（化学工程专业论文）油对水质稳定剂性能的影响及酶法处理含油污水的研究.pdf

学位论文数据集 l i l l ll l l l l ll l l l lliii llli iiiiii iiiil y 1810 2 8 0 中图分类号t q 0 8 5学科分类号 5 3 0 9 9 论文编号密 级 学位授予单位代码 1 0 0 l o 学位授予单位名称北京化工大学 作者姓名陈新芳学号 2 0 0 4 0 0 0 0 0 6 获学位专业名称化学工程获学位专业代码 0 8 l7 0 l 课题来源北京燕山石化研究院研究方向污水治理 论文题目油对水质稳定剂性能的影响及酶法处理含油污水的研究 含油污水，水质稳定剂，辣根过氧化物酶。 关键词 漆酶，f o n t o n 试剂，催化氧化 论文答辩日期2 0 0 7 年5 月日论文类型应用研究 学位论文评阅及答辩委员会情况 姓名职称 工作单位学科专长 化工原理及污水 指导教师刘伟教授北京化工大学 治理 中石化北京 评阅人1郦和生高工水处理 燕山研究院 清洁工艺生产及 评阅人2 杜俊琪副教授北京化工大学： 水处理 评阅人3 答辩委员会主席杨祖荣教授北京化工大学化工原理 中石化北京 答辩委员1郦和生高工水处理 燕山研究院 清洁工艺生产及 答辩委员2杜俊琪副教授北京化工大学 水处理 答辩委员3 答辩委员4 答辩委员5 注：一 四 论文类型：1 基础研究2 应用研究3 开发研究4 其它 中图分类号在中国图书资料分类法查询 学科分类号在中华人民共和国国家标准( g b t1 3 7 4 5 - 9 ) 学科分类与代码中 查询 论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成 f r 、， ， q 、i 北京化工大学硕士研究生学位论文 油对水质稳定剂性能的影响及酶法 处理含油污水的研究 摘要 含油污水是一类有毒有害，不易降解的有机废水，且会影响水质稳定 剂的正常使用。目前，我国绝大部分厂家采用隔油浮选曝气的老三套方 式处理含油污水，但出水水质难以达到国家污水排放标准。因此，开发高 效、环保、经济的除油技术是当前水处理工作者面临的紧迫任务。酶技术 由于具有催化效率高、作用条件温和、处理速度快和适用范围广等特点， 近年来已成为倍受关注的污水处理新技术。 本研究以模拟含柴油废水为研究对象，针对循环冷却水的水质特点， 评价了柴油对缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂、分散剂等常用药荆性能的影响。 以去除水中的柴油为目标，试验分别考察了辣根过氧化物酶、漆酶和 f e n t o n 试剂处理含油污水的最佳工艺条件，并研究了酶的反应机理和反应 动力学特征。此外，试验还考察了金属离子和反应助剂对酶催化氧化柴油 反应的影响及变化规律。最后将试验模拟废水和实际废水的除油率进行了 比较。结论如下： 1 、在2 5 下，工业循环水中含有柴油对水质稳定剂的性能有较大影 响，柴油可在一定程度上降低缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂和分散剂的效能。 水中含有柴油使阻垢剂h e d p 和p b t c a 提高碳酸钙的相对过饱和度的程 度下降；当水中柴油浓度低时，柴油降低了缓蚀剂h e d p 的功能，当柴 油浓度大于2 0 0m e ：, l 时，柴油对碳钢有保护作用；柴油对低浓度的杀菌 r r 北京化工大学硕士研究生学位抡文 剂优氯净和异噻唑啉酮的杀菌效果有轻度影响，对高浓度杀菌剂的作用则 没有影响；当柴油浓度低于6 0m g l 时，随着柴油浓度的增大，分散剂 t - 2 2 5 和y s w - 3 0 1 对氧化铁的分散能力减弱。 2 、采用f e n t o n 试剂法处理含油废水。当柴油浓度为1 2 0m g l 时， 在4m mf e “、4 0m mh 2 0 2 ，p h3 0 和3 0 。c 的条件下反应2h ，水样的除油 率为4 8 4 。 3 、辣根过氧化物酶催化氧化柴油的最佳工艺条件为：辣根过氧化物 酶0 8u m l 、h 2 0 22 5 0m g l 、聚乙二醇1 6 0m g l 、p h7 4 和2 7 。c ，反应 3h 后，除油率为7 5 8 2 ；在相同的条件下，实际废水的除油率达8 2 2 5 。 c u 2 + 和。m n 2 + 抑制辣根过氧化物酶催化氧化柴油的反应，而f e “、m 9 2 + 和 c a 2 + 可促进该酶催化柴油的反应；辣根过氧化物酶催化氧化柴油的反应机 制是乒乓双双机制；在不同的过氧化氢浓度下，酶催化氧化柴油的反应动 力学参数尉a x 比值相差不大；在不同的柴油浓度下，酶催化氧化h 2 0 2 的反应动力学参数圪眦比较接近；h 2 0 2 是抑制性底物，对酶促反应的影 响很大。 4 、采用漆酶处理含油废水。在柴油浓度1 2 0m g l 、漆酶3u m l 、壳 聚糖1 2 0m g l 、p h6 0 及3 0 ci 拘条件下反应6h ，除油率达8 3 1 5 。