廢電板粉渣吸附處理含油廢水

  0 引言
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，石油化工、機(jī)械加工、食品加工、鋼鐵、紡織、餐飲等行業(yè)每年產(chǎn)生大量的含油廢水. 含油廢水具有高含油量、高化學(xué)需氧量、高色度、成分復(fù)雜等特點(diǎn)，處理困難［1］. 作為一種面廣量大、危害嚴(yán)重的污染源，含油廢水對(duì)植物、土壤、水體，乃至整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)都會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響. 含油廢水也對(duì)污水處理中的生物處理過程造成了困難，一般規(guī)定廢水中石油類含量低于 50mg / L 以保障生物降解可以有效進(jìn)行.
工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的含油廢水，可生化性能差，處理難度大，特別是各行業(yè)的廢油混合后再提煉產(chǎn)生的含油廢水. 隨著各國(guó)對(duì)廢水中污染物排放標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格，含油廢水的處理技術(shù)得到了迅速發(fā)展
. 目前普遍采用的處理技術(shù)包括氣浮法［2、3］，絮凝沉淀法［4、5］，電絮凝法［6］，吸附法［7、8］，生物法［9］，膜分離法［10、11］等 . 其中，吸附法由于效果好，操作方便，無二次污染等特點(diǎn)而成為廢水處理的有效方法之一. 但是活性炭作為最廣泛使用的吸附劑，由于生產(chǎn)成本高，再生費(fèi)用大，嚴(yán)重地限制了吸附法在污水處理中的運(yùn)用推廣. 本研究利用廢電板資源化后破碎的粉渣作為吸附劑來處理某廢油提煉廠提煉燃料油后產(chǎn)生的含油廢水，以探索 “以廢治廢”，經(jīng)濟(jì)高效處理污水的新思路 .

1 實(shí)驗(yàn)部分
1. 1 實(shí)驗(yàn)儀器與藥品
檢測(cè)含油量的實(shí)驗(yàn)儀器包括紫外分光光度計(jì)，1cm 石英比色皿，分液漏斗，玻璃砂芯漏斗，容量瓶等. 藥品包括沸程 60 － 90°C 的脫芳石油醚，無水硫酸鈉，1 + 1 硫酸，氯化鈉等.
檢測(cè)廢水中COD 的實(shí)驗(yàn)儀器包括帶250ml 錐形瓶的全玻璃回流裝置，電爐，酸式滴定管. 藥品包括重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液，硫酸 － 硫酸銀溶液，硫酸汞和試亞鐵靈指示劑.
1. 2 廢水與吸附劑來源
實(shí)驗(yàn)所用的廢水來自當(dāng)?shù)啬硰U油提煉廠生產(chǎn)產(chǎn)生的含油廢水，具有成分復(fù)雜，含油量高，COD含量高等特點(diǎn). 實(shí)驗(yàn)所用吸附劑取自當(dāng)?shù)啬畴娮訌U物資源化企業(yè)廢電板提煉貴金屬后產(chǎn)生的粉碎的廢電板粉渣.
1. 3 標(biāo)準(zhǔn)油的制取
由于廢水中所含油的成分復(fù)雜，因此實(shí)驗(yàn)所用的標(biāo)準(zhǔn)油為自制 . 方法是利用石油醚從水樣中萃取油品，然后將萃取液脫水，蒸出石油醚后獲得.
1. 4 實(shí)驗(yàn)方法
廢水的含油量采用紫外分光光度法測(cè)量，利用油中含有帶共軛鍵和苯環(huán)的芳香族化合物在紫外光的特征吸收［12］. 芳香族化合物主要吸收波長(zhǎng)位于 250 ～ 260nm;  共軛雙鍵的化合物主要吸收波長(zhǎng)位于 215 ～ 230nm［13］. 將樣品掃峰，發(fā)現(xiàn)油品在紫外光區(qū)的吸收峰位于 208nm 和 225nm 附近 ( 如圖
1 所示) ，考慮在 225nm 的透過率大于 208nm 且超過 80% ，因此實(shí)驗(yàn)選擇波長(zhǎng) 225nm 進(jìn)行分析.
水中的含油量 COD 值采用重鉻酸鉀法測(cè)量［14］，由于含油廢水的 COD 值較高，大于測(cè)量的上限，必須稀釋后測(cè)定.

