新型混凝劑在含油廢水處理中的應(yīng)用現(xiàn)狀

王 彬 王若為 吳 健

(1.天津?yàn)I海旅游區(qū)置地有限公司，天津 300480;2.天津大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300072)

隨著含油廢水處理問題日益受到人們的關(guān)注，各種處理含油廢水的方法被眾多科研工作者研究討論。吸附法因吸附劑再生費(fèi)用高，膜分離法因膜清洗困難運(yùn)行費(fèi)用高，電化學(xué)法因電耗高、運(yùn)行費(fèi)用高等問題難以有效推廣，而一些更為新進(jìn)的新型處理技術(shù)，如高級氧化法，因高壓反應(yīng)器存在嚴(yán)重的腐蝕問題，而難以推廣。混凝沉淀法反應(yīng)快、絮凝沉淀時(shí)間短、處理效果顯著、操作簡單，因而在含油廢水處理中廣泛應(yīng)用?；炷齽┳鳛榛炷恋硖幚砑夹g(shù)的核心，很自然就成為了科研工作者關(guān)注的焦點(diǎn)。

目前，使用較多的是無機(jī)絮凝劑聚合氯化鋁(PAC)和聚合硫酸鐵(PFS)。但是PAC應(yīng)用中存在如下問題:1)低溫低濁水處理中易造成“跑帆”現(xiàn)象;2)形成的絮體沉降速度慢，處理效果不理想;3)進(jìn)出管線、溶氣缸等結(jié)垢嚴(yán)重，很難清除，會給環(huán)境帶來二次污染[1]。

PFS絮凝能力強(qiáng)、礬花大、沉降快、適用范圍廣、無二次污染。但由于生產(chǎn)PFS工藝復(fù)雜、成本高、在水中殘留色度，因而又難以廣泛推廣。相對于無機(jī)絮凝劑，有機(jī)絮凝劑雖然絮凝能力強(qiáng)、用量小、效率高、產(chǎn)生浮渣量小，但是藥劑費(fèi)用一般較為昂貴，且以丙烯酰胺為基礎(chǔ)的人造高分子聚合物在使用時(shí)會產(chǎn)生有毒物質(zhì)，這樣使其推廣應(yīng)用受到了一定的限制。因而研發(fā)新型高效的絮凝劑成為了近年來眾多科學(xué)家的研究方向和重點(diǎn)。下面分別概括介紹新型無機(jī)絮凝劑、新型無機(jī)復(fù)合絮凝劑、新型有機(jī)絮凝劑以及有機(jī)復(fù)合絮凝劑的研究現(xiàn)狀。

1 新型無機(jī)絮凝劑

隨著鋁鹽鐵鹽類無機(jī)高分子絮凝劑的不斷發(fā)展，適用于含油廢水處理的含鋁/鐵新型混凝劑大量涌現(xiàn)。

鄭懷禮等[2]的研究發(fā)現(xiàn)聚磷氯化鋁(PPAC)和聚磷硫酸鐵(PFPS)對稠油廢水的處理效果明顯優(yōu)于聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵。吳早春等[3]用自制的聚磷氯化鋁(PPAC)對重型機(jī)械廠含油廢水混凝進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究表明PPAC能達(dá)到理想的除濁、除化學(xué)需氧量(COD)、除油效果。高寶玉等[4]將自制的聚合氯化鋁鐵(PAFC)應(yīng)用于處理油田含油廢水，發(fā)現(xiàn)投加40 mg/L的PAFC，除油率和懸浮物(SS)去除率都達(dá)到90%以上，可滿足油田回注水要求。

陳偉紅等[5]對聚硅硫酸鋁(PASS)絮凝劑處理低溫低濁條件含油廢水的性能進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:PASS對該類含油廢水有較好的混凝效果，同時(shí)處理后殘鋁量較低。袁斌等[6]采用硫酸鐵、硫酸和硅酸鈉制備了聚合硅酸硫酸鐵(PFSS)絮凝劑，并成功應(yīng)用于某煉油廠含油廢水的處理。高寶玉等[7]對聚硅氯化鋁(PACS)混凝劑除油效果進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)PACS藥劑投藥量為2.0 mg/L時(shí)，COD去除率可達(dá)84%以上。高寶玉等[8]通過比較不同混凝劑凈化遼河油田稠油采出水的效果發(fā)現(xiàn):含鋁離子的聚硅酸絮凝劑(PSAA)在pH為5.5時(shí)除油效果最好。污水處理后含油量降低到3.0 mg/L，油去除率達(dá)97.3%。李玉江等[9]利用電廠粉煤灰為主要原料研制了聚硅酸鋁鐵(PAFS)，并用它對濟(jì)南煉油廠含油廢水進(jìn)行處理。夏暢斌等[10]采用煤矸石和硫酸燒渣為主要原料，制備了聚硅酸鐵鋁(PAFS)絮凝劑。當(dāng)用于處理某煉油廠含油廢水時(shí)，除油率達(dá)95%，硫和COD的去除率分別在92%和85%以上。

