一种粉煤灰改性吸附剂及其制备与处理含油污水的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种吸附剂及其方法与用途，更具体地涉及一种粉煤灰改性吸附剂及 其制备方法，以及使用该改性吸附剂来处理含油污水的方法，属于污水处理及环境保护技 术领域。
【背景技术】
[0002] 含油污水主要来自于石油工业的采油、炼油、贮油、运输过程以及石油化学工业的 生产过程，进入水体后在水面会形成油污薄膜，造成水体缺氧而引起水中生物死亡和水质 急剧恶化、危害人体健康、影响农作物生产，甚至有可能因为聚结的油品燃烧而产生安全问 题。
[0003] 根据含油废水中油粒直径的大小，可分为粒径大于IOOym的浮油、粒径为 ΙΟ-100μπι的分散油、粒径为0. 1-1μηι的乳化油和粒径小于0. Ιμπι溶解油四类。其中：分 散油悬浮分散在水相中，如果有足够的时间静置，会聚集合并成较大的油粒而上浮到水面， 也可能进一步变小，转化为乳化油；乳化油粒表面存在双电层或受乳化剂的保护，可以长期 稳定存在，必须首先破乳转化为浮油，才可以加以分离；溶解油以分子状态分散于水体中， 形成非常稳定的均匀体系，很难用一般的技术去除。
[0004] 含油污水的处理目标是既要去除水中的大量油类，同时去除水中溶解的有机物、 悬浮物、皂类、酸碱、硫化物和氨氮等。目前常用的去除方法有化学法、物理法和生物法。化 学法包括化学混凝法、电解法和化学氧化法；物理法包括气浮法、吸附法；生物法包括好氧 生物法、生物膜法、自然处理法、厌氧生物法、生物强化技术。具体如下：
[0005] 化学混凝法是指向废水中投加某些化学药剂，使之与废水中污染物直接发生反 应，形成难溶的固体物，然后去除的一种方法。张扬等（张扬、薛军、戚爱华等，"高效絮凝 剂处理稠油采出水的应用研宄"，《辽宁化工》，2006,35(8):第467-46页）研宄用自制絮凝 剂Ρ-3处理稠油采出水，并与聚合氯化铝（PAC)和聚合硫酸铁（PFS)进行了比较。结果表 明，Ρ-3对油、0?&及SS (固体悬浮物）的去除率分别达到97. 7%、87. 0%和96. 9%，处理 后的水质符合国家规定的排放标准。范洪波（范洪波，"改性淀粉絮凝剂的研制及在含油废 水中的应用"，《江苏工业学院学报》，2003,15(4):第25-27页）以玉米淀粉为原料，通过共 聚反应合成了玉米淀粉改性絮凝剂CSF，将合成的絮凝剂CSF与无机絮凝剂聚合铁PFS复 配使用处理含油废水。结果表明：在最佳反应条件下，处理后废水的透光率和COD去除率 分别为91. 9%和61. 4%，表明絮凝剂CSF具有良好的絮凝除油性能。陈进富等（陈进富、 李忠涛、李海平等，"采油废水的有机构成及其COD的处理技术研宄"，《石油与天然气化工》， 2001，30 (1):第47-49页）采用聚合铝（PAC)、阴离子聚丙烯酰胺（HPAM)和阳离子聚丙烯 酰胺（YPAM)复配处理绥中某油田采用废水，发现PAC与HPAM或YPAM复配去除COD较单独 使用PAC的效果好。
[0006] 电解法是利用电极的氧化还原反应将难降解的有机物或者对生物有毒的污染物 转化为可生化物质。该方法对于去除乳化油及一些高分子的有机物质的效果良好。李海涛 等（李海涛、朱其佳、祖荣，"电化学氧化法处理海洋油田废水"，《工业水处理》，2002, 22 (6): 第23-25页）用钛基钌铱锰锡钛多元氧化物涂层电极作阳极，钛作阴极对某海洋油田有机 污水进行电化学氧化处理，其降解的最终产物是〇)2和1〇,对环境不造成二次污染，废水的 COD值可以降低到国家规定的一级排放标准以下。胡烨等（胡烨、张翼，"油田污水中油和 COD的电化学降解脱除实验"，《大庆石油学院学报》，2009,33(4):第76-80页）以铁、铝交 替作阳极，电解模拟油田采出污水，在污水中油的初始浓度为637. Omg · L' pH = 3-4、电 流密度为75mA · cm_2的条件下，2500mL模拟油田采出污水电解处理60min后的油去除率大 于95%，C0D&的去除率大于86%，聚合物被脱除。