoN 201 l No．5件下，粉煤灰對采油廢水中石油類、cOD、揮發(fā)酚去除率分別為80％、20％和10％。對石油類和cOD的吸附量為0．9lmg／g和1．34mg／g。試驗研究表明：隨著采油廢水的增加，粉煤灰對cOD的最大吸附量為10．1mg／g，對石油類的最大吸附量為1．4 mg／g。1．2改性處理后處理含油廢水取粉煤灰和一定濃度的酸溶液(鹽酸、硫酸或混合酸)混合，常溫條件下攪拌反應(yīng)，反應(yīng)后的粉煤灰與浸取液一起烘干碾碎，即制得酸改性粉煤灰"J。奧里油廢水是一種含有一定表面活性劑、高CoD值(大于6000 mg／L)、難生物降解和難O，氧化降解的煉油廢水。利用n(Hcl)：n(H2sO。)=l：1的混合酸為改性劑制得的改性粉煤灰可對該廢水進行預處理，在室溫下，灰水質(zhì)量比15：50、pH為2一10、吸附攪拌時間30 min時，COD去除率達45％。將粉煤灰過100目篩，然后取5009加入一定濃度的PDMDAAC溶液中攪拌，控制溫度為35—50℃，攪拌時間為2 h，然后將粉煤灰抽濾，放入烘箱內(nèi)烘48h，再過100目篩，制得PDMDAAC改性粉煤灰。采用改性粉煤灰吸附處理含油廢水，并研究了改性粉煤灰在不同條件下對含油廢水的處理能力。結(jié)果表明：改性粉煤灰用量為1009／L、吸附平衡時間90min、廢水pH=10，去除率可達96％以上，出水含油量由150mg／L降至5．1mg／L，達到國家含油廢水一級排放標準。改性粉煤灰對油的吸附符合Freundlich模型。影響廢水中油去除率的各因素重要性順序依為：改性灰投加量>廢水的pH值>反應(yīng)時間Hj。諶世英【51研究了用鋁酸脂偶聯(lián)劑和復合改性劑(主要成分為硬脂酸)對粉煤灰進行表面改性以及改性粉煤灰在含油廢水處理中的應(yīng)用。結(jié)果表明：改性后的粉煤灰憎水親油性明顯增強，提高了對含油廢水的處理效果。改性劑種類、粉煤灰粒徑和廢水酸度對處理效果影響不大，改性劑的加入量為O．5％、灰水比為1：10、粉煤灰與廢水的接觸時間為5h時，含油廢水COD的去除率可達到90％以上。1．3粉煤灰基混凝劑蔣鑫焱∞1以長興電廠粉煤灰為主要原料，通過正交試驗設(shè)計，粉煤灰基絮凝劑的最佳方案為：取粉煤灰1009加入5％助溶劑NaF，與硫酸在100℃下反應(yīng)，制得的絮凝劑制備粉煤灰基絮凝劑。處理某電子公司機械加工含油廢水的確試驗結(jié)果表明：制備粉煤灰基絮凝劑處理含油廢水，油的去除率最高達到75．9％，處理后廢水進入SBR反應(yīng)器生化處理，可以實現(xiàn)國家污水綜合排放一級標準。將適量該粉煤灰，溶于適當濃度一定量的H：SO。和HCl混合酸中，95℃下強烈攪拌3h，保溫緩慢攪拌2h，可以制成無機復合混凝劑PAFS。其對油田三次采油廢水的混凝處理性能的實驗結(jié)果表明：PAFs對廢水pH值的適應(yīng)能力較強，在pH值7．2～lO．1范圍內(nèi)，PAFS對廢水中污染物具有良好的混凝處理效果，且破乳性能好。其混凝處理效果明顯優(yōu)于PAC和PFS?；炷幚砗髲U水滿足油田污水一級處理的出水水質(zhì)要求(即SS<20 mg／L，油<50 mg／L)HJ。1．4粉煤灰制備粉煤灰陶粒為了解決粉煤灰對環(huán)境的污染及綜合利用的問題，采用以粉煤灰為主要原料，摻加少量粘結(jié)劑和固體燃料，經(jīng)混合、成球、高溫焙燒制成粉煤灰陶粒。將粉煤灰陶粒用做水處理濾料以及處理含金屬離子的廢水、腐殖廢水、含磷廢水、含氟廢水、含油廢水的試驗結(jié)果表明，粉煤灰陶粒對于各種污染物均具有良好的去除效果。粉煤灰陶粒具有比表面積大、表面能高，且內(nèi)部存在著鋁、硅氧化物等活性點，具有良好的吸附性能，并且易于再生，便于重復利用，因此是一種廉價的吸附劑。