絮凝法处理含油废水研究进展

赵 翠, 李正阳, 李 萍

（辽宁石油化工大学,辽宁 抚顺 113001）

絮凝法处理含油废水研究进展

赵 翠, 李正阳, 李 萍

（辽宁石油化工大学,辽宁 抚顺 113001）

絮凝法作为水处理工艺中常见的方法，在废水处理方面具有广阔的发展前景，主要介绍了化学絮凝，联合絮凝，磁絮凝，电絮凝，微絮凝，微生物絮凝的特点，机理，研究和应用情况，并对其在含油废水处理的应用提出了展望。

絮凝；含油废水；研究进展；发展前景；废水处理

目前我国水资源污染严重，2010 年，我国工业废水排放量为 250.1 t，占废水排放总量的 42.3%。絮凝法的使用既可在很大程度上解决水污染问题，还能使处理过的水重复利用，提高水的利用率，缓解水资源不足给工业发展带来的困难。目前，国内外学者对絮凝法的研究很多，笔者主要介绍了化学絮凝，联合絮凝，磁絮凝，电絮凝，微絮凝，微生物絮凝等絮凝方法处理含油废水的机理、特点。

1 絮凝法概述

絮凝法是利用无机胶体和有机聚合物之间进行架桥，形成复合胶体网链并产生黏结、吸附和卷扫等作用，从而使有机质中的活性基，有机物得以去除，COD 得到降低达到固液分离的。

2 絮凝法处理含油废水研究

2.1 化学絮凝法

化学絮凝法是指向水中加入化学试剂，使水中的污染物凝聚，沉降，达到固液分离的效果，它主要包括有机絮凝法和无机絮凝法。

2.1.1 有机絮凝

有机絮凝法即向水中加入有机高分子絮凝剂来实现絮凝,目前使用的有机絮凝剂[1]主要是高分子有机絮凝剂，它包括合成高分子有机絮凝剂和天然高分子有机絮凝剂两种。在合成的有机高分子絮凝剂中，聚丙烯酰胺(PAM)的应用最广泛。薛媛[2]等人用合成的有机高分子絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM)与天然的有机絮凝剂壳聚糖分别处理炼油废水,研究了pH、温度、絮凝剂投加量、沉降时间等外界条件。结果表明,利用 PAM 处理含油废水的在用量为 3 mg/L，pH 为 8，温度 30 ℃，沉降时间 40 min 时效果最佳，可去除石油类物质达 97.96%，COD 去除率达 90.92%；而用壳聚糖处理含油废水在用量 100 mg/L，pH 为 8，温度 35 ℃，沉降时间 40 min 条件下，此时石油类物质的去除率达 98.33%，COD 去除率达 92.25%。包永杰[3]等人研究 WL-1 与 WL-2 有机絮凝剂对含油污水的处理效果，结果表明 WL-1絮凝剂的较佳用量为 3.2 mg/L，WL-2 絮凝剂的较佳用量为 5.2 mg/L；WL-1 的最佳 pH 值 4～9，WL-2的最佳 pH 值在 3～5；两种絮凝剂在 10～40 ℃的温度范围内效果更好。丁仕强[4]等人用壳聚糖复合絮凝剂处理含油废水，正交实验结果分析表明：pH值为 7，PAM 量为 2 mg/L，壳聚糖量为 2 mg/L 时，对废水化学耗氧量(COD)去除率可达 47.33%；pH 值为 7，PAM 量为 1 mg/L，壳聚糖量为 8 mg/L 时,浊度去除率可达 91.73%。但是因其电荷密度小、水溶性较差、分子量较低等缺点限制了它的广泛使用。

