（环境工程专业论文）化学法处理含油废水的初步研究.pdf

重盎查兰三塑堡圭兰垡丝苎 一! 苎i ! 曼 摘要 随着工业的发展，油品的使用量越来越大，但由于各种技术限制和管理落后 的原因，大量油品进入水体，形成污染。处理含油废水的方法很多，如物理法、 生物法等，但是各有利弊。选用一种既经济又简便的水处理技术越来越受到人们 的关注。本课题利用高分子絮凝技术的特性，研究含油废水的处理情况，并且展 开了一步混凝法处理后的含油废水深度氧化法的初步研究工作。目前，国内外采 用深度氧化法处理含油废水的研究报道有限，本课题采用此法研究，旨在为以后 相关的研究工作提供借鉴。 实验分两部分，第一部分旨在研究性能最佳的混凝剂和助凝剂，以及其参数 的确定和处理环境中温度、酸化处理等因素对絮凝效果的影响。实验选用p c f 作 为混凝剂，研究结果发现在p h i 8 时絮凝效果好，而且混凝剂存在一个最佳浓度， 在此浓度下，絮凝效果最好。通过正交实验优选出工艺条件，原水c o d3 2 6 0 m g l ， 色度5 0 0 ，p h 7 2 ，悬浮物2 8 0 0 m g l 。5 0 0 m l 废水经过酸化、絮凝、混凝、沉降、 过滤后，可得到其色度 5 0 ，c o d 为9 8 r n g l 。 第二部分采用深度氧化法研究对含油废水处理情况。实验中选用五种氧化剂， 对含油废水氧化处理条件的选择、氧化时间等条件进行研究，并且通过测定废水 中物理指标、化学指标和生化指标评价处理方法的优劣。试验研究表明，深度氧 化处理的最佳条件：原水p h 控制在p h4 8 ，氧化时间4 8 h ，氧化剂( h ：0 2 ) 加量： 控制原水c o d h 。嘎( 3 0 ) 2 0 0 ，h ：0 2 分次投入比一次投入对c o d 的去除率要略高些， 催化剂( f e s n 7 h 。o ) 加量：控制h 2 0 2 ( 3 0 ) f e s 0 4 7 h 。0 ( 1 0 ) 2 。 由于采用深度氧化法处理含油废水是一个相对新的领域，还有很多研究工 作有待进一步的进行和完善。 关键词：含油废水絮凝剂正交实验深度氧化法 重塞丕兰三翌堡主兰垡堕奎 苎奎塑茎 a b s t r a c t w i t l lt h ed e v e l o p m e n to fi n d u s t r y , t h eu s i n ga m o u n to ft h eo i li sl a r g e ra n dl a r g e r b u tb e c a u s et e c h n o l o g i e sl i m i ta n dm a n a g e m e n tb a c k w a r dr e a s o n ，al a r g ea m o u n to f t h e o i le n t e r sw a t e rb o d i e s ，f o r mt h ep o l l u t i o n t h e r ea r em a n yt r e a t m e n t so f g e t t i n gr i do f i n d u s t r i a l o i l yw a s t e w a t e r , b u t t h e i re f f e c t sa r e l i m i t e d n o w a d a y s ，t od e v e l o p h i g h - e f f i c i e n t a n d p r a c t i c a lp r o d u c t sb e c o m em o r e a n dm o r ei m p o r t a n to nw a t e r p o l l u t i o n 眦ss t u d yu s et h e h i g hf l o c c u l a n t s t e c h n i c a l p r o p e r t y ，s e a r c h t h e h a n d l i n g c o n d i t i o no fc o n t a i n i n go i l yw a s t e w a t e r , a n dt h e nh a v es p r e a do u tt h ep r e l i m i n a r i l y r e s e a r c hw o