（环境工程专业论文）表层黄土对含油废水的处理研究.pdf

童 l 卜 工 ，7 f j t h es t u d yo ft h et r e a t m e n to fo il yw a s t e w a t e rb ym a l a nl o e s s l ik o u c h e n b e ( h a r b i nu n i v e r s i t yo fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y ) 2 0 0 8 at h e s i ss u b m i t t e di np a r t i a ls a t i s f a c t i o no ft h e r e q u i r e m e n t sf o rt h ed e g r e eo f m a s t e ro f e n g i n e e r i n g e n v i r o n m e n t a le n g i n e e r i n g i nt h e g r a d u a t es c h o o l o f l a n z h o u u n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g y s u p e r v i s o r p r o f e s s o rh a n z h i y o n g m a y , 2 0 1 1 t i 兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取 得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其 他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个 人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果 由本人承担。 作者躲稼n f 琵 日期：洲年莎月夕日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学 校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文 被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容 编 编 国 1 1 硕士学位论文 目录 摘要i a b s t r a c t i i 第1 章绪论1 1 1 含油废水的概述一l 1 1 1 含油废水的来源1 1 1 2 含油废水的分类1 1 1 3 含油废水的危害l 1 2 不同含油废水的常用处理方法2 1 2 1 浮油的处理方法2 1 2 2 分散油的处理方法2 1 2 3 乳化油的处理方法3 1 2 4 溶解油的处理方法4 1 3 课题研究的内容和意义4 1 3 1 研究意义4 1 3 2 研究内容5 1 3 3 本课题的创新性5 第2 章试验材料和方法6 2 1 试验材料6 2 1 1 黄土6 2 1 2 含油废水一6 2 1 2 仪器与试剂7 2 2 试验方法7 2 2 1c o d 的测定7 2 2 1s s 的测定8 2 2 3 含油量的测定8 第3 章表层黄土处理含油废水影响因素研究9 3 1 温度9 3 1 1 静态吸附法9 3 1 2 土柱吸附法1 0 3 2p h 值1 2 3 2 1 静态吸附法1 2 3 2 2 土柱吸附法1 3 3 3 盐度1 5 j 一 表层黄土对含油废水的处理研究 3 3 1 静态吸附法1 5 3 3 2 土柱吸附法一1 6 3 4 渗透速度一1 8 3 4 1 加膜法1 8 3 4 2 加压法1 9 3 5 表面活性剂对含油废水处理效果的影响2 l 3 5 1 阳离子表面活性剂( 十二烷基三甲基溴化铵) 2 l 3 5 2 阴离子表面活性剂( 十二烷基苯磺酸钠) 2 3 3 5 3 阳离子与阴离子表面活性剂共同作用一2 6 第4 章结论3 0 参考文献31 致谢3 7 附录a攻读学位期间所发表的学术论文目录3 8 j 一 硕十学位论文 摘要 含油废水是一种常见的量大面广的工业废水，如石油的开采及加工运输、机 电及机械加工、石油化工等行业每天排出大量的含油废水，严重危害着水环境的 安全。对含油废水的处理方法主要有布气上浮法、溶气上浮法、电解上浮法、混 凝法、过滤法、生物法等。研究表明表层黄土在水软化作用下，土体的物理力学 与水理性质呈现出明显的规律性，黄土对水中废油有一定吸附性，可以处理含油 废水。若通过一定的方法来改善土壤本性，可以提高渗透速度和处理效果，通过 改变外部条件如p h 值、温度、盐碱度等或通过添加表面活性剂、改变渗透速率 的材料等，可以增强处理效果。 