采用正交实验法进行复配絮凝剂去除采油废水中的污油实验的研究

陈 斌，周 冰

(吉林化工学院 油气储运工程系，吉林 吉林 132000)

复配絮凝剂法是一种常用的处理含油污水的方法[1]。为了提高处理效果，一般要确定絮凝剂的最佳絮凝条件。影响絮凝效果的的条件因素有絮凝温度、pH值、配比以及用量[2]。一般在设计筛选实验时，每个因素选取三个实验水平，若要进行全面实验，则要设计81组实验法案，实验数量庞大，无法实现。因此，急需寻求一种有效的实验方案设计方法。正交实验法正是利用正交表来安排与分析多因素实验的一种设计方法。用正交实验法，挑选部分有代表性的水平组合进行实验，以确定个各因素最优的水平组合[3-4]。

1 试剂与仪器

1.1 实验用含油废水

试验用的废水为吉林油田某采油厂污水排放口，目测该水质混浊，透明度低,且含油较高，约为322 mg/L。

1.2 絮凝剂

本实验中采用的絮凝剂为为分析纯的聚合氯化铝，阳离子型，水解度20%的聚丙烯酰胺。

1.3 实验仪器

测量指标：悬浮物含量、透光度、含油量。

所用仪器：电子天平、六联恒温水浴、电动搅拌器、紫外分光光度计、500 mL玻璃换膜过滤器等。

2 复配絮凝剂筛选实验方案

将已测定含油量等指标的废水密封避光保存。使用前，用移液管将废水移入试管中均匀搅拌，再向其中加入酸，进行酸化处理。然后向试管中分别加入配置好的絮凝剂溶液进行实验。根据正交实验法，不考虑各因素的交互作用，选择按照正交试验表L9(34)表设计实验如表1，各因素水平选值如表2。

表1 正交实验表

表2 水平选值表

3 复配絮凝剂筛选结果及极差分析

表3 实验安排及实验结果

因为，对于A因素，k2

根据极差的大小RA>RD>RB>RC,各因素对含油量影响程度的大小顺序为：温度>加药量>pH值>复配比例。温度是影响含油量的最大因素，温度过高或者过低都不利于絮凝物的形成，合适的絮凝温度可以促使絮凝聚集体更加紧密牢固。加药量为污油去除效果的第二影响因素，在一定范围内，随着加药量的增加，污油的去除量也逐渐增大。pH值为污油去除效果的第三影响因素。复配比例的影响最小，但是从实验发现，无机絮凝剂的用量明显多于有机絮凝剂，这要是因为聚丙烯酰胺是一种水溶性发高分子化合物，再加上其非离子型胺基的作用，使其在水中分布广泛，但是其中合悬浮胶体所带负电荷的能力较弱。而聚合氯化铝在水中发生水解中和作用后，生成的聚合羟基恰好具有较强的中和悬浮颗粒所带负电荷的能力，所以两者结合，且无机絮凝剂比例较大，具有增效作用。

4 结论

通过正交实验对复配絮凝剂聚合氯化铝和聚丙烯酰胺处理含有污水的污油处理效果进行研究。通过对实验数据进行极差分析，得到处理污油的最佳絮凝条件为温度为50℃、pH值为7、无机/有机为5∶1、加药量为60 mg/L。且各因素对含油量影响程度为温度>加药量>pH值>复配比例。