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，卷:16(4)DOI: 10.21767/0972-768X.1000287

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阳离子改性大米淀粉改善石油工业废水水质

*通信:

哈菲兹·艾，埃及电力控股公司，埃及电话:+ 20 - 365289562;电子邮件: (电子邮件保护)

摘要

一种环境友好的可生物降解阳离子大米以碎米为原料制备淀粉聚合物。对该天然聚合物进行了评价，并将其应用于炼油厂的处理浪费在施用10 mg/l阳离子后，有机物、浑浊度、胶体硅和氯离子的值显著改善至最低水平大米单独的淀粉聚合物。此外，通过使用(6)mg/l的聚合物与(25)mg/l的氯化铁，在澄清浪费水，显示出很好的清晰度。在本研究中，详细讨论了场景、方法和获得的结果。

关键字

大米淀粉;阳离子聚合物;炼油厂浪费水;生物可降解材料;澄清

简介

石油炼制是最重要的工业之一，原油被转化为2500多种精炼产品。这些产品是人类福利的支柱，因为所有现代活动都依赖于它们，包括液化石油气、汽车汽油、航空、柴油、燃料油和润滑油，也作为石油化工工业的原料。石油精炼面临的困难之一是在精炼过程中使用大量的水，包括冷却系统、蒸馏、水化和脱盐。炼油厂浪费水来自不同的来源，包括水箱排水管、设备冲洗、地表水和径流水[1］．炼油厂浪费水可以分为过程或非过程浪费水。在深度转换中，炼油厂被归类为最近的炼油厂，这些不同浪费水被引向单独的下水道系统。这提高了系统的容量浪费水处理厂，提高了单个处理单元的效率，扩大了处理的可能性浪费不同精炼装置的水回用[2，3.］．炼油厂生产污染石油浪费化学需氧量(COD)和生化需氧量(BOD)分别为300-600毫克/升和150-250毫克/升。苯酚含量20-200 mg/l;油脱盐装置出水口油量100- 300mg /l，储罐底部油量可达5000 mg/l;重金属含量包括铬含量为0.1-100毫克/升和铅含量为0.2-10毫克/升，以及许多其他污染物，包括悬浮物[4］．根据炼油厂的性质浪费水污染物排放前，常采用综合处理方法。因此，开发更有效的去除水中污染物和悬浮物的技术变得非常重要和必要浪费采用天然丰富的环境友好型生物可降解混凝剂或改性产品，如阳离子淀粉聚合物等[5-7］．处理过程包括使用澄清去除上述物质，这通常伴随着混凝、絮凝和沉淀[8，9］．传统的澄清是指这三个过程的结合。在澄清过程中，几乎混凝包括中和带电粒子以使总悬浮物(TSS)不稳定，然后当中和或被包裹的粒子开始碰撞形成巨大的颗粒时，絮凝过程开始。通过添加一些添加剂，包括高分子絮凝剂，这些工艺得到了改善。这些高分子絮凝剂的效能很大程度上取决于其分子量、电荷密度和其他链结构性质[10，11］．通常，大多数高分子絮凝剂的电荷，如阳离子大米淀粉沿链支撑分布，为阴离子粒子表面提供更强的附着点。构成的叔胺基大米淀粉和被认为是最重要的阳离子衍生物是由各种二烷基氯试剂生产的[12，13］．这项工作的目的是评价一种新合成的阳离子大米淀粉聚合物在工业石油中的应用前景浪费水澄清。

实验

化学物质

自然浪费破碎的大米都是从埃及本地市场采购的。三乙胺LR (M.W 101.19)由S.D.精细化学提供。Poicha (R) 391340。环氧氯丙烷99%由默克舒查特公司提供。氢氧化钠由香港Spectrum公司提供。乙醇由德国Adwic公司提供。采用商用氯化铁(FeCl3)作为无机混凝剂。除用于水质分析的其他分析级化学品外(表1）.

