处理含乳化油废水的破乳剂研究

处理含乳化油废水的破乳剂研究

张吉库１

刘忠生１

冯喜来２

刘

晶１

（１沈阳建筑大学市政与环境工程学院，沈阳１１０１６８；２沈阳水务集团运营管理有限公司，沈阳１１００２３）

摘要对处理乳化油废水所用的破乳混凝剂进行试验研究，通过筛选药剂，调节用量、ｐＨ，复配出最佳的药剂。复配混凝剂优于相同条件下使用单一混凝剂的处理效果，具有投药量小、药剂费用

低、处理效果好、ｐＨ适用范围宽等特点。在用ＰＡＦＣ处理舍乳化油废水时，加人少量ＰＡＭ，由于协同作用，降低了混凝剂的使用量，提高了混凝效果，其产生的絮渣形体大且密实．含水率低．沉降及脱

水性能好，易于后续处理。

关键词乳化油破乳复配混凝剂乳化油废水中油的存在方式有３种：第一种是浮油，即游离油，粒径大干１００肚ｍ；第二种是分散相油，粒径介于１０～１００“ｍ；第三种是乳化油，粒径小于１０“ｍ［１］。前两种油较容易处理，一般的混凝沉淀或混凝气浮就可以去除，以乳化油状态存在的油主要来自废乳化液，由于乳化剂分子在油水界面上定向吸附并形成坚固的界面膜，同时增大了双电层

聚集，形成直径较大的油滴和絮状物质，油滴和絮体

与气泡粘附在一起并上浮至水面，形成浮渣，达到除

油的目的。混凝剂的品种很多，按其成分分为有机及无机两大类。无机混凝剂，处理含乳化油废水存在投药量大、处理效果不理想、产生的絮渣多、含水率高、不易后续处理的缺点［４］。无机高分子聚合物ＰＡＣ是常用的无机混凝剂，但是其处理成本较高，沉降速度较慢，而且有毒［５］。乳化油废水领域缺乏有效、适应性强且经济的处理药剂［６］。本文对处理乳化油废水的破乳混凝剂进行了试验研究，以便后续的深度处理。１试验材料与方法１．１主要仪器及试剂

的有效厚度，使得双电层的电位分布宽度和陡度增

大，使油均匀地分散在水中。所以乳化油滴能稳定存在于水中，不易去除，一般的混凝沉淀或混凝气浮对它的处理效果不理想。对于这种乳化油废水，破乳是处理的关键技术［２￣３］。破乳是指在一定水利条件下，通过细小油滴以及其他微粒间的相互碰撞和水处理中较为理想。３结论

（１）通过上述试验和数据分析可见，ＰＡＣＳ作为混凝剂在本废水处理站使用中，其处理效果明显优于

仪器：电子天平，上海天平仪器厂；Ｔ６新世纪紫（５）由于使用ＰＡＣＳ，大大减少ＰＡＭ得使用，可

以省去配置ＰＡＭ的人工，降低劳动强度，保障健康，减少对后续设备的影响。

参考文献

１李润生，李凯．聚合氯化铝盐基度与混凝效果的关系．上海水务，

２００６，３：１９～２０

２

ＧＢ

传统的ｎ屺。

（２）使用ＰＡＣＳ的量减少，从而减少运输次数，降低了运输成本。

（３）由于ＰＡＣＳ的碱化度较高，ｐＨ也较高，其对

设备的腐蚀性也会较小。

（４）由于水温与混凝剂投加量成反比，过去，气温低时，ＰＡＣ投加量需要增加，但使用ＰＡＣＳ后，投加量变化不大，其对废水水温的适应性较强。同时还减少投加泵的频率和冲程的调节，较少设备的损坏。

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１５８９２－－１９９５水处理剂聚合氯化铝

３甘莉，甘光奉．无机复合高分子混凝剂的研究新进展．油气田环境

保护，２００２，２：１１～１３

☆电话：１３７６１６２４７２６

Ｅ－ｍａｉｌ：ｈｕｙｉｃｈｕｎｌ９８１＠１６３．ｃｏｉｎ收稿日期：２０１０—０５—１０

万方数据

外分光光度计，北京普析通用仪器有限公司；ｐＨ计：ｐＨＳ一３Ｃ型，上海雷磁仪器厂；四联磁力搅拌器。

药剂：盐酸（１＋１）（分析纯）；氯化钠（分析纯）；氢氧化钠（分析纯）；石油醚（分析纯）；无水硫酸钠（分析纯）；明矾（分析纯）；硫酸铝（Ｙｔ析纯）；氯化铁（分析纯）；硫酸亚铁（分析纯）；氯化锌（分析纯）；聚合氯化

