新型混凝劑在含油廢水處理中的應用現狀

王 彬 王若為 吳 健

(1.天津濱海旅游區置地有限公司，天津 300480;2.天津大學環境科學與工程學院，天津 300072)

隨著含油廢水處理問題日益受到人們的關注，各種處理含油廢水的方法被眾多科研工作者研究討論。吸附法因吸附劑再生費用高，膜分離法因膜清洗困難運行費用高，電化學法因電耗高、運行費用高等問題難以有效推廣，而一些更為新進的新型處理技術，如高級氧化法，因高壓反應器存在嚴重的腐蝕問題，而難以推廣。混凝沉淀法反應快、絮凝沉淀時間短、處理效果顯著、操作簡單，因而在含油廢水處理中廣泛應用。混凝劑作為混凝沉淀處理技術的核心，很自然就成為了科研工作者關注的焦點。

目前，使用較多的是無機絮凝劑聚合氯化鋁(PAC)和聚合硫酸鐵(PFS)。但是PAC應用中存在如下問題:1)低溫低濁水處理中易造成“跑帆”現象;2)形成的絮體沉降速度慢，處理效果不理想;3)進出管線、溶氣缸等結垢嚴重，很難清除，會給環境帶來二次污染[1]。

PFS絮凝能力強、礬花大、沉降快、適用范圍廣、無二次污染。但由于生產PFS工藝復雜、成本高、在水中殘留色度，因而又難以廣泛推廣。相對于無機絮凝劑，有機絮凝劑雖然絮凝能力強、用量小、效率高、產生浮渣量小，但是藥劑費用一般較為昂貴，且以丙烯酰胺為基礎的人造高分子聚合物在使用時會產生有毒物質，這樣使其推廣應用受到了一定的限制。因而研發新型高效的絮凝劑成為了近年來眾多科學家的研究方向和重點。下面分別概括介紹新型無機絮凝劑、新型無機復合絮凝劑、新型有機絮凝劑以及有機復合絮凝劑的研究現狀。

1 新型無機絮凝劑

隨著鋁鹽鐵鹽類無機高分子絮凝劑的不斷發展，適用于含油廢水處理的含鋁/鐵新型混凝劑大量涌現。

鄭懷禮等[2]的研究發現聚磷氯化鋁(PPAC)和聚磷硫酸鐵(PFPS)對稠油廢水的處理效果明顯優于聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵。吳早春等[3]用自制的聚磷氯化鋁(PPAC)對重型機械廠含油廢水混凝進行了實驗研究表明PPAC能達到理想的除濁、除化學需氧量(COD)、除油效果。高寶玉等[4]將自制的聚合氯化鋁鐵(PAFC)應用于處理油田含油廢水，發現投加40 mg/L的PAFC，除油率和懸浮物(SS)去除率都達到90%以上，可滿足油田回注水要求。

陳偉紅等[5]對聚硅硫酸鋁(PASS)絮凝劑處理低溫低濁條件含油廢水的性能進行了研究。實驗結果表明:PASS對該類含油廢水有較好的混凝效果，同時處理后殘鋁量較低。袁斌等[6]采用硫酸鐵、硫酸和硅酸鈉制備了聚合硅酸硫酸鐵(PFSS)絮凝劑，并成功應用于某煉油廠含油廢水的處理。高寶玉等[7]對聚硅氯化鋁(PACS)混凝劑除油效果進行了研究。實驗結果表明:當PACS藥劑投藥量為2.0 mg/L時，COD去除率可達84%以上。高寶玉等[8]通過比較不同混凝劑凈化遼河油田稠油采出水的效果發現:含鋁離子的聚硅酸絮凝劑(PSAA)在pH為5.5時除油效果最好。污水處理后含油量降低到3.0 mg/L，油去除率達97.3%。李玉江等[9]利用電廠粉煤灰為主要原料研制了聚硅酸鋁鐵(PAFS)，并用它對濟南煉油廠含油廢水進行處理。夏暢斌等[10]采用煤矸石和硫酸燒渣為主要原料，制備了聚硅酸鐵鋁(PAFS)絮凝劑。當用于處理某煉油廠含油廢水時，除油率達95%，硫和COD的去除率分別在92%和85%以上。

