吸附——陶滤法热轧浊循环水除油试验

收稿日期:2002211228.

作者简介:袁　斌(19762),男,硕士研究生;武汉,华中科技大学环境科学与工程学院(430074).

吸附——陶滤法热轧浊循环水除油试验

袁　斌1　章北平1　肖　波1　汪波兵1　王　飞1

(1.华中科技大学　环境科学与工程学院,湖北　武汉　430074)

摘　要:采用聚酯纤维吸附——陶粒法去除热轧浊循环水中的油,其出水可达到炼钢热轧车间循环用水水质标准,废油可回收.该方法除油效果好,可操作性强,合理可行.同时,基于试验结果,获得相关参数,有利于工程应用,具有一定的实用意义.

关键词:热轧浊循环水;　油;　回收;　陶粒过滤

中图分类号:X 703　文献标识码:A 文章编号:100025730(2003)0120047203

随着工业的发展,含油废水排放量日益加大.此类废水若直接排放,则严重污染水环境,破坏生态平衡.可回收的油类排入水体,也造成了资源浪费.为此,世界上很多国家都对排放废水的含油浓度做出了规定和限制,我国规定的含油废水排放最高浓度为10m g L .目前,含油废水的处理方法及其比较详见表1.

表1　热轧浊循环水处理各种技术类型比较比较项目

处 理 方 法

物理法化学法物理化学法生物法

对环境影响无有有有水的回用油回收可以很少较少很少

处理速度快较快较快较慢经济效益较大较小较小较小

含油废水的含油量是主要的污染指标,其它的污染指标都与含油量有关,只要将含油量降低到一定的范围内,就可以达到排放水体或回收利用的目的.考虑到环保要求,采用物理方法处理是总的趋势,如过滤就是应用较为广泛的一种方法.过滤法是利用颗粒介质滤床的截流、惯性碰撞、筛分、表面吸附及聚并等机理,主要可以去除含油废水中的分散油、乳化油和溶解油,也可以去除水中大部分悬浮物.该方法具有投资少,占地面积小,操作简单,出水水质好且无二次污染等特点.

1　废水来源及水质特征、排放标准

试验采用某厂热轧浊循环水,来源于热轧车间的生产用水和回用水,主要供给热轧厂电气设备、地下油库、空调及部分轴承箱、热轧精整机组

及冷却用水,主要污染物为油份(润滑油)和悬浮

物(氧化铁皮)(表2).

表2　含油废水水质及排放标准

项 目油 m g ・L -1

SS m g ・L -1pH 含油废水(原水)

20～300

100～10006～9国家标准≤1070～1506～9厂方标准

≤5

≤20

6～9

为消除废水对水体的污染和回收利用水资

源、油,保证热轧生产的正常进行,该厂设计建成的废水处理系统如图1

.

图1　浊循环水工艺流程图

由于该工艺运转时间长,过滤罐内的石英砂

易被阻塞,形成油泥砂层增大水头损失而降低过滤效率,石英砂更换频繁,出水达不到循环回用的要求.因此,有必要对沉淀池中间处理和过滤深度处理两个环节加以改造.

在沉淀池后部增加纤维球吸附工序,进一步降低滤池进水中的含油量;考虑更换滤料,延长滤料的使用寿命,保证出水水质达到回用要求.

2　试验部分

2.1　废水含油量的测定

选择紫外分光光度法测定废水的含油量.为

了使测定结果尽量接近于真实值,选择被测样品

第20卷第1期2003年3月　

华　中　科　技　大　学　学　报(城市科学版)

J.of HU ST.(U rban Science Editi on )V o l .20N o.1M ar .2003

中石油醚萃取物作为标准油.向7只50mL容量瓶中依此加入0.00,2.00,4.00,8.00,12.00,20. 00和25.00mL标准油使用液,用石油醚定容至50mL,以石油醚为空白,在一定波长处,测定吸光度,绘制标准曲线.取水样于分液漏斗中,用石油醚萃取,以石油醚为参比,测定其吸光度,并由标准曲线(或回归方程)得出相应浓度.

2.2　含油废水的配制

含油废水取自平流池进水口,过滤滤去其中的钢渣.以热轧车间所用润滑油为标准油,以其含油废水为基质水,准确称取一定量的标准油,与水混合,在H Y-4型震荡器上充分震荡,制乳30 m in,静置24h后,弃去上层浮油,配制成稳定的含油废水(所得废水含油量以实际测得为准).

2.3　纤维球吸附

纤维球采用高分子聚酯材料制成,具有无臭、透气、耐温、抗老化、耐化学腐蚀和易清洗再生等特点,水头损失小,滤速高,截污量大,对浮油、分散油有较好的去除效果.

2.4　过滤处理

a.实验材料的装柱.取滤料在直径为80 mm,高度为1000mm的玻璃柱中装柱,滤料体积约为3L,高度约为60c m.滤料上、下部各铺垫厚度为5mm的玻璃纤维,以防止滤料在实验过程中的扰动.方式采用下流式,依靠重力作用将含油废水从上往下注入柱中.

b.滤料的选择.将陶粒、钢渣及无烟煤作为过滤材料,对它们进行含油废水处理效果比较,表3为各自出水浓度结果(1#材料为陶粒,2#材料为钢渣,3#材料为无烟煤).由表3及图2可见,随着过滤废水体积的增加,滤出液含油量也相应增加,去除率有所降低,在废水处理量达到2000mL 时,1#陶粒仍保持着较高的处理能力,故选用陶粒作为滤料.陶粒内部及表面多孔,将之作为滤料具有孔隙率高,比表面积大,比重轻等优点,具有显著的吸附过滤作用.

表3　不同滤料处理的出水浓度m g L

滤料

废　水　用　量 mL 4006008001000120015002000

18.128.689.239.8810.4111.0712.85

214.5515.2116.7217.3918.0720.0822.83 319.3821.1922.8824.6326.0528.7131.02

2.5　两级处理效果试验

进一步考察纤维球吸附与陶粒过滤(进水95 mL)的组合效果,将纤维球吸附与陶粒过滤两个阶段结合起来做连续流动态实验,实验材料装柱情况同前(图3)

.

图2

　不同滤料处理效果比较

图3　连续流动态实验流程图

3　实验结果与讨论

3.1　陶粒的性质

陶粒作为一种新滤料是用粘土或类似材料经适当处理后,高温焙制烧得.外观为球状,表面色泽为淡黄、红褐色多微孔,内部及表面多孔,具有孔隙率高(达70%左右)、比表面积大(最大可达1 000m2 m3)和吸附能力强等特点.

表4　陶粒滤料物理性能指标

粒径

mm

堆积密度

g・cm-3

密度

g・cm-3

孔隙率

%

A

%

不均匀

系数4.0～0.50.7～1.21.2～2.655～70≤1.62K80=1.80 注:表中A为破碎率和磨损率.

3.2　停留时间对过滤的影响

结合实际情况,做了水力停留试验(图4),结果表明,停留时间越长,去除效果越好;在10m in 后,去除率增长趋于平缓;停留时间为2～4m in 时,油的去除率在85%左右;停留时间为5～10 m in时,油的去除率可以达到90%以上.由此可以得出,陶粒过滤最佳停留时间为6～8m in

.

图4　去除率随停留时间的变化曲线

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・ 华　中　科　技　大　学　学　报(城市科学版) 2003年