c u 2 + 和f e 2 + 在高浓度时影响了漆酶的催化效率；在相同的条件下，漆酶对实际 废水的除油率达9 3 以上；在不同的酶浓度下，漆酶催化氧化柴油反应 的米氏常数相差不大；与爿= r p 相比，漆酶与底物柴油的亲和力更好， 更适合于降解水中的柴油。 以上试验结果足以说明，利用辣根过氧化物酶和漆酶处理含油污水是 北京化工大学硕士研究生学位论文 完全可行的。在酶的催化作用下，实际污水中的剩余油浓度低于1 0m g l ， 达到了国家污水排放标准。这一研究结果可为酶降解含油废水技术工业化 的可行性提供依据，同时为其今后工业化设计提供必要工艺条件和数据。 关键词：含油污水，水质稳定剂，辣根过氧化物酶，漆酶，f e n t o n 试剂， 催化氧化 1 1 1 ，自 北京化工大学硕士研究生学位论文 i n f l u e n c eo fo i lo nt h ew a t e rq u a l i t y s t f 气b i l i z e r sa n dr e m o 、馅山o fo i lf r o m o i l ys e l i 配g eu s i n ge n z y m e a b s t r a c t o i l ys e w a g ei sak i n do fo r g a n i cw a s t e w a t e rw i t ht o x i ca n dh a z a r d o u s ， m o r e o v e ri tm i g h ta f f e c tt h en o r m a lf u n c t i o no ft h ew a t e rq u a l i t ys t a b i l i z e r a t p r e s e n t ，t h ec o m b i n a t i o nc r a f to fo i ls e p a r a t i o n - f l o t a t i o n - a e r a t i o nt op r o c e s s o i l yw a s t e w a t e ri sa d o p t e db ym o s tf a c t o r i e si nd o m e s t i c ，b u ti t so i lr e m o v a l e f f i c i e n c yi sd i f f i c u l tt or e a c ht h en a t i o n a ld i s c h a r g es t a n d a r d t h e r e f o r e ，i ti sa u r g e n t t a s kf o rt h e w a t e r - o p e r a t o r s t o d e v e l o ph i g h - e f f i c i e n t ， e n v i r o n m e n t a l f r i e n d l y a n de c o n o m i c a lw a s t e w a t e rt r e a t m e n t t e c h n o l o g y t h e r ea r ea d v a n t a g e so fh i g hc a t a l y s i se f f i c i e n c y , m i l dp r o c e s s i n gc o n d i t i o n ， s h o r tr e a c t i o nt i m ea n dw i d ea p p l i c a b i l i t yf o re n z y m a t i ct e c h n o l o g y s ot h a t e n z y m a t i ct e c h n o l o g yh a sb e c o m eaq u i t ei m p o r t a n ta n da p p l y i n gp o t e n t i a l i t y n e wt e c h n o l o g yi nw a s t e w a t e rt r e a t m e n ti nr e c e n ty e a r s f i r s t l y ，t h ei n f l u e n c e so fo i l o nt h ep e r f o r m a n c e so fs c a l ei n h i b i t o r s ， c o r r o s i o ni n h i b i t o r s ，d i s p e r s e r sa n db a c t e r i c i d e si ns y n t h e t i co i l yc o n t a i n i n g w a s t e w a t e rw e r ei n v e s t i g a t e di nt h i sp a p e r s e c o n d l y ，t h eo p t i m u mt e c h n i q u e c o n d i t i o n so fc a t a l y s i sr e a c t i o no fo i lw i t hh r p ，l a c c a s ea n df e n