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含油污泥的脱水处理及综合利用初步探索

郭皓  
【摘要】:本论文采用Fenton试剂和废弃木屑进行综合处理,并对含油污泥进行了脱水研究,同时对含油污泥废弃物的资源化利用进行了初步探索。本文通过对Fenton试剂和Fenton试剂和废弃木屑处理后所得到的滤饼含水量和上清液的性能参数进行了分析,结果发现单一通过Fenton试剂处理的含油污泥经脱水处理后的泥饼其含水率为67.5%,较采用Fenton试剂+废弃木屑综合处理的泥饼含水率低,平均为68.1%;两种处理方法测其上清液pH值相近,均在2.65左右,较反应前有所下降;上清液的铁离子含量和总有机碳含量均有所差别,其中经过Fenton试剂处理的含油污泥其上清液中铁离子和有机碳含量分别为1320mg/L和98.70mg/L;而经过Fenton试剂和废弃木屑联合处理所得到的上清液中铁离子和有机碳含量分别为1130mg/L和86.83mg/L。脱水实验结果表明,对于含油污泥的处理,单一使用Fenton试剂进行脱水处理效果不佳,而Fenton试剂+废弃木屑进行综合处理则可以有效地使其脱水。实验中通过向经过Fenton试剂处理后的含油污泥中添加废弃木屑,可使含油污泥的毛细吸水时间和污泥比阻分别从1760s和13.8×1012 m/kg下降到了185 s和1.5×1012 m/kg;而经过Fenton试剂处理的含油污泥的毛细吸水时间和污泥比阻下降值最大只能达到了976s和7.6×1012 m/kg。通过筛选吸附实验将脱水后的含油污泥制备成吸附剂,用于吸附有机偶氮活性红X-3B染料效果较好,并对其吸附机理进行了探讨和表征,通过热重分析、比表面分析、扫描电镜和傅里叶红外光谱分析,对脱水前后的含油污泥比表面积进行测定计算,同时对其表面形态、形貌和化学组成等进行了分析比较。结果表明,高温有利于该种吸附剂的孔隙结构的形成,并增大其比表面积和孔隙体积,进而影响其对X-3B染料的吸附容量;经过分析发现在活化时间为24h,加热温度在800℃下隔绝空气炭化45分钟,当加入占原料质量百分比为40% ZnCl2时,吸附剂的最大比表面积可达到183 m2/g,孔隙体积可达0.19 cm3/g;表明吸附能力较强,与不同剂量的活化剂和不同炭化温度所制备成的吸附剂进行对比,所制备的这种吸附剂对X-3B染料的吸附能力为最强;含油污泥脱水后所制得吸附剂的最大吸附量可达67.72 mg/g,尽管低于商品木质活性炭(132.5 mg/g),但是其吸附平衡时间要低于木质活性炭,而其吸附平衡时间内的吸附量要比木质活性炭为高,通过吸附动力学和等温吸附实验显示,所制备的吸附剂对于X-3B染料的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir模型,属于吸热类型的单层吸附。通过分析测定原料发现,脱水后的含油污泥中含有多种重金属,而且其铁元素的含量最高,干基平均含量约为66200mg/kg,其他元素为:锌 3460mg/kg,铅330mg/kg,铬140 mg/kg,镉12mg/kg,铜45mg/kg,镍97 mg/kg,锰118 mg/kg;在吸附实验完成之后,吸附液中除了铁离子(最高含量为69.12mg/L)之外,其它的元素含量均较低,在0-4.71mg/L范围内。实验表明高温条件下含油污泥中的金属盐类物质发生了分解,形成了难溶于水的金属氧化物,这对于防止金属元素在吸附过程中的溶解是有益的。


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