r ko f d e g r e eo x i d i z em e t h o d n o w , t h ed o m e s t i ca n di n t e r n a t i o n a lr e s e a r c h r e p o r tt h a tc o n t a i n so i l yw a s t e w a t e r w i t l ld e p t ho x i d i z em e t h o dh a n d l i n gi sl i m i t e d t h i s p r o g r a ma i m sa tb e i n ga f t e r w a r d sr e l a t e dr e s e a r c hw o r kw i t ht h i sr e s e a r c ht oo f f e r r e f e r e n c e t h i ss t u d yw a sc o n d u c e di nt w op a r t s i n p a r t s 1 t h ef i r s ta i m sa t s t u d y i n g f l o e c u l a t i o na i da n dt h ec o a g u l a n to ft h eb e s to f p e r f o r m a n c e ，a sw e l la si t sp a r a m e t e r d e t e r m i n ea n dt h et e m p e m t u r oi ne n v i r o n m e n tm e l tt h ef a c t o r ss u c ha s h a n d l i n gf o r f l o c c u l a n t st h ei n f l u e n c eo fe f f e c t t e s tt oc h o o s ep c fi s c o a g u l a n t ，s t u d y r e s u l t d i s c o v e r yi np h 8 e f f e c tg o o d ，a n dc o a g u l a n th a sab e s td e u s i t y ，i su n d e rt h i s d e n s i t y ，r e s u l te f f e c tb e s t t h r o u g ho r t h o g o n a le x p e r i m e n tf i n d i n gag o o d c o n d i t i o n ， c o d 3 2 6 0 m g l o f r a w w a t e r ，c h r o m a t i c i t y 5 0 0 ，p h 7 2 ，t h i n g2 8 0 0m g ls u s p e n d s t h eo i l yw a s t e w a t e ro f5 0 0m lm e l t sv i a a c i d , f l o c c u l a t i o n ，c o a g u l a t i o n ，s u b s i d e ，f i l t e r a f t e r ，c a ng e ti t sc h r o m a t i c i t y 5 0 ，c o di s9 8m g l i np a r t2 ，h a n d l i n gt h e o i l yw a s t e w a t e r 、矶t l ld e p t ho x i d i z em e t h o d t e s tt ob e c h o s e nw i m5k i n d so f o x i d i z e r , s t u d yf o rt h eo i l yw a s t e w a t e ro x i d i z e sc o n d i t i o n ss u c h a s o p t i o n a n do x i d i z et i m eo fh a n d l i n g c o n d i t i o n ，a n dt h e nv a l u a t i n gp r o c e s s i n g t e c h n i q u