t o nr e a g e n t i v - 一 北京化工大学硕士研究生学位 仑文 h a db e e ns t u d i e d t h ee n z y m a t i cr e a c t i o nm e c h a n i s m sa n dr e a c t i o nk i n e t i c s c h a r a c t e r i s t i c sw e r ea l s or e s e a r c h e d i na d d i t i o n ，t h ei m p a c t sa n dv a r i a t i o n r u l e so fm e t a li o n sa n dr e a c t i o na s s i s t a n t so nt h ee n z y m ec a t a l y t i co x i d a t i o n w e r ed i s c u s s e d f i n a l l y ，t h eo i lr e m o v a le f f i c i e n c i e sw e r ec o m p a r e ds y n t h e t i c 、 o i l yw a s t e w a t e rw i t ha c t u a lo i l yw a s t e w a t e r t h er e s u l t sa r ea sf o l l o w s ： 1 t h eo i li nt h ei n d u s t r i a lc i r c u l a t i n gw a t e rh a dg r e a ti n f l u e n c eo nt h e p e r f o r m a n c e so fw a t e rs t a b i l i z i n ga g e n t s a t t e m p e r a t u r e2 5 。c a l l t h e e f f i c a c i e so fs c a l ei n h i b i t o r s ，c o r r o s i o ni n h i b i t o r s ，b a c t e r i c i d e sa n dd i s p e r s e r s w e r ed e c r e a s e d t h eo i l yc o n t a i n i n gw a t e rm a d et h er e l a t i v es u p e r s a t u r a t i o no f c a l c i u mc a r b o n a t ed e c l i n e du n d e rs c a l ei n h i b i t o r s ( h e d pa n dp b t c a ) t h e f u n c t i o no fc o r r o s i o ni n h i b i t o r ( h e d p ) w a sw e a k e n e db yd i e s e lo i lw i t hl o w c o n c e n t r a t i o n ，w i t ht h ei n c r e a s eo fc o r r o s i o ni n h i b i t o rc o n c e n t r a t i o nt h e c o r r o s i o nr a t eo fc a r b o ns t e e l sw a sc o n t r o l l e da tac e r t a i ne x t e n t h o w e v e r , w h e nt h ec o n c e n t r a t i o no fd i e s e lo i lw a su pt o2 0 0m g l ，i tw a sc o n d u c i v et o p r o t e c tc a r b o ns t e e l s t h ed i e s e lo i li nw a t e rh a ds l i g h ti n f l u e n c eo ng e r m i c i d a l e f f i c a c i e so fs o d i u m d i c h l o r o i s o c y a n a t e a n di s o t h i o z o l o n ew h e nt h e c o n c e n t r a t i o no fb a c t e r i c i d e sw e r el o w , a n dh a dn oi n f l u e n c eo ne f f i c i e n c i e sa s t h ec o n c e n t r a t i o no fb a c t e r i c i d e sa r eh i g h w i t ht h ei n c r e a s eo fd i e s e lo i lt h e d i s p e r s i n gp o w e