油库含油污水处理分析研究

摘　要　本文简单介绍了超声波、臭氧以及过氧化氢处理污水的原理,通过实验研究超声波、臭氧以及过氧化氢对含油污水的影响,并通过数据拟合,探讨诸多因素对含油污水化学耗氧量(c0D)的降低作用率。

关键词　含油污水;超声波;氧化作用;COD

中图分类号X741 文献标识码A 文章编号1674-6708(2010)27-0063-02

0　引言

油库含油污水具有污染成分复杂,污水排放不连续,水量变化幅度大,变化规律性差,难以控制等特点,如果直接排放到海洋里,石油会漂浮在水面并扩散形成油膜,阻碍水体同空气的正常气体交换,导致水中的含氧量降低,使浮游动物、鱼类、虾、贝、珊瑚及其卵和幼体等水生生物窒息死亡。舟山海域作为我国最大的近海渔场,渔业更是舟山经济发展的支柱产业,渔业资源的衰退,会使与渔业相关的水产加工业、海洋药物、食品、工业、外贸出口等也受到影响。根据《2009年舟山市海洋环境公报》,舟山海域油类污染随着舟山本岛及附近岛屿新建、扩建油库、油码头,油品进出、储运量增加而加重。因此,防治此类污染已成为一项十分紧迫和重要的工作…。因此,各种污水处理技术(如物理处理法,化学处理法及生物处理法等)应运而生。

本文结合O3以及H2O,与超声场共同作用,优化工艺条件,增加超声空化反应率来进一步提高污水污染物降解效果,运用重铬酸盐法分析诸多因素对含油污水化学耗氧量(COD)降低率的影响。

1　实验原理及设备

1.1　超声波净化含油污水原理 超声波由一系列疏密相间的纵波构成,并通过液体介质向四周传播。当超声波能量足够高时,就会产生“超声空化”现象,即指存在于液体中的微小气泡(空化核)在超声场的作用下振动、生长并不断聚集声场能量,当能量达到某个阈值时,空化气泡急剧崩溃闭合的过程。空化气泡的寿命约0.1μs,它在急剧崩溃时可释放出巨大的能量,并产生速度约为110m/s、有强类冲击力的微射流,使碰撞密度高达1.5kg/cm2。这些条件足以使有机物在空化气泡内发生化学键断裂、水相燃烧(aqueous combustion)、高温分解(paralysis)或自由基反应。

1.2　实验设备

1)JP-E2002型超声波发生器

工作原理:由信号发生器来产生一个特定频率的信号,该信号可以是正弦信号,也可以是脉冲信号,其特定频率就是换能器的频率。

2)T-1200红外油分析仪

工作原理:红外分光光度法――用四氯化碳萃取水中的油类物质,测定总萃取物,然后将萃取液用硅酸镁吸附,经脱除动檀物油等极性物质后,测定石油类含量。

1.3　过氧化氡、臭氧处理污水原理

过氧化氢、臭氧在油污水中发生氧化还原反应,产生氧化能力极强的单原子氧(0)和羟基(OH),水中有机物既能与溶解在水中的臭氧直接反应,又与臭氧分解生成之羟基OH的间接反应。羟基(OH)是强氧化剂、催化剂,可使有机物发生连锁反应,反应十分迅速,单原子氧(O)也具有强氧化能力。

1.4　实验设备

1)s-oyj手提式臭氧机;2)30%过氧化氢。

2实验步骤

1)取样:4份50ml经过不同处理的舟山普陀油库含油污水;

2)步骤:(1)加0,25mo]]L重铬酸甲25mi;

(2)边加热边在冷凝管上端+硫酸银一硫酸溶液30ml:

(3)沸腾后加热2小时;

(4)冷却,用20ml-30ml水冲洗冷凝管。

3)取出锥形瓶,用水稀释到140ml左右,冷却到室温。加3滴1.10菲绕林指示剂。

4)加硫酸亚铁胺滴定颜色由黄色到蓝绿色再到红褐色为止,记下消耗的硫酸亚铁胺体积数v2。

5)计算COD:COD(mg/L)=C(V1-V2)×8000/V0。

空白试验:按相同步骤以20.0ml水代替试料进行空白试验,其余试剂和试料测定油样相同,记录下空白滴定时消耗硫酸亚铁胺标准溶液的毫升数V1。

校合试验:按测定试料油样提供的方法分析20.0ml邻苯二甲酸氢钾标准溶液的COD值,用以检验操作技术及试剂的纯度。

去干扰试验:无机还原性物质如亚硝酸盐、硫化物及二价铁盐将使结果增加,将其需氧量作为水样COD值的一部分是可以接受的。

3　实验数据分析

3.1　红外测油仪分析超声波作用效果 在CY-2000型多功能红外测油仪分析下得到不同时间超声波净化下的实验数据(共试验100组取均值)

将超声波处理后得到的20组数据用MATLAB进行二次多项式拟和,得到二次项式拟和函数:y=0.0135x2-0.3494x+4.5632

拟和结果如图2所示:(见下页)

如图2表明,控制在20min内的超声波作用结果的规律性用二次项拟和函数表示存在一定的波动性,从图中也能看出,10min之后处理结果比10min前的稳定性高,比较符合二次项函数规律。通过分析,函数拟和的较大误差可能是由于舟山普陀油库污水站的样品没有做过成分分析,油污水中除石油外的有机物含量比重可能比较大,超声波净化处理时,对非石油类的有机物作用效果明显。

3.2　重铬酸盐法分析诸多因素对含油污水化学耗氧量ICODJ降低率的影响

从初步数据可以看出,双氧水在lmL,-,5mL的作用量范围内作用效果明显,通过二次项式拟合y=-0.4071x2+4.1129x+11.28及三次项拟合y=0m2583x3-2.7321x2+10.2095x+6.94比较,可以看出,三次项式的拟合有效性更明显。

4　实验结论

超声波对油库含油污水的处理能力在用红外测油仪分析时发现,10min之后处理结果逐渐符合二次项函数规律,说明超声波对石油类的有机物在一定时间内作用效果明显。

在本次重铬酸盐法COD测定实验中,H2O2。的作用效果比较明显,20mL油污水试样在1mL～5mL的H2O2,用量下就能呈现一定的作用效果,但是臭氧及超声波在试验条件内没有明显的作用效果,其联合作用也是如此,因此,还可以通过改变臭氧及超声波的作用时间来近一步研究其联合作用的效果。

参考文献

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