吸附-混凝应急处理饮用水源地石油污染的工艺研究

摘要

据统计，石油类的污染已是我国水环境中的第二大类污染物，来源之一是运输过程中的事故溢油，来源二是众多的加油站，运输过程中发生事故漏出来的油量会很大，三是储油罐、储油库出现突发性事故漏掉的油，三大来源就造成今天水环境中石油污染物的量非常巨大，其中以饮用水水源地突发石油类污染最引人关注，而相关成熟的应急技术与装备缺乏。针对这一问题，本研究选择市售0#柴油为研究对象，开展了吸附-混凝组合工艺对石油类污染的的试验效果，筛选出最佳吸附材料和最佳混凝剂，考察了pH、混凝剂投加量、浊度和静置时间对水中石油类去除率的影响，通过单因素混凝正交设计试验，得出最佳组合，并筛选出最佳混凝次数；在此基础上，研制开发了适用于吸附-混凝处理水中石油类污染物的便携式石油污水处理装置，进一步验证了实验室数据，并优化了搅拌方式和搅拌频率的工艺参数，可为饮用水源地突发石油污染提供技术支持。主要结论有： （1）选择了吸油毡、麻袋、海绵、无纺布等市售或就地取材的材料，开展了吸附试验，具有疏水性质的吸油毡对水面浮油的吸附效果最佳，对水中石油类的去除率达到84.20%。 （2）利用聚合硅酸铝铁、聚合氯化铝、聚硫氯化铝开展了水中石油类的去除能力的研究，结果表明，聚合硅酸铝铁（PSAF）对水中石油类的去除率达到85.56%；PSAF单因素混凝试验结果显示，当PSAF投加量为60mg/L，pH为7～8，静置时间30min，对水中石油类的去除率达到90.18%；以初始pH值、混凝剂投加量、静置时间为变化因素，设计正交试验，水中石油的去除率作评价指标，结果显示3个变化因素对水中石油类的去除率的影响力大小顺序是：pH>静置时间>投加量，正交试验最佳参数组合是PSAF投加量为60mg/L，pH=8，静置时间30min，此时对水中石油类的去除率可以达到88.01%；以正交试验最佳参数组合是PSAF投加量为60mg/L，pH=8，静置时间30min，先吸附后混凝，吸附的去除率达到83.94%，一次混凝水中石油类去除率达到88.01%，二次混凝水中石油类去除率达到74.61%，三次混凝水中石油类去除率达到45.4%，累计达到98%以上，达到饮用水源水质要求，表明随着原水中石油类含量逐渐降低，混凝去除效果逐渐减低。 （3）通过开发的中试装置开展了混凝试验研究，结果表明，潜水搅拌优于机械搅拌，50Hz的搅拌频率优于25Hz的搅拌频率，沉淀速度快，水中石油类去除率都达到95.82%，混凝沉淀时间要比小试试验稍长，表明了小试试验数据的可靠性。 通过上述小试和中试研究可以得出，吸附-多级混凝工艺能较好的去除饮用水源中的石油类污染物，因此，这一工艺可以为突发性的饮用水源石油类污染提供技术参考，在突发性石油污染应急实践中提供一定指导作用。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 水资源现状

1.2.1石油污染的来源

1.2.2石油在水中的存在形式

1.2.3石油污染的危害

1.3 国内外研究现状

1.3.1 物理法

1.3.2 化学法

1.3.3 物理化学法

1.3.4 生物法

1.4 流域突发石油污染应急处置概述

（1）茂名白沙河 废油 污染事件应急处置 概述

（2）湖南隆回塑料油泄露事件 概述

（3）海南输油管道溢油事件 概述

1.5.1 课题的来源

1.5.2 课题的目的

1.5.3 课题的意义

1.6技术路线

第2章 试验方案和试验内容

2.1 试验方案

2.1.1 试验水样的制备

2.1.2 试验方案的选择

2.2 试验内容

2.2.1 吸附材料筛选试验

2.2.2 混凝剂筛选试验

2.2.3 混凝剂混凝试验

2.2.4 先吸附第一次混凝及先吸附多级混凝试验

2.3.1 试验材料

2.3.2 试验试剂

2.3.3 试验仪器

2.4 分析方法

2.5.1 石油类溶液标准曲线的绘制

2.5.2 吸附材料筛选试验

2.5.3 混凝剂筛选试验

2.5.4 单因素混凝试验

2.5.5 多因素正交试验

2.5.6 吸附-多级混凝复合工艺试验

2.6结果与讨论

2.6.1 石油类溶液标准曲线的建立

2.6.2 除油率计算

2.6.3 吸附材料筛选试验的结果与讨论

2.6.4 混凝剂筛选试验的结果与讨论

2.6.5 pH值对PSAF去除水中石油类的影响

2.6.6 PSAF不同投加量对去除水中石油类的影响

2.6.7 浊度对PSAF去除水中石油类的影响

2.6.8 静置时间对PSAF去除水中石油类的影响

2.6.9 多因素正交试验

2.7 吸附-多级混凝复合工艺

2.8 本章小结

第3章 中试模拟试验

3.1 中试装置

3.2 试验流程

3.3 中试试验水样的制备

3.4 中试试验主要仪器和配件

3.5.1 中试模拟试验阶段

3.5.2 中试试验验证阶段

3.6.1 吸附试验结果讨论

3.6.2 搅拌方式对PSAF去除水中石油类的影响

3.6.3 不同搅拌频率对PSAF去除水中石油类的影响

3.7 吸附-多级混凝中试模拟试验

3.8 本章小结

第4章 结论与建议

4.1.1 小试阶段

4.1.2 中试阶段

4.2 建议

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及参与的科研项目

致谢