et h r o u g hs u r v e y i n gb i o c h e m i c a li n d e xa p p r a i s e m e n t ，c h e m i c a li n d e xa n dt h e p h y s i c a li n d e x t h er e s u l ti st h ep hc o n t r o lo f r a ww a t e ri np h 4 8 o x i d i z et i m e 4 8 h ，o x i d i z e r ( h 2 0 2 ) a d dq u a n t i t yc o n t r o l l i n gc o d h 2 0 2o f r a ww a t e r ( 3 0 ) 9 1 ) 。k a n g 等研究了温度对铁盐混凝剂混凝动力学过程的影响。 c h a n g 等试验了明矾在不同的p h 条件下的脱水效率的规律 4 7 , 4 8 。 l a n g e r 等证明过长时间的搅拌会导致大絮团的破裂，或破坏颗粒物墙g 团的表 面，从而导致过多高分子吸附在颗粒物表面。李大鹏等建立了h p a m 分子与碱式 重鏖查堂三墨堡主兰垒笙塞 ! 茎竖塑竖鲨型鲨鏖墨垡堕竺望鱼塑壅查堕窒! 垄垦 铝离子交联反应的模型。g l a s g o w 等采用了独创的沉降实验，量化评估絮凝剂在高 岭土悬浊液中的絮凝动力学行为。 近期研究，a l l 3 的形成及稳定性成为研究热点。汤鸿霄指出溶液化学和形态 分布方面的研究，如铝盐及铁盐的水解和聚合，是开发高效絮凝剂必需的理论准 备；并认为无机高分子絮凝剂( 1 p f ) 的絮凝机理介乎传统混凝剂与有机絮凝剂之 间【4 殳5 0 】。 汤鸿霄等通过电位法、a 1n m r 、f t c s ，流式检测计、z e t a 电位法、絮凝检 测计和烧杯沉降等实验方法检验了1 p f 优于传统铝盐混凝剂的絮凝行为。栾兆坤 等采用改进的a 1 f e r r o n 快速测定法和流动电流技术研究了铝与聚铝水解形态的转 化规律、稳定性及荷电状况1 5 “。 无机高分子絮凝荆研究进展较大，复合型絮凝剂成为近来的研究热点。高宝 玉等以硅酸钠、硫酸铁为原料制备了聚硅酸硫酸铁( p f s s ) ，当其f e s i 0 2 比在1 5 以上时对高岭土悬浊液浊度去除效果最佳。王东升等研制的聚硅铁( f p s ) ，其f e s i 比为l ，活化时间为l h 时絮凝效果最佳。b e e c r o f t 等制备的部分中和硫酸铝( p n a s ) 溶液在某些水处理中性能优异。d i a 等发现预水解的聚铝或p c f 对浊度去除效果 最佳时的碱基度范围在0 5 1 之间。 有机高分子絮凝剂中，阳离子高分子絮凝剂的优良絮凝性能使其成为水处理 首选絮凝剂。季胺盐类阳离子絮凝剂不仅有很好的缓蚀、分散阻垢作用，而且还 有强杀菌作用。朱红等通过多种药剂与聚多胺复配得到有机复合阳离子絮凝剂 p n 5 ，该絮凝剂对于难处理煤泥是一种质量优良、性能稳定的高效阳离子絮凝剂， 已取得了明显的经济效益和环境效益。k i m 等合成了丙胺和氯甲代氧丙环的聚缩 物( p p e ) 对膨润土悬浊液和压缩污泥有絮凝和过滤增效作用。g a n 等比较了合成 絮凝剂胍、p e i 和p a m 与天然高分子壳聚糖以及铝混凝剂对造纸墨液中木质素( 色 度和t o c ) 的去除效果，结果表明，壳聚糖对色度和t o c 的去除效果最好，分别 是9 0 和7 0 。我国己加强阳离子聚丙烯酰胺的技术攻关，如浙江化工研究所研 制了甲基丙烯酸二甲胺乙酯氯甲烷盐( d m c ) 类单体与丙烯酰胺的共聚物 ( d m c a m ) 等产品，有良好的应用性能【5 ”。 天然混凝剂和絮凝剂是一种新型的无毒、无害混凝剂和絮凝剂。热带植物 m o r i n g a o l e i f e r a 种子含有一种可食用油和具有优异絮凝性能的水溶性物质。 n d a b i g e n g e s e r e 等指出其中的絮凝活性物质是分子量为1 3 kd a 、等电点为l 1 l 的二聚体阳离子蛋白质。这种天然絮凝剂的优点是无毒、可生物降解、且不影响 出水p h 值和电导率，其污泥产生量亦只有铝盐絮凝剂的1 4 到1 5 。a l s a m a w i 研 究了秋葵种子、汁液、茎和根的提取物的絮凝效果。