寇英衛(wèi) 李明明

摘 要：含油廢水的來源非常廣泛，油污染對(duì)生態(tài)系統(tǒng)、植物、土壤和水體都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。本文用工業(yè)廢料鋸末通過一定的化學(xué)、物理方法加以改性，對(duì)含油廢水進(jìn)行處理，研究改性鋸末的投加量、反應(yīng)pH值、反應(yīng)溫度等因素對(duì)處理效果的影響。結(jié)果表明：經(jīng)過化學(xué)改性的鋸末對(duì)含油廢水的處理效果要優(yōu)于物理改性的鋸末；100mL含油廢水中化學(xué)改性鋸末最佳投加量為4.0g，最佳反應(yīng)溫度為30℃，最佳初始pH為4.0。

關(guān)鍵詞：含油廢水；吸附；改性鋸末；反應(yīng)條件

Abstract： Oily wastewater has a very wide range of sources， oil pollution， plants， soil and water ecological system will have a significant impact. In this paper， the industrial waste sawdust was modified through chemical or physical methods to deal with oily wastewater. The modified sawdust dosing quantity， pH value and reaction temperature were studied on treatment effect. The results showed that the treatment effect of chemical modification sawdust is better than that of physical modified sawdust； the optimal dosing quantity of chemical modified sawdust in 100 ml oily wastewater is 4.0 g， the optimum reaction temperature is 30 ℃， the optimum initial pH is 4.0.

Key Words：oily wastewater； adsorption； modified sawdust；reaction conditions

1引言

含油廢水的來源非常廣泛，除了石油開采及加工工業(yè)排出大量含油廢水外，固體燃料熱加工、紡織工業(yè)中的洗毛廢水、輕工業(yè)中的制革廢水、鐵路及交通運(yùn)輸業(yè)、屠宰及食品加工業(yè)以及機(jī)械工業(yè)中車削工藝產(chǎn)生乳化液等均排放含油廢水[1]。含油廢水排放后會(huì)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)、植物、土壤和水體等造成嚴(yán)重影響[2-5]。最常用的含油廢水處理方法有膜分離技術(shù)、磁吸附分離技術(shù)、高級(jí)氧化技術(shù)、聲波、超聲波和微波技術(shù)等[6]。但這些方法成本較高，目前很多學(xué)者開始重視廉價(jià)高效替代技術(shù)的研究及其工程應(yīng)用[7-9]。

鋸末作為一種廢棄物，成本低廉，且具有高的比表面積，有較高化學(xué)活性，具有天然高分子物質(zhì)構(gòu)成，比纖維材料更加容易交聯(lián)，不易溶于水的特點(diǎn)。對(duì)鋸末進(jìn)行改性的目的是增大鋸末的比表面積，改善鋸末的吸附性能[10]。對(duì)鋸末的改性主要有物理改性和化學(xué)改性。物理改性主要是通過一定的物理方法使鋸末轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚蕴浚瑥亩訌?qiáng)鋸末對(duì)含油廢水中油類的的吸附性能。化學(xué)改性主要是通過一定的化學(xué)方法改善鋸末表面的官能團(tuán)以及其周邊環(huán)境的構(gòu)造，從而提高鋸末與油類的結(jié)合能力[11]。本文以含油廢水作為處理對(duì)象，研究改性鋸末的投加量、反應(yīng)時(shí)間、最佳反應(yīng)溫度等因素對(duì)處理效果的影響。

2 材料與方法

2.1 實(shí)驗(yàn)原料和試劑

實(shí)驗(yàn)用鋸末來自家具廠，使用前清洗除去泥土和灰塵，用蒸餾水浸泡洗滌至中性，105℃烘干備用。實(shí)驗(yàn)用含油廢水為自制模擬廢水，每1L蒸餾水中加300ml蓖麻油配成。

