复配絮凝剂对含油废水的处理研究

论文摘要

本文以对环境和人类健康产生巨大影响的含油废水处理为研究对象,采用理论分析和实验验证相结合的技术路线,制备了改性硅藻土、多功能阳离子絮凝剂PDTC和聚硅酸氯化铝PASC三种絮凝剂,并分别对三种絮凝剂对含油废水的处理进行了研究,结果表明:三种絮凝剂对含油废水均有较好的处理效果。改性后的硅藻土优于未改性硅藻土;采用复合改性剂(CTMAB和TMAB)处理的改性硅藻土吸附效果优于单一改性剂处理的硅藻土,其最佳配比为CTMAB∶TMAB=1.0∶2.0。改性剂用量对油吸附有一定的影响;实验确定的最佳吸附pH值为7～8;最佳吸附时间为50min,采用该改性硅藻土处理含油废水后除油率可达75.45%,研究表明合成阳离子絮凝剂PDTC的最佳工艺为:用乙二胺和二硫化碳在强碱条件下反应,以12.00:28.88:16.00为质量配比,反应温度为10～15℃,20～28℃,在90min的搅拌时间,搅拌速度为100r/min合成DTC。再加入10ml金属盐及乙醚,乙醇等合成PDTC。当用量为25ml时处理含油废水的除油率为85.43%。聚硅酸氯化铝PASC的最佳制备条件为:pH值为5～6范围内,SiO2浓度为2.5%,A1/Si摩尔比为1.0。同时研究了用聚硅酸氯化铝絮凝剂进行絮凝处理时的操作参数,得到最佳的操作参数为:最佳投加量为125mg/L, pH值为8,搅拌时间为20min,搅拌温度为50℃。其与聚合氯化铝对含油废水的处理性能对比表明,聚硅酸氯化铝絮凝剂具有更好的除油效果。基于复配絮凝剂处理复杂含油废水的潜在优势,以上述制备的三种絮凝剂为基础,对不同配比关系的三种絮凝剂的除油效果进行了实验研究,获得复配絮凝剂处理含油废水的最佳工艺:在常温弱碱性条件下,快搅拌3～4min(100～120r/min),慢搅拌14～16min(60r/min),改性硅藻土:PASC:PDTC=2.5g/L :0.025g/L:0.025g/L左右,除油率可达92%以上。采用该工艺处理延安某炼油厂污水除油率可达91.1%,COD去除率达到65.2%,处理洗煤废水时COD去除率达到68.3%,除浊率达到98%,处理造纸废水时,COD去除率能达到70%,SS去除率能达到85.7%,试验结果表明,该絮凝剂不仅对含油废水有较好的处理效果,而且对浊度较高的其它废水也有较好的应用前景。论文最后探讨了絮凝剂的絮凝作用机理,对絮凝作用的微观机制进行了理论分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的提出及研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 含油废水处理技术的研究现状
• 1.2.2 含油废水处理絮凝剂的研究现状
• 1.3 硅藻土、多功能阳离子絮凝剂及聚硅酸氯化铝的性质及研究现状
• 1.4 研究内容及研究方法
• 第二章 三种含油废水处理絮凝剂的制备及性能实验
• 2.1 含油废水分析
• 2.2 实验设备与试剂
• 2.2.1 实验设备
• 2.2.2 实验试剂
• 2.3 改性硅藻土的制备及性能实验
• 2.3.1 实验方法
• 2.3.2 单一改性剂及其浓度对改性硅藻土吸附性能的影响
• 2.3.3 混合改性剂对改性硅藻土吸附性能的影响
• 2.4 多功能阳离子絮凝剂PDTC 的制备及性能实验
• 2.4.1 实验方法
• 2.4.2 不同结构的胺对除油性能的影响
• 2.4.3 胺与二硫化碳的配比对除油性能的影响
• 2.4.4 碱度对除油性能的影响
• 2.4.5 搅拌时间对除油性能的影响
• 2.4.6 无机盐用量对除油性能的影响
• 2.5 聚硅酸氯化铝PASC 絮凝剂的制备及性能实验
• 2.5.1 实验试剂
• 2.5.2 分析方法
• 2.5.3 实验方法
• 2.5.4 pH 对凝胶时间的影响
• 2浓度对凝胶时间的影响'>2.5.5 SiO₂浓度对凝胶时间的影响
• 2.5.6 温度对凝胶时间的影响
• 2.5.7 Al/Si 摩尔比对除油性能的影响
• 2.6 本章小结
• 第三章 三种絮凝剂对含油废水的处理研究
• 3.1 改性硅藻土对含油废水除油性能的优化
• 3.1.1 投加量对除油率的影响
• 3.1.2 pH 对除油性能的影响
• 3.1.3 吸附时间对除油的影响
• 3.2 多功能阳离子絮凝剂PDTC 除油性能的优化
• 3.2.1 投加量对除油性能的影响
• 3.2.2 pH 对除油性能的影响
• 3.2.3 搅拌时间对除油性能的影响
• 3.2.4 废水温度对除油性能的影响
• 3.2.5 沉降时间对除油性能的影响
• 3.3 聚硅酸氯化铝絮凝剂PASC 除油性能的优化
• 3.3.1 投加量对除油性能的影响
• 3.3.2 pH 对除油性能的影响
• 3.3.3 搅拌时间对除油性能的影响
• 3.3.4 温度对除油性能的影响
• 3.3.5 聚硅酸氯化铝与聚合氯化铝除油性能实验的对比
• 3.4 本章小结
• 第四章 复配絮凝剂对含油废水的处理研究
• 4.1 三种絮凝剂处理含油废水的配比实验
• 4.1.1 聚硅酸氯化铝与絮凝剂PDTC 最佳配比的选择
• 4.1.2 复配中改性硅藻土的投加量
• 4.1.3 三种絮凝剂最佳配比的选择
• 4.2 复配絮凝剂处理含油废水的性能实验
• 4.2.1 pH 的影响
• 4.2.2 搅拌时间的影响
• 4.2.3 沉降时间的影响
• 4.2.4 废水温度的影响
• 4.2.5 复配絮凝剂处理含油废水的正交实验优化
• 4.3 对实际含油废水的处理
• 4.4 对其他废水的处理研究
• 4.5 本章小结
• 第五章 絮凝机理初探
• 5.1 改性硅藻土的絮凝机理
• 5.1.1 硅藻土的性能对废水吸附效果的影响
• 5.1.2 硅藻土结构对有机污染物吸附的影响
• 5.1.3 改性剂的种类对含油废水吸附效果的影响
• 5.1.4 pH 值的影响
• 5.1.5 吸附作用
• 5.2 多功能阳离子絮凝剂PDTC 的絮凝机理
• 5.2.1 压缩双电层
• 5.2.2 吸附电中和机理
• 5.2.3 吸附架桥机理
• 5.2.4 沉淀网捕机理
• 5.3 聚硅酸氯化铝的絮凝机理
• 第六章 结论与建议
• 6.1 认识和结论
• 6.2 问题与建议
• 主要参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