本文研究了表层黄土对含油废水的处理效果，通过改变外部环境温度和p h 值来研究其对含油废水的处理效果，确定了最佳的温度和p h 值，再在该温度和 p h 值下通过改变土壤盐碱度，改变土壤渗透率来研究马兰黄土对含油废水的处 理效果。然后，又通过添加表面活性剂对表层黄土处理含油废水的效果进行了研 究，发现添加阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂都使得其处理效果增强。 关键词：马兰黄土；渗透率；温度；p h 值；表面活性剂；盐碱度 。弓 j 一 表层黄土对含油废水的处理研究 a bs t r a c t o i l y w a s t e w a t e ri s g e n e r a t e db yv a r i o u si n d u s t r i e s ，s u c h a sp e t r o l e u m e x t r a e t i o n ， o i l p r o c e s s i n g ，p e t r o l e u mt r a n s p o r t a t i o n ， m e c h a n i c a lw o r k o u t ， e l e e t r o m e e h a n i e a lm a c h i n i n ga n dp e t r o e h e m i e a li n d u s t r y t h i sk i n do ft r a d ew a s t e h a sa ne n o r m o u sq u a n t i t ya n dw i d e l yr a n g ea n di ti sag r e a th a r mt ot h ew a t e r e n v i r o n m e n t t h et r e a t m e n to fo i l yw a s t e w a t e ra r ef l o a to nt h ec l o t hg a s ，f l o a to nt h e d i s s o l v e dg a s ，f l o a to ne l e c t r o l y s i s ，c o a g u l a t i o n ，f i l t r a t i o n ，b i o l o g i c a lm e t h o d e c t t h er e s u l t ss h o wt h a tu n d e rt h ea c t i o no ft h ew a t e rs o f t e n i n g ，t h ep r o p e r t i e so fs o i l p h y s i c a la n dw a t e ro fm i n gm a l a nl o e s ss h o wac l e a rr e g u l a r i t y l o e s sh a ss o m e a b s o r p t i o no nt h eo i li nw a t e r ，c a nh a n d l et h eo i l yw a s t e w a t e r i ft h r o u g hs o m eo ft h e w a y st oi m p r o v et h es o i ln a t u r e ，c a ni n c r e a s et h ep e n e t r a t i o nr a t ea n dt r e a t m e n t e f f e c t ，b yc h a n g i n gt h ep hv a l u eo ft h ee x t e r n a lc o n d i t i o n ss u c ha st e m p e r a t u r e ， s a l i n i t y , e t c ，o rb ya d d i n gs u r f a c t a n t s ，s u c ha sc h a n g i n gt h ei n f i l t r a t i o nr a t e ，l e tg oo f t h em a t e r i a l ，c a ne n h a n c et r e a t m e n te f f e c t i nt h i sp a p e r ，w es t u d yt h ee f f e c t so fm a l a nt r e a tt h eo i lw a s t e w a t e r , t h ep a p e r b yc h a n g i n gt h et e m p e r a t u r ea n dp hv a l u eo ft h ee x t e r n a le n v i r o n m e n tt os t u d yi t s e f f e c