铝ＰＡＣ；聚合硫酸铝ｎ峪；聚合硫酸铁ＰＦＳ；聚合氯化铝铁Ｐ—气ＦＣ；淀粉（分析纯）；聚丙烯酰胺（分析纯）。

１．２试验用水

试验采用ｏ“柴油配制污水，采用十二烷基硫酸钠作为乳化剂。通过改变乳化剂投加量、投加方式及搅拌时间，获得符合试验要求的含油乳化液。在

３

Ｌ水中加入定量十二烷基硫酸钠，再加入柴油，在

６０００

ｒ／ｒａｉｎ的条件下搅拌１０ｍｉｎ，静置一段时间

后，稀释到所需浓度，得到乳化液废水。１．３水质分析方法

水质分析采用紫外分光光度法，在波长２５４ｎｍ下进行分析。１．４混凝评价试验

取乳化油废水水样１０ｍＬ于１

０００

ｍＬ烧杯中定容，加入不同种类、不同剂量的药剂，快速搅拌１ｍｉｎ，然后中速搅拌１０ｍｉｎ，静置３０ｍｉｎ，取液面下２ｃｍ处水样进行水质分析。２结果与讨论２．１药剂的筛选

在试验中主要比较了明矾（分析纯）；硫酸铝（分

析纯）；氯化铁（分析纯）；硫酸亚铁（分析纯）；氯化锌（分析纯）；聚合氯化铝ＰＡＣ；聚合硫酸铝ＰＡＳ；聚合硫酸铁ＰＦＳ；聚合氯化铝铁ＰＡＦＣ；淀粉（分析纯）；聚丙烯酰胺（分析纯）混凝剂处理乳化油废水的效果，从中筛选出４种药剂用于后续的混凝试验。在试验中，投入到含乳化油废水中的药剂量相同，观察矾花情况，筛选药剂。

通过试管混凝试验发现，聚合氯化铝ＰＡＣ；矾花形成速度快，絮体大较密实，既有上浮也有下沉，出水较澄清，水中含有少量絮体小颗粒；聚合氯化铝

铁ＰＡＦＣ，矾花形成速度快，絮体大、密实、下沉，出

水澄清；硫酸亚铁（分析纯）矾花形成较慢，絮体下

沉，较大，出水有淡黄色；氯化锌（分析纯），矾花形成速度较慢，絮体大，松散，上浮；其他几种药剂在相同

万方数据

时间内出现的絮体很少。因此选用这４种药剂进行后续混凝试验

２．２投药量对除油效果的影响

配制浓度为ｌＯ％的ＰＡＦＣ，ＰＡＣ，ＦｅＳ０４，ＺｎＣｌ２（４种药剂），在ｐＨ７左右的条件下，在８个装有

１０００

ｍＬ含乳化油废水的烧杯中分别投加药剂

１ｍｌ、２ｍｌ、３ｍｌ、４ｍｌ、５ｍｌ、６ｍｌ、７ｍｌ、８

ｍｌ。试验

结果见图１。如图１，４种药剂对油的去除率随着药剂用量的升高而逐渐升高。ＰＡＣ和ＰＡＦＣ在投药量为３００ｍｇ／Ｌ时，出现了拐点，从实验现象来看，在投药量少于３００ｍｇ／Ｌ时，产生絮体少且上浮，取样处的废水絮体较少；投药量在３００ｍｇ／Ｌ时，产生

大量絮体且悬浮在水中，取样时，携带絮体，含油量

高，去除率低；投药量大于３００ｍｇ／Ｌ时，絮体下沉，取样处不含絮体，在５００ｍｇ／Ｌ以后逐渐稳定，油去除率达到９５％，出水清澈，悬浮物少。主要因为含油乳化废水带有负电荷，阴离子型高分子絮凝剂与负电性胶体颗粒的相互作用，吸附架桥，具有很强的破乳效果。但ＰＡＦＣ产生絮体大而紧密，下沉速度

