复合混凝剂处理石油化工二级出水的研究

本科毕业设计(论文)学生姓名：张震学号：1305070222所在学院：生物与制药工程学院专业：生物技术设计(论文)题目：复合混凝剂处理石油化工二级出水的研究指导教师：陈英文副教授2010年6月2日Ⅰ复合混凝剂处理石油化工二级出水的研究摘要本文考察了不同混凝剂对石油化工生化出水的混凝效果，并针对不同混凝剂的特性复配，对复配组分的种类、加量、pH、混凝剂总加量进行了研究。结果表明，复合混凝剂PAFS+FS+PAM比单独的混凝剂处理效果有显著的提高，该体系最佳混凝条件为pH＝7.0、m（FS）∶m（PAFS）＝3:7（总加量保持200mg/L）、沉降时间约为0.5h。在此条件下COD去除率达51.3%，TOC去除率高达31%，水质达到污水综合排放标准的一级标准(GB8978—1996）；在PAFS和FS复配的基础上加入200mg/L污水的高岭土，COD去除率可达60%。关键词：石油化工二级出水混凝复合混凝剂ⅡResearchofthesecondaryeffluentofpetrochemicaltreatmentusingcomplexcoagulantAbstractThistextinspectthecoagulationeffectofpetrochemicaleffluentusingdifferentcoagulants.Accordingtothecharacteristicofdifferentcoagulations,theycanbemixed.Thekind,increasedamount,pHandthetotalamountofcoagulanthavebeenstudyed.Itisindicatedthatthecoagulativeresultofthecomplexcoagulantisextraordinarybetterthanindependentcoagulation.ThecomplexcoagulantisPAFS+FS+PAM.TheoptimalcoagulativeconditionofthesystemisthatpH=5,m（FS）:m（PAFS）＝3:7(thetotalincreasedamountis200mg/L)andthesettlementtimeis0.5h.Inthiscondition,theCODremovalcanreach51.3%andtheTOCremovalcanreach31%.TheeffluentqualitycanmeettherequirementsoftheFirstclassStandardofIntegratedWastewaterDischargeStandards(GB8978—1996）.CODremovalcanreach60%withadding200mg/LKaolinonthebaseofthecomplexofPAFSandFS.Keywords:petrochemicalsecondaryeffluent;coagulation;complexcoagulant南京工业大学本科毕业论文Ⅲ目录摘要...................................................................-1-Abstract................................................................-1-第一章文章综述..............................................................-1-1.1问题的提出......................................................-1-1.2石油化工出水的特点及处理方法....................................-1-1.3混凝的应用现状..................................................-1-1.4混凝的机理......................................................-1-1.5混凝剂的研究现状................................................-2-1.6混凝剂的种类....................................................-2-1.6.1无机高分子混凝剂...........................................-2-1.6.2有机高分子混凝剂...........................................-2-1.6.3无机复合型混凝剂...........................................-3-1.6.4无机-有机复合型絮凝剂......................................-3-1.7混凝过程中存在的问题............................................-3-第二章实验部分......................................................-4-2.1实验材料与方法...................................................-4-2.1.1水质.......................................................-4-2.1.2实验仪器与试剂.............................................