活化半焦处理含油废水的性能研究

石油开采过程中产生的大量含油废水已经成为困扰油田生产的重大难题.采用半焦作为吸附剂,对油田含油废水进行深度处理,可有效解决含油废水的环境问题并实现水资源的再利用.但半焦吸附能力有限,分别采用HNO3、H2O2、KOH、高温煅烧等方法对半焦进行活化处理,以提高其除油效果.实验中,分析表征了不同方法活化后半焦的表面物理和化学性质,对比了含油废水的处理效果.实验结果表明,活化后半焦的吸附能力均提高.其中,以KOH活化效果最佳,可使半焦的瞬时平衡吸附量提升近1倍.     

一种新型活性半焦吸附剂的制备及其表面特征分析

对一种原料半焦进行粉碎、筛分,取其中10～20目的颗粒;用去离子水冲洗后高温下烘干至恒重;依次进行HNO3活化、KOH活化和加压水热化学活化,制备出活性半焦吸附剂。经实验证明,该活性半焦吸附剂对甲苯的吸附等温线符合Langmuir模型,其甲苯吸附容量可达207 mg/g,穿透时间由80 min延长至235 min。该活性半焦吸附剂的比表面积为555.56 m2/g,碘值为811.38 mg/g,表面酸碱总量为0.8649 mmol/g,并通过SEM扫描进行了表面微观形态分析。数据表明,经改性后制备出的新型活性半焦对甲苯的去除率明显增加,其表面物化性质也有明显改变,是一种优良的有机废气吸附剂。     

棉秆基活性炭的制备及其对2,4-二硝基苯酚的吸附

以棉秆为原料，以KOH为活化剂，制备了高比表面棉秆基生物质活性炭。分析了制得的活性炭的元素组成、表面官能团、吸附能力等物化性能，探讨了浸渍比，活化温度，活化时间等工艺参数对制备活性炭得率、表面官能团、碘值、亚甲基蓝值等性能的影响，并通过静态吸附实验比较了不同条件下制备活性炭对2，4-二硝基苯酚的吸附性能，探讨了典型炭样品对2，4-二硝基苯酚的等温吸附特性。结果表明，KOH活化棉秆基生物质活性炭的表面物化性质随浸渍比、活化温度等工艺参数变化而变化，活化适宜条件为浸渍比1：3、活化温度800℃、活化时间90 min，在此条件下制得的炭样的碘值为1 251 mg/g，亚甲基蓝吸附值为478 mg/g，分别是国家一级品标准的1.25倍与3.54倍；对2，4-二硝基苯酚的Langmuir最大吸附量为747 mg/g，与Freundlich模型相比，Langmuir模型能较好地描述2，4-二硝基苯酚在炭样上的吸附行为，表明制备活性炭样品表面吸附位的能量分布较为均一。     

利用滩涂污灌土壤制备吸附剂

研究了滩涂污灌土壤吸附剂的制备方法。通过正交实验,比较了氯化锌、磷酸、氢氧化钾、盐酸几种活化剂在不同秸秆加入量、活化剂浓度、活化时间、活化温度的情况下制备的吸附剂,对水中邻硝基甲苯的吸附效果影响。实验结果表明,选择盐酸活化法制备吸附剂,在秸秆加入量为15%,经2 mol/L的盐酸按液固比为1∶1浸泡处理滩涂污灌土壤后,用氮气做保护气在400℃的条件下碳化1 h,制备的土壤吸附剂对水中邻硝基甲苯的吸附效率可以达到90%以上。     

麻质活性炭的制备及其对Cu~(2+)的吸附研究

以废麻为原料,KOH为活化剂制备粉状活性炭,通过静态吸附实验研究了活性炭对Cu2+的吸附性能,探讨了溶液起始pH值、活性炭投加量、吸附时间、起始Cu2+质量浓度等对Cu2+吸附效果的影响。结果表明,溶液pH和活性炭投加量对吸附效果有较大影响,活性炭对Cu2+的吸附率在60 min内超过50%,初始浓度在10~50 mg/L时,活性炭对Cu2+的吸附量与起始浓度近似成正比。采用Langmuir、Freundlich吸附等温式对吸附平衡数据进行了拟合,结果表明吸附等温线符合Frenudlich模型。采用傅立叶红外光谱法(FT-IR)分析了活性炭的表面官能团,分析表明活性炭表面酸性官能团可能是吸附Cu2+的活性中心。     

