絮凝法处理高浓度舱底含油污水的工艺研究-北极星水处理网

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摘要：船舶含油废水作为海洋污染的重要污染源之一，对其进行高效处理一直以来都是海洋环保领域的重大挑战。本文先分析了某油轮的舱底水性质，然后基于聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)，对该舱底水进行COD 去除工艺研究。实验表明，在适宜操作条件下，PAC 用量为200mg/L 时，COD 去除率为46.6%;PAM 用量为10mg/L时，COD 去除率为46.9%;PAC 和PAM 用量分别为150mg/L 和3mg/L 时，COD 去除率为57%。与单独使用PAC 或PAM 处理该废水时的絮凝效果相比，二者共同使用时，则更切实可行、更经济有效。

一、引言

随着我国船舶运输能力的提高以及船舶活动水平的大幅增长，船舶污水的污染日益加重[1]。船舶含油废水主要来源于船舶舱底水、油船压载水和洗舱水[1]。目前，船舶含油废水常用的处理方法主要有：重力分离、气浮和絮凝等[2，3]。其中，絮凝技术因经济、简便且处理效果好等优点备受青睐[3]。丁雷[4]采用PAC 和PAM 处理船舶含油废水重力除油罐出水(COD 为460mg/L)，PAC 和PAM 用量分别为200mg/L 和2mg/L 时，COD 和油去除率分别为16%和

19%。罗扬勇[5]以PAC 和PAM 分别作为絮凝剂和助凝剂处理某船舶公司处理后的水(COD 为1,200~1,500mg/L)，PAC 和PAM 用量分别为50mg/L 和1mg/L 时，COD 去除率为35%。目前，随着船舶燃料逐步向重质化、劣质化方

向发展[1，2]，破乳剂、缓蚀剂和钻完井添加剂等残留在舱底水中[3]，导致船舶废水的污染物含量更高，乳化程度更严重[4，5]。然而，目前关于高浓度船舶污水的研究却少见报道。因此，本文先分析了某油轮高浓度舱底污水性质，并基于PAC 和PAM 对废水中COD 去除工艺进行优化，对解决我国面临的高浓度难降解船舶含油污水处理的难题，以及保护内河及海洋生态环境均具有重要意义。

二、材料与方法

1.药剂和仪器

药剂：废水源自某油轮舱底油污水。石油醚，硫酸银，重铬酸钾，氢氧化钠，以上均为分析纯。硫酸(优级纯);PAC(工业级);PAM(工业级，阳离子型);实验室制备蒸馏水。仪器：722S 型可见光分光光度计(上海仪电分析仪器有限公司);TU-1810PC 型紫外可见光分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司);OxiTop Control 12 型BOD 自动测定仪(德国WTW 公司)。

2.絮凝实验

取200ml 水样置于烧杯，先调节pH，再加PAC 和PAM(2‰)并搅拌。加PAC 时，250r/min 快搅2min;加PAM时，80r/min 慢搅10min;PAM 与PAC 共同使用时，先在250r/min 速度下加PAC，搅拌2min，再在80r/min速度下加PAM，搅拌10min。然后静置20min，测上清液COD 值，以COD 去除率作为絮凝效果的评价指标。

3.分析方法

COD 值用重铬酸钾-分光光度法(610nm)测定[6];生化需氧(BOD5)用标准稀释法测定[6];SS 含量用重量法测定[6];石油类用紫外分光光度法测定[6]。

三、结果与讨论

1.水质分析

废水源自某油轮舱底污水，性质参数见表1。

由表1 可知，该废水COD 值达4,658mg/L，BOD5为 604mg/L，油含量为287mg/L，SS 为842mg/L。有资料显示[6]，1mg 石油类物质氧化时需3~4mg 氧，故石油类物质对COD 值贡献约18.5%。故该废水可能是油-水-固三相体系，可生化性差(BOD5/COD=0.13)。废水可生化性差主要是因为船舶燃油、润滑油、液压机液体及表面活性剂的存在[4]。综上所述，该船舶舱底废水是一种含有固体悬浮物的高浓度含油废水。

众所周知，舱底水温度一般保持在40~60℃范围内[2，3]。且PAC 和PAM 在40~55℃范围内均有较好的絮凝效果[4，5]。考虑到工艺成本和效果，本文在45℃下考查PAC 和PAM 用量及pH 分别对该污水COD 去除效果的影响。

2.基于PAC 的絮凝工艺

A PAC 用量的影响(pH 为7.5);B pH 的影响(PAC为200mg/L)

由图1A知，随着PAC 用量从10mg/L 增加到150mg/L，COD 去除率从3.7%快速增至40.8%;PAC 为200mg/L 时，COD 去除率为46.6%，COD为2,487mg/L;PAC 继续从400mg/L 增至1,000mg/L，COD 去除率从53.3%缓慢增至58.5%。以上现象表明，PAC 用量太少时，由于不能很好地使胶体脱稳，导致形成的絮体量少且细小，故COD 去除率低;PAC 用量过大时，絮凝效果也无显著提高，因为PAC 会导致带正电荷的多核羟基络合物或阳离子吸附在胶团表面，增加表面斥力，降低电中和作用[4]，絮凝过程进入再稳区，且PAC发生水解时会生成大量沉降物和过滤性差的氢氧化物浮渣[5]。所以，200mg/L 为PAC 的适宜用量。

由图1B 知，pH 在5~7 范围内逐渐升高，COD 去除率从38.1%缓慢增至46.0%;pH 为7.5 时，COD 去除率最高，为46.6%，COD 为2,487mg/L;pH 继续从8 升至11，COD 去除率从45.1%缓慢降至39.6%。以上现象表明，pH 较低时，由于PAC 水解被抑制，产物主要形态为水合离子([Al(H2O)6]3+)，水解产生H+，降低了PAC 压缩双电层和吸附架桥能力[4，5]，故COD 去除率较低;pH 过高时，絮凝性能下降，这是因为生成的氢氧化铝胶体(Al(OH)3)

转为偏铝酸根等阴离子(Al(OH)4-)，对带负电微粒仅有粘附作用而基本没有电中和与架桥等作用[5]。因此，pH 宜为7~8。

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原标题：絮凝法处理高浓度舱底含油污水的工艺研究

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