-4-2.2实验步骤........................................................-4-2.2.1混凝步骤...................................................-4-2.2.2重铬酸钾法测COD值的步骤：.................................-4-2.2.3测TOC步骤：...............................................-4-2.3不同种类混凝剂的效果对比.........................................-5-2.4PAFS和FS不同复配比例对混凝效果的影响...........................-6-2.5不同pH对混凝效果的影响..........................................-6-2.6不同混凝剂总加量对混凝效果的影响.................................-6-2.7无机天然混凝剂与PAFS和FS三者复配对混凝效果的影响...............-6-第三章实验结果与讨论..............................................-7-Ⅳ3.1不同种类混凝剂的效果对比.........................................-7-3.2PAFS和FS不同复配比例对混凝效果的影响...........................-8-3.3不同pH对混凝效果的影响..........................................-9-3.4不同混凝剂总加量对混凝效果的影响................................-10-3.5无机天然混凝剂与PAFS和FS三者复配对混凝效果的影响.............-11-3.6放大实验.......................................................-12-3.7工厂中试实验...................................................-13-3.8药剂成本核算...................................................-14-第四章结论与展望..................................................-15-4.1结论...........................................................-15-4.2展望...........................................................-15-参考文献.............................................................-16-致谢..................................................................-18-第一章文章综述-1-第一章文章综述1.1问题的提出随着我国现代化、工业化的加速，工业领域的用水量增速更快。石油化工行业作为用水大户，每天需水量及产生的废水水量巨大，其用水量及有机污染物排放量的增减不仅对本企业的综合经济效益产生重大影响，而且对解决所在地区缺水矛盾、改善地表水环境状况有举足轻重的作用。从提高企业经济效益角度看，废水经深度处理后回用于生产，已成为企业提高效益、清洁生产、节能降耗以及减少环境污染的大趋势。1.2石油化工出水的特点及处理方法水质成分十分复杂，主要包含烯烃、芳烃、酯类、乙二醇、丁辛醇、丙烯酸、甲酸、丙酸、甲胺、苯、混二甲苯和PTA等有机物。目前针对石油化工生化出水常用的处理方法有微滤、活性炭过滤、反渗透、混凝、生物滤池等物化法以及各种工艺的组合方法，而混凝法作为其中的一种最基本、最廉价的水体净化方法，被广泛地应用于各类化工及污水处理厂的深度处理中。[1]1.3混凝的应用现状混凝过程是现代城市给水和工业废水处理工艺中的关键环节之一，它既可以去除原水的浊度和色度等感官指标，又可以去除各种有毒有害污染物；可以自成独立的处理系统，又可以与其它单元过程组合，用于预处理、中间处理和终处理过程。在废水污染处理中，作为一项投资少、操作简便又能够有效大面积控制和减少废水污染、保护环境的有效手段，混凝技术的深人发展和推广应用将在这一问题的解决上扮演重要角色，产生良好的社会效益和经济效益。1.4混凝的机理微粒凝结现象——凝聚和絮凝总称为混凝。絮凝是指由高分子物质吸附架桥作用而使微粒相互黏结的过程；脱稳的胶粒相互聚结，称为凝聚。混凝则包括凝聚与絮凝两种过程。把能起凝聚与絮凝作用的药剂统称为混凝剂。混凝机理[2]：（1）双电层压缩机理：当向溶液中投入电解质，使溶液中离子浓度增高，则扩散层的厚度将减小。当两个胶粒互相接近时，由于扩散层厚度减小，ζ电位降低，因此它们互相排斥的力就减小了，胶粒得以迅速凝聚。（2）吸附电中和作用机理：吸附电中和作用指胶粒表面对带异号电荷的部分有强烈的吸附作用，由于这种吸附作用中和了它的部分电荷，减少了静电斥力，因而容易与其他颗粒接近而互相吸附。（3）吸附架桥作用原理：吸附架桥作用主要是指高分子物质与胶粒南京工业大学本科毕业论文-2-相互吸附，但胶粒与胶粒本身并不直接接触，而使胶粒凝聚为大的絮凝体。（4）沉淀物网捕机理：当金属盐或金属氧化物和氢氧化物作混凝剂，投加量大得足以迅速形成金属氧化物或金属碳酸盐沉淀物时，水中的胶粒可被这些沉淀物在形成时所网捕。当沉淀物带正电荷时，沉淀速度可因溶液中存在阳离子而加快，此外，水中胶粒本身可作为这些金属氢氧化物沉淀物形成的核心，所以混凝剂最佳投加量与被除去物质的浓度成反比，即胶粒越多，金属混