2.2 實(shí)驗(yàn)儀器

梅特勒AE-100電子天平（瑞士）；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（南京金正教學(xué)儀器有限公司）；SHZ 型水浴恒溫振蕩器（龍口市先科儀器公司）；精密恒溫水浴鍋（江蘇金壇市醫(yī)療儀器廠）；馬弗爐（上海鵬順科技儀器有限公司）；電熱鼓風(fēng)干燥箱（山東省龍口市電爐制造廠）；磁力加熱攪拌器（江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠）；玻璃儀器等。

2.3 實(shí)驗(yàn)方法

2.3.1 鋸末改性

物理改性：取適量2.1處理干凈的鋸末裝入坩堝內(nèi)，用電爐加熱炭化3h，炭化后的鋸末放入馬弗爐，在850℃繼續(xù)灰化4h，然后研磨過200目篩備用。

化學(xué)改性：取適量2.1處理干凈的鋸末，用飽和KOH溶液浸泡4h后用蒸餾水洗滌至中性，105℃下烘干，裝入坩堝內(nèi)，用電爐加熱炭化3h，炭化后的鋸末放入馬弗爐，在850℃繼續(xù)灰化4h，然后研磨過200目篩備用。

2.3.2 含油廢水測(cè)定方法

按照《水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法》中的重量法測(cè)定，以鹽酸酸化水樣用石油醚萃取礦物油，蒸餾石油醚后，稱其重量。

2.3.3 含油廢水處理

（1）改性鋸末投加量的影響：分別取1.0g、2.0g、3.0g、4.0g、5.0g物理改性、化學(xué)改性的鋸末，加入100ml配好的含油廢水中，在水浴溫度30℃下反應(yīng)2h，計(jì)算油的去除率，選擇最佳投加量。

（2）反應(yīng)溫度的影響：取5份4.0g化學(xué)改性的鋸末，加入100ml配好的含油廢水中，分別在10℃、20℃、30℃、40℃、50℃下反應(yīng)2h，計(jì)算油的去除率選擇最佳反應(yīng)溫度。

（3）pH值的影響：取5份4.0g化學(xué)改性的鋸末，加入100ml配好的含油廢水中，在水浴溫度30℃，pH值為2.0、3.0、4.0、5.0、6.0條件下反應(yīng)2h，計(jì)算油的去除率，選擇最佳反應(yīng)pH值。

2.3.4 數(shù)據(jù)計(jì)算

油的去除率w=（m1-m2）/m0

式中w為油的去除率；m1為處理前油和容器的質(zhì)量；m2為處理后油和容器的質(zhì)量；m0為50ml含油廢水中油的質(zhì)量；m1-m2為處理后剩余油的質(zhì)量。

3 結(jié)果與討論

3.1改性鋸末投加量對(duì)油的去除效率的影響

物理改性鋸末投加量對(duì)含油廢水處理效率影響見圖1，化學(xué)改性鋸末投加量對(duì)含油廢水處理效率影響見圖2。

圖1物理改性鋸末投加量對(duì)油的去除率的影響

從圖1中可以看出含油廢水中油的去除率隨著物理改性鋸末投加量的加大有先變大后變小的趨勢(shì)，當(dāng)100ml含油廢水中物理改性鋸末的投加量為3.0g時(shí)，油類去除率最高為72.13%。

圖2化學(xué)改性鋸末投加量對(duì)油的去除率的影響

從圖2中可以看出油的去除率隨化學(xué)改性鋸末投加量的加大有先變大后減小的趨勢(shì)，當(dāng)化學(xué)改性鋸末投加量為4.0g時(shí)含油廢水中的油類去除率最高為82.04%。當(dāng)投加量小于4.0g時(shí)，隨著化學(xué)改性鋸末投加量增大，油的去除率增大。當(dāng)投加量大于4.0g時(shí)，油的去除率反而下降。

對(duì)比圖1和圖2數(shù)據(jù)，化學(xué)改性鋸末對(duì)含油廢水的處理效果明顯優(yōu)于物理改性鋸末對(duì)含油廢水的處理效果。