2.1.2 无机絮凝

无机絮凝法[5]是向水中加入无机絮凝剂来达到污染物沉降效果的，其中聚合氯化铝是最常用的无机高分子絮凝剂。李洁[6]等人以结晶氯化铝为原料制备聚合氯化铝（PAC)，进行改性，获得了改性的聚硅酸氯化铝絮凝剂，当投加量为 125 mg/L，pH 为8，搅拌时间为 20 min，温度为 50 ℃时，其对于含油废水的除油率，COD 去除率效果最佳。丛丽娜[7]等人通过实验制备无机高分子复配絮凝剂—聚硅酸氯化铝锌(PAZSC)，在投药量为 35 mL，pH 值范围为 7～8，Zn/Al/Si 摩尔比为 1∶1∶2 时最好，此时的浊度去除率 98.9%，色度去除率 91.3%，COD 的去除率约 71.8%。赵亚杰[8]等人，用自制 HY 油田污水絮凝剂等及其复配的产物处理含油废水同时研究了沉降速度、搅拌速度和加药顺序等外界条件。结果,自制的 HY 絮凝剂与 PAC 复配,在分别 2.5 mg/L和 30 mg/L 絮凝效果较好。李天斌[9]等人制备了无机高分子絮凝剂聚硅酸硫酸铝镁(PSAMS)，确定了最佳条件为：Si/Mg 摩尔比为 125、pH=4、熟化时间为 5h, 在最佳条件下制备的 PSAMS 絮凝剂对含油废水的除浊率达到 95.46%。邱凤仙等[10]制备了絮凝剂聚合氯化铝(PAC)。并研究其处理含油废水的效果，结果表明：在投料比 1∶2，温度为 96 ℃，反应 7 h 的条件下，浊度的去除率超过 98%。无机絮凝剂的缺点是残留在水中的铝离子会导致二次污染，铁离子本身有颜色，并对设备有腐蚀作用，提高成本，投加量大，产泥量高，运行费用高。

2.2 电絮凝法

电絮凝就是在外电场作用下,使可溶性阳极(牺牲阳极)产生大量阳离子对废水进行絮凝, 从而将污染物去除的水质净化技术。马敬环等[11]人采用电絮凝法处理含聚采油污水。确定最佳条件为：电流密度为 7.0 mA/cm2，电解时间为 40 min，极板间距为 2.0 cm，pH 为 9.1。处理后 COD 和聚合物的去除率分别为 68.5%和 49.7%。衣丽霞[12]等人在自制的电解槽中，采用电絮凝法处理含油污水，发现最佳电絮凝条件为以铝板为电极，调节极板间距为 4.0 cm 左右，搅拌速度为中低速，电流密度为 5 mA/cm ² 左右，调节 pH 值 3～4 之间，电解大约 30 min，聚合物去除率达 90%以上，CODcr浓度降到 120 mg/L。董欣杨[13]等人采用电絮凝工艺深度处理石化工业废水，结果表明，电絮凝工艺采用“铁-碳”电极，电流密度为 44 mA/cm² ，极板间的水流速度6 mm/s，CODcr和石油类的去除效率均在 50%以上。尹先清等[14]人采用电-Fenton 技术处理聚合物驱采油废水，发现最佳条件为：电流强度为 3.0 A，极板间距为 4.0 cm，反应时间为 15 min，pH 值调节至4.0，质量分数为 30%的双氧水的投加量为 1.0 mL，聚合物去除率可达 99.21%。电絮凝法存在处理大量废水时耗电，耗电极金属量较大，分离的沉淀物不易处理利用等缺点，今后还需改进。

2.3 磁絮凝法

磁絮凝技术具有高沉降速度,低水力停留时间,占地面积小,出水效果好等优点。蒙志刚等[15]人将磁化絮凝技术运用在处理含油污水上，结果表明，当絮凝剂聚合硫酸铁投加量为 0.04 g/L、磁化时间为 4 min、磁化强度为 680 Gs 时，絮凝效果最佳。李来风等[16]人采用超导高梯度磁分离污水，利用超导磁体和经过表面有机改性的铁磁性颗粒为磁种处理含油污水，发现 COD 值降到 78 mg/L。磁絮凝法最大的缺点是污泥量大、污泥脱水困难，维持设备的长期运行也是面临的主要问题。