麻质活性炭的制备及其对Cu2＋的吸附研究

以废麻为原料,KOH为活化剂制备粉状活性炭,通过静态吸附实验研究了活性炭对Cu2＋的吸附性能,探讨了溶液起始pH值、活性炭投加量、吸附时间、起始Cu2＋质量浓度等对Cu2＋吸附效果的影响。结果表明,溶液pH和活性炭投加量对吸附效果有较大影响,活性炭对Cu2＋的吸附率在60 min内超过50%,初始浓度在10~50 mg/L时,活性炭对Cu2＋的吸附量与起始浓度近似成正比。采用Langmuir、Freundlich吸附等温式对吸附平衡数据进行了拟合,结果表明吸附等温线符合Frenudlich模型。采用傅立叶红外光谱法（FT-IR）分析了活性炭的表面官能团,分析表明活性炭表面酸性官能团可能是吸附Cu2＋的活性中心。     

稻壳基高比表面积介孔活性炭的制备与表征

以稻壳为原料,KOH为活化剂,分炭化和活化两步制备高表面积介孔活性炭。采用比表面积测定仪测定其N2吸附脱附等温线,采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(HRTEM)、X射线衍射分析仪(XRD)对活性炭形成过程中的物相变化与显微结构进行了表征。结果表明,氮气保护下,稻壳在420℃温度下炭化4 h,再将KOH与炭化稻壳按质量比3∶1混合均匀后,在750℃活化1 h条件下制备的活性炭平均孔径可达4.54 nm,比表面积高达2 174.09 m2/g,介孔率达到78.57%。     

气相沿面放电—活性炭纤维吸附联合降解双酚A废水研究

利用气相沿面放电—活性炭纤维(ACF)吸附(简称放电—吸附)联合处理含双酚A(BPA)废水,探讨了联合处理对BPA的降解效果,并通过处理过程中O3利用率变化以及处理前后ACF的表观状态变化分析了反应的作用机制。结果表明,放电—吸附联合处理相比单独放电和单独ACF吸附能显著提高BPA的降解率;在一定范围内,加大放电电压能提高放电—吸附联合处理的BPA降解效果,但放电电压超过一定值后,放电产生的O3量进一步增多,对ACF表面的结构破坏作用增加,反而导致BPA的降解效果降低,本研究较佳的放电电压为8.5kV;扫描电镜分析结果表明,经放电—吸附联合处理后,ACF表面出现大量的孔道,提高了表面的BPA富集浓度,同时也增加反应的活性位点;傅里叶变换红外光谱分析结果表明,联合处理后ACF表面的C—O、C=C、O—H等官能团都有所减少,可能是联合处理过程中O3等活性物质与ACF表面的这些还原性官能团发生了反应,诱导O3分解出了更多的自由基,从而促进了BPA的降解。     

活性炭表面酸性含氧官能团对吸附甲醛的影响

利用Bothem滴定法测定了化学浸渍处理的活性炭表面酸性含氧官能团浓度,研究表面酸性含氧官能团对甲醛吸附的效应。结果表明,HNO3浸渍处理能有效增大活性炭表面的羧基、酚羟基和内酯基浓度;H2O2浸渍处理主要增大了活性炭表面的酚羟基浓度;随着NaOH浓度的增大,活性炭表面的酚羟基、内酯基和羰基浓度大致呈先增大后减小的趋势,这是由于NaOH的化学清洗作用和酸碱中和反应所致;HNO3浸渍处理的活性炭表面的酸性含氧官能团浓度显著超过NaOH、H2O2浸渍处理的活性炭,而30%(质量分数)NaOH浸渍处理的活性炭和30%(体积分数)H2O2浸渍处理的活性炭吸附甲醛的饱和时间比HNO3浸渍处理的活性炭吸附甲醛最大饱和时间分别多4.0、1.5 h,说明酚羟基能够显著影响活性炭吸附甲醛的效果。     

