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【摘要】
吸附劑在化工工業中應用十分廣泛,特別是在含油廢水處理中,吸附劑具有十分重要的地位。吸附劑的種類很多,隨著現代化學工藝的不斷發展,傳統吸附劑已經不能夠滿足現代化工的應用要求了,因此積極研究新型吸附劑十分必要。且隨著現代綠色化工理念的不斷深入,廢棄物制備的吸附劑種類越來越多。本文就針對吸附劑在含油廢水中的應用進行探究,以幫助含油廢水處理中吸附劑能夠得以更好的應用。
【關鍵詞】
吸附劑;含油廢水處理;應用;研究進展
含油廢水處理中吸附劑主要有碳質吸附劑、粘土類吸附劑、廢棄物制備的吸附劑及新型吸附劑,碳質吸附劑主要有活性炭、煤基吸附劑、膨脹石墨,粘土類吸附劑主要有膨潤土、蛭石、沸石,利用廢棄物制備的吸附劑主要有粉煤灰等,下文就分別從以下四類吸附劑進行闡述,以探究吸附劑在含油廢水處理中的應用研究進展。
1碳質類吸附劑
1.1活性炭
活性炭是廢水處理中最常用的吸附劑?;钚蕴恐饕譃槔w維活性炭、粉狀活性炭、粒狀活性炭三種類型。活性炭之所以廣泛應用于廢水處理中是因為其與其他的吸附劑相比較具有更強的吸附能力?;钚蕴课絼┑谋缺砻娣e較大,具有十分發達的微孔,因此活性炭不僅具有將強的吸附能力,且其還具有較大的吸附容量?;钚蕴坎粌H僅能夠吸附廢水中的有機物,其對廢水中的油也有良好的吸附作用。目前,我國廢水處理中主要應用粒狀或粉狀的活性碳?;钚蕴紤糜趶U水處理中雖然具有較好的效果,但活性碳的生產成本較高,且活性碳不易再生,因此目前國內外活性碳主要應用于含油廢水的深度處理[1]。
1.2膨脹石墨
膨脹石墨主要成分是天然鱗片石墨,天然鱗片石墨經過插層、水洗、干燥、高溫膨化一系列的加工操作之后變成蠕蟲狀的物質,該物質疏松且具有網狀孔洞。膨脹石墨具備的特殊結構使得其具有十分之高的比表面積及非極性與表面活性,再加之膨脹石墨的網狀孔洞較大,因此膨脹石墨會對水中的油質進行選擇性性吸附。膨脹石墨是目前含油廢水處理應用前途最佳的一種吸附劑,其不僅僅能夠吸附廢水中的單純油質,其還能夠吸附廢水中的浮油及乳化后的油質。
2蛭石與膨脹土等黏土類吸附劑
蛭石與膨脹土的結構類似。蛭石由鎂、鋁氧、氫氧中的一種結構與硅氧結構組成,硅氧結構一般為四面體,由鎂、鋁氧、氫氧中一種物質組成的另一種結構為八面體,該四面體與八面體結構組成了蛭石最基本的單元結構,蛭石的該種結構使得其具有陽離子交換功能。蛭石與膨脹土作為結構相似的粘土類吸附劑,且都具有陽離子交換的功能,但兩者之間的陽離子交換能力有一定的差異,有相關的研究顯示,蛭石的陽離子交換容量要略高于膨脹土。膨脹土與蛭石這類具有陽離子交換能力的粘土類吸附劑本身具有較強的絮凝作用,且其具有較高的吸附性能,且粘土類吸附劑取材于粘土礦,廉價且存儲量大,因此粘土類吸附劑在含油廢水處理中應用十分廣泛[1]。
3利用廢棄物制備的吸附劑
3.1粉煤灰
