新型混凝剂在含油废水处理中的应用现状

2012-08-15王若为

山西建筑 2012年24期

王彬王若为吴健

(1.天津滨海旅游区置地有限公司，天津 300480;2.天津大学环境科学与工程学院，天津 300072)

随着含油废水处理问题日益受到人们的关注，各种处理含油废水的方法被众多科研工作者研究讨论。吸附法因吸附剂再生费用高，膜分离法因膜清洗困难运行费用高，电化学法因电耗高、运行费用高等问题难以有效推广，而一些更为新进的新型处理技术，如高级氧化法，因高压反应器存在严重的腐蚀问题，而难以推广。混凝沉淀法反应快、絮凝沉淀时间短、处理效果显著、操作简单，因而在含油废水处理中广泛应用。混凝剂作为混凝沉淀处理技术的核心，很自然就成为了科研工作者关注的焦点。

目前，使用较多的是无机絮凝剂聚合氯化铝(PAC)和聚合硫酸铁(PFS)。但是PAC应用中存在如下问题:1)低温低浊水处理中易造成“跑帆”现象;2)形成的絮体沉降速度慢，处理效果不理想;3)进出管线、溶气缸等结垢严重，很难清除，会给环境带来二次污染[1]。

PFS絮凝能力强、矾花大、沉降快、适用范围广、无二次污染。但由于生产PFS工艺复杂、成本高、在水中残留色度，因而又难以广泛推广。相对于无机絮凝剂，有机絮凝剂虽然絮凝能力强、用量小、效率高、产生浮渣量小，但是药剂费用一般较为昂贵，且以丙烯酰胺为基础的人造高分子聚合物在使用时会产生有毒物质，这样使其推广应用受到了一定的限制。因而研发新型高效的絮凝剂成为了近年来众多科学家的研究方向和重点。下面分别概括介绍新型无机絮凝剂、新型无机复合絮凝剂、新型有机絮凝剂以及有机复合絮凝剂的研究现状。

1 新型无机絮凝剂

随着铝盐铁盐类无机高分子絮凝剂的不断发展，适用于含油废水处理的含铝/铁新型混凝剂大量涌现。

郑怀礼等[2]的研究发现聚磷氯化铝(PPAC)和聚磷硫酸铁(PFPS)对稠油废水的处理效果明显优于聚合氯化铝和聚合硫酸铁。吴早春等[3]用自制的聚磷氯化铝(PPAC)对重型机械厂含油废水混凝进行了实验研究表明PPAC能达到理想的除浊、除化学需氧量(COD)、除油效果。高宝玉等[4]将自制的聚合氯化铝铁(PAFC)应用于处理油田含油废水，发现投加40 mg/L的PAFC，除油率和悬浮物(SS)去除率都达到90%以上，可满足油田回注水要求。

陈伟红等[5]对聚硅硫酸铝(PASS)絮凝剂处理低温低浊条件含油废水的性能进行了研究。实验结果表明:PASS对该类含油废水有较好的混凝效果，同时处理后残铝量较低。袁斌等[6]采用硫酸铁、硫酸和硅酸钠制备了聚合硅酸硫酸铁(PFSS)絮凝剂，并成功应用于某炼油厂含油废水的处理。高宝玉等[7]对聚硅氯化铝(PACS)混凝剂除油效果进行了研究。实验结果表明:当PACS药剂投药量为2.0 mg/L时，COD去除率可达84%以上。高宝玉等[8]通过比较不同混凝剂净化辽河油田稠油采出水的效果发现:含铝离子的聚硅酸絮凝剂(PSAA)在pH为5.5时除油效果最好。污水处理后含油量降低到3.0 mg/L，油去除率达97.3%。李玉江等[9]利用电厂粉煤灰为主要原料研制了聚硅酸铝铁(PAFS)，并用它对济南炼油厂含油废水进行处理。夏畅斌等[10]采用煤矸石和硫酸烧渣为主要原料，制备了聚硅酸铁铝(PAFS)絮凝剂。当用于处理某炼油厂含油废水时，除油率达95%，硫和COD的去除率分别在92%和85%以上。

2 新型无机复合絮凝剂

由于含油废水种类复杂，成分多样，单一的无机絮凝剂显然不能满足含油废水的处理要求。因此越来越多的新型无机复合絮凝剂开始被研制，进行实验研究。

周凤山等[11]采用氢氧化铝、Fe2Mg络合剂、盐酸及氢氧化钠制备了多金属核无机高分子聚合物絮凝剂FMA，当利用50 mg/L～400 mg/L FMA处理油田含油废水时，油去除率达99%，悬浮物去除率达93%以上。关卫省等[12]采用PAC、钙盐、铝盐制备了XDY无机复合絮凝剂，并以投药量20 mg/L处理某油田含油污水时，悬浮物去除率为50.6%，油的去除率为97.4%。王博等[13]将由铝、硅、磷等多组分高分子化合物和添加剂组成的混凝剂用于处理某油田采油废水，发现处理后水中总铁质量浓度仅为0.5 mg/L，Ca2+，Mg2+的质量浓度由1 875 mg/L降低到350 mg/L。陈花果等[14]用铝矾土、铝酸钙、六水三氯化铁和盐酸为原料制备了新型复合混凝剂CD，对其混凝性能和混凝机理进行了研究。王婷[15]比较了改性硅藻土，PACS，PDTC三种絮凝剂的除油效果，发现复配絮凝剂的最佳工艺为:常温、弱碱性，快速搅拌3 min～4 min，慢速搅拌 14 min～16 min，改性硅藻土∶PACS∶PDTC=2.5 g/L∶0.025 g/L∶0.025 g/L 左右，除油率可达 92%以上。关卫省等[16]对复合絮凝剂XG977(PAFS系列)用于含油废水处理进行了研究。实验结果表明:在投加量相同条件下，XG977处理效果明显优于PAC。

3 新型有机絮凝剂及有机复合絮凝剂

近年来，由于无机混凝剂的种种弊端，科学家们开始研究新型有机絮凝剂。有机絮凝剂凭借投药量少、处理效率高等优点迅速发展，目前发展种类齐全、规格品种渐成系列。

徐庆源[17]开发出的两性有机高分子絮凝剂(即在同一高分子链上同时有阴离子和阳离子)，可极大提高油浮液的处理效率和废水回用率。吴芳云等[18]利用尿素和甲醛制备了脲醛树脂季铵盐和脲醛树脂叔铵盐，并用于处理某石化总厂污水。结果表明:季铵盐的除油率达85%左右，叔铵盐的则为90%以上。何月等[19]对聚丙烯腈进行了改性，分析了改性前后对同种含油废水的处理效果。实验结果表明:经过改性后聚丙烯腈变为亲水疏油材料，对油的去除能力提高20%左右。李秋红等[20]对聚氯乙烯聚结处理含油废水进行了研究。实验结果表明:当采用聚氯乙烯作为聚结材料，反应温度为60℃，聚结材料质量浓度为0.6 g/mL，停留时间为10 min时，含油废水中油的去除率可达60%以上。邹青等[21]比较了TX-107系列有机高分子絮凝剂与传统絮凝剂的除油性能，结果发现使用原来的絮凝剂处理后出水含油量为11 724 mg/L，而使用该药剂处理后出水平均含油量低于267 mg/L。