快，出水无色度，结合了ＰＡＣ和ＰＦＳ的优点，是一种较好的复合型混凝剂。

图１投药量对油去除率的影响

２．３

ｐＨ对除油效果的影响

４种药剂浓度同为１０％，在８个装有１

０００ｍＬ

含乳化油废水的烧杯中各投加５ｍＬ药剂，调节

ｐＨ，进行絮凝试验。试验结果如图２。

从图２中可以看出ＰＡＦＣ的最佳ｐＨ和ＰＡＣ相似，在ｐＨ６～１０都有较好的处理效果。当以

ＰＡＦＣ在ｐＨ６－－一８时，油的去除率达到９５％，絮体密实，沉降速度快，出水清澈，明显好于其他三种药剂。这是由于铝盐絮凝剂的特点是形成的絮体大，有较

好的脱色作用，但絮体松散易碎，沉降速度慢；铁盐

絮凝剂的特点是形成的絮体密实，沉降速度快，但絮

给水排水ＶｏＬ３６增刊２０１０

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图２ｐＨ对油去除翠的影响

体较小，卷扫作用差，处理后水的色度较深。ＰＡＦＣ

结合了铝盐和铁盐的优点，絮凝时矾花大而紧密沉淀快，出水清澈无色。２．４复配药剂破乳试验

通过以上试验，选用ＰＡＦＣ作为处理药剂，加药

量为５００ｍｇ／Ｌ，ｐＨ在７左右，在快速搅拌完毕后投入ＰＡＭ，投加量为０ｍｌ、０．２５ｍｌ、０．５ｍｌ、０．７５ｍｌ、

１ｍｌ、１．２５ｍｌ、１．５ｍｌ、１．７５

ｍｌ，浓度是０．１％，复配

试验结果如图３。

图３

ＰＡＦＣ＋ＰＡＭ中ＰＡＭ投药量对油去除翠的影响

如图３所示，投加ＰＡＭ后，可以清晰看见絮体快

速形成，１５ｒａｉｎ后沉降基本完成，投加ＰＡＭ后絮体颗粒更大，更密实，沉降速度加快，出水澄清，但对去除率没有太大的影响。产生上述现象的原因是由于ＰＡＭ具有很长的分子链，形成矾花同进行架桥，形成

大而坚韧的絮凝体。当投药量是１ｎ影Ｌ时，沉降速度最好，但后期随着药量的增加，矾花与沉降速度没有明

显的改变。所以确定投药量在１ｍｇ／Ｌ比较合适。

经过以上试验确定ＰＡＭ投药量１ｍｇ／Ｌ后，改变ＰＡＦＣ投加量１ｍｌ、２ｍｌ、３ｍｌ、４ｍｌ、５ｍｌ，质量浓度是１０％，试验结果如图４。

由图４可以看出，当ＰＡＦＣ的投加量在４００ｍｇ／Ｌ时，油的去除率为９５％，投加５００ｍｇ／Ｌ相比，具有几乎相同的效果，这主要是因为在不加ＰＡＭ，投药量在

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万方数据

图４ＰＡＦＣ＋ＰＡＭ中ＰＡＦＣ投药量对油去除率的影响

ｍｇ／Ｌ时，水中有絮体不能下沉，加入一定量的ＰＡＭ

后，由于ＰＡＭ的架桥吸附作用，加速了悬浮颗粒的下沉。ｎ∥Ｌ。（１）ＰＡＦＣ是一种性能优良的新型复合混凝剂。

药量少，ｐＨ适应范围宽，混凝反应速度快，出水清

澈，具有较好的破乳性能。

（２）在用ＰＡＦＣ处理含有乳化油废水时，加人少量ＰＡＭ，可提高絮凝效果，产生的絮渣形体大且

（３）复配混凝剂优于相同条件下使用单一混凝参考文献

１

ＯｌｉｖｅｉｒａＲＣＧ，ＧｏｍａｌｅｚＧ，ＯｌｉｖｅｉｒａＪＦ．Ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌｓｔｕｄｉｅｓ

ｏｎ

ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ

ｇａｓ

ｆｌｏｔａｔｉｏｎｏｆ

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ｄｒｏｐｌｅｔｓ

ｆｏｒｗａｔｅｒｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ．

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给水排水，２００６，２２（１３）：４９～５２

６

ＺｏｕｂｏｕｌｉｓＡ

Ｉ。Ａｖｒａｎａｓ八Ｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｏｉｌ－ｉｎ—ｗａｔｅｒｅｍｕｌｓｉｏｎｓ

ｂｙｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎａｎｄｄｉｓｓｏｌｖｅｄ－ａｉｒｆｌｏｔａｔｉｏｎ．ＣｏｌｌｏｉｄｓａｎｄＳｕｔｒａｃｅｓＡＰｈｙｓｉｏｏｃｈｅｍ．Ｅｎｇ．Ａｓｐｅｃｔｓ，２０００，１７２：１５３～１６１

☆通讯处：１１０１６８沈阳建筑大学高层Ｂ座６０５

电话：１３１４７８２８８９７

Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｕｌｉｕｔａ５２１＠１６３．ｃｏｍ

收稿日期：２０１０—０６—１３

４００

为了节省药剂用量，考虑ＰＡＦ℃的用量为４００３结论

用于处理含乳化油废水，油去除率能达到９５％，投密实，含水率低，沉降及脱水性能好，易于后续处理。

剂处理乳化油废水的效果，通过复配充分发挥混凝

剂各自的特点，由于协同作用，可提高混凝剂的使用效果，降低混凝剂的使用量。

３刘宏，电解质破乳剂特征的研究．江苏大学学报，２０００，２１（３）：

４李风亭．混凝剂与絮凝剂．北京：化学工业出版社，２００５

５李为兵，金雪中，张红春，等．处理低温低浊水的混凝剂优选．中国