ro nf e r r i co x i d eo fd i s p e r s a n t s ( t - 2 2 5a n dy s w - 3 01 ) w a s d e c r e a s e dw h e nt h eo i lc o n c e n t r a t i o nw a sl o w e rt h a n6 0 m g l 2 f e n t o np r o c e s sw a su s e dt ot r e a to i l yw a s t e w a t e r t h ec o n d i t i o n so f f e 2 + d o s a g e4m m ，h 2 0 2d o s a g e4 0m m ，p h3 0a n dt e m p e r a t u r e3 0 。co v e r v l r 北京化工大学硕士研究生学位论文 2 ho fr e a c t i o np e r i o dw e r ed e t e r m i n e df o rt h ei n i t i a lo i lc o n c e n t r a t i o no f 1 2 0 m g li nt h ew a t e rs a m p l e ，4 8 4 o fo i lr e m o v a le f f i c i e n c yw a so b t a i n e d u n d e rt h e s ec o n d i t i o n s 3 t h eo p t i m u mc o n d i t i o n st or e m o v ed i e s e lo i lf r o mt h es y n t h e t i c - w a t e r s a m p l eb yc a t a l y z e do x i d a t i o nw i t hh o r s e r a d i s hp e r o x i d a s ea n dh 2 0 2w e r e 0 8 u m lo fh r p ，2 5 0m g lo fh 2 0 2 ，1 6 0m g lo fp e g , 7 4o fp h ，2 7 co f t e m p e r a t u r e ，3 h o u r so fr e a c t i o nt i m ef o rt h ei n i t i a lo i lc o n c e n t r a t i o no f 1 2 0 m g l ，a n dt h eo i lr e m o v a le f f i c i e n c yw a sa sh i g ha s7 5 8 2 t h eo i l r e m o v a le f f i c i e n c yw a su pt o8 2 2 5 f o rt h ea c t u a lo i l yw a s t e w a t e ru n d e rt h e s a m ec o n d i t i o n s c u 2 + a n dm n “i n h i b i t e dt h ee n z y m a t i ca c t i v i t y ，b u tf e “， m 9 2 + a n d c a 2 + e n h a n c e dt h e c a t a l y t i c r e a c t i o no f 月r p t h er e a c t i o n m e c h a n i s mo fo x i d a t i o no fo i lc a t a l y z e db yh r pc o u l db ec o n s i d e r e da s p i n g p o n gk i n e t i c s t h e r ew e r en oo b v i o u sd i f f e r e n c e si nr a t i oo f 尉娃o f k i n e t i c sp a r a m e t e rc a t a l y z e dd i e s e lo i lb yh r pa td i f f e r e n tc o n c e n t r a t i o n so f h 2 0 2 ，a n di tw a sc l o s eo f xo fk i n e t i c sp a r a m e t e rc a t a l y z e dh 2 0 2b y 丘r pa t d i f f e r e n tc o n c e n t r a t i o n so fd i e s e lo i l i - 1 2 0 2w a sak i n do fi n h i b i t i v es u b s t r a t e a n dh a dg r e a ti n f l u e n c eo nt h ee n z y m a t i cr e a c t i o n 4 t h er e m o v a lo fo i lf r o ms y n t h e t i co i l yc o