濾料表面潤濕性的研究及其對除油性能的影響.pdf

1、過濾是一種常用的含油廢水深度處理方法,對低濃度廢水中粒徑小于10μm的油珠去除效果較好。水處理濾料表面潤濕性對除油效率的影響較大,近年來,對濾料表面性質(zhì)的研究已得到了國內(nèi)外研究者的重視。本論文選用果殼、無煙煤、錳砂、陶粒、石英砂和瓷砂等6種常用硬質(zhì)濾料,研究它們的潤濕性以及引起潤濕性差異的根源所在,通過含油廢水模擬實(shí)驗(yàn),考察了無煙煤、陶粒和石英砂3種濾料的除油性能,進(jìn)一步揭示了潤濕性與除油效率之間的關(guān)系,為過濾法處理含油廢水選擇和制造合

2、適的濾料提供了理論依據(jù)。
　　(1)采用XPS能譜分析和FTIR紅外光譜對濾料表面進(jìn)行表征,結(jié)果表明,果殼主要由C和O元素組成,表面主要含有極性較弱的有機(jī)官能團(tuán),因此其表面能較低。無煙煤主要由C和O元素組成,表面主要含有有機(jī)官能團(tuán),此外還含有少量的Si元素,因此極性較弱。錳砂、陶粒、石英砂和瓷砂都主要由 O、Si元素組成,還含有少量的Al、Fe和Mn,易形成多價(jià)態(tài)的無機(jī)化合物,極性較強(qiáng),其中瓷砂的Al、Fe含量最多,極性最強(qiáng)。

3、r>　　(2)推導(dǎo)了動態(tài)壓力法測定顆粒(粉體)接觸角的基本方程t k rΔP efηθγ2 P aGL22 cos=,并根據(jù)潤濕基本理論和水處理濾料的研究目的,應(yīng)用LHR的概念對水處理濾料的潤濕性進(jìn)行了研究,其計(jì)算公式為O W WW O OLHRγγηηk k=。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,每次實(shí)驗(yàn)的R2均大于0.99,數(shù)據(jù)的直線段存在且線性較好;環(huán)己烷和水潤濕瓷砂的5次實(shí)驗(yàn)平均值及誤差范圍分別為2002.88±152.02和6932.7

4、8±550.46,相對誤差分別為7.59％和7.94%,實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重現(xiàn)性較好。說明利用動態(tài)壓力法研究濾料表面潤濕性實(shí)驗(yàn)方法可行,實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確可靠。
　　粒徑為0.55~0.83mm的果殼、無煙煤、錳砂、陶粒、石英砂和瓷砂6種濾料的LHR值分別為66.87、1.71、1.24、1.22、1.16和0.80,說明果殼具有極強(qiáng)的親油性,無煙煤、錳砂、陶粒、石英砂的親油性略強(qiáng)于親水性,而瓷砂呈現(xiàn)出了親水的特征。濾料的LHR值不同主要?dú)w因于

5、濾料表面物理化學(xué)結(jié)構(gòu)的差異,濾料表面的極性越弱,則親油性越強(qiáng),反之,若濾料表面的極性越強(qiáng),則親水性越強(qiáng)。
　　(3)利用無煙煤、陶粒和石英砂三種濾料過濾模擬含油廢水,在過濾周期內(nèi),無煙煤的去除效率最高,達(dá)86.9%,其次是陶粒,為71.6%,石英砂的去除效率略低于陶粒,為69.3%,三種濾床的最大比沉積量分別為678、506和495g·m-3。
　　由3種濾料填充床的過濾系數(shù)可知,隨著過濾的進(jìn)行,由于沉積使附著在陶粒表面的油