磁分离法处理餐饮污水的除油机理_朱又春

技术总结磁分离法处理餐饮污水的除油机理朱又春1,曾胜2(1.广东工业大学环境与资源工程系,广东广州510090;2.广州开发区怡地工程公司,广东广州510730)摘要:采用磁分离法连续处理含油量为194mg/L的餐饮污水,仅投加混凝剂时出水含油量为20mg/L,而加入磁粉后可使出水含油量降至7mg/L。对磁粉破乳和磁絮凝除油的机理进行了探讨,比较了二氧化硅、硅胶和磁粉的比表面积大小。关键词:餐饮污水;磁粉;磁分离;混凝;除油中图分类号:X703.1文献标识码:C文章编号:1000-4602(2002)07-0039-03基金项目:广东省自然科学基金资助项目(960036)采用磁分离技术处理厨房污水可获得良好的除油效果[1]。目前,对磁分离法处理污水的研究多集中于分离机理方面,而关于除油机理尤其是磁粉在这一过程中与油类物质的作用鲜见报道。1试验内容和方法1.1试验材料及仪器餐饮污水:取自广州某酒楼经隔油池处理后的出水;磁粉:化学纯,Fe3O4含量≥95%;混凝剂:硫酸铁和硫酸铝按1∶1混合后配成含量为10%的水溶液;JTZ-2型混凝试验搅拌器。1.2试验流程及分析方法试验流程如图1所示。图1磁分离法试验装置污水经计量泵连续泵入反应槽后开动搅拌装置,连续加入磁粉及混凝剂,产生的磁性絮体连同污水经计量泵进入磁分离器。磁分离器由内槽和外槽组成,水流先进入内槽,再从内槽底部开孔处流入外槽,并从外槽上部溢出,磁性絮体则在水流流经内槽底部开孔时进入磁场区被截留下来,因而需定期打开槽下部的污泥阀排泥。含油量测定采用重量法。1.3试验条件污水水质:含油量为194mg/L,SS为398mg/L;流量:53mL/min;磁粉加入量:250mg/L;混凝剂加入量:1.3mL/L;磁分离场强:450×10-4T。1.4试验结果连续处理10L餐饮含油污水,结果见图2。图2加与不加磁粉的出水含油量比较·39·中国给水排水2002Vol.18CHINAWATER&WASTEWATERNo.7由图2看出,磁粉的加入使出水含油量降至7mg/L,比不加磁粉减少了约13mg/L,达到了含油量<10mg/L的排放标准,这也充分证明了磁粉的加入不仅使采用磁分离技术处理含油污水成为可能,而且对油的去除大有裨益。2磁粉除油机理试验所处理的餐饮污水中大部分浮油已被隔油池除去,因此只考虑悬浮态和乳化态油即可。2.1破乳除油①试验验证为考察磁粉对乳化态油的去除作用,配制了含乳化油污水进行试验。在1500mL自来水中加入4.5mL油及300mg/L阴离子表面活性剂,混合后置于乳化机中高速搅拌(转速>7000r/min)10min,制成含油量为265mg/L、乳白色的完全乳化含油污水。取该污水400mL投加磁粉250mg/L,以170r/min的搅拌速度搅拌15min后于450×10-4T的磁感应强度下分离20min,弃去污水而保留磁粉,重新加入配好的污水,用该磁粉重复上述试验3次后测上、下两层各200mL污水的含油量,上层为296mg/L,下层为184mg/L。比较上、下两层的含油量可以看出,经过磁粉处理后上层含油量比下层高出112mg/L,这说明一部分原本以乳化状态均匀分散于整个溶液中的油滴由于被磁粉吸附了覆盖于油滴表面的表面活性剂而破乳浮到液面,使得上、下两层产生了油浓度差。②机理分析取自来水700mL加入300mg/L的阴离子表面活性剂,高速搅拌10min制成含乳化油为180mg/L的污水,加入细粒磁粉和少量KCl,稍微搅拌即成所需电泳液。取该电泳液电泳测正、负极管的含油量。试验条件:电压为40V,电流为46mA,时间为30min。试验结果见表1。表1电泳试验结果项目含油量(mg/L)现象正极管225.3溶液为青白色,呈完全乳化状负极管156.7溶液为较浅的灰黑色(磁粉悬浮液的颜色)由表1可见,电泳使得正、负极管出现了油浓度差。正极管的含油量比溶液主体和负极管均要高,这是由于在乳化过程中油滴吸附了表面活性剂而带负电同时被乳化,在电场的作用下带负电的油滴不断向正极移动使得正极油浓度上升,而磁粉则带与油滴相反的正电荷。正、负极管的不同现象也说明了这一点。包裹表面活性剂(制含油污水时所用的乳化剂)的油珠同在搅拌作用下悬浮于溶液中的大量磁粉颗粒相碰撞的几率很大,同时又由于溶液中的油滴吸附了表面活性剂而带负电,磁粉颗粒带正电,两者之间存在的静电引力促使两者不断接近,进而导致油珠上表面活性剂的带负电荷的极性头在带正电荷的磁粉固体颗粒上发生吸附作用,但是油珠上表面活性剂的亲油能力同油珠与磁粉颗粒间正负电荷的引力并不足以使原本两个不相干的颗粒(带表面活性剂的油珠和磁粉颗粒)长时间地束缚在一起作同步运动,而且当部分阴离子吸附在磁粉颗粒上时又将抵消部分正电荷,削弱磁粉颗粒同油珠间的引力,这将促使