n t a i n i n gw a s t e w a t e rb y c a t a l y z e do x i d a t i o nw i t hl a c c a s ew a si n v e s t i g a t e d t h er e m o v a le f f i c i e n c yo f o i lw a sa sh i g ha s8 3 1 5 a tt h eo p t i m u mt e c h n i q u ec o n d i t i o n so f3 u m lo f l a c c a s e ，12 0m g lo fc h i t o s a n ，6 0o fp h ，3 0 co ft e m p e r a t u r e ，6h o u r so f r e a c t i o nt i m ef o rt h ei n i t i a lo i lc o n c e n t r a t i o no f1 2 0 m g li nt h ew a t e rs a m p l e v i 1 一 产 ， a 北京化工大学硕士研究生学位论文 t h eo i lr e m o v a le f f i c i e n c yo fa c t u a lo i l yw a s t e w a t e rw a so v e r9 3 u n d e rt h e s a m ec o n d i t i o n s t h ec a t a l y t i ce f f i c i e n c yo fl a c c a s ei sa f f e c t e d b yh i g h c o n c e n t r a t i o no fc u 2 + a n df e “t h e r ew a sn or e m a r k a b l ed i f f e r e n c ei n c a t a l y z e dd i e s e l o i lb yl a c c a s e c o m p a r e dw i t hh r p ，l a c c a s ew a sm o r e s u i t a b l ef o rt h ed e g r a d a t i o no fd i e s e lo i li nw a t e rb e c a u s eo fb e t t e ra f f i n i t y b e t w e e nl a c c a s ea n dd i e s e lo i l t h e s er e s u l t sw e r ei l l u s t r a t e dt h a ti tw a st o t a l l yf e a s i b l et ot r e a t o i l y s e w a g ew i t hh r pa n dl a c c a s e t h er e s i d u a lc o n c e n t r a t i o no fd i e s e lo i li s u n d e r10m g lw h e nt h ea c t u a lo i l yw a t e ri st r e a t e dw i t ht h et w oe n z y m e s ，a n d t h eh a n d l e dw a s t e w a t e rc a nm e e tt h en a t i o n a l s e w a g ed i s c h a r g es t a n d a r d t h e s em a yp r o v i d ef e a s i b i l i t yb a s i sf o ri n d u s t r i a l i z e da p p l i c a t i o nc a t a l y z e do i l b ye n z y m e si nt h et r e a t m e n to fo i l yc o n t a i n i n gw a s t e w a t e r ，a n da l s og i v e n e c e s s a r y t e c h n i c a lc o n d i t i o n sa n dd a t af o ri n d u s t r i a l z a t i o n d e s i g n i nt h e f u t u r e k e y w o r d s ：o i l ys e w a g e ，w a t e rq u a l i t ys t a b i l i z e r , h o r s e r a d i s hp e r o x i d a s e ， l a c c a s e ，f e n t o nr e a g e n t ，c a t a l y z e do x i d a t i o n v 玎 北京1 1 5 r - 大学硕士研究生学位论文 目录 摘要一i a b s t r a c t _ 上- - j - ， i | u舌1 第一章综述一2 1 1 含油污水的来源、性质、特点及其危害2 1 1 1 含油污水的来源及性质2 1 1 2 含油污水的特点2 1 1 3 含油污水对环境的危害3 1 2 国内外处理含油污水的传统方法。