雷中方等发现木质素的网状 结构具有强的吸附和网捕能力，对p h 值小于4 的高岭土悬浮液有良好的絮凝效果， 1 0 重鏖查堂三墨堡主堂垡丝奎 ! 鍪塑望堡堡塑堡鏖墨垡些竺望鱼燮堑茎! 兰里 且不受电荷状态的影响。瓜尔胶、田菁胶等水溶性多聚糖，多具有无毒的特点， 经化学改性后可以制出无毒絮凝剂，这对饮用水原水处理、糖食工业等固液分离 有重要意义p ”。 在微生物絮凝剂方面，美国、日本和我国等许多国家早已开展微生物多聚糖 的研究。s u h 等从土壤样中分离并鉴定了能产生优良絮凝物质的杆状菌株。孟琴等 利用废弃微生物制各了呈正的表面电势的生物材料，并研究了其絮凝动力学和 再生情况。l e e 等利用多步沉淀的方法从a r c h u a d e n d r o ns p t s 一4 9 培养基中得到的 絮凝物质在p h 3 0 时絮凝效果最佳，且能被f e c l 3 或f e s 0 4 等无机盐增效。w a n g 等筛选出的2 7 种菌株能产生对高岭土有絮凝作用的物质，其中分子量高于1 0 6 d a 的有高效除浊和除色功能，并能被c a 2 + 、m n 2 + 、m g ”等增效。 另外，吴早春等通过混凝搅拌实验，采用新型混凝剂聚磷氯化铝对含油污水、 毛纺染料废水以及受污染的河水进行混凝处理。在较少的投药量下，对浊度、油 分、c 】r 的去除率在9 噼a 以上，对溶解性有机物的去除率也达6 0 以上，且适应较 高的p h 值。杨智宽等应用羧甲基壳聚糖对水中c d 2 + 离子进行絮凝处理，研究了溶 液的酸度、温度、絮凝时间以及电解质的相对量等因素对除镉率的影响。洪宗国 等在铁系混凝剂处理含聚合物油田污水的研究中研究了铁系混凝剂处理该污水的 条件和酸度对处理过程的影响。高宝玉等研究了a i s i 摩尔比及制备工艺对聚硅氯 化铝混凝效果的影晌。栾兆坤等制备了聚硅酸金属盐絮凝荆并对其絮凝除浊脱色 效果进行了实验研究，p s m s 可显著提高并改善絮凝除浊腐植酸的效果。李琼等以 高浓度表谣活性裁废水为处理对象，详细研究了接支共聚型天然高分子絮凝剂 c g b - a 在不同条件下的絮凝净化性能。王乃芝在化学法处理淀粉生产废水的实验 中得出絮凝物在压滤脱水后掺在煤中做燃料，无二次污染，该方法经济合理。吴 伟等对催化剂生产过程中的废水处理进行了研究，发现高p i - i 值和硅酸盐含量是影 响废水体系稳定的主要因素，采用药剂z c 2 f 絮凝速度快、处理效果好，是一种 性能优良的含硅酸盐废水处理剂。夏畅斌等对有机高分子絮凝剂用于浮选精煤脱 水的研究中，论述了利用阴离子和阳离子絮凝剂对细粒和超细粒煤进行脱水的实 验，探讨了絮凝剂的种类、用量、分子量大小及p h 值对脱水效果的影响。栾兆坤 等研究了聚铝铁硅絮凝剂的p h 弛豫规律及其稳定性，并通过流动电流测定了其电 动特性5 钔。 石宝友等选取了4 种典型的有机高分子絮凝剂，研究聚合铝与阳离子型有机 高分子和阴离子型有机高分子复合后的絮凝特性及其吸附特性，结果表明，聚合 铝与阳离子型有机高分子复合能够使其絮凝效能相互促进，而聚合铝与阴离子型 有机高分子的复合只有在药剂投加量达到一定值时才能对絮凝效能起促进作用。 席美云等比较了不同f e s i 的p s f s 的絮凝效果及其稳定性，当p h = 3 左右，f e s i 里壅查堂三塑堡主堂丝兰壅 ! 茎塑堡塑鲨塑堡堕墨垡鲨竺堡鱼塑堕查婴壅堂垦 含量比为1 ：2 时p s f s 具有较好的絮凝效果，在实验条件下，絮凝剂的最佳用量 为8 m 叽。董银卯等以双氰胺、甲醛的反应为主反应，通过引入添加剂，研制出一 种新型阳离子有机絮凝剂，并进行了一系列废水应用实验。 2 3 存在的问题 我国的水工业和水污染控制技术在絮凝净化方面还是个薄弱环节。对无机絮 凝剂的开发应用较好，除个别品牌的絮凝剂未开发外，基本具备生产优质无机高 分子絮凝剂的技术水平。但缺少系列化、规模化生产，厂家多、规模小，产品单 一，生产工艺设备落后，产出的絮凝剂质量不够稳定，对药剂所含重金属等毒害 性物质缺少必要的统一的控制与管理，水不溶物与杂质含量较高。 我国的有机高分子絮凝剂与国外发达国家相比还存在很大差距。