to nt h et r e a t m e n to fo i l yw a s t e w a t e r ，t h eo p t i m u mp h ，t e m p e r a t u r ea n d k a z a k h s t a n ，a n dt h e nt h et e m p e r a t u r ea n dp h ，b yc h a n g i n gt h es o i ls a l i n i t y ，s o i l p e r m e a b i l i t yt os t u d yc h a n g e si nt h em a l a n l o e s so fo i l yw a s t ew a t e rt r e a t m e n te f f e c t t h e n ，w es t u d i e dt h ee f f e c t so fo i l yw a s t e w a t e rt r e a t m e n tb yt h ea d d i t i o no f s u r f a c t a n t so nt h em a l a nl o e s sa n df o u n dt h a ta d d i n gc a t i o n i cs u r f a c t a n ta n da n i o n i c s u r f a c t a n te n h a n c et r e a t m e n te f f e c ta r em a k i n gi t k e yw o r d s ：m a l a nl o e s s ；p e r m e a b i l i t y ；t e m p e r a t u r e ；p h ；s u r f a c t a n t ；s a l i n i t y 一 硕t - ：学位论文 第1 章绪论 1 1 含油废水的概述 1 1 1 含油废水的来源 含油废水的来源非常广泛。除了石油开采及加工工业排出大量含油废水外， 还有固体燃料热加工、纺织工业中的洗毛废水、轻工业中的制革废水、铁路及交 通运输业、屠宰及食品加工以及机械工业中车削工艺中的乳化液等f 。其中石油 工业及固体燃料热加工工业排出的含油废水为其主要来源。 石油工业含油废水主要来自石油开采、石油炼制及石油化工等过程。石油开 采过程中的废水主要来自带水原油的分离水、钻井提钻时的设备冲洗水、井场及 油罐区的地面降水等。 石油炼制、石油化工含油废水主要来自生产装置的油水分离过程以及油品、 设备的洗涤、冲洗过程。 固体燃料热加工工业排出的焦化含油废水，主要来自焦炉气的冷凝水、洗煤 气水和各种贮罐的排水等。 1 1 2 含油废水的分类 含油废水中的油类污染物，其比重一般都小于l ，但焦化厂或煤气发生站排 出的重质焦油的比重可高达1 1 。油通常有三利，状态【2 】： ( 1 ) 呈悬浮状态的可浮油，如把含油废水放在桶中静沉，有些油滴就会慢慢 浮升到水面上，这些油滴的粒径较大，可以依靠油水比重差而从水中分离出来， 对于石油炼厂废水而言，这种状态的油一般占废水中含油量的6 0 8 0 左右。 ( 2 ) 呈乳化状态的乳化油，这些非常细小的油滴，即使静沉几小时，甚至更 长时间，仍然悬浮在水中。这种状态的油滴不能用静沉法从废水中分离出来，这 是由于乳化油油滴表面上有一层由乳化剂形成的稳定薄膜，阻碍油滴合并。如果 能消除乳化剂的作用，乳化油即可转化为可浮油，这叫破乳。乳化油经过破乳之 后，就能用沉淀法来分离。 ( 3 ) 呈溶解状态的溶解油，油品在水中的溶解度非常低，通常只有几个毫克 每升。 1 1 3 含油废水的危害 油污染的危害主要表现在对生态系统、植物、土壤、水体的严重影响1 3 】。 油田含油废水浸入土壤孔隙问形成油膜，产生堵塞作用，致使空气、水分及 表层黄上对含油废水的处珲研究 肥料均不能渗入土中，破坏土层结构，不利于农作物的生长，甚至使农作物枯死。 为此，我国在l9 8 5 年颁布的“b 5 0 8 4 一l9 8 5 农田灌溉水质标准规定，在一、 二类灌区对水质的要求，石油类含量均不得大于l o m g l 。含油废水( 特别是可浮 油) 排入水体后将在水面上产生油膜，阻碍大气中的氧向水体转移，使水生生物 处于严重缺氧状态而死亡。在滩涂还会影响养殖和利用。有资料表明，向水面排 放一吨油品，即可形成5 1 0 6 m 2 的油膜1 4 - 7 。 含油废水排人城市沟道，对沟道、附属设备及城市污水处理厂都会造成不良 影响，采用生物处理法时，一般规定石油和焦油的含量不超过5 0 m g l 【8 】。 1 2 不同含油废水的常用处理方法 1 2 1 浮油的处理方法 浮油的去除方法通常采用重力分离法，此法是利用油水的密度差而进行分离 的一种方法，可去除粒径大于6 0 i ，t m 的较大油滴和废水中的大部分固体颗粒。