2.4 微絮凝法

微絮凝是在对絮凝、过滤作用机理及其工艺过程深入研究的基础上，将絮凝与过滤过程有机集成为一体，形成了当今水处理的高新技术。冯进来[17]等人筛选出FX微絮凝剂作为最佳药剂，实验确定在最佳投药质量浓度为 4 mg/L 条件下，当水中油、悬浮物质量浓度分别为 80、30 mg/L 时，出水油、悬浮物平均质量浓度分别为 1、3 mg/L，去除率分别达到 99%和 90%，达到回注水标准。曹勇锋[18]等人采用微絮凝-大梯度磁滤工艺处理含油废水。结果表明：浊度的平均去除率为 80%以上，但该工艺易受磁滤速度的影响。万慧茹[19]等人研究了聚合氯化铝铁和改性淀粉絮凝剂。发现微絮凝加药过滤工艺对水中油和悬浮物去除率平均提高了 50%和 30%。

2.5 微生物絮凝法

微生物絮凝法[20]是利用微生物或其分泌物产生的代谢产物来处理废水，是具有生物分解性和安全性的的水处理法。刘其友[21]等人采用吡啶筛选法得到微生物絮凝剂产生菌株 B61, 其絮凝率达到92.5%。李政[22]筛选出 5 株微生物絮凝剂产生菌菌株,通过实验确定在培养时间为 48 h,初始 pH 为 7，摇床转速为 160 r/min、碳源为葡萄糖、氮源为蛋白胨(NH4)2SO4(质量比为 1∶1)条件下对含油废水中浊度、石油类物质和 COD 的去除率分别达到 93.45%、53.42%和 20.98%。罗一菁[23]等从油田采出液污水中筛选得到一株微生物絮凝剂WZ，分析了WZ微生物絮凝效果，发现在 35 ℃、170 r/min 摇床振荡培养 29h，投加量为 25 mL/L，悬浮物去除率达到47.76 %。微生物絮凝虽然安全高效但还存在一些问题，如研究水平略低，絮凝剂成本略高，测定絮凝剂活性指标单一，絮凝机理尚且无明确解释，废水类型与絮凝剂种类、成分等关系针对性不强等，还需深入研究。

2.6 联合絮凝技术

联合絮凝即多种絮凝技术复合使用从而达到更好的絮凝效果。崔慧贞[24]等研究了同时具有阴、阳离子基团的两性高分子絮凝剂。发现在硝酸铈铵 1.2 mol/L；丙烯酰胺（AM）与玉米淀粉（St）的配比 3∶1（质量比），反应温度 60 ℃，反应时间 2 h 时，絮凝效果最好。沈建军[25]等采用 PAC 与 PAM 复合絮凝法处理含油废水,结果表明在复合条件下当 PAC的加入量为 10 mg/L 时除油率达到 88.6%,去浊率达92.3 %。当加入量大于 10 mg/L 后, 其除油去浊率都达到 90%以上。

3 展 望

综上所述，从低分子到高分子、由无机到有机及微生物、由单一型到复合型是絮凝法除油的发展方向。对絮凝效果加强定量的研究，降低生产成本是开发新型絮凝法的首要任务。絮凝法处理含油废水要想到更大的发展，应该把研究方向集中于以下几方面。首先是无机絮凝和有机絮凝等传统工艺的改善，如降低成本，提高效率。而微絮凝，电絮凝，磁絮凝作为新型絮凝法有着更广泛的研究前景在国内外得到了广泛的开展，已经成为目前絮凝除油研究的热点。

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Research Progress in Treatment of Oily Wastewater by Flocculation Method

ZHAO Cui, LI Zheng-yang, LI Ping
（Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113001, China）

Flocculation method is a common method in oily wastewater treatment technology, has a great prospect in wastewater treatment. In this paper, the chemical flocculation, the combined flocculation, the magnetic flocculation, the electricity flocculation, the micro flocculation, and the microbial flocculation were described, and their characteristics, mechanisms, research and application situation were introduced. The forward application in oily wastewater treatment was discussed.

Flocculation；Oily wastewater；Research progress；Development prospect；Wastewater treatment

X 703

： A文献标识码： 1671-0460（2014）07-1310-03

2013-06-17

赵翠，女，辽宁抚顺人，在读研究生，研究方向：分析化学。E-mail：E-mail:zcgg914@sina.com。

李萍，女，教授，博士，研究方向：水处理。E-mail：yangchun_bj@126.com。