在廢水處理中具有廣闊的應(yīng)用前景【8J。1．5與其它工藝聯(lián)用處理含油廢水陳英等[91人將氯化鐵改性粉煤灰吸附處理與高級氧化和生物處理等技術(shù)進行優(yōu)化組合，以期得到簡便而有效的處理奧里油廢水的組合工藝。研究結(jié)果表明：在廢水COD平均為4 600 mg／L、改性粉煤灰加入量為509／L、廢水pH為7—9、吸附時間為lh的條件下，COD去除率達30％。采用”改性粉煤灰．次吸附濕式均相催化氧化一厭氧生物過程-改性粉煤灰二次吸附”組合工藝處理廢水時，改性粉煤灰不但具有較好的預處理效果，且還有較好的后處理能力；濕式均相催化氧化的催化劑用量少(Cu(NO，)：為2．09／L)、操作條件溫和(2．5MPa，180℃，pH 5—7，1 h)；厭氧生物過程中不需特殊篩選的菌種，易操作控制；經(jīng)該組合工藝處理后，廢水COD從4 600mg／L降至55 m∥L，COD去除率為98．4％，達到GB8978一1996《污水綜合排放標準》的一級排放標準。唐海[1剛通過正交試驗對改性粉煤灰協(xié)同粉煤灰基混凝劑PsFA處理高度乳化油廢水的工藝條件進行·5l·萬方數(shù)據(jù)201l No．5粉煤灰綜合利用FLY ASH COMPREHENSIVE UTILIZATION了優(yōu)化。試驗結(jié)果表明：當處理500mL廢水，投加改性粉煤灰259，粉煤灰基混凝劑6—89，PAM6～9mL，pH為7．O，攪拌10～15min的優(yōu)化條件下，高度乳化油廢水中COD、石油類物質(zhì)的去除率可分別可達85．4％及50．3％。該方法與傳統(tǒng)CaCl2+PFs+PAM組合相比，具有處理效果好，沉降速度快，運行費用低等優(yōu)點。以粉煤灰空心微珠為載體，采用溶膠-凝膠法在其表面沉積鋇鐵氧體層，制得鋇鐵氧體空心微珠(BFEC)。SEM，EDS研究表明：BFEc表面形成網(wǎng)絡(luò)狀鋇鐵氧體包覆層，具有磁性。。將BFEC均勻地撒布于油．水混合液表面，它可以與油液形成均勻混合體并懸浮于水面上。在磁場作用下，該混合體向磁場方向運動，因此，BFEC可用于水域油污的治理¨1|。2存在的問題及研究方向目前，用粉煤灰處理含油廢水的研究大多局限于實驗室研究階段，如果將其用于工業(yè)實踐，還有幾個關(guān)鍵問題急待解決：(1)如何提高粉煤灰吸附容量。通過各種方法提高粉煤灰的吸附容量一直是研究者們關(guān)注的焦點，但至今仍然沒有得到很好地解決，從而也就限制了粉煤灰在廢水處理中的應(yīng)用。因此，應(yīng)對粉煤灰的改性方法進行深入研究。(2)灰水分離。由于粉煤灰的吸附容量有限，因此要投加大量的粉煤灰。如何快速有效地實現(xiàn)灰水分離以滿足工業(yè)化的要求，是目前急需得到解決的問題。(3)吸附飽和灰的最終處置。目前的試驗研究大多只重視粉煤灰對廢水處理的效果，而對吸附飽和灰的最終處置研究的甚少。吸附飽和灰不能任意棄置，否則經(jīng)雨水淋溶可能造成土壤和水體的污染。吸附飽和灰的處置首先要考慮資源再利用，如作為肥料用于農(nóng)田的土壤改良，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，從而徹底實現(xiàn)廢棄物的資源化。如果沒有再利用的條件，也應(yīng)在儲灰場最終處置，但儲灰場應(yīng)建有防滲層以防止灰場水可能對地下水造成污染。(4)進一步加強對粉煤灰處理廢水的過程機理及反應(yīng)動力學等理論的研究。參考文獻[1]安曉雯．利用粉煤灰處理含油廢水[J】．油氣田地面工程，20lO，29(6)：50-51．[2] 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