复合混凝剂处理石油化工二级出水的研究【荟萃知识】

1、 本科毕业设计(论文)学生姓名： 张震 学 号： 1305070222 所在学院： 生物与制药工程学院 专 业： 生物技术 设计(论文)题目：复合混凝剂处理石油化工二级出水的研究指导教师： 陈英文 副教授 2010年 6 月 2日借鉴1%借鉴1%复合混凝剂处理石油化工二级出水的研究摘要本文考察了不同混凝剂对石油化工生化出水的混凝效果，并针对不同混凝剂的特性复配，对复配组分的种类、加量、pH、混凝剂总加量进行了研究。结果表明，复合混凝剂PAFS+FS+PAM 比单独的混凝剂处理效果有显著的提高，该体系最佳混凝条件为pH7.0、m（FS）m（PAFS）3:7（总加量保持200 mg/L）、沉降时间约为0.5h。在此条件下COD去除率达51.3% ，TOC 去除率高达31%，水质达到污水综合排放标准的一级标准(GB 89781996）；在PAFS和FS复配的基础上加入200mg/L污水的高岭土，COD去除率可达60%。关键词：石油化工二级出水 混凝 复合混凝剂借鉴1%Research of the secondary effluent of petrochemical treatment u

2、sing complex coagulantAbstractThis text inspect the coagulation effect of petrochemical effluent using different coagulants.According to the characteristic of different coagulations,they can be mixed. The kind,increased amount,pH and the total amount of coagulant have been studyed.It is indicated that the coagulative result of the complex coagulant is extraordinary better than independent coagulation. The complex coagulant is PAFS+FS+PAM.The optimal coagulative condition of the system is that pH

3、=5, m（FS）:m（PAFS）3:7(the total increased amount is 200mg/L ) and the settlement time is 0.5h.In this condition,the COD removal can reach 51.3% and the TOC removal can reach 31%.The effluent quality can meet the requirements of the Firstclass Standard of Integrated Wastewater Discharge Standards(GB 89781996）.COD removal can reach 60% with adding 200mg/L Kaolin on the base of the complex of PAFS and FS. Key words: petrochemical secondary effluent;coagulation;complex coagulant目录摘要- -Abstract- -第一章

4、文章综述- 1 -1.1 问题的提出- 1 -1.2 石油化工出水的特点及处理方法- 1 -1.3 混凝的应用现状- 1 -1.4 混凝的机理- 1 -1.5 混凝剂的研究现状- 2 -1.6 混凝剂的种类- 2 -1.6.1 无机高分子混凝剂- 2 -1.6.2 有机高分子混凝剂- 2 -1.6.3 无机复合型混凝剂- 3 -1.6.4 无机-有机复合型絮凝剂- 3 -1.7 混凝过程中存在的问题- 3 -第二章 实验部分- 4 -2.1实验材料与方法- 4 -2.1.1 水质- 4 -2.1.2 实验仪器与试剂- 4 -2.2 实验步骤- 4 -2.2.1混凝步骤- 4 -2.2.2重铬酸钾法测COD值的步骤：- 4 -2.2.3测TOC步骤：- 4 -2.3不同种类混凝剂的效果对比- 5 -2.4 PAFS和FS不同复配比例对混凝效果的影响- 6 -2.5不同pH对混凝效果的影响- 6 -2.6不同混凝剂总加量对混凝效果的影响- 6 -2.7无机天然混凝剂与PAFS和FS三者复配对混凝效果的影响- 6 -第三章实验结果与讨论- 7 -借鉴1%3.1不同种类混凝剂的效果对比- 7

5、-3.2 PAFS和FS不同复配比例对混凝效果的影响- 8 -3.3不同pH对混凝效果的影响- 9 -3.4不同混凝剂总加量对混凝效果的影响- 10 -3.5 无机天然混凝剂与PAFS和FS三者复配对混凝效果的影响- 11 -3.6 放大实验- 12 -3.7 工厂中试实验- 13 -3.8 药剂成本核算- 14 -第四章结论与展望- 15 -4.1 结论- 15 -4.2 展望- 15 -参考文献- 16 -致谢- 18 -借鉴1%第一章 文章综述1.1 问题的提出随着我国现代化、工业化的加速，工业领域的用水量增速更快。石油化工行业作为用水大户，每天需水量及产生的废水水量巨大，其用水量及有机污染物排放量的增减不仅对本企业的综合经济效益产生重大影响，而且对解决所在地区缺水矛盾、改善地表水环境状况有举足轻重的作用。从提高企业经济效益角度看，废水经深度处理后回用于生产，已成为企业提高效益、清洁生产、节能降耗以及减少环境污染的大趋势。1.2 石油化工出水的特点及处理方法水质成分十分复杂，主要包含烯烃、芳烃、酯类、乙二醇、丁辛醇、丙烯酸、甲酸、丙酸、甲胺、苯、混二甲苯和PTA等有机物。目前针对