熱電廠燃煤鍋爐排放的廢棄物主要成分就是粉煤灰。二氧化硅、三氧化二鋁、三氧化二鐵、氧化鈣是粉煤灰的主要化學成分。從粉煤灰的化學成分可以看出其具有大量的鋁和硅,鋁和硅使粉煤灰具有了大量的活性中心,增加了粉煤灰的吸附能力。學者趙明奎曾做過相關實驗研究,他利用粉煤灰對采油的廢水進行處理,發現粉煤灰對含油廢水中的COD氨氮化合物吸附效果明顯。其他學者利用粉煤灰對冶金含油廢水進行處理發現,冶金含油廢水中油質的去除率高達百分之九十五以上,若在最佳的處理條件下再加上絮凝劑,冶金含油廢水中油質的去除率可以高達百分之九十六以上。經過大量的實驗研究發現,利用三氯化鋁或三氯化鐵對粉煤灰進行相關的變性處理之后,粉煤灰對含油廢水中油質的去除效果大大提升。粉煤灰本身具有較強的吸附能力,且其作為熱電廠產生的廢棄物,來源廣泛且廉價,將粉煤灰應用于含油廢水處理中不僅僅能夠處理熱電廠鍋爐排放的廢棄物,還能夠實現廢物利用,降低熱電廠鍋爐燃燒對環境的污染,對實現資源循環利用及綠色化工生產十分重要。
3.2其他廢棄物制備的吸附劑
一些研究者利用廢棄的陽離子樹脂進行試驗,對含油廢水進行處理并對含油廢水中的各項指標進行測定,結果顯示廢棄的陽離子樹脂對含油廢水中乳化油的去除效果十分明顯,除油率高達百分之八十,且利用廢棄的陽離子樹脂處理含油廢水中的乳化油還能夠實現乳化油的回收與二次利用。其他研究者將鋸削代替傳統的吸附劑作為過濾柱的填充物,對冶金或金屬加工的含油廢水進行處理,結果顯示,在含油廢水中加入適量的破乳劑如無機鹽,鋸削填充的過濾柱對含油廢水中油質的除去率高達百分之九十九。某研究者將稻殼碳化處理制成吸附劑,并對含油廢水進行處理,結果顯示稻殼碳化制成的吸附劑對重油的吸附效果良好[3]。
4高吸油性樹脂等新型吸附劑
隨著現代科技的不斷發展,新型吸附劑不斷被研發,高吸油樹脂就是目前應用十分廣泛的一類新型吸附劑,其不僅僅具有十分之高的吸油倍率,其還環保無毒無害,高吸油樹脂在含油廢水處理中具有十分廣泛的應用前景。高吸油樹脂為共聚物,其基本成分大多為長側鏈的烯烴。根據烯烴種類的不同目前可以將高吸油樹脂吸附劑分為丙烯酯類樹脂吸附劑和聚烯烴類樹脂吸附劑兩類。高吸油樹脂吸附劑由烯烴分子聚合而成,因此高吸油樹脂吸附劑的極性很大,高吸油樹脂吸附劑對油質的吸附能力也較強。目前高吸油樹脂吸附劑主要為丙烯脂類,丙烯脂類高吸油樹脂吸附劑在乳化油及含油廢水分離與凈化中應用效果十分良好。目前國內的高吸油樹脂吸附劑在含油廢水中的應用還處于摸索階段,國外對高吸油樹脂吸附劑的研究相對較為成熟。國外甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸甲酯等高吸油樹脂已經得以廣泛應用[4]。
5結語
含油廢水處理工藝十分繁雜,將吸附劑應用于含油廢水處理中能夠對廢水中的油質進行良好的分離與凈化。吸附劑在其他化工中也有廣泛的應用,且隨著我國化工產業的不斷發展及環保意識的不斷增強,含油廢水處理的要求越來越高,因此積極研究吸附劑在含油廢水處理中的應用十分重要。
作者:朱衛菊 梁斌 單位:天津科技大學海洋與環境學院 中海油能源發展股份有限公司安全環保公司碧海環保服務分公司
參考文獻:
[1]郭常穎,趙鵬程,肖靖等.幾種吸附材料在含油廢水處理中的應用[J].環境科學與管理,2010,35(3):96~98,102.
[2]楊子立,劉紅光,顧錫慧等.粉煤灰的改性及在含油廢水處理中的應用[J].工業水處理,2011,31(12):57~59.
[3]連少偉,李靜,檀麗麗等.粉煤灰在含油廢水處理中的應用[J].粉煤灰綜合利用,2011(5):50~52.
[4]郝楊,滕厚開,顧錫慧等.膨脹石墨在低濃度含油廢水處理中的應用[J].工業水處理,2010,30(2):89~92.