以主要产品 聚丙烯酰胺类絮凝剂为例，主要差距是：在生产品种上，国外阳离子型絮凝剂占 6 0 ，国内仅为6 ，而且基本上是低档产品：在产品形态上，国外有颗粒化固体 产品、悬浮体、油乳野，国内只有干粉和胶体；在产品质量上，国外由于生产技 术较先进，生产规模大，游离单体含量低( o 0 5 ) ，分子量可达1 5 0 0 万以上， 而溶解性能仍然较好，国内产品分子量一般未超过1 0 0 0 万，分子量分布范围宽， 游离单体含量比国外产品高出5 倍左右，溶解性能较差；在生产工艺上，国外采 用带式或釜式聚合和冷冻干燥，国内大多采用盘式、捏合式、釜式聚合，干燥大 多采用间歇式烘烤，药剂分子量降解大，能耗也增大；在生产规模上，国外单系 列生产规模达8 0 0 0 t a 以上，国内单系列最大年产量不足国外的1 1 0 ；在絮凝剂的 溶解、投加技术与设备方面，国内同国外也有较大差异距。 2 4 深度氧化法一催化氧化原理( a o p ) 在化学氧化法中利用强氧化剂如1 - 1 2 0 2 、c 1 0 2 和0 3 等形成具有强氧化性 的o h 自由基，作为氧化的中间产物来实现氧化，其中提高o h 的形成量与生 成速度是氧化处理效果的关键，最有代表性的深度氧化有光催化氧化、氧化剂催 化氧化及其复合处理技术。 2 4 ，1 光催化氧化 除光分解外，所有的光催化氧化反应中，都有利用光催化氧化剂产生o h 自由基，其化学历程如下： h 2 0 2 + v 2 h o 或利用光催化半导体t i 0 2 产生电子空穴，然后吸附水分子或氧化氢离子，形 成吸附态的o h 自由基即 t i 0 2 + h v t i 0 2 ( h + 十e ) t i 0 2 ( h + ) + ( h 2 0 ) t i 0 2 + ( 0 h ) 1 2 重庆大学工程硕士学位论文2 絮凝混凝法和深度氧化法处理含油废水研究进展 积 2 4 2 臭氧固定床催化氧化技术 固定床催化臭氧化( e c o c l e a r ) 的机理，是假设臭氧和有机物分子同时吸 附在催化剂表面，吸附于表面的臭氧转化为0 自由基并氧化其相邻吸附的有机 分子，氧化过程经几个氧化中间产物同时进行溶解的臭氧不断地在催化剂表面形 成0 自由基，氧化产物对催化剂表面的吸附力减弱，以碳酸盐为主的最终产物 从催化剂表面脱吸，臭氧化催化氧化工艺臭氧需要量少，受溶解自由基被捕获如 碳酸氢盐的影响不显著，并在没有自由基形成的强酸性条件下也同样有效。 纵观国内外研究报道，用深度氧化法处理含油废水的研究不多，因此，这也 是本研究的创新之一。 重盎查兰三i 墅主堂垡兰皇 ! 塞丝互i 生 3 实验方法 3 1 实验药品及仪器 实验所需药品、仪器分别见下表3 1 、3 2 。 表3 1 实验药品一览表 药品名称纯度及规格生产单位 含油废水c o d 2 6 9 0 - 3 2 6 0 红褐色天东8 9 天东9 1 天东8 5 重铬酸钾分析纯重庆北碚化学试剂厂 硫酸p分析纯国营重庆无机化学试剂厂 = 1 8 4 9 m k 硫酸银分析纯重庆化学试剂总厂 硫酸亚铁铵分析纯重庆北碚化学试剂厂 p c f 永荣化工厂 聚丙烯酰胺化学纯中国医药( 集团) 上海化学试剂公司 1 ，1 0 一菲绕琳试剂分析纯上海试剂三厂 蒸馏水分析纯 重庆大学化学实验准备室 沸石化学纯中国医药( 集团) 上海化学试剂公司 石灰石化学纯重庆 p h 试纸广泛试纸 上海三爱思试剂有限公司 化学分析滤纸中速滤纸杭州新华纸业有限公司 硫酸亚铁化学纯上海试剂三厂 n a c l 0 c l z c a ( c i o ) ? m 0 2 c l0 2 石油醚 无水硫化钠 氯化钠 重庆大学工程硕士学位论文 3 实验方法 袁3 2 实验仪器 仪器名称数量 规格 冷凝回流管 2 1 9 2 6 移液管 2 个b z l 9 l c d m 型连续可调控湿电热套 t 个 电压o 、2 2 0 ，容量2 5 0 m l 可调电炉1 个 滴定管1 个5 0t l i l j j 一1 型定时电动搅拌器 1 台 j y t 一2 架盘药物天平1 台最大称量2 0 0 克 分析天平1 台 量筒若干5 00 m l 、5 0t i l 、1 0 吐 烧杯若干1 0 0 0 吐、1 0 0 i l 、5 0 l l l l 磨口锥形瓶3 个1 9 2 92 5 0m l 圆口锥形瓶1 个2 5 0m l 漏斗3 个 自动恒温箱1 台 容量瓶2 个1 0 0 0m l 、1 0 0m l 铁架台2 个 移液管2 支1 0 札、il n l 温度计 1 支o “2 0 0 电冰箱1 台 恒温水浴锅 分光光度计 3 2 实验方法 3 2 1 混凝、絮凝法处理含油废水工艺选择 3 2 2 催化氧化法处理含油废水工艺选择 为使本研究做到有的放矢，我们首先对川东钻探公司近年( 1 9 9 4 1 9 9 8 年) 一步 混凝法( 直接加混凝剂和助凝剂于处理罐中) 进行处理的含油废水主要指标去除率 及超标率情况进行了统计分析( 详见表5 0 ) 。 