Mn-Ce改性活性焦催化剂低温SCR性能

采用等体积浸渍法制备Mn-Ce/活性焦催化剂,用于烟气的脱硝。研究发现,Mn-Ce负载量为8%的活性焦催化剂具有较好的脱硝性能,在120℃下脱硝效率达87%。通过BET、FTIR及XPS表征发现,活性焦在负载8%Mn-Ce后比表面积、孔容、孔径都有所提高,而且催化剂表面化学性质发生了改变,催化剂的活化中心由官能团转向金属氧化物。     

PDA的制备及其对水体中邻苯二甲酸二甲酯的去除性能

以二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)和丙烯酰胺(AM)为原料,Span-80和Tween-80为乳化剂,液体石蜡为分散相,采用分批加料法,反相乳液聚合制备二甲基二烯丙基氯化铵与丙烯酰胺的共聚物(PDA)。研究内容包括单体配比、引发剂配比、油水体积比和pH值对产物特性粘度的影响。研究获得的优化聚合条件为:单体质量比(DMDAAC∶AM)为2∶8,引发剂质量比(NaHSO3∶K2S2O8)为5∶3,油水体积比为1∶1.2,pH值为8。选用自制PDA用于去除水中邻苯二甲酸二甲酯(DMP)时,在絮凝剂PDA的投加量为0.60 mg/L,pH值为10时,DMP的去除效果最好,去除率达到98.31%。     

石油降解菌的筛选及其降解能力的研究

从广州石化污水处理厂废水中自行分离出 30株除油菌 ,用市售的 90 # 柴油作为油品进行筛选 ,所得菌种用于处理石化厂物理隔油后的废水。通过研究含油量和接种量对除油率、COD的去除率和pH值的影响以及酸、碱、盐对除油率和COD去除率的影响来比较这些菌种对石化废水的处理效果。结果表明 ,6 # 菌株除油和去除有机物的效果都比较好 ,除油率约在 70 %左右 ,最高为 83.6 7% ,COD去除率约为 5 5 %左右 ,最高为 6 0 .0 1% ;5 # 菌株对环境要求较高 ,在碱性环境下表现出较好的除油和去除有机物的能力 ,除油率和COD去除率分别为 5 5 %和 5 0 %左右。实验菌株在消除石化废水的异味方面也有一定的效果。     

聚合氯化铝絮凝剂深度除磷实验研究

通过混凝实验考察了聚合氯化铝絮凝剂(PAC)除磷作用,研究探讨了聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDADMAC),赤泥与聚合氯化铝的协同除磷性能.研究表明,PAC具有良好的除磷效果,对模拟废水磷的去除率达94.6%,对实际污水总磷去除率达96.6%,浊度去除率达93.8%.赤泥能显著提高PAC的除磷效果,但PDADMAC没有明显作用.     

秸秆固定化石油降解菌降解原油的初步研究

用秸秆做载体固定嗜碱芽孢杆菌(Bacillus alcalophilus SG)降解原油,其原油去除率为73.88%,高于单纯投加菌液或者菌液与秸秆的混合物的原油去除率.秸秆的最佳投加量(干重)为25.0 g/L,最佳固定化时间为30 h.用预处理过的秸秆固定SG,降低了固定化SG的原油去除率.在固定化培养基中添加无机盐离子,促进了固定化SG对原油的降解.不同初始pH的原油培养基在固定化SG降解原油的过程中逐渐呈中性或偏碱性.固定化SG在pH 6.0～10.0时对原油均有不错的降粘能力.     

UV/Fenton技术处理某工厂高浓度乳化油废水

研究了UV/Fenton技术对高浓度金属清洗乳化油废水的处理效果,考察了亚铁与双氧水浓度、pH、反应时间和搅拌对COD去除效果的影响。实验结果表明,UV/Fenton技术对高浓度乳化油废水(COD平均浓度为35 000 mg/L)具有较高的去除效果,最佳工艺条件为:亚铁与双氧水浓度分别为2 400 mg/L和6 000 mg/L,pH为3,经过2 h反应,COD可降低至1 050 mg/L,去除率为97%。搅拌会降低COD的去除率。研究表明,UV/Fenton技术对高浓度乳化油废水具有很好的降解效果,且药品消耗较低,为目前此类高浓度有机废水的处理提供了技术参考。     

