电凝聚法处理含油乳化液废水的试验研究_曹占平

天津城市建设学院学报第11卷第2期2005年6月JournalofTianjinInstituteofUrbanConstructionVo.l11No.2Jun.2005能源与环境电凝聚法处理含油乳化液废水的试验研究*曹占平1,马建国2(1.天津工业大学膜天膜工程技术有限公司,天津300160;2.天津海泰建设开发有限公司,天津300384)摘要:对电凝聚法处理乳化液废水进行了试验研究,结果表明:在原水的浊度为4000NTU,CODCr为16000mg/L,油含量为8000mg/L时,经电凝聚处理后水的浊度、CODCr、油含量分别为15NTU、79mg/L、9mg/L.试验证明电凝聚是一种很有潜力的乳化液废水处理工艺.关键词:乳化液;含油废水;电凝聚中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1006-6853(2005)02-0115-04据有关资料表明,世界上每年至少有500～1000万t油类通过各种途径进入水体[1].含油废水的来源十分广泛,主要来自石油、石油化工、钢铁、焦化、煤气发生站、机械等工业企业,另外铁路运输业、纺织与轻工行业中都会产生含油废水.含油乳化液废水渗入土壤空隙间形成油膜,产生堵塞作用,致使空气、水分及肥料均不能渗入土中,破坏土层结构,不利于农作物生长,甚至使农作物枯死.含油乳化液废水排入水体后将在水面上产生油膜,阻碍大气中的氧向水体转移,使水生生物处于严重缺氧状态而死亡.含油废水进入城市沟道,对沟道、附属设备及城市污水处理厂都会造成不良影响.因此,含油废水的治理对于保护水资源、维持生态平衡和促进经济发展,都具有重要意义.在轧钢行业中,为了消除冷轧产生的变性热,需用乳化液棕榈油进行冷却和润滑,在生产过程中乳化液或棕榈油逐渐失效而被排放,成为含油乳化液废水.工业乳化液废水处理已成为国内钢铁行业的一个严重的环保问题[2].笔者对这种含油乳化液废水进行了研究.电凝聚又称电絮凝或电气浮,主要利用电解原理对水进行电化学处理.电凝聚的特点是使用可溶性阳极(即牺牲电极),通过电化学反应,既产生气浮分离所需的气泡,也产生使悬浮物凝聚的絮凝剂,并且处理过程中会产生一些氧化物以达到去除有机物的效果.电凝聚具有较好的凝聚效果.在常规的水质净化中,一般投加混凝剂,压缩胶体的双电层,并通过吸附架桥作用,形成较大的矾花,使之去除.通常的混凝剂为固态或半液态,需专用的溶解池,并在溶液池调制成一定的比例后再通过专用计量设备投加,运行和管理比较复杂.而采用电凝聚可以通过改变电流密度控制混凝剂的量,可以省去常规的溶解、调配、计量等一系列设备,操作管理方便[3-4],但电凝聚用于含油乳化液废水的处理却鲜有报道.1试验1.1试验装置试验在自制的电凝聚槽中进行(见图1),槽中安置金属铝板作为电解的正负极,每块铝板的厚度为2mm,高115mm,宽115mm,极板间距9mm,极板浸入实验水样中,浸水深度为75mm,在不同的条件下对乳化液废水进行处理.图1电凝聚试验示意图1.2试验用水试验研究的对象是某钢铁公司轧钢车间产生的乳化液废水,其乳化油是冷轧的冷却、润滑剂,油滴粒径在0.1～2μm之间.乳化液的水质情况:浊度为4000*收稿日期:2005-02-26作者简介:曹占平(1970-),男,河北元氏人,天津工业大学膜天膜工程技术有限公司助理工程师,硕士.NTU,CODCr为16000mg/L,油含量为8000mg/L.1.3分析方法CODCr:重铬酸钾法;余油量:重量法;浊度:GDS-3B型光电式浊度仪;pH:pHS-25型酸度计.1.4试验方法将所取水样摇匀,倒入电凝聚槽内,至水面与容器的上沿相距2cm处,将电凝聚槽移至磁力搅拌器上,把电极板插入电凝聚槽,开启磁力搅拌器,开启晶体管稳流器,开始计通电时间.到预定的时间后,取出极板,关闭磁力搅拌器,开始计静止时间.到预定时间后,用虹吸管在离水面4cm处取水样,分析各项指标.2试验结果及讨论在试验中主要考虑投盐量、pH值、电流密度、时间、板间距等条件对处理效果的影响.通过在各种不同试验条件下的电絮凝效果比较,优选出电凝聚法处理含油乳化液废水反应的最佳条件.2.1NaCl投加量对电压的影响试验发现,NaCl的投加量不同则达到相同电流密度所需的电压就会不同,结果如图2所示.图2投盐量与电压的关系从图2可以看出,随着NaCl投加量的增加,电压值会不断地减小.因此在固定的电流密度下,增加NaCl投加量可以减少耗电量,选择一个合适的NaCl投加量可以减少生产运行费.试验还发现,不加NaCl时电压高达53V,对于人身安全不利.根据上述试验结果,将NaCl投加量定为1.2g/L.2.2pH值对絮凝效果的影响当电流密度为3mA/cm2,反应时间为45min,NaCl投加量为1.2g/L时,调整不同的pH值进行试验,