3 1 2 1 分离法一：3 1 2 2 氧化还原法4 1 2 3 电化学法4 1 2 4 吸附法4 1 2 5 粗粒化法5 1 3 近年来受到关注的方法5 1 3 1 膜分离法5 1 3 2 臭氧氧化法6 1 3 3 光催化法6 1 3 4 生物氧化法7 1 3 5f e n t o n 试剂法：8 1 4 酶技术的特点及其在有机废水处理中的研究进展一9 1 4 1 酶技术的特点一9 1 4 2 酶的种类及其在有机废水处理中的研究现状9 1 5 本研究的来源、意义和内容1 5 1 5 1 课题来源1 5 1 5 2 问题的提出和研究意义一1 5 1 5 3 研究内容。1 6 第二章油对常用水稳剂的影响1 7 。一 0 ， 北京化工大学硕士研究生学位硷文 2 1 实验试剂与仪器1 7 2 1 1 实验试剂1 7 2 1 2 实验仪器1 7 2 2 试验方法1 8 2 2 1 静态阻垢性能的评定方法1 8 2 2 2 缓蚀性能的评定方法1 8 2 2 3 分散氧化铁性能的评定方法1 8 2 2 4 杀菌性能的评定方法一1 9 2 3 试验结果与分析1 9 2 3 1 柴油对阻垢剂阻垢性能的影响1 9 2 3 2 温度对阻垢性能影响2 0 2 3 3 柴油对h e d p 缓蚀效果的影响2 1 2 3 4 柴油对杀菌剂杀菌性能的影响2 2 2 3 5 柴油对分散剂分散性能的影响2 3 本章小结2 4 第三章酶催化氧化柴油数据的可靠性论证。2 5 3 1 絮凝剂的选择2 5 3 2 絮凝剂对水样中柴油去除率的影响2 6 3 3 酶活的变化2 7 3 4 过氧化氢溶液中h 2 0 2 浓度的变化。2 8 本章小结。2 9 第四章辣根过氧化物酶催化氧化柴油工艺条件的研究3 0 4 1 实验试剂与仪器3 0 4 1 1 实验试剂3 0 4 1 2 实验仪器3 0 4 2 实验原理31 4 2 1h r p 催化氧化有机化合物的原理3 1 4 2 2 反应助剂对酶的保护原理3 2 4 2 3 动力学参数的测定及酶促反应机制的确定原理3 3 4 3 试验方法3 4 4 4 试验结果与分析。3 4 n 北京化工大学硕士研究生学位埝文 4 4 1h 2 0 2 浓度对除油率的影响。3 4 4 4 2 脚浓度对除油率的影响3 5 4 4 3p h 值对除油率的影响3 6 4 4 4 温度对除油率的影响3 7 4 4 5 反应时间对除油率的影响一3 8 4 4 6 金属离子对柴油去除率的影响3 8 4 4 7 强化h r p 催化氧化柴油反应的研究4 0 4 4 8 实际废水与模拟废水的除油率的比较4 0 4 5 酶促反应动力学的研究4 1 4 5 1 酶促反应机理的确定4 1 4 5 2 酶促反应动力学特征4 3 4 5 3h 2 0 2 抑制系数的测定4 4 本章小结4 6 第五章漆酶催化氧化柴油工艺条件的研究4 7 5 1 实验试剂与仪器4 7 5 1 1 实验试剂一4 7 5 1 2 实验仪器4 7 5 2 实验原理4 8 5 3 试验方法4 9 5 4 试验结果与分析4 9 5 4 1 反应时间对除油率的影响4 9 5 4 2 漆酶浓度对除油率的影响。5 0 5 4 3p h 值对除油率的影响一5 1 5 4 4 反应温度对除油率的影响5 1 5 4 5 金属离子对除油率的影响5 2 5 4 6 反应助剂对除油率的影响5 3 5 4 7 实际废水与模拟废水的除油率的比较5 4 5 5 酶促反应动力学特征5 5 本章小结5 6 第六章f e n t o n 试剂法处理含油污水工艺条件的研究5 8 6 1 实验试剂与仪器5 8 i l l c r 北京化工大学硕士研究生学位论文 6 1 1 实验试剂5 8 6 1 2 实验仪器5 8 6 2 实验原理5 8 6 3 试验方法5 9 6 4 试验结果与分析。5 9 6 4 1 反应时间对除油率的影响。5 9 6 4 2h 2 0 2 浓度对除油率的影响6 0 6 4 3f e s 0 4 浓度对除油率的影响6 1 6 4 4p h 值对除油率的影响6 2 6 4 5 温度对除油率的影响。6 3 本章小结6 3 第七章结论6 4 参考文献6 6 附录1电导法评定阻垢剂的阻垢性能7 1 1 附录2 油的测定一紫外分光光度法7 2 附录3h r p 酶活的测定方法7 5 附录4 漆酶酶活的测定方法7 7 附录5 过氧化氢溶液的标定方法7 8 致j 射。7 9 攻读学位期间发表的学术论文目录8 0 i v 北京化工大学硕士研究生学位论文 符号说明 v 一 p i 北京化工大学硕士研究生学位论文 j 上- j l 刖舌 环境是人类赖以生存的空间，而水又是人类生存的必要条件。随着社会的日益进 步，人口的不断增长，经济飞速发展，人类对水资源的需求也不断扩大。如今，水资 源不足及水污染，已经成为制约国民经济和社会发展的主要因素。 近年来，随着石油及石油化学工业的快速发展，各种含油污染物的排放量日益增 多，随之而来的石油污染日趋严重。同时，含油废水中除石油烃类外，还含有硫、酚、 氰等有害物质。