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改性锯末吸附处理含油废水的初步研究

时间:2025-08-01 14:14:02 浏览次数:

zoޛ)j馚GM&/ JGOi--:)r-{zZޯ,材料更加容易交联,不易溶于水的特点。对锯末进行改性的目的是增大锯末的比表面积,改善锯末的吸附性能[10]。对锯末的改性主要有物理改性和化学改性。物理改性主要是通过一定的物理方法使锯末转变为活性炭,从而加强锯末对含油废水中油类的的吸附性能。化学改性主要是通过一定的化学方法改善锯末表面的官能团以及其周边环境的构造,从而提高锯末与油类的结合能力[11]。本文以含油废水作为处理对象,研究改性锯末的投加量、反应时间、最佳反应温度等因素对处理效果的影响。

2 材料与方法

2.1 实验原料和试剂

实验用锯末来自家具厂,使用前清洗除去泥土和灰尘,用蒸馏水浸泡洗涤至中性,105℃烘干备用。实验用含油废水为自制模拟废水,每1L蒸馏水中加300ml蓖麻油配成。

2.2 实验仪器

梅特勒AE-100电子天平(瑞士);旋转蒸发仪(南京金正教学仪器有限公司);SHZ 型水浴恒温振荡器(龙口市先科仪器公司);精密恒温水浴锅(江苏金坛市医疗仪器厂);马弗炉(上海鹏顺科技仪器有限公司);电热鼓风干燥箱(山东省龙口市电炉制造厂);磁力加热搅拌器(江苏省金坛市医疗仪器厂);玻璃仪器等。

2.3 实验方法

2.3.1 锯末改性

物理改性:取适量2.1处理干净的锯末装入坩埚内,用电炉加热炭化3h,炭化后的锯末放入马弗炉,在850℃继续灰化4h,然后研磨过200目筛备用。

化学改性:取适量2.1处理干净的锯末,用饱和KOH溶液浸泡4h后用蒸馏水洗涤至中性,105℃下烘干,装入坩埚内,用电炉加热炭化3h,炭化后的锯末放入马弗炉,在850℃继续灰化4h,然后研磨过200目筛备用。

2.3.2 含油废水测定方法

按照《水和废水监测分析方法》中的重量法测定,以盐酸酸化水样用石油醚萃取矿物油,蒸馏石油醚后,称其重量。

2.3.3 含油废水处理

(1)改性锯末投加量的影响:分别取1.0g、2.0g、3.0g、4.0g、5.0g物理改性、化学改性的锯末,加入100ml配好的含油废水中,在水浴温度30℃下反应2h,计算油的去除率,选择最佳投加量。

(2)反应温度的影响:取5份4.0g化学改性的锯末,加入100ml配好的含油废水中,分别在10℃、20℃、30℃、40℃、50℃下反应2h,计算油的去除率选择最佳反应温度。

(3)pH值的影响:取5份4.0g化学改性的锯末,加入100ml配好的含油废水中,在水浴温度30℃,pH值为2.0、3.0、4.0、5.0、6.0条件下反应2h,计算油的去除率,选择最佳反应pH值。

2.3.4 数据计算

油的去除率w=(m1-m2)/m0

式中w为油的去除率;m1为处理前油和容器的质量;m2为处理后油和容器的质量;m0为50ml含油废水中油的质量;m1-m2为处理后剩余油的质量。

3 结果与讨论

3.1改性锯末投加量对油的去除效率的影响

物理改性锯末投加量对含油废水处理效率影响见图1,化学改性锯末投加量对含油废水处理效率影响见图2。

图1物理改性锯末投加量对油的去除率的影响

从图1中可以看出含油废水中油的去除率随着物理改性锯末投加量的加大有先变大后变小的趋势,当100ml含油废水中物理改性锯末的投加量为3.0g时,油类去除率最高为72.13%。

图2化学改性锯末投加量对油的去除率的影响

从图2中可以看出油的去除率随化学改性锯末投加量的加大有先变大后减小的趋势,当化学改性锯末投加量为4.0g时含油废水中的油类去除率最高为82.04%。当投加量小于4.0g时,随着化学改性锯末投加量增大,油的去除率增大。当投加量大于4.0g时,油的去除率反而下降。

对比图1和图2数据,化学改性锯末对含油废水的处理效果明显优于物理改性锯末对含油废水的处理效果。

3.2反应温度对油的去除效率的影响

反应温度对含油废水处理效率影响见图3。

图3 反应温度对含油废水处理效率影响

从图3可以看出含油废水中油类的去除率随反应温度的变化而变化,当反应温度升高时油的去除率有先变大后减小的趋势,当反应温度达到30℃时含油废水中油类的去除率最高为85.14%。

3.3 pH值对油的去除效率的影响

pH值对含油废水处理效率影响见图4。

图4 pH值对含油废水处理效率影响

从图4可以看出油的去除率随pH加大有先变大后减小的趋势,当pH为4.0时油类的去除率最高为90.18%。

4结论

(1)化学改性锯末对含油废水中油的去除效果比物理改性锯末效果好,经过KOH改性处理的锯末制得的活性炭吸附能力更强。

(2)改性锯末的投加量对含油废水中油的去除率影响较大。实验数据表明,100mL含油废水中化学改性锯末投加量为4.0g时,油的去除率最大。

(3)随着反应温度的升高,含油废水中油的去除率升高,但当温度超过30℃时,处理效果反而下降,主要原因为温度过高会影响改性锯末的吸附作用。改性锯末处理含油废水的最佳水浴温度为30℃。

(4)反应初始pH值对油的处理效率也有影响,最佳pH值为4.0,初始pH值小于4.0时,随着pH升高油的去除效率增加,初始pH值超过4.0,油的去除效率反而下降。

参考文献:

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作者简介:寇英卫(1982~),女,上海,助理研究员,硕士,从事环境影响评价工作

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