重 力分离法常用的设备是隔油池，它是利用油比水轻的特性，将油浮于水面而去除 的。隔油池包括平流隔油池( a p i ) 、平行板式隔油池( p p ) 、斜板隔油池、波纹 斜板隔油池( c p i ) 。该方法设备简单，运行稳定，适应性强，安装、管理、操作 方便。但对粒径较小的油滴和固体物质去除效果较差1 9 _ 2 。 1 2 2 分散油的处理方法 ( 1 ) 过滤法。分散油的去除通常采用过滤法或气浮法。过滤法是利用颗粒介 质滤床的截留及惯性碰撞、筛分、表面黏附、聚并等机理，去除水中油分，一般 用于二级处理或深度处理。常见的颗粒介质滤料有石英砂、无烟煤、玻璃纤维、 核桃壳、高分子聚合物等。过滤法设备简单，操作方便，投资费用低。但随运行 时间的增加，压力降逐渐增大，需经常进行反冲洗，以保证正常运行。该法也可 用于乳化油的处理【i 弘博j 。 针对钢铁企业含油废水不好处理这一难题，提出了采用过滤处理轧钢废水的 方案，并使用自清洗动态膜除浊除油器对轧钢废水进行深度处理试验，结果表明： 该方法对轧钢含油废水有很好的处理效果，在进水含油量为2 0 2 0 0 m g l 时，出 水含油量都低于5 m g l ，去除率在9 0 以上。李孟等【1 9 , 2 0 为了满足低渗透油藏对 注水水质的更高要求，进行了多级精细过滤装置处理油田含油废水的试验研究， 在进水含油量在2 7 1 6 4 m g l 的条件下，通过实验比较得出，经过表面改性的亲 油性陶瓷滤料过滤出水含油量仅为0 0 8 m g l ，去除率达到9 7 。 ( 2 ) 气浮法。气浮法是通过某种方法产生大量的微气泡，使其与废水中密 度接近于水的固体或液体污染物微粒粘附，形成密度小于水的气浮体，在浮力的 作用下，上浮至水面形成浮渣，进行固液或液一液分离【2 0 之4 1 。这种方法电耗少、 2 硕士学位论文 设备简单、效果良好，已被广泛应用于油田废水、石油化工废水、食品油生产废 水等的处理。雷乐成1 2 5 1 等针对油田稠油污水水温高、溶气效果差、含油和悬浮 物浓度高、油水密度接近等特点，在充分吸收各种气浮技术的基础上，首次将气 液多相泵应用于高温含油污水的气浮处理。通过在相同进水条件下的工程现场实 际运行数据对比，多相泵气浮具有气浮效率高、微气泡直径小、操作维护简单、 工程造价和运行费用低等诸多优点。试验中，先在油田来水进入沉降罐前加入除 油剂，使水中油的含量从2 0 9 l 降至约0 15 9 l ，悬浮物含量从10 9 l 降至3 9 l 左右；再采用气液多相泵气浮技术净水，使水中油的含量降至约0 0 0 5 9 l ，悬浮 物含量降至约0 0 3 9 l ，结果表明，应用气液多相泵处理高温、超稠含油污水， 油和悬浮物去除率均高于9 5 。 1 2 3 乳化油的处理方法 由于乳化液的油珠极细，其表面形成一层界膜带有电荷，油珠外围形成双电 层，使油珠相互排斥极难接近。因此，要使油水分离，首先要破坏油珠的界膜， 使油珠相互接近并聚集成大滴油珠，从而浮于水面，这就叫做破乳。常用的处理 乳化含油废水的方法有：气浮法、絮凝法、电化学法、粗粒化法、膜分离法【2 6 3 们。 ( 1 ) 絮凝法。絮凝法是向含油废水中投加一定比例的絮凝剂，在水中水解 后形成带正电荷的胶团与带负电荷的油类产生电中和，油粒聚集、粒径增大，同 时，产生的絮状物吸附细小油滴，然后通过沉降方法实现油水分离 3 0 - 3 4 l 。此方 法对油的去除率高，但存在废渣及污泥多和难处理的问题。于光等 3 5j 利用新型 高分子絮凝剂聚酰胺树形分子处理油田含油废水，结果表明该絮凝剂用量低、废 水含油量从2 0 m g l 降至1 m g l 。 ( 2 ) 电化学法。电解法包括电解凝聚吸附法和电解浮上法。电解凝聚吸附 是利用溶解性电极电解乳化油废水 3 6 - 3 9 l 。从溶解性阳极( f e 或a 1 ) 溶解出金属离 子。金属离子发生水解作用生成氢氧化物吸附、凝聚乳化油和溶解油，然后沉降 除去油分。电解浮上分离法是利用不溶性电极电解乳化油和溶解油废水，利用电 解分解作用和初生态的微小气泡的浮上作用，破坏乳化油，并使油珠附着在气泡 上浮上去除 4 0 - 4 3 l 。电解法处理含油废水有处理效果好、占地面积小、浮渣量相 对较少等优点，但它存在阳极金属消耗量大、耗电量高、运行费用较高等缺点。 因此一般只适用于处理小规模的乳化油废水1 4 4 4 1 7 。 ( 3 ) 粗粒化法。粗粒化法( 亦叫聚结法) 是使含油废水通过一种填有粗粒 化材料的装置，使污水中的微细油珠聚结成大颗粒，从而使油水分离的方法，其 技术关键是粗粒化材料 4 8 - 5 2 j 。粗粒化除油装置具有体积小、效率高、结构简单、 不需加药、投资省等优点。缺点是填料容易堵塞，水油含量较高，水中含有表面 活性剂时处理效果受到影响，常需要再进行深度处理【5 3 。5 9 】。