6、石油化工生化出水常用的处理方法有微滤、活性炭过滤、反渗透、混凝、生物滤池等物化法以及各种工艺的组合方法，而混凝法作为其中的一种最基本、最廉价的水体净化方法，被广泛地应用于各类化工及污水处理厂的深度处理中。11.3 混凝的应用现状混凝过程是现代城市给水和工业废水处理工艺中的关键环节之一， 它既可以去除原水的浊度和色度等感官指标，又可以去除各种有毒有害污染物；可以自成独立的处理系统，又可以与其它单元过程组合，用于预处理、中间处理和终处理过程。在废水污染处理中，作为一项投资少、操作简便又能够有效大面积控制和减少废水污染、保护环境的有效手段，混凝技术的深人发展和推广应用将在这一问题的解决上扮演重要角色，产生良好的社会效益和经济效益。1.4 混凝的机理微粒凝结现象凝聚和絮凝总称为混凝。絮凝是指由高分子物质吸附架桥作用而使微粒相互黏结的过程；脱稳的胶粒相互聚结，称为凝聚。混凝则包括凝聚与絮凝两种过程。把能起凝聚与絮凝作用的药剂统称为混凝剂。混凝机理2：（1）双电层压缩机理：当向溶液中投入电解质，使溶液中离子浓度增高，则扩散层的厚度将减小。当两个胶粒互相接近时，由于扩散层厚度减小，电位降低，因此它们

7、互相排斥的力就减小了，胶粒得以迅速凝聚。（2）吸附电中和作用机理：吸附电中和作用指胶粒表面对带异号电荷的部分有强烈的吸附作用，由于这种吸附作用中和了它的部分电荷，减少了静电斥力，因而容易与其他颗粒接近而互相吸附。（3）吸附架桥作用原理：吸附架桥作用主要是指高分子物质与胶粒相互吸附，但胶粒与胶粒本身并不直接接触，而使胶粒凝聚为大的絮凝体。（4）沉淀物网捕机理：当金属盐或金属氧化物和氢氧化物作混凝剂，投加量大得足以迅速形成金属氧化物或金属碳酸盐沉淀物时，水中的胶粒可被这些沉淀物在形成时所网捕。当沉淀物带正电荷时，沉淀速度可因溶液中存在阳离子而加快，此外，水中胶粒本身可作为这些金属氢氧化物沉淀物形成的核心，所以混凝剂最佳投加量与被除去物质的浓度成反比，即胶粒越多，金属混凝剂投加量越少。1.5 混凝剂的研究现状我国水处理混凝剂主要用矿物原料直接生产混凝剂，主要产品为固体，有效成分溶出率不高，液体产品含水率较高，因此资源和能源消耗较大。3目前，混凝剂在石油化工出水中的研究不多，特别是复合混凝剂的应用更少。1.6 混凝剂的种类混凝剂是指能够加速水中胶体微粒凝聚和絮凝成大颗粒的物质，常用的混凝剂有无

8、机型（无机低分子型和无机高分子型）、有机高分子型（改性高分子、合成高分子）、复合型（无机-无机、无机-有机）。41.6.1 无机高分子混凝剂Jiang Jia-Qian等5在实验室制备了聚合硫酸铝铁( PAFS)和聚合硫酸铁( PFS)，并与传统的无机混凝剂硫酸铁(FS)和硫酸铝(AS)进行了对比，结果表明无机高分子聚合物6对藻类、有机物及浊度的去除率远远优于传统混凝剂。1.6.2 有机高分子混凝剂有机高分子混凝剂由于分子上的链节与水中胶体微粒有极强的吸附作用，絮凝效果优异。目前使用的有机高分子混凝剂主要有合成和改性两种类型。 合成高分子混凝剂在合成的有机高分子混凝剂中，聚丙烯酰胺(PAM)7的应用最广。聚丙烯酰胺有非离子型、阳离子型和阴离子型，其分子质量为(50600)104 u。张德慧、许易安8以二甲胺、氯丙烯等为原料合成了二甲基二烯丙基氯化铵(DM-DAAC)，再与丙烯酰胺(AM)共聚生成阳离子型共聚物，配合PAC使用(50mg/l PAC+2mg/l共聚物)对南阳油田魏岗联合站污水的絮凝效果优于100mg/l PAC 单一效果。 改性高分子混凝剂改性高分子混凝剂按其原料来源不同

9、，大体可分为淀粉衍生物9、纤维素衍生物、植物胶改性产物、多聚糖类及蛋白质类改性产物等。1.6.3 无机复合型混凝剂目前无机复合型混凝剂大致可归纳为:金属离子(Al3+ 、Fe3+ 、Ca2+ 、Mg2+ 等)复合型，酸根复合型，以及上述两类之综合。中科院生态环境研究中心田宝珍等10用PAC和FeCl3制备了铝铁共聚复合絮凝剂11，并用Ferron逐时络合比色法研究了其中Fe3+形态组分分布规律，指出其与FeCl3及单纯聚铁(PFC)溶液不同，确系形成了一种新的铁铝共聚物，其混凝效果优于PAC和FeCl3。山东工业大学李玉江等12以粉煤灰的主要原料研制了铁铝复合型混凝剂PAFS，用于济南炼油厂炼油废水处理，相同实验条件下与PAC和PFS比较，反应速度快，去污率高，COD去除率78% ，提高15% 左右，除油率提高12.4%-13.5% ，达95.7% ，且具有较强的破乳性能;用于污泥脱水，具有滤液澄清度高(透光率达98%) 等特点，效果明显优于PAC和PFS。1.6.4 无机-有机复合型絮凝剂无机高分子混凝剂对各种复杂成分的水处理适用性强，但生成絮体小，且投药量大、生成污泥量大;相比之下，有机高分子絮凝剂用量少，絮凝速度快，生成污泥量少;

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