范洪富等（范洪富、王磊、关杰等，"稀 土掺杂Pb02i极的制备及催化性能研宄"，《中国稀土学报》，2007, 25(3):第299-304页） 制备了稀土掺杂的PbO2电极，当中间层掺杂稀土 La，掺杂比为Sn:Sb:La = 100:6:1时，对 含油污水催化降解活性最高，在60min时，C0D&去除率达到91. 90% ;中间层掺杂稀土 Nd， 最优掺杂比为Sn: Sb:Nd = 100:6:2,对含油污水的处理效果最好，60min时0?&去除率为 90. 93%。而中间层不掺杂稀土时，在电解60min时污水C0D&去除率仅为83. 60%。表明 稀土的掺杂有利于电极催化性能的提高。
[0007] 化学氧化法一般是作为预处理技术或者与其他方法联用。熊德琪等（熊德琪、汪 梅华、白希尧，"应用臭氧氧化技术深度处理油船含油压载水的实验研宄"，《环境污染治理 技术与设备》，2005,6(2):第59-61页）应用臭氧氧化方法来深度处理含油压载水，模拟实 验表明在臭氧投加浓度达到120mg/L,在较短的接触时间（2min)内，臭氧对不同浓度的含 油压载水中的油去除率可达到50%以上，同时使芳香族类物质显著减少，降低含油污水的 生物毒性，处理方法具有可观的应用前景。
[0008] 气浮法的使用主要是结合其他工艺进行，为确保气浮法最佳的除油效果，一般和 絮凝剂法结合使用。同时气浮法具有降温、充氧的功效，能够提高微生物的生化降解性能， 可作为生化法的预处理技术。龚争辉等（龚争辉、吕兴东、周雅芳等，"气浮一生物接触氧 化技术在采油废水处理中的应用"，《黑龙江环境通报》，2000,24(4):第26-27页；王吉丛、 龚争辉、王林梅，"采油废水气浮-生物处理方法研宄"，《油气田环境保护》，2002,（1):第 22-24页）采用气浮-生物处理方法对油田采油废水进行了现场试验研宄。结果表明：直 接投加菌液方法和生物接触氧化法都能有效去除采油废水中的超标污染物，处理后的水质 指标全部达到GB8978-1996《污水综合排放标准》二类水质标准，相比较，生物接触氧化法 工序运行稳定，易于实施。在气浮法的使用过程中，将电解与气浮结合起来，形成了电解气 浮法。电解气浮法就是利用电场的作用使乳化液破乳，同时阴阳极产生的微小气泡可作为 浮选的载体，使得油珠上浮与水分离，达到除油的目的。侯士兵等（侯士兵、玄雪梅、贾金平 等，"不溶性阳极电解气浮法处理含油废水的试验研宄"《工业用水与废水》，2004, 35 (2):第 44-47页）采用石墨作阳极对含油废水进行电解气浮处理研宄。实验结果表明，电解时间是 影响废水除油率的最显著因素。在电流强度为〇. 38A，电解时间为28min，极间距为I. 5cm， 原水pH值为7. 1的条件下进行电解气浮实验，废水除油率达到93. 59%。王车礼等（王 车礼、张登庆、陈毅忠等，"电解絮凝浮选法处理油田废水"，《水处理技术》，2003, 29 (3):第 163-165页）采用电解絮凝浮选法处理油田含油废水，建立了废水电解絮凝浮选法脱油动 力学方程。在实验条件下电解lOmin，废水中可脱除油的去除率大于90%。随着电流密度 的增加，废水中不可脱除油含量下降，但脱油速率常数k值增加不多。
[0009] 吸附法是利用多孔性固体物质吸附废水中的某些污染物。周琰等（周琰、金晓英、 王清萍等，"高岭土处理油田废水的试验研宄"，《金属矿山》，2009,1 (10):第144-147页） 研宄了高岭土对油田废水中原油的吸附性能。研宄结果表明：高岭土对油田废水中原油的 吸附是一个自发的吸热过程。在实验条件下，当油田废水含油浓度不超过1350mg/L时，高 岭土对废水中原油的去除率接近80%。
[0010] 活性污泥显示生物化学活性，具有降解废水中有机污染物的能力。赵天亮等（赵 天亮、秦芳玲，"活性污泥法处理高含盐采油废水研宄"，《西安石油大学学报》，2008, 23 (2): 第63-66页）采用好氧活性污泥法处理中原油田高含盐采油废水。研宄不同曝气时间条件 下，好氧活性污泥法对高含盐采油废水化学需氧量（COD&)的去除效果。结果表明：经驯化 的活性污泥可适应高