从表5 0 中我们可以看出：含油废水经步混凝法处理已难以达到现国家的新 要求，必须对其进行深度处理。因此，实验研究了深度处理的另一工艺技术即催 化氧化法对含油废水进行深度处理。其工艺流程如下图3 1 ： 重庆大学工程硕士学位论文 3 实验方法 图3 1 氧化法处理工艺流程图 含油废水深度处理方法选择 根据钻井生产特点：流动性强，周期相对较短( t - t 5 年) ，同时，废水产生量 不大，一般2 0 一4 0 寸天。同时，现一步混凝法处理工艺简单，易操作，并较实用 的实际情况。经研究分析，对一步混凝法处理后的含油废水再经氧化吸附深度处 理较为实际可行。 氧化处理含油废水氧化剂的选择 目前通用废水处理氧化剂有n a c l 0 、c 1 2 、c a ( c 1 0 h ( 漂白粉) 、h 2 0 2 、c 1 0 2 、 液氯和o 。等，考虑到现场使用安全和方便，选择前5 种进行实验研究。 氧化处理含油废水实验方法 选用烧杯试验法，即先在烧杯中盛装相同量的处理后的废水( 2 0 0 m 1 ) ，然后在 加入氧化剂搅拌混均，在相同实验条件下( a n 量和氧化时间等) ，分析处理后的主 要指标c o d 、色度，依此进行选择确定 3 3 分析测试方法 3 3 1 分析试剂的配制及硫酸亚铁铵标准溶液的标定 硫酸银j 硫酸试剂：向l l 硫酸中加入1 0 g 硫酸银，放置1 2 天使之溶解， 并混匀使用前小心摇动。 重铬酸钾标准溶液： 用分析天平准确称量在1 0 5 c 下干燥2 小时的重铬酸钾1 8 3 8 7 4 克，倒入 1 0 0 0 m l 的容量瓶中，t n , , k 蒸馏水至1 0 0 0 m l ，摇匀，移入广口瓶中备用。 硫酸亚铁铵标准滴定溶液 1 ) 浓度为c ( n i - h ) 2 f e ( s 0 4 ) 2 6 h z o 一0 1 0 m o l l 的硫酸亚铁铵标准滴定 溶液：溶解3 9g 硫酸亚铁铵 ( n i - h ) 2 f e ( s o d2 6 h 2 0 于水中，加入2 0m l 硫 酸( 3 2 2 ) ，待其溶液冷却后，稀释至1 0 0 0m l 。 2 ) 每日临用前，必须用重铬酸钾标准溶液准确标定此溶液的浓度。 1 6 重庆大学工程硕士学位论文 3 实验方法 取l o 0 0m l 重铬酸钾标准溶液置于锥形瓶中，用水稀释约至1 0 0m l ，加 入3 0 m l 硫酸，混匀，冷却后，加3 滴( 约0 1 0 5 m l ) 试亚铁灵指示剂，用硫酸亚 铁铵滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色变为红褐色，即为终点。记录下硫酸亚铁 铵的消耗量( m l ) 。 3 ) 硫酸亚铁铵标准滴定溶液浓度的计算： c 【( n h 4 ) 2 f e ( s 0 4 ) 2 6 h 2 0 = ( 1 0 0 0 x 0 2 5 0 ) v = 2 5 ，v 式中：v - 一滴定时消耗的硫酸亚铁铵溶液的毫升数。 石灰水的配制：将适量的生石灰放入烧杯中，加入适量的蒸馏水使其溶解 并成乳状，移入广口瓶中备用。 延驷c f l 、2 o 、3 0 、4 、5 溶液的配制：分别取0 1 5 6 m l0 3 1 3 m l 、0 6 2 5 m l 、 0 9 3 8 m l 、1 2 5 m l 、1 5 6 3 m l 、p c f ，加蒸馏水至1 0 m l ，混匀，即得所需溶液。 3 3 2 最终主要指标的检测 在废水处理过程中，为了评价处理方法的优劣，采用了物理指标、化学指标 和生物指标。其中，化学指标主要有生化需氧量、化学需氧量、总有机碳、有机 氮、氨氦、亚硝酸氮、硝酸氮、总氮、p h 值、有机毒物( 酚、苯、有机汞、稠环 芳烃、有机农药等) 、无机毒物( 氰、汞、铬、镉、砷等) 。 化学需氧量( c o d ) 所谓化学需氧量( c o d ) ，是在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样 时，所耗的氧化剂量。它是表示水中还原性物质多少的一个指标。