这些有害污染物一旦排入水环境中，会破坏水体的生态平衡，对自然 环境造成极大危害，给人类社会生产生活造成巨大损失。国外的调查报告显示，受到 石油烃污染的地下水，在污染源受到控制后，一般几十年都难以在自然状态下复原。 因此，含油废水必须经过适当的处理后才能排放。 为了保护环境，保障人类的身体健康，国家颁布了各类环境质量标准，其中污 水综合排放标准( g b 8 9 7 3 8 8 ) 是针对工业污水排放的控制标准，国家规定的工业废 水中油的排放标准为1 0 矗g l 。但是，目前国内对含油污染物的处理效率还很低，处 理效果也不理想，因此对含油污染物的处理越来越受到环保界人士的高度重视，各种 除油方法也在不断改进。 我国的水处理技术相对比较落后，而且现代工业发展迅速，水资源不足和水污染 问题日益突出。只有加快我国的水处理技术研发步伐，才能摆脱当前的被动局面。因 此，开发高效、环保、经济的工业废水处理技术是当前水处理工作者所面临的紧迫任 务。如果能解决好这一问题，水资源的重复利用率就会大大提高，这也是解决世界性 水资源危机的关键之一。 本课题旨在对中国石油化工集团有限公司北京燕山分公司炼油厂循环水中的含 油废水进行研究，采用酶制剂和f e n t o n 试剂降解水中的柴油，研究其最适作用条件， 如酶量、温度、p h 值、反应时间等，在此基础上对酶的催化降解机理进行反应动力 学的研究。从我国处理循环水中的漏油方面以及环保方面来说，这一课题将具有广阔 的市场需求和应用前景。 北京化工大学硕士研究生学位论文 第1 章综述 1 1 含油污水的来源、性质、特点及其危害 1 1 1 含油污水的来源及性质 含油污水的量大，且涉及的范围也广，例如石油开采、石油炼制、石油化工、油 品贮运、油轮事故、轮船航运、车辆清洗、机械制造、食品加工等过程均会产生含油 污水。含油污水中油的类型可分为轻碳氢化合物、重碳氢化合物、燃油、焦油、润滑 油及脂肪油等。油在水体中的赋存状态多种多样，并极易受水体的性质、水中存在的 其他化合物如表面活性剂、电解质等的影响。根据含油污水中油粒直径的大小，可分 为浮油、分散油、乳化油和溶解油四种类型【l j 。 ( 1 ) 浮油：进入水体的油分通常大部分以浮油形式存在，例如炼油厂污水中浮油 的含量占总含油量的6 0 。8 0 ，油粒直径较大，一般大于1 0 0 , u m ，静置后能较快 上浮，以连续相漂浮于水面，形成油膜或油层。 ( 2 ) 分散油：粒径为1 0 1 0 0 , u m 的微小油粒，悬浮分散在水相中，不稳定，如有 足够的时间静置，会聚集合并成较大的油粒上浮到水面。也可能变小，转化成乳化油。 ( 3 ) 乳化油：粒径为0 1 1 0 , u m 的油粒，稳定，分散在水中，单纯用静置法很难 使油水分离。这是由于油粒表面存在双电层或受乳化剂的保护而妨碍了油粒的合并， 使其长期保持稳定的状态。乳化油须先经过失稳( 破乳) 处理，转化为浮油，然后再加 以分离。 ( 4 ) 溶解油：以分子状态分散于水体中，油粒直径比乳化油还小，有时可4 , n 几 纳米，油分和水形成均匀相体系，非常稳定，很难用般技术去除。 分散油、乳化油和溶解油在动力学上具有一定的稳定性，所以较难处理1 2 i 。 1 1 2 含油污水的特点 含油污水主要污染物为油、固体悬浮物、溶解状有机化合物以及细菌等，有的甚 至可能含有对人体有毒的元素，如砷、铬等。它具有以下特点：( 1 ) 油水密度差值小， 废水中油类物质的密度一般都小于1 0g m l ；( 2 ) 水中悬浮固体含量高、颗粒粒径小： ( 3 ) 细菌含量高：( 4 ) 有机物含量高：( 5 ) 矿化度高。 2 北京化工大学硕士研究生学位论文 根据含油污水的组成和特点，油分、化学需氧量( c o d ) 和固体悬浮颗粒( s s ) 是含 油污水出水水质的主要评价指标。 1 , 1 3 含油污水对环境的危害 含油污水的危害主要表现在：油容易在水体表面形成薄油膜，妨碍空气中的氧进 入水体，致使水中溶氧量急剧下降，破坏水的生态平衡，从而影响水生生物的正常生 长；还可进入地下水系，直接污染地下水源，影响居民用水和农田灌溉。如果牲畜饮 了含油废水，通常会感染致命的食道病；如果用含油废水灌溉农田，油分容易堵塞土 壤的空隙，阻止空气透入，使土壤微生物不能正常进行新陈代谢，严重时会造成农作 物减产或死亡i 羽。 另外，石油中的一些致畸致癌物质还可通过食物链的生物富集作用而直接危害到 人体健康( 油中一些低沸点芳香烃化合物对水中生物有直接毒害作用，多环芳香烃的存 在还会导致人类癌症发病率的升高) 。浮油的存在还增加了水面起火的危险性。因此， 对石油和石化等行业产生的含油污水进行有效的处理是极其必要的。 1 2 国内外处理含油污水的传统方法 水的污染是一个十分复杂的问题，污染源众多，污染程度千差万别，从而导致了 水处理也是一个十分复杂的工程，不同类型的含油污水要采用不同的处理方法。下面 就国内外处理含油污水的传统方法作一简要介绍。 卜 1 2 1 分离法 l 该法利用油水比重差及相互间的不溶性进行油水分离，主要是用来去除水中悬浮 态的油。含油废水的物理处理方法包括重力分离法、过滤分离法、离心分离法、浮选 法等【2 1 。重力分离