不同種類粉煤灰處理煉油廢水的研究

1、不同種類粉煤灰處理煉油廢水的研究王煥梅1侯俠1高純林2（1蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院石油化學(xué)工程系，甘肅蘭州730060；2中國石油大學(xué)（北京），北京，昌平102249）摘要：對不同種類粉煤灰處理煉油廢水進行了研究。主要研究了不同種類粉煤灰的投加比，攪拌時間、靜置時間等因素對煉油廢水去油率的影響。研究表明，對于相同廢水，一級粉煤灰去油率最好。按L9正交試驗表進行試驗，一級粉煤灰最優(yōu)條件：原料的投加比灰/水1:2.5、靜置時間2h 、攪拌時間5min，在此條件下去油效果最好，去油率達80.07%。關(guān)鍵詞：粉煤灰煉油廢水影響因素正交試驗吸附特性中圖分類號：X703.1基金項目：甘肅省教育廳科研計劃項目，

2、編號：0816-01作者簡介：王煥梅（1963），女，河北獻縣人，蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授，工學(xué)學(xué)士，主要從事石油化工和煉油技術(shù)的研究。前言從煤燃燒后的煙氣中收捕下來的細灰稱為粉煤灰，粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢物。我國粉煤灰的總堆存量已超過10億t,而且還在以每年1億t的速度增加,粉煤灰的排放不僅侵占大量的土地,而且嚴重污染環(huán)境。因此粉煤灰的綜合利用成為近幾年國內(nèi)外環(huán)保研究領(lǐng)域的熱點之一。目前,粉煤灰有部分用于建材制品、建筑工程、道路工程等方面1，利用率在30%40%，仍然有較大的量需要開發(fā)利用2。目前，煉油廢水的處理方法很多，如活性污泥法、生物法、活性炭法等。但由于粉煤灰價格低廉，又

3、具有顆粒小、多孔、活性高、吸附性強的特點，所以用它作為煉油廢水的吸附劑，將會獲得較好的經(jīng)濟效益3，是資源綜合利用和以廢治廢，特別對發(fā)展中國家更具有現(xiàn)實意義。1 試驗原理 煤粉在爐膛中呈懸浮狀態(tài)燃燒，燃煤中的絕大部分可燃物都能在爐內(nèi)燒盡，而煤粉中的不燃物(主要為灰分)大量混雜在高溫?zé)煔庵?。這些不燃物因受到高溫作用而部分熔融，同時由于其表面張力的作用，形成大量細小的球形顆粒。在鍋爐尾部引風(fēng)機的抽氣作用下，含有大量灰分的煙氣流向爐尾。隨著煙氣溫度的降低，一部分熔融的細粒因受到一定程度的急冷呈玻璃體狀態(tài)，從而具有較高的潛在活性。煉油廢水成份多為非極性有機物，水溶性低，易于擴散穿過吸附劑外表面的薄膜，而

4、進入吸附劑的空隙。這樣，粉煤灰經(jīng)吸附污染物后，具有大的重度，因而沉降速度快，在沉降過程中，將吸附在其表面的污染物帶走這樣便可以將煉油廢水中的重質(zhì)焦油除去，而輕質(zhì)焦油被粉煤灰吸附后形成浮渣，便于從水中除去，同時粉煤灰與煉油廢水接觸時間長易于達到或接近吸附平衡等情況。粉煤灰中還含有多種氧化物，如 SiO2 、Al2O3 、Fe2O3、 CaO、 MgO等，在熔融條件下酸解成離子，這些帶有正電荷的離子，均能使廢水中帶負電荷的膠體微粒凝聚，產(chǎn)生難溶性的化合物，被吸附，絮凝沉淀除去。粉煤中還含有少量的Ni、Ca、V等催化助凝物質(zhì)，能加快污染物的絮凝共沉3。煉油污水成分包括石油類物質(zhì)、懸浮物、硫化物、CO