水中的还原性 物质有各种有机物、囊硝酸盐、硫化物、亚铁盐等。但主要的是有机物。因此， 化学需氧量( c o d ) 又往往作为衡量水中有机物含量多少的指标。化学需氧量越 大，说明水体受有机物的污染越严重。 实验部分采用国家标准水质化学需氧量的测定重铬酸盐法。 在水样中加入已知量的重铬酸钾溶液，并在强酸介质下以银盐作催化剂， 经沸腾回流后，以试亚铁灵为指示剂，用硫酸亚铁铵滴定水样中未被还原的重铬 酸钾，由消耗的硫酸亚铁铵的量换算成消耗氧的质量浓度。 在酸性重铬酸钾条件下，芳烃及吡啶难以被氧化，其氧化率较低。在硫 酸银催化作用下，直链脂肪族化合物可有效地被氧化。其计算方法如下以m g l 计 的水样化学需氧量： c o d ( m g l ) = c ( v i - v 2 ) x 8 0 0 0 v 。 式中：c - 硫酸亚铁铵标准滴定溶液( 3 2 5 ) 的浓度，m o l l ： v 空白试验( 3 5 5 ) 所消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积，m l ： v r 一试料测定( 3 5 6 ) 所消耗的硫酸亚铁铵标准滴定溶液的体积，m l ； v ，一试料的体积，i i l l ； 1 7 重庆大学工程硕士学位论文 3 实验方法 8 0 0 0 一1 4 0 2 的摩尔质量以m g l 为单位的换算值。 测定结果一般保留三位有效数字，对c o d 值小的水样( 3 5 1 ) ，当计算出 c o d 值小于1 0m g l 时，应表示为“c o d l ，三价铁离子的配位水即可发生分解，放出氢离子，生 成三价铁离子的单核羟基配合物。在酸性溶液里，可以生成两种单核组分f e o h 2 + 、 f e ( o h ) 2 + 及两种多核组分f e 2 ( o h ) 2 4 + 、f e 3 ( o h ) 4 5 + ，多核铁的羟基配合 物是由单核组分通过羟桥相连而成。在定条件下，三价铁的水解产物能聚合、 成核形成沉淀，先生成无定形氢氧化铁沉淀，然后转变成- f e o ( o h ) 。在d h “ 时，未水解三价铁离子含量最高；在p h 为4 6 时，以f e ( o h ) 2 + 的含量最大， 在p h 为6 9 时，则以f e ( 0 h ) 3 ( 溶液态) 为主，当p h 9 时则以f e ( o h ) 4 为 主要部分。p c f 中硫酸根可以起桥联作用，促进简单铁离子水解产物的聚合，更 主要的是桥连作用，促进简单铁离子水解产物的聚合，更主要的是p c f 分子族的 重鏖查堂王矍堡主兰垡笙壅一一_ ! 塞壁堕墨墨塑鱼 网络中插入了羟基，结果就以o r 作为架桥形成多核配离子。p c f 的盐基度越高， 其分子聚合度越大，形成的羟基配合物就具有更多的电荷和更大的表面积，其絮 凝性能也就更好。 表中p h 8 以上，c o d c ，值较小，在本实验中p h = 1 0 ，净化效果最好。这 说明在碱性情况下进行废水处理p c f 可以充分的发生架桥作用，得到较好的处理 效果。而在酸性条件下c o d e , 值就变化较大，废水处理效果不好a 4 1 ，3 温度对含油废水净化过程影响试验研究 水温一般在2 0 - 3 0 * ( 2 为宜，水温过低，混凝剂水解缓慢，生成的絮体细碎松 散，不易沉降。为了弥补水温过低的不利影响，可采取废热加热，配合使用铁盐 混凝剂、投加活性硅酸助凝剂和粉煤灰、粘土等絮体加重剂，以及适当提高介质 碱度来增加水解平衡常数等措施。 将定时电动搅拌器转速调节至8 6 r m in ，用水浴加热1 号废水5 0 m l 至3 0 c ， 用上述实验配制的p c f i o m l 与p c f 混合，同时，开始搅拌，并迅速加入氢氧化钙， 调节p h 值至8 ，搅拌5 分钟后，去掉水浴，沉降1 0 分钟。过滤，取其滤液l m l 于锥形瓶，加入5 m l 重铬酸钾，9 m l 蒸馏水，两粒沸石，再滴加硫酸银硫酸溶液 1 5 m l ，其余步骤与做p h 值回流部分实验相同。记录所用的硫酸亚铁铵标准溶液的 体积。同样方法，做将温度调节至4 0 c 、5 0 、6 0 ( 2 和用冰浴进行2 c 、1 5 的实 验。实验数据记录如下表4 ，2 。 表4 2温度对絮凝效果的影响 i 温度 v ( n m ) ：融( s n ) 。m ( 黼。) ( s 吼) 。