发信人: courieryboo (小凡·每天灌水多一些...), 信区: DC
标  题: 粉煤灰、炉渣处理炼油废水的试验研究
发信站: BBS 水木清华站 (Wed May 24 16:54:11 2000)

摘　要：针对石油炼制行业生化后的排放废水达标率低这一难题，提出了采用粉煤灰、
炉渣处理这类含油废水的工艺技术路线，并通过实验室试验，探讨其净化机理，达到以
废治废之目的，为其工业应用提供了重要的技术参数和工艺路线。
关键词：粉煤灰；炉渣；吸附；炼油废水；污染物；去除率
中图分类号：X703　　　文献标识码：A
The Study of Oily Wastewater Treatment by Powdered Coal
Ash and Cinder
CHEN Hua-guo1，QIU Li-ping2，ZHAO Xiao-he1，　HUI Lai-fu2, LUO Wan-ming2
（1.Department of Architectural and Environmental Engineering, Xi′an Highwa
y University, Xi′an 710064, China;
2.Yanlian Industrial Clique Company, Shaanxi Luochuan 727406, China）
Abstract: For the problem of the lower rate of the reach standard on drain o
ff wastewater after biochemical treatment in oil refining profession, a tech
nical route of oily wastewater treated by powdered coal ash is put forward a
nd the purifying mechanism is presented, so as to achieve the goal of harnes
sing waste with waste to provide important technical reference and route for
 industrial use.
Key words: powdered coal ash; cinder; absorption; oily wastewater;pollutants
; the rate of elimination
　　石油炼制行业的含油废水多采用“隔油、浮选、生化”老三套处理工艺，经处理后
的含油废水其出水水质总达标率通常在75％左右［1］，特别是COD、油类物质达标率更
低。为提高达标率，目前国内外对这类经生化处理后的低浓度的含油废水多采用活性炭
吸附一过滤的处理工艺，该法投资大，运行费用高，一般企业都无法承受。本研究则针
对这一问题，通过实验室模拟试验，采用粉煤灰、炉渣处理含油废水，探讨其净化机理
，为其工业应用确定必要的技术参数和工艺路线，达到以废治废之目的。试验表明：采
用该法处理经生化后的含油废水，技术简单可靠，经济实惠，处理后各项水质指标均达
到或低于国家排放标准，即解决了环境水体污染，也为粉煤灰、炉渣的综合利用开辟了
一条新途径，因此，该法具有推广应用价值。
1　试验部分
　　试验仪器和设备：定时调速六联搅拌机、恒温水箱、7550紫外—可见分光光度计、
电热恒温干燥箱等。
　　试验材料：粉煤灰、炉渣(选用西安公路交通大学链条锅炉的旋风除尘粉煤灰、炉渣
，粒径小于1 mm占80％，粒径1～2 mm占20％，燃煤为陕西黄陵煤)。
　　试验水样：试验选用延安炼油厂污水处理车间经生化后的炼油废水。
　　试验原理：煤经高温燃烧产生的粉煤灰和炉渣是1种再生资源，具有很多优良特性，