5、D和BOD等，但是其最主要的特征污染物是石油類物質(zhì)和酚類物質(zhì)，因此我們重點對粉煤灰吸附石油類物質(zhì)進行研究。2 實驗材料及器械 WFZ800D3A紫外可見分光光度儀 磁力攪拌加熱器 粉煤灰（蘭州西固熱電廠） 煉油廢水（蘭州石化公司未處理的煉油廢水） 干燥器500毫升燒杯（12個）天平（1個）500毫升量筒（1個）石油醚3 實驗方法3.1繪標(biāo)準曲線實驗3.2投加比實驗3.3攪拌懸浮實驗3.4靜置沉淀試驗3.5各種類型粉煤灰的正交試驗4 實驗結(jié)果與討論4.1標(biāo)準曲線的繪制吸光度（ABS）與溶液濃度（CE）之間的變化情況如圖1所示，吸光度（ABS）與溶液濃度（CE）成正比關(guān)系4，其相關(guān)系數(shù)為0.999

6、2，可以為以后的試驗提供充分的依據(jù)。其回歸方程為：Y=0.7X+0.014其中 Y吸光度， X溶液濃度4.2投加比對去油率的影響實驗過程中投加比與去油率的變化情況如圖2所示：投加比增加則去油率增加，但增加至一定程度，去油率反而減小，即去油率有一最高值，而不同種類的粉煤灰最高去油率所對應(yīng)的投加比不同，一級粉煤灰最高去油率所對應(yīng)的投加比最大，投加比（灰/水）為1：2.5時去油率最高。 圖1吸光度與溶液濃度的標(biāo)準曲線圖2投加比對去油率的影響4.3攪拌時間對去油率的影響攪拌時間與去油率之間的變化情況如圖3所示：投加比一定情況下，攪拌時間在510min內(nèi)對于去油率的影響并不大，如一級粉煤灰當(dāng)攪拌時間達到

7、10分鐘時去油率最大，但攪拌時間過長，去油率反而下降。4.4靜置時間對去油率的影響靜置時間與去油率之間的變化情況如圖4所示：靜置時間越長去油率越大，但是達到2小時后就基本不變，這就說明，粉煤灰已基本達到吸附平衡。圖3攪拌時間對去油率的影響圖4靜置時間對去油率的影響4.5各種類型粉煤灰的正交試驗一級粉煤灰正交試驗表L9（34）正交表:因素列號試驗號投加比A攪拌時間B靜置時間C空白平衡濃度（C）去油率（%）12341231231113122130.230.390.3480.0767.2371.434561232222311320.2840.2800.39776.1376.4766.39789123

8、3331233210.3200.3400.39973.11 71.4366.48=位級1去油率之和=位級2去油率之和=位級3去油率之和229.91215.13204.3219.33218.99211.02206.73218.99223.62+=649.34=總和極差R25.618.3116.89由此得出正交試驗最佳組合：一級粉煤灰最優(yōu)條件A1B1C3，即原料的投加比1:2.5、攪拌時間5min、靜置時間2h ，在此條件下去油效果最好。二級粉煤灰最優(yōu)條件A2C1B1，即原料的投加比1:5、攪拌時間5min、靜置時間1h、在此條件下去油效果最好。普級粉煤灰最優(yōu)條件A1B2C2，即原料的投加比1:2.5、攪拌時間10min、靜置時間1.5h在此條件下去油效果最好。5結(jié)論（1）粉煤灰處理煉油廢水，投加比、攪拌時間、靜置時間等影響因素中，投加比對除油效果影響最大。（2）通過正交實驗方法對三種不同粉煤灰處理煉油廢水進行實驗，一級粉煤灰的去油效果最好，對沒進行任何處理的煉油廢水去油率可達80.07%，可以滿足要求。 （3）按L9（34）正交試驗得出一級粉煤灰最優(yōu)條件：原料的投加比1:2.5、靜置2h 、攪拌時間5min。（4）下一步研究目標(biāo)是相同粉煤灰處理不同煉油廢水的最佳條件。參考文獻：1朱偉萍 .利用粉煤灰處理廢水.煤炭工程，2006（4）：