新型油水分离器对低浓度含油污水处理的研究

论文摘要

当今社会，含油污水污染已经相当严重，对生态平衡、自然环境等方面的破坏难以估测，而且污水及油类的回用具有很高的生态价值和经济价值，所以含油污水的处理刻不容缓。含油污水处理中应用比较广泛的方法为聚结式油水分离，有着诸多的优点，例如不需要加额外的化学药剂、不会造成二次污染以及运行成本低等。本课题进行了新型油水分离器的设计，实现了聚结罐和分离罐的一体化以及聚结和分离的同步性，解决了现有的油水分离器占地面积大的问题；并应用该装置进行了低浓度含油配水处理的研究，实现了含油污水的回用和油的回收；对于纤维层的循环再生利用进行了着重的研究，初步实现了装置的长时间运行。分离器主体选用直径为200mm的有机玻璃管，优化研究表明，选用亲油纤维A、单级纤维层、纤维层厚度为7cm、进水流量小于1.8L/min、纤维填充密度为125kg/m3的情况下处理效果最好，出水含油浓度小于0.3mg/L，符合回用标准。单因素加标实验表明，亲油纤维A作填料的情况下，该装置所能够承受的最大表面活性剂（十二烷基苯磺酸钠）投加量为15mg/L，可适用的pH范围为39，电解质类物质的加入能够有效的提高处理效果。本装置对机油的处理效果优于润滑油，两者都优于柴油，得出了油水粘度差越大处理效果越好的结论。通过装置长时间运行的研究，提出了“挂膜”稳定理论，缩短了装置运行初期的稳定时间，从57d缩短为35h，相对提高了装置的运行效率。提出了针对于油堵问题的“前端喷射+后端反冲”的运行模式，并得出了以下运行参数：进水流量维持在0.8L/min左右，持续运行至压力为2.0mH2O左右时开始，12h反冲一次，当水压曲折上升到3.03.5mH2O期间进行喷射+反冲；重复运行12h反冲一次，成功的将纤维的使用周期从60h延长至150h左右；并通过改变纤维层的装填方式实现了减缓纤维层压力上升的目标。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 含油污水的概述
• 1.1.1 含油污水的来源
• 1.1.2 含油污水中油的存在形式
• 1.1.3 含油污水的危害
• 1.2 含油污水常见的处理方法
• 1.2.1 物理法
• 1.2.2 化学法
• 1.2.3 物理化学法
• 1.2.4 电化学法
• 1.2.5 生物处理法
• 1.2.6 小结
• 1.3 聚结法的国内外研究现状
• 1.3.1 聚结分离器的研究现状
• 1.3.2 聚结机理的探讨
• 1.3.3 聚结材料的开发与应用现状
• 1.4 课题研究的目的和意义
• 1.4.1 研究目的
• 1.4.2 研究意义
• 1.5 课题的主要研究内容及技术路线
• 1.5.1 主要研究内容
• 1.5.2 技术路线
• 第2章 实验材料与方法
• 2.1 实验材料、药品与仪器
• 2.1.1 药品和材料
• 2.1.2 实验中使用的仪器
• 2.1.3 配水方式的选择
• 2.2 实验流程及装置设计
• 2.2.1 装置的工艺流程
• 2.2.2 装置整体设计理念及加工
• 2.2.3 出油口、集油器的设计
• 2.3 常用的检测手段
• 2.3.1 水中含油浓度测试方法
• 2.3.2 水中油滴粒径分布的检测方法
• 2.4 本章小结
• 第3章 模拟含油污水处理及参数优化的研究
• 3.1 纤维层厚度对出水含油浓度的影响
• 3.2 进水流量对出水含油浓度的影响
• 3.2.1 纤维层为 3 cm 时的进水流量优化
• 3.2.2 纤维层为 5 cm 时的进水流量优化
• 3.2.3 纤维层为 7 cm 时的进水流量优化
• 3.3 纤维填充密度对出水含油浓度的影响
• 3.3.1 75 kg/m3填充密度下的运行情况
• 3.3.2 100 kg/m3填充密度下的运行情况
• 3.3.3 125 kg/m3填充密度下的运行情况
• 3.3.4 150 kg/m3填充密度下的运行情况
• 3.4 聚结层级数的确定
• 3.4.1 短时间运行两级纤维层出水含油浓度的研究
• 3.4.2 长时间运行两级纤维层出水含油浓度的研究
• 3.5 油滴粒径的统计与分析
• 3.5.1 油滴粒径大小对处理效果影响的理论依据
• 3.5.2 油滴粒径分布的分析
• 3.6 本章小结
• 第4章 单因素加标实验研究及装置的应用推广
• 4.1 单因素加标实验
• 4.1.1 表面活性剂对出水含油浓度的影响
• 4.1.2 电解质类对出水含油浓度的影响
• 4.1.3 pH 对出水含油浓度的影响
• 4.2 反应器对不同种类油处理效果的研究
• 4.3 亲水纤维处理含油污水的研究
• 4.3.1 不同纤维出水含油浓度的对比研究
• 4.3.2 不同纤维运行条件的对比分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 装置的改进及运行中问题的解决
• 5.1 常见问题的分析与解决
• 5.1.1 油回收问题的解决
• 5.1.2 纤维层油堵问题的解决
• 5.2 挂膜理论的初步探索
• 5.2.1 问题的提出
• 5.2.2 纤维的预处理
• 5.3 装置长时间运行及改进
• 5.3.1 纤维层使用寿命的研究
• 5.3.2 反冲过程的研究
• 5.3.3 后端反冲，前端喷射模式的提出
• 5.3.4 纤维层填充方式的研究
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