表1:EVA薄膜红外吸收波段的归属。

废水

废水样品是从炼油厂获得的浪费埃及亚历山大港西部亚历山德里亚石油精炼公司(APC)的出水排放，具有以下规格:

材料准备

氢氧化钠法分离大米淀粉:氢氧化钠法[14]被使用，在那里破碎大米(20 g)与0.5 M aq. NaOH (50 ml)在25°C下混合3小时，并过滤浆液。滤液离心20 min，弃上清，沉淀物用蒸馏水(50 ml)洗涤2次，离心。将残渣悬浮在水中，并通过添加(1 M)盐酸调整至(pH=7)，然后将浆液离心。丢弃上清液，小心地刮去淀粉顶部的黑色尾矿层并丢弃。用清水(50毫升)洗涤淀粉三次，直到离心(65%)收率后尾矿分数可以忽略不计。淀粉在对流烘箱中40°C干燥48 h。

阳离子淀粉聚合物的制备:根据以往的工作[15]，以盐酸三乙胺和环氧氯丙烷为原料制备季铵盐(QAS)，制得3-氯-2-羟基丙基三乙基氯化铵。的阳离子大米基于干态工艺技术制备的淀粉[16]方法如下:氢氧化钠溶液(2克)浸在5毫升脱质水中，再分离出5克细粉大米加入淀粉。继续搅拌以确保碱的形成大米通过将混合物的温度升高到60°C，然后加入1ml QAS。在60℃下调节混合物温度20 min，反应产物用乙醇沉淀，用乙醇/水(80/20)彻底洗净至无碱，60℃热电炉烘干。

水样制备

应用Jar Test的澄清模拟[17该方法被认为是最适用的方法，可以比较各种化学品的组合，以确定最佳的化学方案。瓶试验中最重要的测量指标是混凝剂和/或絮凝剂用量、絮团大小、沉降特性、絮团形成时间和成品水的清澈度。上述坛子试验方法中的絮凝剂包含一套6个烧杯(1升)与多个搅拌器结合。每个烧杯装一升浪费以每分钟100转的速度搅拌。快速加入不同剂量的混凝剂，搅拌3分钟。然后将搅拌速率分别降低到50和20 rpm，持续5分钟和10分钟，以使羊群完全形成，然后停止搅拌。记录比较沉降速率、菌群大小和上清清度。沉淀15分钟后，虹吸取250 ml上清水作进一步分析。

氯化铁剂量:加入不同浓度的氯化铁剂量浪费(15-50) ppm范围内的水。间隔5ppm。通过对浊度、有机物、胶体二氧化硅和氯离子进行测试，确定氯化铁的最佳剂量，以获得最佳的水透明度结果。

阳离子大米淀粉剂量:阳离子大米以浓度为2毫克/升的间隔向废物中添加2-12毫克/升的淀粉。提高上述参数，确定阳离子的最佳剂量大米用作助凝剂的淀粉

混凝剂联合剂量:氯化铁:氯化铁和阳离子的混合物大米制备淀粉并确定相同的参数，其中选择三种不同浓度的氯化铁15、25和35 mg/l，每一种都有四种不同浓度的阳离子大米淀粉分别为2、4、6、8 mg/l。澄清的最佳条件浪费测定了水的含量。

测试和分析:所有测定和化学分析均按照ASTM的标准方法进行[18］．

结果与讨论

去除浊度，有机物，胶体二氧化硅和氯离子浪费在两种混凝剂分别和混合的情况下研究了水样。应用阳离子增强了效果大米单独淀粉或与氯化铁混合淀粉。

氯化铁浓度对水澄清的影响

图1显示了使用不同浓度的氯化铁所获得的结果。很明显，改善了有机物和浊度的去除浪费出现水的情况比以前的工作中报告的情况要好[19，20.］．40 mg/l的浓度被认为是单独氯化铁的最佳剂量，能获得最好的清晰度浪费水。同时,图2介绍了氯化铁浓度对二氧化硅胶体和氯离子的影响，给出了氯化铁浓度为40 mg/l时，用混凝法去除二氧化硅胶体的能力浪费水。图2表明氯化铁浓度的增加导致水中氯离子的增加，对工业和人类造成不同的问题健康［21］．