c 0 0 c ，c o d c ，( 平) f2 1 0 4 00 0 9 1 2 42 0 0 1 0 4 1 9 7 1 0 3 l o 。5 qo o g l 2 41 9 3 1 0 3 1 0 7 00 0 9 1 2 4 1 7 8 1 0 3 1 5l 8 0 1 0 。 1 0 6 50 0 9 1 2 41 8 2 1 0 3 1 0 2 00 0 9 3 6 31 9 5 1 0 3 3 02 0 6 1 0 3 1 0 。1 00 0 9 1 9 12 1 7 1 0 1 9 9 00 0 9 3 6 32 1 8 x 1 0 3 4 02 2 3 1 0 3 9 8 50 0 9 2 9 42 2 7 x 1 0 3 1 0 1 00 0 9 1 9 12 1 7 1 0 3 5 02 1 9 1 0 4 1 0 0 50 0 9 1 9 12 2 0 l 1 0 2 00 0 9 1 9 12 0 9 1 0 3 6 02 0 2 l o 。 1 0 4 00 0 9 1 9 11 9 4 1 0 4 单位：温度，；v ( n h 4 ) y e ( s 0 4 ) 2 ，m l ；m ( n h d2 f e ( s 0 4 ) 2 t o o l l ：c o d o ，m g ，l 2 1 重盎查堂三塑堡主堂垡丝壅! 塞堕笙墨墨! i 堂 从实验数据和图来看，水温太高或太低都不利于絮凝。低温时混凝效果差， 絮凝很缓慢，是由于无机盐类混凝剂在水解时是吸热反应，水温低时，水解十分 困难。其次，低温的水粘度大，水中杂质的热运动减慢，彼此接触碰撞的机会减 少，不利相互凝聚。水的粘度大，水流的剪力增大，絮凝体的成长受到阻碍，因 此，只有升高水温，分子间的扩散速度加大，有利于混凝反应的进行。 但是水温不能太高，否则，絮凝形成的矾花由于剧烈的搅拌和碰撞而破碎， 或形成细小的沉淀，而不易成架桥联结作用，从而影响絮凝的效果。从图形上分 析，温度在1 5 有较好的效果。在2 1 2 和高温c o d 值都很大，处理效果明显不好。 4 1 4 剂量对含油废水净化过程影响试验研究 种类的选择主要取决于胶体和细微悬浮物的种类、性质和浓度。如果水中的 污染物主要是细微悬浮物或次生化学沉淀物，可单独采用高分子絮凝剂；如果污 染物主要呈胶体状态且e 电位较高，则应首先投加无机混凝剂使其脱稳凝聚，如 絮体细小，还需投加高分子絮凝剂或配合使用活性硅酸等助凝剂。在很多情况下， 将无机混凝剂和絮凝剂并用，使混凝效果明显提高，应用范围扩大。 ( 1 ) p c f 的剂量按实验要求分别取l m l 、2 m l 、3 m l 、4 m l 、5 m l 、6 m l 、7 m l ， 1 号废水( 密度约为1 o o g c m 3 ) 5 0 r a l ，电动搅拌器转速为9 0 f r a i n ，将废水与p c f 混合搅拌并迅速加入氢氧化钙，调节p h 值至8 ，搅拌3 分钟，沉降8 分钟。过滤， 取l m l 滤液于锥形瓶中，加入5 m l 重铬酸钾标准溶液，9 m l 蒸馏水，两粒沸石，再 滴加硫酸银硫酸溶液1 5 m l ，其余步骤与做p h 值回流部分实验相同。记录所用的 硫酸亚铁铵标准溶液的体积。记录数据如表4 3 所示。 表4 3 絮凝剂剂量对絮凝效果的影响 m p c f ：m 废水= ( 1 t 0 ) ：l 0 0 3 m ( 废水) ：m ( p c f ) v ( n i t ) 2 f e ( s o , ) zm ( n l ) 2 f e ( s 仉) 2c o 珧， 1 0 0 ：1 61 0 5 00 0 9 1 2 41 9 3 0 1 0 0 ；3 21 0 7 50 0 9 1 2 41 7 5 0 1 0 0 ：4 81 1 4 00 。0 9 0 5 81 3 4 0 1 0 0 ：6 41 1 7 50 0 9 0 5 81 0 8 0 1 0 0 ：8 01 2 0 50 。0 9 0 5 88 6 4 1 0 0 ：9 61 1 7 00 0 9 2 5 99 3 0 1 0 0 ：1 1 21 1 8 00 0 9 2 5 98 5 6 单位：质量，m g ；v ( n h ) 2 f e ( s 吼) ：，髓l ；m ( 瑚) 2 f e ( s 也) 2 ，m c , i l 2 ) 将p c f 按p c f 与废水比为0 5 、l 、2 、3 o 、4 、5 的比例配制好 的溶液取l m l p c f 与2