杨骥【6 0 1 等选用几种 3 表层黄十对含油废水的处弹研究 新型亲油材料作为粗粒化介质，考察其在不同条件下对模拟含油废水的处理效 果，实验结果表明，用聚丙烯作为填充材料时，除油效果最好，最高可达8 6 3 ， 而聚乙烯苯除油效果比前者略低，但在处理低浓度含油废水时，除油率可达到 9 5 以上。 1 2 4 溶解油的处理方法 溶解油在废水中的含量一般较低，但随着人们对水质要求的提高，以及对于 有特殊用途的水，可采用吸附法或生化法对溶解油进行深度处理 6 1 , 6 2 1 。( 1 ) 生 物法。生物法是利用微生物的代谢作用，使水中呈溶解、胶体状态的有机污染物 质转化为稳定的无害物质【6 3 。6 7 1 。将生物法与其它方法联用将会取得更好的处理 效果。生物法用于含油废水深度处理，通过筛选优势菌或进一步构建工程菌，油 去除率高，可彻底降解，无二次污染忧患。但实际中筛选优势菌种有很大困难， 而且还会产生大量污泥【6 8 川】。郝超磊【7 5 】等将厌氧好氧( a o ) 工艺应用在冀东 油田两座废水处理站( 高一联合站和柳一联合站) ，结果表明，对废水中石油类 物质、c o d 、硫化物去除效果明显。高一联合站和柳一联合站污水经处理后， 石油类物质去除率分别为9 0 6 和9 6 0 ；c o d 去除率分别为8 6 0 和9 1 6 ； 硫化物去除率分别为9 4 8 和9 8 2 ，处理后的污水均达到一级排放标准。 ( 2 ) 吸附法。吸附法是利用亲油性材料，吸附废水中的溶解油及其它溶解 性有机物7 6 , 7 7 l 。最常用的吸油材料是活性炭，可吸附废水中的分散油、乳化油 和溶解油1 7 8 - 8 2 】。该法吸附能力强，使用范围广，但是成本高，吸附剂再生困难。 所以开发高效，经济的吸油剂是目前研究的重点1 8 3 - 8 5 】。 1 3 课题研究的内容和意义 1 3 1 研究意义 含油废水是一种量大而且面广的污染源，其排放量居各类工业废水之首 8 6 , 8 7 】。含油废水的来源很广，其中主要有石油工业的炼油厂含油废水、铁路机 务段的洗油罐含油废水、轧钢废水和金属清洗液、拆船厂的油货轮含油废水、油 轮压舱水、洗舱水、机械切削加工的乳化油废水、以及餐饮业、食品加工业、洗 车业排放的含油废水等【8 9 彤1 。 随着人们生活水平的提高，对环境的要求日益提高，含油废水的处理越来越 受重视，成为现代社会待解决的重要课题之一。 石油与化工产业是甘肃省经济发展的支柱性产业之一，在原油开采、加工等 产过程中会产生大量含油废水，若未经处理排放会导致地表水体与地下水水质恶 化，导致饮用水资源遭受破坏【9 6 。1 0 1 1 。目前，适合当地经济条件又能有效处理含 油废水的好方法并不多，本研究课题针对该地区存在丰富的非湿陷性黄土这一特 4 硕十学何论文 点，提出利用其处理含油废水新思路，及经济又快速合理的解决含油废水的污染 问题。 兰州地区黄土最大沉积厚度逾3 0 0 m ，地层层序齐全，综合反映了黄土高原 的环境变化特征，马兰黄土沉积厚度大，结构疏松，是典型的风力沉积物，具有 较高的科学研究价值【1 0 2 1 0 4 1 。 本课题针对非湿陷性黄土的具有的空隙率大、比表面积大、吸附性能好等特 点 1 0 6 - 1 1 0 】，采用原状与改良与改性黄土作为新型吸附剂，开发其用于处理含油废 水的新技术，具有原材料价格低廉、广泛存在、实用、运行费用低廉等特点1 0 5 , 1 0 6 j ， 该技术的开发成功将会对黄土地区石油化工行业与原油开采行业的生产废水处 理提供科学、实用的新技术。 1 3 2 研究内容 1 ) 温度对表层黄土处理含油废水影响的研究； 2 ) p h 值对表层黄土处理含油废水影响的研究； 3 ) 盐度对表层黄土处理含油废水影响的研究； 4 ) 土壤渗透率对表层黄土处理含油废水影响的研究； 5 ) 表面活性剂对表层黄土处理含油废水影响的研究。 1 3 3 本课题的创新性 目前在国内外不曾见到有与本课题提出的相类似的处理方法，对含油废水的 处理做了新的尝试，对影响含油废水表层黄土处理的影响因素与条件进行了深入 分析，对黄土资源的利用提出新思路。 通过对非湿陷性马兰黄土的改良，提高土地处理含油废水效率，增加土壤吸 附量；在工艺上与现有一般土地处理研究方法，即地表径流式不同的是，本课题 提出采用渗流式。 5 表层黄l ：对含油废水的处理研究 第2 章试验材料和方法 2 1 试验材料 2 1 1 黄土 试验所用黄土取自甘肃省兰州市甲子坪表层黄土土壤，各项参数如下：p h 值 8 0 2 ；密度1 3 4 9 c m 3 ；有效孔隙度2 7 4 9 ；渗透系数0 5 l 1 0 4 c m s ；化学成分 以s i 0 2 ( 质量分数为5 8 2 ) 、a 1 2 0 3 ( 质量分数为1 1 3 ) 、c a o ( 质量分数为8 7 ) 为主，此外还含有f e 2 0 3 、m g o 、k 2 0 、n a 2 0 、f e o 、t i 0 2 和m n o 等。 