2 新型無機(jī)復(fù)合絮凝劑

由于含油廢水種類復(fù)雜，成分多樣，單一的無機(jī)絮凝劑顯然不能滿足含油廢水的處理要求。因此越來越多的新型無機(jī)復(fù)合絮凝劑開始被研制，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。

周鳳山等[11]采用氫氧化鋁、Fe2Mg絡(luò)合劑、鹽酸及氫氧化鈉制備了多金屬核無機(jī)高分子聚合物絮凝劑FMA，當(dāng)利用50 mg/L～400 mg/L FMA處理油田含油廢水時(shí)，油去除率達(dá)99%，懸浮物去除率達(dá)93%以上。關(guān)衛(wèi)省等[12]采用PAC、鈣鹽、鋁鹽制備了XDY無機(jī)復(fù)合絮凝劑，并以投藥量20 mg/L處理某油田含油污水時(shí)，懸浮物去除率為50.6%，油的去除率為97.4%。王博等[13]將由鋁、硅、磷等多組分高分子化合物和添加劑組成的混凝劑用于處理某油田采油廢水，發(fā)現(xiàn)處理后水中總鐵質(zhì)量濃度僅為0.5 mg/L，Ca2+，Mg2+的質(zhì)量濃度由1 875 mg/L降低到350 mg/L。陳花果等[14]用鋁礬土、鋁酸鈣、六水三氯化鐵和鹽酸為原料制備了新型復(fù)合混凝劑CD，對其混凝性能和混凝機(jī)理進(jìn)行了研究。王婷[15]比較了改性硅藻土，PACS，PDTC三種絮凝劑的除油效果，發(fā)現(xiàn)復(fù)配絮凝劑的最佳工藝為:常溫、弱堿性，快速攪拌3 min～4 min，慢速攪拌 14 min～16 min，改性硅藻土∶PACS∶PDTC=2.5 g/L∶0.025 g/L∶0.025 g/L 左右，除油率可達(dá) 92%以上。關(guān)衛(wèi)省等[16]對復(fù)合絮凝劑XG977(PAFS系列)用于含油廢水處理進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在投加量相同條件下，XG977處理效果明顯優(yōu)于PAC。

3 新型有機(jī)絮凝劑及有機(jī)復(fù)合絮凝劑

近年來，由于無機(jī)混凝劑的種種弊端，科學(xué)家們開始研究新型有機(jī)絮凝劑。有機(jī)絮凝劑憑借投藥量少、處理效率高等優(yōu)點(diǎn)迅速發(fā)展，目前發(fā)展種類齊全、規(guī)格品種漸成系列。

徐慶源[17]開發(fā)出的兩性有機(jī)高分子絮凝劑(即在同一高分子鏈上同時(shí)有陰離子和陽離子)，可極大提高油浮液的處理效率和廢水回用率。吳芳云等[18]利用尿素和甲醛制備了脲醛樹脂季銨鹽和脲醛樹脂叔銨鹽，并用于處理某石化總廠污水。結(jié)果表明:季銨鹽的除油率達(dá)85%左右，叔銨鹽的則為90%以上。何月等[19]對聚丙烯腈進(jìn)行了改性，分析了改性前后對同種含油廢水的處理效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:經(jīng)過改性后聚丙烯腈變?yōu)橛H水疏油材料，對油的去除能力提高20%左右。李秋紅等[20]對聚氯乙烯聚結(jié)處理含油廢水進(jìn)行了研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)采用聚氯乙烯作為聚結(jié)材料，反應(yīng)溫度為60℃，聚結(jié)材料質(zhì)量濃度為0.6 g/mL，停留時(shí)間為10 min時(shí)，含油廢水中油的去除率可達(dá)60%以上。鄒青等[21]比較了TX-107系列有機(jī)高分子絮凝劑與傳統(tǒng)絮凝劑的除油性能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)使用原來的絮凝劑處理后出水含油量為11 724 mg/L，而使用該藥劑處理后出水平均含油量低于267 mg/L。

4 未來展望

因?yàn)楹蛷U水性質(zhì)及成分的復(fù)雜性，所以必須通過試驗(yàn)才能確定特定含油廢水的最適處理絮凝劑?；炷齽┦腔炷恋硖幚砑夹g(shù)的核心，研制適用性強(qiáng)的新型高效混凝劑，降低藥劑費(fèi)用、污泥處理難度和減輕對環(huán)境及人體的危害，對于解決含油廢水處理問題有著重大意義。

目前混凝劑的開發(fā)趨勢是從單一型向復(fù)合型發(fā)展，從無機(jī)向有機(jī)轉(zhuǎn)變。由于人們對環(huán)境保護(hù)的日益重視，研制出無毒的高效復(fù)合型混凝劑，在處理含油廢水時(shí)做到經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益的三統(tǒng)一，已成為當(dāng)今混凝劑研究的主流趨勢。

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