水中柴油污染物的微生物降解及其动力学

以混合柴油为靶污染物,通过对比实验研究了油污染物在模拟水环境中的降解效果。研究表明,模拟自然条件下混合柴油污染物总体降解较慢,油质去除率低;生物强化降解条件下,向混合柴油污染水样中添加驯化培养的微生物混合菌群,生物降解速率明显提高,油质去除率达到98%以上。研究还发现,各污染水样中油的降解速率与降解效果随柴油的配比而不同,混合柴油样本中生物柴油的比例越高,样本的降解率越高,表明生物柴油作为碳源有效改善了水中有机营养配比,促进了柴油的去除效果。进一步分析表明,混合柴油在水中的降解过程符合一级反应动力学,生物强化降解条件下,生物柴油比例越高,混合柴油降解速率越快,除油微生物以菌胶团、球菌和丝状菌为主。     

含油钻屑高效除油剂及除油机理研究

油基钻井液在复杂井、深井的钻井作业中受到越来越多的使用和重视,但相应也产生了大量的废弃含油钻屑,带来了环境污染问题。针对含油钻屑的特点,研制了一种高效除油剂HBS-6,在阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、溶剂和软水剂等组分的协同作用下,利用强化分离设备,实现了钻屑含油的去除与无害化处置,含油钻屑除油率达90%以上。同时,还采用红外光谱、气相色谱和液相色谱等分析手段,研究了除油剂HBS-6的作用机理。HBS-6含有HLB值高且能生物降解的阴离子表面活性剂,以保证除油剂的清洗能力和环保性,同时还采用HLB值低的非离子表面活性剂,以提高对油的乳化和除油能力,为含油钻屑的无害化处理拓展了一条新的技术途径。     

油田含油污泥热解制备烟气脱硫剂

为实现油田含油污泥深度资源化,针对高含油的孤岛采油厂含油污泥采用热解处理,回收油气资源的同时将热解残渣制备成烟气脱硫剂。以苯吸附值和热解残渣含油率为基准对热解工艺进行了优化,对热解油品和残渣进行分析,热解残渣经过后续处理进行了烟气脱硫性能评价。通过正交实验得到热解最佳工艺条件为:氮气保护下,热解温度550℃,热解时间4h,升温速率10℃/min。此时苯吸附值为60.12mg/g,热解残渣含油率为0.29%。最佳工艺条件下,热解油品产率可达10%左右,回收率大于65%,热裂解作用明显,热解油品的品质较好,产生的不凝气体可以作为洁净燃料气;热解残渣经过后续处理,可用于脱除烟气中的SO2,吸附脱硫能力较好,穿透硫容达到3%以上。     

基于烧结成型的红壤除磷填料开发

为了开发除磷填料，以红壤为基本材料，并以烧结温度、粉煤灰添加量、外加剂A用量和外加剂B用量作为4个因素设计正交实验，制造了不同配方的红壤烧结填料，进行等温吸附实验并利用Langmuir模型拟合最大吸磷量进行比较。结果表明，通过烧结可使粉末状红壤成型，同时提高了其除磷能力；对填料理论吸磷量的影响因素主次顺序为外加剂B用量、外加剂A用量、粉煤灰用量及烧结温度；通过比较理论吸附量，同时考虑到成本，可以确定正交实验结果中较优填料配方组成为（重量比）：61％红壤，30％粉煤灰，0％外加剂A，9％外加剂B，烧结温度1150℃，其最大理论的磷吸附量2．274mg／cm^2，单位除磷原料成本约0．047元／g．     

改性硅藻土复合混凝剂处理深度采油废水

某油田深度采油废水中含有大量残油,粘度大、乳化程度高、油水分离困难,本实验采用改性硅藻土吸附和无机混凝剂混凝相结合以处理深度采油废水.结果表明,对于含油浓度为250～ 350 mg/L的石油废水,用强化吸附方法,吸附剂投加量为1.5 g/L,优化实验条件下除油率可达到75％；采用强化混凝的方法,PAC在投药量为200 mg/L的情况下除油率可达到87％；采用强化吸附-混凝联合处理的优化方法,投加0.7 g/L吸附剂+PAC 200 mg/L,除油率＞95％,明显高于吸附和混凝单独处理效果,大大改善了出水水质.