2 1 2 含油废水 所用含油废水a 是取白兰石化公司的未经过预处理的污水样。废水水样呈 灰褐色；水体比较浑浊，静置3 小时后大量悬浮物沉至底部，水体逐渐澄清；水 体呈现恶臭味道，表面漂浮着一层明显的油污。其主要污染指标见表2 1 。 表2 。1 未处理的含油废水a 的各项指标 含油废水b 取白兰州润明油脂厂，该厂产生的废水主要是豆类、菜籽预榨 浸出废水和粗油精炼加工过程的废水。废水巾的污染物质以含油有机物为主，属 有机型工业废水，废水的特点是基本不含有毒物质，但污染物浓度高，水质随生 产工艺调整而变化。生产的废水主要来自制油和毛油精炼两个车间，其中制油车 间废水量较大，约5 0 0 m 3 d ，其浓度相对较低，含油量少，含有部分蛋白质微粒； 而精炼车间废水量为2 0 0 m 3 d ，水质浓度高，其中含有较多的油脂、皂类等悬浮 物质。两车间废水水质指标如表2 2 所示： 表2 2 未处理的含油废水b 的各项指标 6 硕士学位论文 2 1 2 仪器与试剂 ( 1 ) 实验仪器 u v 一2 1 0 0 紫外分光光度计、5 0 0 m l 全玻璃回流装置、加热装置( 电炉) 、2 5 m l 或5 0 m l 酸式滴定管、锥形瓶、移液管、容量瓶等。 ( 2 ) 试剂 重铬酸钾标准溶液( c 1 6 k 2 c r 2 0 7 ) 、试亚铁灵指示液、硫酸亚铁铵标准溶液 ( c ( n h 4 ) 2 f e ( s 0 4 ) 2 6 h 2 0 ) 、硫酸一硫酸银溶液、硫酸汞 2 2 试验方法 2 2 1 c o d 的测定 本研究采用重铬酸钾法测定c o d 的含量f 1 0 7 1 。 ( 1 ) 原理 在强酸性溶液中，准确加入过量的重铬酸钾标准溶液，加热回流，将水样中 还原性物质( 主要是有机物) 氧化，过量的重铬酸钾以试亚铁灵作指示剂，用硫 酸亚铁铵标准溶液回滴，根据所消耗的重铬酸钾标准溶液量计算水样化学需氧 量。 ( 2 ) 步骤与方法 取2 0 0 0 m l 混合均匀的水样( 或适量水样稀释至2 0 0 0 m l ) 置于2 5 0 m l 磨 口的回流锥形瓶中，准确加入1 0 0 0 m l 重铬酸钾标准溶液及数粒小玻璃珠或沸 石，连接磨口的回流冷凝管，从冷凝管上口慢慢地加入3 0 m l 硫酸硫酸银溶液， 轻轻摇动锥形瓶是溶液混匀，加热回流2 h ( 自开始沸腾时计时) 。 对于化学需氧量高的废水样，可先取上述操作所需体积i 1 0 的废水样和试 剂于1 5 1 5 0 m m 硬质玻璃试管中，摇匀，加热后观察是否成绿色。如溶液显绿 色，在适当减少废水取样量，直至溶液不变绿色为止，从而确定废水样分析时应 取用的体积。稀释时，所取废水样量不得少于5 m l ，如果化学需氧量很高，则 废水样应多次稀释。废水中氯离子含量超过3 0 m g l 时，应先把o 4 9 硫酸汞加入 回流锥形瓶中，再加2 0 0 0 m l 废水( 或适量废水稀释至2 0 0 0 m l ) ，摇匀。 冷却后，用9 0 m l 水冲洗冷凝管壁，取下锥形瓶。溶液总体积不得少于 1 4 0 m l ，否则因酸度太大，滴定终点不明显。 溶液再度冷却后，加3 滴试亚铁灵指示液，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定，溶 液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点，记录硫酸亚铁铵标准溶液的用量。 测定水样的同时，取2 0 0 0 m l 重蒸馏水，按同样的操作步骤作空白试验。记录 测定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量。 c o d c ，( 0 2 m g l ) 2 ( v o v 1 ) x c x 8 1 0 0 0 v 7 一7 ，w 表层黄土对含油废水的处珲研究 式中：c 硫酸亚铁铵标准溶液的浓度( m o l l ) ； v o 滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量( m l ) ； v l 滴定水样时硫酸亚铁铵标准溶液的用量( m l ) ； v 水样的体积( m l ) ； 8 氧( 1 2 0 ) 摩尔质量( g m 0 1 ) 。 2 2 1s s 的测定 去除样品中漂移物后震荡水样，量取均匀适量水样( 使得悬浮物大于 2 5 m g ) ，利用上面称量至恒重的滤膜过滤；利用蒸馏水洗涤3 5 次。若样品中含 有油脂，用l o m l 乙醚分两次洗涤。 小心取下滤膜，放入原称量瓶内，放入烘箱，打开瓶盖，在l0 3 一l0 5 下烘 2 h 后取出，冷凝后盖好瓶盖称量，记录数据。重复操作，直到重量达到恒重为 止。 2 2 3 含油量的测定 本实验采用紫外分光光度法测定废水中油份的含量大d , t 1 0 8 1 。 