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正交實(shí)驗(yàn)法復(fù)配絮凝劑去除廢水污油

  復(fù)配絮凝劑法是一種常用的處理含油污水的方法。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。一般在設(shè)計(jì)篩選實(shí)驗(yàn)時(shí),每個(gè)因素選取三個(gè)實(shí)驗(yàn)水平,若要進(jìn)行全面實(shí)驗(yàn),則要設(shè)計(jì)81組實(shí)驗(yàn)法案,實(shí)驗(yàn)數(shù)量龐大,無(wú)法實(shí)現(xiàn)。因此,急需尋求一種有效的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)方法。正交實(shí)驗(yàn)法正是利用正交表來(lái)安排與分析多因素實(shí)驗(yàn)的一種設(shè)計(jì)方法。用正交實(shí)驗(yàn)法,挑選部分有代表性的水平組合進(jìn)行實(shí)驗(yàn),以確定個(gè)各因素最優(yōu)的水平組合。

  一、試劑與儀器

  1.1 實(shí)驗(yàn)用含油廢水

  試驗(yàn)用的廢水為吉林油田某采油廠(chǎng)污水排放口,目測(cè)該水質(zhì)混濁,透明度低,且含油較高,約為322mg/L。

  1.2 絮凝劑

  本實(shí)驗(yàn)中采用的絮凝劑為為分析純的聚合氯化鋁,陽(yáng)離子型,水解度20%的聚丙烯酰胺。

  1.3 實(shí)驗(yàn)儀器

  測(cè)量指標(biāo):懸浮物含量、透光度、含油量。

  所用儀器:電子天平、六聯(lián)恒溫水浴、電動(dòng)攪拌器、紫外分光光度計(jì)、500mL玻璃換膜過(guò)濾器等。

  二、復(fù)配絮凝劑篩選實(shí)驗(yàn)方案

  將已測(cè)定含油量等指標(biāo)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(jìn)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)。根據(jù)正交實(shí)驗(yàn)法,不考慮各因素的交互作用,選擇按照正交試驗(yàn)表L9(34)表設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如表1,各因素水平選值如表2。

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  三、復(fù)配絮凝劑篩選結(jié)果及極差分析

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  因?yàn)?,?duì)于A因素,k2<k3<k1,因此2水平(50℃)是A因素的最優(yōu)水平。同理,水平2(7)是因素B的最優(yōu)水平,水平3(5∶1)是因素C的最優(yōu)因素,水平3(60mg/L)是因素D的最優(yōu)水平,即最優(yōu)組合為A2B2C3D3。我們可得到當(dāng)溫度為50℃、pH值為7、無(wú)機(jī)/有機(jī)為5∶1、加藥量為60mg/L為絮凝法處理采油廠(chǎng)污水中污油的最佳絮凝條件。

  根據(jù)極差的大小RA>RD>RB>RC,各因素對(duì)含油量影響程度的大小順序?yàn)椋簻囟?gt;加藥量>pH值>復(fù)配比例。溫度是影響含油量的最大因素,溫度過(guò)高或者過(guò)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(nèi),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(fù)配比例的影響最小,但是從實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),無(wú)機(jī)絮凝劑的用量明顯多于有機(jī)絮凝劑,這要是因?yàn)榫郾0肥且环N水溶性發(fā)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(fù)電荷的能力較弱。而聚合氯化鋁在水中發(fā)生水解中和作用后,生成的聚合羥基恰好具有較強(qiáng)的中和懸浮顆粒所帶負(fù)電荷的能力,所以?xún)烧呓Y(jié)合,且無(wú)機(jī)絮凝劑比例較大,具有增效作用。

  四、結(jié)論

  通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)對(duì)復(fù)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(jìn)行研究。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)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(wú)機(jī)/有機(jī)為5∶1、加藥量為60mg/L。且各因素對(duì)含油量影響程度為溫度>加藥量>pH值>復(fù)配比例。( >

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