機(jī)械加工含油廢水處置工藝

時(shí)間:2022-08-14 05:00:04

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機(jī)械加工含油廢水處置工藝

含油廢水的產(chǎn)量大,涉及的范圍廣,例如石油開采、石油煉制、石油化工、油品貯運(yùn)、油輪事故、輪船航運(yùn)、車輛清洗、機(jī)械制造、食品加工等過程中均會(huì)產(chǎn)生含油廢水[1-5]。油污染作為一種常見的污染,對(duì)環(huán)境保護(hù)和生態(tài)平衡危害極大。油類物質(zhì)在廢水中通常以三種狀態(tài)存在:①浮上油;②分散油;③乳化油。不同工業(yè)部門排出的廢水所含油類物質(zhì)的濃度差異很大,特別是廢水中的乳化油和分散油較難處理[6-7]。目前國(guó)內(nèi)處理含油廢水常用的方法有混凝、吸附等物理化學(xué)方法,但此類廢水處理系統(tǒng)復(fù)雜,分離效率不高。因此,研究高效的含油廢水處理方法是擺在環(huán)保工作者面前的迫切任務(wù)[8-9]。本文采用活性炭吸附法[10-15]來處理機(jī)械加工含油廢水,尋找合適的吸附工藝條件,確定最佳的處理工藝條件。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1試劑與儀器活性炭、重鉻酸鉀、濃硫酸、硫酸亞鐵銨、鄰菲啰啉、硫酸亞鐵均為分析純。JA1003型電子天平;HDM-500型數(shù)顯攪拌加熱套;HH-2型數(shù)顯恒溫水浴鍋;JJ-1型精密定時(shí)電動(dòng)攪拌器。

1.2模擬含油廢水配制稱取0.15g機(jī)油,加入自來水配制成600mg/L左右的含油廢水250mL,靜置24h。除去上層浮油,然后稀釋配成120mg/L左右的含油廢水。

1.3實(shí)驗(yàn)方法稱取一定質(zhì)量活性炭于50mL錐形瓶中,移入10mL含油廢水,分別控制活性炭質(zhì)量、加熱攪拌時(shí)間、溶液pH值,放入35℃恒溫水浴鍋中加熱,并用電動(dòng)攪拌器攪拌一定時(shí)間,攪拌頻率140r/min。然后過濾,取濾液分析。

1.4CODcr的測(cè)定方法準(zhǔn)確吸取1.00mL重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液和1.00mL濾液溶液于50mL錐形瓶中,加水稀釋至11mL左右,緩慢加入3mL濃硫酸,混勻。冷卻后,加入2滴亞鐵靈指示劑,用硫酸鐵銨溶液滴定,溶液的顏色由黃色經(jīng)藍(lán)綠色至紅褐色即為終點(diǎn)。硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度計(jì)算公式:C=0.2500×10.00/V式中C———硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度,mol/L;V———硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量,mL。COD的計(jì)算公式:CODcr(O2,mg/L)=8000×(V0-V1)×C/V式中V0———空白實(shí)驗(yàn)所消耗的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液用量,mL;V1———含油廢水濾液測(cè)定所消耗的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液用量,mL;V———實(shí)驗(yàn)中含油廢水的體積,mL;C———硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度,mol/L;8000———1/4O2的摩爾質(zhì)量以mg/L為單位的換算值。

2結(jié)果與討論

2.1活性炭質(zhì)量對(duì)含油廢水中COD的影響含油廢水10mL,控制攪拌時(shí)間1h,pH=8,控溫35℃,分別取活性炭質(zhì)量為0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6g,然后取濾液分析,計(jì)算CODcr結(jié)果見表1。由表1可知,隨著活性炭量劑的增加,含油廢水中COD迅速降低,當(dāng)活性炭質(zhì)量超過0.3g時(shí),含油廢水中COD降低減緩,對(duì)結(jié)果的影響不大??紤]到活性炭的增加則成本增加,綜合來看,選取的活性炭質(zhì)量為0.3g是比較合適。

2.2攪拌時(shí)間對(duì)含油廢水中COD的影響含油廢水10mL,,控制活性炭質(zhì)量0.4g,pH=8,控溫35℃,分別攪拌20,40,60,80,100,120min,然后取濾液分析,計(jì)算CODcr,結(jié)果見表2。由表2可知,對(duì)含油廢水合適的攪拌時(shí)間是60~80min;攪拌時(shí)間太短,對(duì)活性炭吸附油樣造成的影響較大,仍有較多油在廢水內(nèi)沒有被吸附出來;攪拌時(shí)間太長(zhǎng),對(duì)結(jié)果影響不大,并且使應(yīng)用成本加大,不利于實(shí)際運(yùn)用。綜合起來,合適的攪拌時(shí)間為60min。

2.3pH對(duì)含油廢水中COD的影響控制活性炭質(zhì)量0.4g,攪拌時(shí)間1h,控溫35℃,分別調(diào)節(jié)pH為2,4,6,8,10,12,然后取濾液分析,計(jì)算CODcr,結(jié)果見表3。由表3可知,隨著pH值的增加,油樣中的COD先減小再增加,當(dāng)pH值為8~10時(shí),吸附后含油廢水中的COD最低??紤]pH的調(diào)節(jié)和成本,較合適的pH值是8。

2.4正交實(shí)驗(yàn)

2.4.1正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,以活性炭質(zhì)量(A)、攪拌時(shí)間(B)、pH(C)為因素,設(shè)計(jì)L9(34)3因素3水平正交實(shí)驗(yàn)以優(yōu)化工藝條件,因素與水平設(shè)計(jì)見表4,結(jié)果見表5。由表5可知,采用活性炭吸附含油廢水中的油類,最佳工藝條件是A1B2C1,即活性炭質(zhì)量0.3g,攪拌時(shí)間60min,pH為6。由表5可知,B的極差最大、A次之、C最小,所以各因素影響的大小順序是B>A>C。

2.4.2正交實(shí)驗(yàn)的方差分析方差分析見表6。由表6可知,活性炭質(zhì)量、攪拌時(shí)間有顯著影響,pH對(duì)實(shí)驗(yàn)影響都不顯著。因而A、B選最優(yōu)水平,C因素根據(jù)節(jié)約原則,選取水平2,較好的新方案為A1B2C2,即活性炭質(zhì)量0.3g,攪拌時(shí)間60min,pH值為8。

3結(jié)論

(1)用活性炭吸附去除機(jī)械加工含油廢水的最佳工藝條件是:含油120mg/L的10mL廢水中,加入活性炭質(zhì)量0.3g,攪拌時(shí)間60min,pH=8,活性炭吸附后含油廢水的CODcr為160mg/L,COD去除率達(dá)到66.7%。

(2)利用活性炭吸附機(jī)械加工中含油廢水可以大大降低廢水中的油量,工藝簡(jiǎn)便、去油率高、環(huán)境污染小、安全無毒等優(yōu)點(diǎn),是一種值得推廣的技術(shù)??紤]到成本、再生問題,所以一般只用作含油廢水多級(jí)處理的最后一級(jí)處理。