移取1 、2 5 、5 、7 5 、1 2 5 、1 7 5 、2 5 m l 标准油溶液，分别置于7 个2 5 m l 容量瓶 中，用石油醚稀释定容到标线。采用紫外分光光度法，在测定波长2 5 4 n m 下，测定标准 油样品的吸光度，绘制标准曲线如图2 1 。 得到回归方程：y = 0 0 2 4 4 x + 0 0 0 8 4 ，r 2 = o 9 9 9 8 1 4 1 2 l 篓o s 整o 6 o 4 0 2 o 01 02 03 04 05 06 0 浓度m g l 图2 1 石油含量测定标准曲线 f i g 2 1o i l c o n t e n t d e t e r m i n a t i o n s t a n d a r d e u r v e 8 硕七学位论文 第3 章表层黄土处理含油废水影响因素研究 3 1 温度 3 1 1 静态吸附法 取8 组5 0 m l 的上述含油废水a ，分别放入1 5 0 m l 锥形瓶中，并且在每个 锥形瓶中各加入1 o g 表层黄土，分别在0 ，5 ，1 0 ，1 5 ，2 0 ，2 5 ， 3 0 。c 和3 5 下振荡( 15 0 r m i n ) 至平衡，静置半小时，过滤，再以4 0 0 0 r m i n 速度 离心3 0 m i n ，取上清液2 0 m l 分别用上述方法测定其中c o d ，s s ，含油量的浓 度。在不同温度下处理后的结果如图表3 1 所示。 用同样的方法测定废水b 中的各项指标。在不同温度下处理后的结果如表 3 2 所示。 由表3 1 和表3 2 可知，在不同的温度下用表层黄土分别对废水a 和废水b 进行处理后，对其中c o d ，s s ，含油量的浓度进行检验，发现原废水中的c o d ， s s 和含油量均有所减少，而且在2 0 c 下处理后，废水中c o d ，s s 和含油量均 最低。 发生这种现象的原因是：随着温度的升高，处理后的废水中有害杂质的量相 对减少，处理效果变好，但当温度升高到一定程度后继续升高，废水中有害杂质 的量相对升高，效果反而下降。因为在低温下，分子运动速度较慢，黄土中的有 效成分对一些杂质的吸引力不高，温度升高后，有效成分比较活跃，使得含油成 分中的有害杂质很难离开有效成分对其的吸引，但当温度增高到一定值后，由于 杂质分子的活跃度相对高于表层黄土中的有效成分，所以效果反而下降。 9 表层黄十对含油废水的处理研究 表3 - 1 不同温度下黄土静态吸附法处理含油废水a 后的各项指标 t a b l e3 1l o e s sa d s o r p t i o na td i f f e r e n tt e m p e r a t u r e so i l yw a s t ew a t e rt r e a t m e n ta f t e rt h e i n d e xa t c o d ( r a g l )s s ( m g l )含油量( m g i l ) 注：表中数据为实验平均值。 表3 2 不同温度下黄土静态吸附法处理含油废水b 后的各项指标 t a b l e3 - 2l o e s sa d s o r p t i o na td i f f e r e n tt e m p e r a t u r e so i l yw a s t ew a t e rt r e a t m e n ta f t e rt h e i n d e xb 注：表中数据为实验平均值。 3 1 2 土柱吸附法 ( 1 ) 实验装置 柱用有机玻璃管加工而成，内径8 0 m m ，壁厚5 r a m ，长度为5 0 0 m m 。柱的 下端放有圆形筛板，上面铺有尼龙网以防土样下漏，筛板下有圆环支撑固定。风 干的表层黄土8 0 9 分次逐渐加入柱内，用一圆形木棒均匀捣实，最终的添加厚度 为2 5 c m 。土柱的结构如图3 1 所示。 一 硕士学位论文 出水口 图3 1 土柱装置示意图 f i g 3 1s c h e m a t i cd i a g r a mo fs o i lc o l u m n 2 期0 量方法 取5 0 m l 的上述含油废水a ，储存在高位水箱中，使温度保持在0 ，实验 开始后把溶液连续稳定地投配到已用去离子水浸透的土层上部，随后始终保持稳 定水头5 c m 。从土柱底部的出水口收集渗流液，用上述方法来检测其中c o d ， s s ，含油量的浓度和p h 值。用同样的方法，分别在5 ，l o ，15 ，2 0 ， 2 5 ，3 0 和3 5 下进行测量，在不同温度下处理后的结果如图表3 3 所示。 用同样的方法测定废水b 中的各项指标。在不同温度下处理后的结果如图 表3 4 所示。 表3 3 不同温度下土柱吸附法处理含油废水a 后的各项指标 t a b l e3 - 3s o i lt e m p e r a t u r ea d s o r p t i o nc o l u m na f t e rt r e a t m e n to fo i l yw a s t e w a t e ri n d i c a t o r sa 注：表中数据为实验平均值。 