其中所含有的每种成份(尤其是Al、Si)都是可以单独和综合利用的资源和能源财富，本
研究所选用的粉煤灰、炉渣的主要成份见表1。
表1　粉煤灰和炉渣主要成份及含量　　　(%)
名称 组　　成
SiO2 Ai2O3 Fe2O3 CaO MgO 烧失量
粉煤灰 50.3 24.0 5.28 2.10 0.76 26.82
沪渣 49.59 30.72 4.57 5.08 1.32 5.66

　　资料［2］表明，粉煤灰和炉渣中含有的碳粒和玻璃体微粒，它们呈无定型疏松多孔
的聚集状态，有较大的比表面积，其中粉煤灰的比表面积通常在2500～5000 cm2／g，炉
渣的比表面积在1000 cm2/g左右，这些具有大的比表面积的多孔物质，有很强的物理化
学催化及吸附性能。从表1中可以看出：粉煤灰和炉渣还分别含有27%和6％烧失量，这些
烧失量的主要成份是活性炭。活性炭的比表面积比粉煤灰和炉渣的比表面积更大，所以
当废水与粉煤灰、渣共混或相遇时，废水中所含有的污染物质COD、油类等的浓度就会因
氧化分解、吸附而与灰渣一起，共沉除去，从而使废水得到净化。
　　试验方法：取一定量的试验用水于2000 ml烧杯中，定量加入粉煤灰、炉渣，搅拌5
 min，然后移入恒温水箱，模拟沉淀池静置30 min，取上清液一部分按文献［3，4］直
接分析有关项目。
　　每改变1个参数值，重复上述操作过程，得到一系列不同条件下污染物浓度及其去除
率之间的关系。
2　结果与讨论
2.1　不同投加量对废水中污染物去除率的影响
　　按照上述的试验条件和方法，试验了相同温度条件下粉煤灰、炉渣不同投加量对废
水中污染物去除率的影响，结果列于表2。
表2　相同温度条件下粉煤灰、炉渣不同投加量对废水中污染物去除率的影响
灰、渣投
加量
/mg.l－1 温度
/℃ COD 硫化物 油 SS pH
测定值
/mg.l－1 去除率
/% 测定值
/mg.l－1 去除率
/% 测定值
/mg.l－1 去除率
/% 测定值
/mg.l－1 去除率
/%
0 35 140.7 0.0 2.30 0.0 22.0 0.0 186.3 0.0 7.60
350 35 83.3 37.2 1.0 56.5 13.88 39.6 90.0 51.7 7.79
750 35 80.7 42.6 0.80 65.2 9.96 54.7 155.0 16.8 7.85
2 000 35 76.0 46.0 0.0 100.0 9.96 54.7 251.0 -34.7 7.92
3 500 35 62.8 55.4 0.0 100.0 9.89 55.0 288.0 -54.6 7.92
5 500 35 60.5 57.0 0.0 100.0 7.61 65.4 287.0 -54.0 8.23
7 500 35 52.9 62.4 0.0 100.0 3.76 82.9 346.0 -85.7 8.29
9 500 35 52.9 62.4 0.0 100.0 2.35 89.3 346.0 -85.7 8.30

　　结果表明：对于相同浓度的含油废水，同一温度下，COD、油类的去除率随粉煤灰、
炉渣用量的增加而逐渐增加，当达到最佳量之后去除率趋于稳定，若继续投加粉煤灰、
炉渣，则溶液的水质感官性变差，COD、油的去除率增加缓慢，且当粉煤灰、渣投量为7
50.0 mg／l时，经处理后的废水中各项指标均达到国家排放标准。
　　粉煤灰、渣对废水S2-中的去除率效果显著，这是由于废水在与粉煤灰、渣的混合过
程中，灰、渣中具有催化作用的阳离子如Mn、Cu等催化空气中氧将S2-氧化成单质硫，与
同时形成的硫化物及水中的COD、油类等污染物，被灰、渣吸附一起共沉除去，可见粉煤
灰、渣对废水中的S2-具有很好的去除作用。
　　废水的pH值随粉煤灰、渣投加量的增加而呈上升趋势，其原因是粉煤灰、渣中含有
一定量的碱性物质如CaO、MgO等，投加量越大，可溶性的碱性物质越多，对pH值的升高
