采用正交實驗法進行復配絮凝劑去除采油廢水中的污油實驗的研究

陳 斌，周 冰

(吉林化工學院 油氣儲運工程系，吉林 吉林 132000)

復配絮凝劑法是一種常用的處理含油污水的方法[1]。為了提高處理效果，一般要確定絮凝劑的最佳絮凝條件。影響絮凝效果的的條件因素有絮凝溫度、pH值、配比以及用量[2]。一般在設計篩選實驗時，每個因素選取三個實驗水平，若要進行全面實驗，則要設計81組實驗法案，實驗數量龐大，無法實現。因此，急需尋求一種有效的實驗方案設計方法。正交實驗法正是利用正交表來安排與分析多因素實驗的一種設計方法。用正交實驗法，挑選部分有代表性的水平組合進行實驗，以確定個各因素最優的水平組合[3-4]。

1 試劑與儀器

1.1 實驗用含油廢水

試驗用的廢水為吉林油田某采油廠污水排放口，目測該水質混濁，透明度低,且含油較高，約為322 mg/L。

1.2 絮凝劑

本實驗中采用的絮凝劑為為分析純的聚合氯化鋁，陽離子型，水解度20%的聚丙烯酰胺。

1.3 實驗儀器

測量指標：懸浮物含量、透光度、含油量。

所用儀器：電子天平、六聯恒溫水浴、電動攪拌器、紫外分光光度計、500 mL玻璃換膜過濾器等。

2 復配絮凝劑篩選實驗方案

將已測定含油量等指標的廢水密封避光保存。使用前，用移液管將廢水移入試管中均勻攪拌，再向其中加入酸，進行酸化處理。然后向試管中分別加入配置好的絮凝劑溶液進行實驗。根據正交實驗法，不考慮各因素的交互作用，選擇按照正交試驗表L9(34)表設計實驗如表1，各因素水平選值如表2。

表1 正交實驗表

表2 水平選值表

3 復配絮凝劑篩選結果及極差分析

表3 實驗安排及實驗結果

因為，對于A因素，k2

根據極差的大小RA>RD>RB>RC,各因素對含油量影響程度的大小順序為：溫度>加藥量>pH值>復配比例。溫度是影響含油量的最大因素，溫度過高或者過低都不利于絮凝物的形成，合適的絮凝溫度可以促使絮凝聚集體更加緊密牢固。加藥量為污油去除效果的第二影響因素，在一定范圍內，隨著加藥量的增加，污油的去除量也逐漸增大。pH值為污油去除效果的第三影響因素。復配比例的影響最小，但是從實驗發現，無機絮凝劑的用量明顯多于有機絮凝劑，這要是因為聚丙烯酰胺是一種水溶性發高分子化合物，再加上其非離子型胺基的作用，使其在水中分布廣泛，但是其中合懸浮膠體所帶負電荷的能力較弱。而聚合氯化鋁在水中發生水解中和作用后，生成的聚合羥基恰好具有較強的中和懸浮顆粒所帶負電荷的能力，所以兩者結合，且無機絮凝劑比例較大，具有增效作用。

4 結論

通過正交實驗對復配絮凝劑聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺處理含有污水的污油處理效果進行研究。通過對實驗數據進行極差分析，得到處理污油的最佳絮凝條件為溫度為50℃、pH值為7、無機/有機為5∶1、加藥量為60 mg/L。且各因素對含油量影響程度為溫度>加藥量>pH值>復配比例。