【摘 要】
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随着我国经济的快速发展,每年石油化工、机械加工、食品加工等行业产生大量的含油废水。含油废水可使水中溶解氧降低,妨碍水生植物光合作用,引起水生生物死亡,破坏水资源的利用价值;利用含油废水灌溉农田,可堵塞土壤孔隙,严重时导致农作物减产或死亡,而且油类在土壤中发生迁移,可能造成严重的地下水污染。存在表面活性剂的乳化油废水,即使长时间静置也难以将乳化油从废水中分离去除。目前对于乳化油废水常用的处理方法有:
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随着我国经济的快速发展,每年石油化工、机械加工、食品加工等行业产生大量的含油废水。含油废水可使水中溶解氧降低,妨碍水生植物光合作用,引起水生生物死亡,破坏水资源的利用价值;利用含油废水灌溉农田,可堵塞土壤孔隙,严重时导致农作物减产或死亡,而且油类在土壤中发生迁移,可能造成严重的地下水污染。存在表面活性剂的乳化油废水,即使长时间静置也难以将乳化油从废水中分离去除。目前对于乳化油废水常用的处理方法有:物理法、化学法和生物法。其中,生物法具有投资少、节能高效、无二次污染等优点被广泛应用,但在水处理过程中也存在抗冲击负荷适应能力差,出水水质不稳定等不足。本文将吸附法与生物法相结合去除乳化油废水中的有机物,首次利用海泡石、镁砂、粉煤灰为主要原料,添加致孔剂、粘结剂制备了复合矿物吸附剂,吸附剂的主要矿物组成为透辉石、镁橄榄石、钙铝黄长石和二氧化硅。利用响应面分析法优化吸附剂制备条件,制备出的吸附剂机械强度较高,空隙发达,比表面积可达1.446m2/g(BET)。DFT孔径分布曲线显示,吸附剂以中孔和大孔为主,且结构中含有大量可有效吸附废水中污染物的Si-O、Ca-O、Mg-O活性键。对吸附剂进行物理性能表征,试验结果表明,各项指标均满足《水处理用人工陶粒滤料》(CJ/T299-2008)标准要求。对吸附剂进行吸附性能表征,将0#柴油、烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)和水在高剪切混合乳化机作用下配制成模拟乳化油废水,探讨了吸附时间、吸附剂用量、废水pH、废水温度等因素对吸附剂吸附性能的影响,结果表明,随着吸附时间的增加,吸附剂对模拟乳化油废水中COD的吸附量上升趋势变缓,吸附进行12h可基本达到平衡,废水接近中性时,吸附性能较好,当初始COD浓度为382.25mg/L,废水温度30℃,废水pH为7,吸附剂用量为40g/L时,吸附12h后COD平均出水浓度为39.24mg/L,COD平均去除率为89.73%,COD平均吸附量为8.58mg/g;复合矿物吸附剂对模拟乳化油废水中COD和石油烃的吸附等温线符合Langmuir吸附等温模型,吸附动力学遵从准二级动力学模型,吸附过程由颗粒内扩散和膜扩散联合控制。将复合矿物吸附剂作为微生物载体应用于SBBR反应器(R3)中,与仅利用活性污泥的SBR反应器(R1)和利用市售生物陶粒为载体的SBBR反应器(R2)进行对比,在运行条件和进水水质完全相同的情况下,R3反应器在启动阶段挂膜速度快且出水水质较为稳定,在运行阶段对COD、TN去除率优于其它两组反应器。利用气相色谱仪对R1、R2、R3反应器进、出水中总石油烃浓度进行测定,以复合矿物吸附剂为载体的反应器(R3)对C15-C28、C29-C36去除效果优于R1、R2反应器;对稳定运行一段时间后的各反应器中微生物种群结构进行测试分析,具有石油烃降解功能和反硝化功能的不动杆菌属(Acinetobacter)在R3反应器中丰度最高。综上所述,本试验将吸附法与生物法相结合处理乳化油废水,既可利用吸附剂对废水中污染物的吸附作用减轻由于进水负荷改变对反应器中微生物菌群造成的冲击,也可促进以石油烃为营养物质的菌群在吸附剂表面富集生长,改善菌群结构,同时也解决了吸附法中吸附剂容量有限,再生困难等难题。
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