贡献越大。但用于处理废水时可能不会造成pH值过高。因为炼油废水中往往含有一些有
机酸及其盐类和一些两性物质，由此构成缓冲体系，并具有一定的缓冲能力和缓冲容量
，所以这种废水对粉煤灰、炉渣中的碱性物质都具有一定的抗衡作用(缓冲作用)。试验
表明：最终出水的pH值基本保持不变或变化不大，即使投加量增加27倍，pH值也只升高
0.5个单位。由此可知，这类含油废水确有一定的缓冲作用。
　　澄清水中的SS随粉煤灰、炉渣投加量的增加而升高，这是由于粉煤灰、炉渣中含有
一些比重小于水的物质(如漂珠、碳粒等)漂浮在上面，不易下沉，由此造成SS测定值偏
高，这一影响因素在工业上完全可以克服。诸如投加少量絮凝剂或适当延长沉淀时间等
。
2.2　温度对粉煤灰、渣吸附性能的影响
　　为了分析讨论温度对粉煤灰、炉渣吸附废水中污染物的影响，实验选择COD和油2项
有代表性的污染物，比较了不同温度及灰渣不同投加量对污染物去除率的影响，结果绘
于图1、图2。
图1　温度对粉煤灰、渣吸附废水中COD的影响
图2　温度对粉煤灰、渣吸附废水中油类的影响
　　由图1、图2可以看出，同一温度下，污染物的去除率随粉煤灰、渣投加量增加而增
大；同一粉煤灰、渣投加量下污染物的去除率先随温度升高而明显增加，而且在35℃～
45℃之间升高速率比35℃以前大，在45℃时达到最高点。这是由于随着温度升高，粉煤
灰、渣的吸附活性变大，吸附速度也随之加快，而且呈对数变化规律。但温度超过45℃
时，粉煤灰、渣对油类物质的吸附逐渐减少，而且对COD的吸附急剧减少。这是因为吸附
虽然是个放热过程，但当温度较低时，粉煤灰、炉渣不易达到吸附所需的最低活化性能
，故吸附速度慢，此时主要受化学动力学因素的影响，因此随着温度的升高，吸附能力
增大，当温度上升到一定程度时，吸附能力的大小主要受热力学因素影响，所以随着温
度的升高，吸附能力反而下降。试验表明：粉煤灰、炉渣的吸附最佳温度为45℃。
2.3　粉煤灰、炉渣相同投加量对废水中污染物不同浓度去除率的影响
　　考虑到处理过程中污泥的产生量及运行费用，试验选用3500 mm／l的粉煤灰、炉渣
投加量，温度40℃的试验条件，试验了粉煤灰、炉渣相同投加量对废水中污染物不同浓
度去除率的影响，结果列于表3。
表3　粉煤灰、炉渣相同投加量对废水中污染物不同浓度去除率的影响
COD 原水/mg.l-1 410.4 356.5 279.4 185.0 130.0 107.0
处理水/mg.l-1 200.0 173.5 132.2 85.0 52.0 36.5
去除率/% 51.3 51.3 52.6 54.0 60.0 65.9
油 原水/mg.l-1 85.3 56.3 39.8 26.3 7.2 3.5
处理理水/mg.l-1 29.0 21.4 16.1 10.9 2.2 0.65
去除率/% 65.9 61.6 59.5 58.6 69.4 81.4
S2- 原水/mg.l-1 42.2 25.5 15.2 8.1 6.4 1.9
处理水/mg.l-1 8.7 2.0 1.4 0.4 0.0 0.56
去除率/% 79.0 92.2 90.5 95.1 100.0 71.0
SS 原水/mg.l-1 286.0 257.0 192.0 185.0 88.0 69.0
处理水/mg.l-1 346.0 164.0 242.0 218.0 388.0 172.0
去除率/% 8.71 8.63 8.51 7.58 7.78 7.51
pH 处理水/mg.l-1 8.84 8.70 8.53 8.24 8.92 8.23
　　为便于分析，选用表3中COD、油2个代表性污染物，以原水污染物浓度对处理后污染
物浓度作图(见图3、图4)。
图3　COD出水浓度与入流浓度的关系
图4　油出水浓度与入流浓度的关系