 2 結(jié)果分析
2. 1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制
向 7 個(gè) 50mL 容量瓶中，分別加入 0、2. 00、4. 00、8. 00、12. 00、16. 00 和 20. 00mL，濃度
100mg / L 的標(biāo)準(zhǔn)油溶液，分別用石油醚稀釋至標(biāo)線 . 在選定波長(zhǎng)處，以石油醚為參比測(cè)定吸光度，經(jīng)空白校正后，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，如圖 2 所示. 標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合結(jié)果為 y = 40. 61x + 0. 57，Ｒ2 = 0. 998

 
2. 2 廢電板粉渣成分分析
本研究所用的吸附劑是廢電板貴金屬回收后剩余的粉碎的電板殘?jiān)?. 回收的電板主要是 PCB板，即印刷電路板，其主要成分為樹脂材料. 利用電鏡觀察其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以看到粉碎后的廢電板粉渣呈絮狀結(jié)構(gòu)，且有較多的孔隙，具有吸附的能力. 并且絮狀結(jié)構(gòu)有利于吸附廢水中的油滴.

2. 3 廢電板粉渣對(duì)含油廢水的吸附
2. 3. 1 吸附時(shí)間的影響
首先取經(jīng)硫酸酸化的含油廢水 20ml，加入 10ml 石油醚，用分液漏斗進(jìn)行萃取，得到的萃取液用紫外分光光度計(jì)在 225nm 處測(cè)量. 由于含油廢水的含油量較大，需要用石油醚稀釋后再進(jìn)行測(cè)量
. 利用標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算得到廢油提煉廠廢水的含油量為 366. 3mg / L.
接著，取 5 個(gè)錐形瓶，分別加入酸化的含油廢水 20ml，廢電板粉渣 0. 4g，進(jìn)行振蕩吸附. 吸附進(jìn)行 15、30、60、120、240 分鐘后，分別加入 10ml 的石油醚，并移至分液漏斗中進(jìn)行萃取. 萃取液經(jīng)石油醚稀釋后，在 225nm 處測(cè)量其吸光度，并計(jì)算廢水的含油量和除油率，如圖 4 所示. 可以發(fā)現(xiàn)，廢電板粉渣對(duì)含油廢水的除油率隨時(shí)間的增加而增大. 但是吸附 1 個(gè)小時(shí)后，除油率的增加顯著變小，考慮到實(shí)際處理中的時(shí)間成本，最佳吸附時(shí)間取 1 小時(shí). 吸附達(dá)到平衡后，含油廢水剩余含油量為 195mg / L，廢電板粉渣對(duì)含油廢水的除油率為 46. 8%.

 2. 3. 2 吸附劑投加量的影響
在廢水中分別加入不同的吸附劑的量，考察吸附劑的投加量對(duì)去除廢水中石油類的影響 . 結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著吸附劑投加量的增加，廢水中石油類的含油量隨之減少，除油率增加. 但是吸附劑的添加量大于 0. 4g 之后，除油效率增加緩慢. 吸附量在吸附劑投加量為 0. 4g 時(shí)最大為 8. 56mg / g，隨后減少. 因此，最佳的吸附劑投加量為 0. 4g.

2. 3. 3 COD 值的測(cè)定
重鉻酸鉀法測(cè)量含油廢水的COD 含量前首先判斷樣品是否需要稀釋. 取 2ml 水樣加入 1ml 重鉻酸鉀用酒精燈加熱至沸幾分鐘后，樣品變成藍(lán)綠色，則需要稀釋 . 試驗(yàn)所用含油廢水含油量高，
COD 值也高，需要稀釋 200 倍后方能進(jìn)行測(cè)定.
取吸附前后的含油廢水分別測(cè)量 COD 值，三次試驗(yàn)的結(jié)果取平均如表 1 所示 . 吸附前水樣的
COD 值為46984mg / L;  達(dá)到吸附平衡后，水樣的COD 值約為17375mg / L，去除率達(dá)到63%. 說明廢電板粉渣在除油的同時(shí)降低了水中的 COD 含量，可以作為含油廢水的預(yù)處理步驟，大大減輕后續(xù)處理單元的負(fù)擔(dān).

3 結(jié)論      

本文采用廢電板資源化后的破碎粉渣作為吸附劑來預(yù)處理某廢油提煉廠含油廢水，以探索 “以廢治廢” 的經(jīng)濟(jì)高效處理含油污水的新思路. 試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，廢電板粉渣的表面結(jié)構(gòu)呈絮狀且有較多孔隙，對(duì)含油廢水具有較強(qiáng)吸附能力，吸附 1 小時(shí)后，對(duì)含油量的去除率為 46. 8% ，吸附量為
8. 56mg / g，對(duì) COD 的去除為 63%. 廢電板粉渣處理含油廢水具有處理方便、操作簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，可作為含油廢水的預(yù)處理步驟，可以有效降低后續(xù)生化處理工藝的有機(jī)負(fù)荷［15］

作者：陳藝敏，陳建發(fā)