3.2反應(yīng)溫度對(duì)油的去除效率的影響

反應(yīng)溫度對(duì)含油廢水處理效率影響見圖3。

圖3 反應(yīng)溫度對(duì)含油廢水處理效率影響

從圖3可以看出含油廢水中油類的去除率隨反應(yīng)溫度的變化而變化，當(dāng)反應(yīng)溫度升高時(shí)油的去除率有先變大后減小的趨勢(shì)，當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)到30℃時(shí)含油廢水中油類的去除率最高為85.14%。

3.3 pH值對(duì)油的去除效率的影響

pH值對(duì)含油廢水處理效率影響見圖4。

圖4 pH值對(duì)含油廢水處理效率影響

從圖4可以看出油的去除率隨pH加大有先變大后減小的趨勢(shì)，當(dāng)pH為4.0時(shí)油類的去除率最高為90.18%。

4結(jié)論

（1）化學(xué)改性鋸末對(duì)含油廢水中油的去除效果比物理改性鋸末效果好，經(jīng)過KOH改性處理的鋸末制得的活性炭吸附能力更強(qiáng)。

（2）改性鋸末的投加量對(duì)含油廢水中油的去除率影響較大。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，100mL含油廢水中化學(xué)改性鋸末投加量為4.0g時(shí)，油的去除率最大。

（3）隨著反應(yīng)溫度的升高，含油廢水中油的去除率升高，但當(dāng)溫度超過30℃時(shí)，處理效果反而下降，主要原因?yàn)闇囟冗^高會(huì)影響改性鋸末的吸附作用。改性鋸末處理含油廢水的最佳水浴溫度為30℃。

（4）反應(yīng)初始pH值對(duì)油的處理效率也有影響，最佳pH值為4.0，初始pH值小于4.0時(shí)，隨著pH升高油的去除效率增加，初始pH值超過4.0，油的去除效率反而下降。

參考文獻(xiàn)：

[1] 高延耀，顧國(guó)維，周琪.水污染控制工程[M].北京：高等教育出版社，2007，57～60.

[2] 張心意.粉煤灰處理含油廢水的試驗(yàn)研究[J]. 大連民族學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，26（1）：24～26.

[3] 翟清明， 張雪萍， 楊旭. 含油污水對(duì)蘆葦沼澤土壤線蟲群落組成及多樣性的影響[J]. 濕地科學(xué)， 2014.

[4] 趙光楠， 馬曉薇， 吳德東. 油田含油污水處理方法對(duì)比研究[J]. 環(huán)境科學(xué)與管理， 2014， 39：126-128.

[5] 曹春艷， 楊宇華， 李佳慧，等. 膨潤(rùn)土有機(jī)改性及其對(duì)含油廢水的吸附性能[J]. 黑龍江科技大學(xué)學(xué)報(bào)， 2015， 25.

[6] 楊瑞洪.含油廢水處理技術(shù)的研究進(jìn)展[J].揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，2010，7（2）：32～33.

[7]史曉燕， 肖波， 李建芬，等. 鋸末在重金屬?gòu)U水處理中的應(yīng)用[J]. 工業(yè)水處理， 2007， 27（4）：9-12.

[8] 吳春，高彥杰.玉米芯吸附處理工業(yè)廢水中染料的方法研究.食品科學(xué)，2007，28（3）：6～7.

[9] 劉曉艷， 劉芳佞. 鋸末吸附處理染料廢水的初步研究[J]. 工業(yè)安全與環(huán)保， 2010， 36：22-23.

[10] 劉漢利. 改性粉煤灰處理含油廢水的研究. 電力環(huán)境保護(hù)， 2001， 17（1）： 15～52.

[11] 陳曉玲. 活性炭處理含油廢水技術(shù)試驗(yàn). 實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)， 2006， 4（5）： 27～28.

作者簡(jiǎn)介：寇英衛(wèi)（1982～），女，上海，助理研究員，碩士，從事環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作。