　　由图3、4可知，处理后澄清水中污染物的残留量几乎与原水污染物浓度成正比，图
中曲线与虚线交点为石油炼制行业废水排放标准，其中COD≤120 mg/l、油≤10 mg/l，
由此可知，当粉煤灰、炉渣的投加量为3 500 mg／l时，待处理的废水中COD含量超过26
0.0mg／l，油类含量超过24.0 mg/l时，经处理后的出水水质很难达到国家排放标准要求
，经对多家石油化工企业调查可知，经生化处理后的二沉池出水，通常COD超标时的含量
在250.0 mg／l左右，油类在20.0 mg／l左右，故采用3 500 mg/l的粉煤灰、炉渣投量，
既能使处理后的水质达标排放，污泥量又不会增加太多。
2.4　静置时间与水中残留SS的关系
　　SS是废水排放受控制的重要参数之一，它不仅影响水质的外观，有碍观瞻，而且会
降低水的透光率，阻碍溶解氧向水中扩散，妨碍表层水和深层水的对流，影响水生生物
的呼吸代谢作用，同时也会造成设备和管道的堵塞、磨损等，所以不同目的的用水和排
水，对SS都有指标要求。
　　从前面表2的试验数据可以看出，废水与粉煤灰、炉渣一同搅拌5 min，静置30 min
，测定SS，其含量随粉煤灰、炉渣用量增加而增大，而且达不到废水排放标准，为此，
在实验室测定了静沉时间与水中SS的残留量关系，结果绘于图5。
图5　粉煤灰、炉渣沉降时间与SS浓度关系曲线
　　由图5可见，粉煤灰、炉渣水中起始SS浓度不同，沉降至同一时间，水中残留的SS浓
度不同，但都呈现出60 min前，SS沉降速度较快,60 min后，SS浓度沉降速度缓慢，这是
因为在60 min之前，一些比重大于水的SS首先下沉，而一些与水的比重接近甚至小于水
的细小微粒(如炭粒、漂珠等)则不易下沉。因此，对于含油污水要达到排放要求(SS≤2
00 mg/l)，在不投加任何絮凝剂的情况下，至少需60 min以上沉降时间。
3　结　语
　　试验结果表明煤在高温燃烧时产生的粉煤灰和炉渣，具有较强的催化、吸附性能，
能够强烈地催化氧化和吸附废水中的污染物质，且在45℃左右吸附活性最大。采用粉煤
灰、炉渣处理炼油厂经生化后的废水，结果使排放水中的水质指标均达到或高于国家排
放标准，解决了长期以来炼油厂废水排放中COD超标这一环保难题，为炼油厂的可持续发
展及协调发展解决废水污染问题指出了技术方向，达到以废治废之目的，具有明显的经
济效益、社会效益和良好的应用前景。
作者简介：陈花果(1954-)，女，陕西大荔人，西安公路交通大学高级工程师文章编号：
1007-4112(1999)04-0132-04
作者单位：陈花果　邱立萍　赵晓合　西安公路交通大学　建筑与环境工程系，陕西
西安　710064
　　　　　惠莱夫　罗万明　延炼实业集团公司，陕西　洛川　727406
参考文献：
［1］　李国鼎，阎鸿炳.石油石化工业废水治理［M］.北京：中国环境科学出版社，19
92.
［2］　黄彩海.粉煤灰基的混凝剂的制备及应用［J］.环境科学，1995，(2).
［3］　黄彩海.高压蒸汽消化法测定废水中化学需氧量的再研究［J］.中国环境监测，
1996，(2).
［4］　国家环保局.水和废水监测分析方法［M］.北京：中国环境科学出版社，1989.
［责任编辑　孙守增］
收稿日期：1998-11-04
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梧桐身旁的浮云里 飘出一弯朦胧的月亮    *        *
清清淡淡的月光 静静地飘落在我身旁         ●
   ahuang
在寂寞的晚上 我就是一只音乐虫子      ^^   *
飞呀飞呀找不到爱发源的地方... ...
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※ 来源:·BBS 水木清华站 smth.org·[FROM: 166.111.5.39]