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膨胀石墨对含油废水吸附性能有显著的效果

日期: 2020-04-23
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膨胀石墨内部的孔隙结构使其具有优良的吸附性能,尤其对油类分子吸附效果显著。


以柴油和萃取自含油污泥中的油品,配制模拟油田厂区内的含油废水,探究油与膨胀石墨质量比、吸附时间和pH 等条件对膨胀石墨吸附油效果的影响,找出了最佳条件。


膨胀石墨吸附柴油的最佳条件:

——油与石墨质量比为50∶7、

——搅拌时间10 min,

——无需调节pH;


吸附重油的最佳条件:

——油与石墨质量比为50∶8、

——搅拌时间10 min,

——无需调节pH;

膨胀石墨对油品吸附符合分配吸附规律。


通过不同研究人员的研究:【膨胀石墨内部的发达孔结构赋予其优良吸附性能,对油类分子具有良好吸附效果】


(1)膨胀石墨对油(轻质柴油、重油)有较好吸附效果,选定油与石墨质量比为50∶7、搅拌时间10min 为膨胀石墨吸附柴油的最佳条件,选定油与石墨用量为50∶8、搅拌时间10 min 为膨胀石墨吸附重油的最佳条件,吸附前无需调节pH 且均在室温下进行。


(2)膨胀石墨无法吸附溶于水中的油,仅能吸附不溶于水、浮于水面的油,而膨胀石墨较轻,同样浮于水面,因此具有优良的吸油性能。溶于水中的油与吸附剩余的油可被石油醚萃取出来,可用紫外分光光度法将其准确测定。


(3)适当改变实验条件以降低油在水中溶解度,可提高膨胀石墨对油的吸附效率,如增大蒸气压、降低温度等。


含油废水主要在采油过程中产生。油田钻井液中含有原油,罐底废水中含有的油主要是重油,其他生产过程中也会混入原油。我国油田多数已进入三次采油阶段,采出液中含水率在70% 以上,采出水中含油量平均为2 000~5 000 mg/L。含油废水经隔油处理后,含油量仍有100~200 mg/L,一般用加混凝剂的气体浮选法去除含油废水中以乳化油为主的油类、悬浮性固体及其他胶体物质。


在含油废水中,油通常以4 种形态存在:


(1)漂浮态:油粒径大于100 μm 时,以漂浮态存在于水中,易于分离;

(2)悬浮态:油粒径为10~100 μm 时,以悬浮态存在于水中,该状态的油不稳定,静置可变成漂浮态油;

(3)乳化态:油粒径为0.1~10 μm 时,形成乳化液,不易分离;

(4)溶解态:少量油会在水中溶解,呈溶解态,其溶解度为5~15 mg/L。


漂浮态和悬浮态油易于用物理方法从水中去除,如重力分离法或撇油器可将水面浮油除去,而乳化态和溶解态油稳定性较高,较难从水中分离去除。含油废水中油大多以漂浮态、悬浮态存在。


天然吸附剂是一种良好的吸附剂,具有更高吸附量、与合成吸附剂有相近密度、无化学添加剂和可生物降解性等优点,但低疏水性会导致吸附剂多微孔结构吸收较多水而吸附较少油,从而导致除油效率不高;多数吸附剂需进行加工改性,降低其亲水性,增强其亲油性后,才具有较高除油率。但大多数改性工艺较复杂,不易于大规模推广,需寻找一种制备工艺简便的高效吸附除油材料。


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