表层黄土对含油废水的处理研究 表3 - 4 不同温度下土柱吸附法处理含油废水b 后的各项指标 t a b l e3 - 4s o i lt e m p e r a t u r ea d s o r p t i o nc o l u m na f t e rt r e a t m e n to fo i l yw a s t e w a t e r i n d i c a t o r sb 注：表中数据为实验平均值o 。由表3 3 和表3 - 4 可知，在不同的温度下用表层黄土分别对废水a 和废水b 进行处理后，对其c o d ，s s ，含油量的浓度进行检验，发现和原废水中的c o d ， s s 和含油量均有所减少，同静态吸附法一样，在2 0 c 下处理后，废水中c o d ， s s 和含油量均最低。 3 2 p h 值 3 2 1 静态吸附法 ， 硕士学位论文 表3 - 52 0 c ，不同p h 下黄土静态吸附法处理含油废水a 后的各项指标 t a b l e3 - 52 0 。t h ea d s o r p t i o no fd i f f e r e n tp hl o e s so i l yw a s t ew a t e rt r e a t m e n ta f t e rt h e i n d e x a 注：表中数据为实验平均值。 用同样的方法测定废水b 中的各项指标。在不同p h 值下处理后的结果如图 表3 6 所示： 表3 - 62 0 ( 2 ，不同p h 值下黄土静态吸附法处理含油废水b 后的各项指标 t a b l e3 62 0 1 2u n d e rd i f f e r e n tp h ，a d s o r p t i o no fl o e s sba f t e rt r e a t m e n to fo i l y w a s t e w a t e ro ft h ei n d i c a t o r s p h c o d ( m g l )s s ( m l )含油量( r a g l ) 41 2 3 2 2 1 l1 2 5 1 0 2 91 9 8l o 6 7 9 81 8 08 76 8 l1 4 27 85 2 l1 2 45 95 4 91 2 6 6 l o 5 7 l1 2 56 表中数据为实验平均值。 袤3 5 和表3 - 6 可知，在不同的p h 值下用表层黄土分别对废水a 和废水 怂理后，对其中c o d ，s s ，含油量的浓度进行检验，发现原废水中的c o d ， 。油量均有所减少，而且在p h 值为8 时处理后，废水中c o d ，s s 和含油 低。 匕柱吸附法 实验装置同3 1 2 。 测量方法 1 3 表层黄士对含油废水的处理研究 取5 0 m l 的上述含油废水a ，将其p h 值调至4 ，储存在高位水箱中，使温 度保持在2 0 ，实验开始后把溶液连续稳定地投配到已用去离子水浸透的土层 上部，随后始终保持稳定水头3 0 c m 。从土柱底部的出水口收集渗流液，用上述 方法来检测其中c o d ，s s ，含油量的浓度和p h 值。用同样的方法，将其p h 值 分别调至5 ，6 ，7 ，8 ，9 ，lo ，下进行测量，处理后的结果如图表3 7 所示： 表3 - 7 2 0 ( 2 ，不同p h 值下土柱吸附法处理含油废水a 后的各项指标 t a b l e3 72 0 ，p hv a l u eo fs o i lu n d e rt h ed i f f e r e n tt r e a t m e n to fo i lw a s t e w a t e rb y a d s o r p t i o nc o l u m na f t e rt h ei n d e xa 注：表中数据为实验平均值。 用同样的方法测定废水b 中的各项指标。在不同p h 值下处理后的结果如图 表3 8 所示： 表3 - 8 2 0 c ，不同p h 值下土枉吸附法处理舍油废水b 后的各项指标 t a b l e3 82 0 ，p hv a l u eo fs o i lu n d e rt h ed i f f e r e n tt r e a t m e n to fo i lw a s t e w a t e rb ya ( c o l u m nbo ft h ei n d i c a t o r s p hc o d ( m g l )s s ( m g l )含油量( m g l ) 41 2 0 02 l l1 2 59 1 21 9 81 0 68 2 l1 8 08 76 9 l1 4 27 85 2 l 1 2 45 95 4 9 1 2 66 1 05 7 l1 2 56 注：表中数