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粉状活性炭对水源石油类污染的处理

发布时间:2020-06-26 浏览

摘要:目前全世界每年有500-1000万吨石油通过各种途径进入水体。水体被石油类污染后,不仅感观状态发生变化,而且其使用价值受到影响,水产资源和人类健康受到严重危害。本文是利用粉状活性炭对石油类污染物的溶解性来进行处理的,首先探讨了粉状活性炭的性质与水中油类污染物吸附机理,然后进行了粉状活性炭深度处理含油污水的机理与实验研究。

随着社会和工农业的不断发展,含油废水对水体的污染日趋严重。同时石油类及其制品广泛地应用于国民经济的各个领域和人类的日常生活,用量与日俱增,对水体的污染也在加剧。比如油膜使水面与大气隔绝,使水中溶解氧减少,阻碍了空气与水体之间氧的交换,严重影响了水体的复氧功能,导致水中溶解氧浓度迅速降低,影响水体的自净作用,水中石油污染会破坏水体正常生态环境,还可使水底质变黑发臭。对于水体油类污染,主要运用物理、化学和生物等方法。波涛活性炭厂家为此具体探讨了粉状活性炭去除水中石油类污染物的效果,现报告如下。

一、粉状活性炭的性质与水中油类污染物吸附机理

活性炭的分子化学结构由基本微晶构成,在二维空间与石墨类似,由呈六角形的碳原子平行层片组成。活性炭在活化时,由于温度不同,形成的官能团也不同,在400℃左右的温度活化时,主要形成羧基、酸酐基、醇基、羟基等酸性官能团,随着活化温度的升高,酸性官能团越来越少,而羰基、醌基、醚基等碱性官能团逐渐增加。我国活性炭多在900℃左右的温度下活化,所以活性炭表面含氧官能团主要是碱性官能团。吸附主要是指有机物在固相上的表面现象,它包括物理化学范畴内的物理吸附和化学吸附。很少量溶解态石油类污染物分子在系统中除了溶解进入液相中以其它形式分布的石油类污染物外,还与颗粒表面的“集中有机相”部分发生作用,通过“分配作用”完成吸附过程。

二、粉状活性炭深度处理含油污水的机理与实验研究

1、污水中石油类污染物的化学组成

污水排放的主要控制指标是石油类污染物,石油类污染物指标对判断污水是否达标排放无疑具有重要的意义。但由于污染水体组成复杂,而石油类污染物为综合性指标,只能反映污水及其处理程度的总体情况,不能反映污水的具体组成和具体污染物的去除状况。对污染水体有机和无机组分进行分析测定,并在此基础上剖析石油类污染物的组成特征,不仅具有理论意义,而且对选择处理方案及改进处理工艺具有重要的指导意义。我们分析了各个处理单元污水的有机物和无机物组成,并对石油类污染物的组成结构进行剖析,以此表征污水的特点。结果表明其构成如图1所示。

粉状活性炭对水源石油类污染的处理

2、粉状活性炭对石油类污染物的萃取实验

2.1实验方法

取100mL去离子水,分别加入20mL石油和20mL粉状活性炭,搅拌24小时后,静置分层45小时。然后测定水相中石油类污染物值的变化,确定油在水相及粉状活性炭相中的有机物分配状态。其计算公式如式1所示,其中CODaq为油水达平衡时水层中的石油类污染物,CODIL为加入石油和粉状活性炭后水层中的石油类污染物值。

R=(CODaq-CODIL)/CODaq×100%

2.2萃取次数对石油类污染物的影响

实验结果见表1。从表1中可以看出,3次实验结果对石油类污染物的萃取率平均达96.0%,这说明粉状活性炭可以较好的去除溶于水中的有机物。

表1粉末活性炭对萃取率的影响

实验号 1 2 3 平均值
R 95.8% 96.0% 96.2% 96.0%

2.3pH值对石油类污染物的影响

实验结果见表2,从表2可以看出,随着介质pH的变化,其萃取率也发生了变化。说明酸性介质有利于粉状活性炭对有机物的萃取。

表2pH值对萃取率的影响

pH 4 6 8
R 96.5 95.8 60.5

2.4粉状活性炭对芳烃的回收率

我们在实验中使用回收率来表征粉状活性炭对六种芳烃的萃取能力。粉状活性炭与水充分振荡混合后,有部分粉状活性炭会与水相混合,当1mL粉状活性炭萃取50mL水样,经静置分层后,下层粉状活性炭相体积约为0.7mL,这与粉状活性炭在水相的溶解度为0.5g·100mL-1相吻合。回收率的计算公式为:

回收率=(Cμ-Cμ0)×0.7/50/C0

结果表明:在样品中加入有机溶剂能够提高回收率的值;对于萘、1-甲基萘、2-氯萘来说,少量NaCl的加入使其回收率增加,但NaCl的含量超过5%时,其回收率随盐浓度的增加而降低。相反,对于菲,花,葱,NaCl的少量加入使其回收率降低,当NaCl的含量超过10%时,其回收率随盐浓度的增加略有增加;溶液的pH值为酸性时,回收率值高,当pH值超过7后,回收率降低。

总之,近年来突发性石油类污染事故导致了水源饮用水的微污染,我们对水源石油类污染的吸附作为研究对象,采用对有机烃化物具有良好吸附效果的活性炭吸附工艺进行研究,取得了很好效果,可广泛应用于处理。

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