2 新型無機復合絮凝劑

由于含油廢水種類復雜，成分多樣，單一的無機絮凝劑顯然不能滿足含油廢水的處理要求。因此越來越多的新型無機復合絮凝劑開始被研制，進行實驗研究。

周鳳山等[11]采用氫氧化鋁、Fe2Mg絡合劑、鹽酸及氫氧化鈉制備了多金屬核無機高分子聚合物絮凝劑FMA，當利用50 mg/L～400 mg/L FMA處理油田含油廢水時，油去除率達99%，懸浮物去除率達93%以上。關衛省等[12]采用PAC、鈣鹽、鋁鹽制備了XDY無機復合絮凝劑，并以投藥量20 mg/L處理某油田含油污水時，懸浮物去除率為50.6%，油的去除率為97.4%。王博等[13]將由鋁、硅、磷等多組分高分子化合物和添加劑組成的混凝劑用于處理某油田采油廢水，發現處理后水中總鐵質量濃度僅為0.5 mg/L，Ca2+，Mg2+的質量濃度由1 875 mg/L降低到350 mg/L。陳花果等[14]用鋁礬土、鋁酸鈣、六水三氯化鐵和鹽酸為原料制備了新型復合混凝劑CD，對其混凝性能和混凝機理進行了研究。王婷[15]比較了改性硅藻土，PACS，PDTC三種絮凝劑的除油效果，發現復配絮凝劑的最佳工藝為:常溫、弱堿性，快速攪拌3 min～4 min，慢速攪拌 14 min～16 min，改性硅藻土∶PACS∶PDTC=2.5 g/L∶0.025 g/L∶0.025 g/L 左右，除油率可達 92%以上。關衛省等[16]對復合絮凝劑XG977(PAFS系列)用于含油廢水處理進行了研究。實驗結果表明:在投加量相同條件下，XG977處理效果明顯優于PAC。

3 新型有機絮凝劑及有機復合絮凝劑

近年來，由于無機混凝劑的種種弊端，科學家們開始研究新型有機絮凝劑。有機絮凝劑憑借投藥量少、處理效率高等優點迅速發展，目前發展種類齊全、規格品種漸成系列。

徐慶源[17]開發出的兩性有機高分子絮凝劑(即在同一高分子鏈上同時有陰離子和陽離子)，可極大提高油浮液的處理效率和廢水回用率。吳芳云等[18]利用尿素和甲醛制備了脲醛樹脂季銨鹽和脲醛樹脂叔銨鹽，并用于處理某石化總廠污水。結果表明:季銨鹽的除油率達85%左右，叔銨鹽的則為90%以上。何月等[19]對聚丙烯腈進行了改性，分析了改性前后對同種含油廢水的處理效果。實驗結果表明:經過改性后聚丙烯腈變為親水疏油材料，對油的去除能力提高20%左右。李秋紅等[20]對聚氯乙烯聚結處理含油廢水進行了研究。實驗結果表明:當采用聚氯乙烯作為聚結材料，反應溫度為60℃，聚結材料質量濃度為0.6 g/mL，停留時間為10 min時，含油廢水中油的去除率可達60%以上。鄒青等[21]比較了TX-107系列有機高分子絮凝劑與傳統絮凝劑的除油性能，結果發現使用原來的絮凝劑處理后出水含油量為11 724 mg/L，而使用該藥劑處理后出水平均含油量低于267 mg/L。

4 未來展望

因為含油廢水性質及成分的復雜性，所以必須通過試驗才能確定特定含油廢水的最適處理絮凝劑。混凝劑是混凝沉淀處理技術的核心，研制適用性強的新型高效混凝劑，降低藥劑費用、污泥處理難度和減輕對環境及人體的危害，對于解決含油廢水處理問題有著重大意義。

目前混凝劑的開發趨勢是從單一型向復合型發展，從無機向有機轉變。由于人們對環境保護的日益重視，研制出無毒的高效復合型混凝劑，在處理含油廢水時做到經濟效益、社會效益和環境效益的三統一，已成為當今混凝劑研究的主流趨勢。

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[5]陳偉紅，李明玉，唐啟紅.聚硅硫酸鋁在中原油田注水處理中的應用[J].化學研究，2001，12(1):36-39.

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