阳离子效应大米淀粉浓度浪费水澄清

阳离子大米淀粉的使用剂量为2-12 mg/l。测试参数表明，阳离子大米淀粉能去除有机物、浊度、二氧化硅胶体，从而改善浪费水的清晰度。图3而且4结果表明，最佳剂量为10 mg/l。同样，从图4不断增加的阳离子大米淀粉浓度降低了氯离子的浓度浪费水。这可以解决单纯使用氯化铁作为混凝剂会增加水中有害氯离子的问题。

氯化铁和阳离子的作用大米淀粉组合混合物浪费水澄清

图5而且6结果表明，当氯化铁和阳离子的浓度分别为25和6 mg/l时，浊度去除效果最好大米淀粉分别。同时,图6表明在相同的组合剂量下，有机物的去除率最大。

氯化铁与阳离子复合混合物的效果大米淀粉对(BOD)、(COD)和(TSS)的去除率的影响浪费水

如前所述，氯化铁和阳离子的最佳剂量大米淀粉含量分别为25和6 mg/l。研究了有机质、胶体硅和氯离子含量对浊度的影响图7．最低剂量的添加是选择的剂量大米淀粉保持在6 mg/l不变，在测定BOD、COD和TSS(总悬浮物)的基础上加入不同剂量的氯化铁。图7结果表明，氯化铁和阳离子的剂量分别为30和6 mg/l大米随着氯化铁用量的增加，淀粉对BOD的最大去除率达到42%，并保持不变。在25和6 mg/l氯化铁和阳离子浓度下也有相同的趋势大米COD和TSS分别降低了32%和35%图8．

结论

天然可生物降解阳离子10mg /l大米淀粉聚合物生产的破碎大米淀粉成功地应用于炼油厂的澄清浪费在去除有机物、浊度和胶体二氧化硅方面表现出改善，而没有增加氯离子。6 mg/l的聚合物与30 mg/l的氯化铁混合后，水质得到改善，氯离子减少，BOD去除率最佳，6 mg/l和25 mg/l的氯化铁混合后，COD和TSS分别降低32%和35%。然而，当使用该组合剂量时，浊度和有机物被去除。

参考文献

1. 迈耶斯RA。石油精炼工艺手册，麦格劳希尔出版社，2004年第3版。
2. Parkash S.精炼工艺手册。爱思唯尔科技图书，2003年第1版。
3. 索耶CN。卫生工程化学“，”纽约麦格劳-希尔图书公司，1960年。
4. 化学技术与污染控制手册。爱思唯尔科技图书，2006年第3版。
5. 艾丝雅希，MN Norfariha, MA Megat-Azlan，等，合成有机与天然有机的比较聚合物用作纺织废水处理的絮凝剂。Iranica J能源环境科学学报。2014;5:436-45。
6. 环境友好型淀粉絮凝剂在原水浊度去除中的应用。科学通报。2014;8:113-21。
7. Hafez AI, Khalil NA, Hashem AI。阳离子壳聚糖纳米颗粒水处理混凝剂的合成与表征。科学通报，2014;6:126-46。
8. 小巷ER。水质控制手册。第二版。纽约:麦格劳希尔出版社。2010。
9. 王志强，王志强，王志强，等。天然混凝剂:传统净水方法的替代方案。中国医药科学。2013;2:306-14。
10. 鲍夏特SS, Kulkarni GS, Kore VS，等。综述了混凝絮凝法和压载絮凝法在水、废水处理中的应用。中国科技大学学报(自然科学版)，2014;
11. Ghanmode A, Chavan FI。几种天然混凝剂的性能评价。土木工程学报，2015;3(1):368-75。
12. 张志刚，张志刚，等。阳离子絮凝剂的安全使用反渗透膜。海水淡化水处理。2009;6:144-51。
13. 马鲁蒂PSV, Rao BS。环境科学a低使用天然混凝剂处理水的成本很高。清华大学学报(自然科学版)，2013;
14. 大和SS，敏夫O.的性质大米碱法在不同条件下制备淀粉。Denpun Kagaku, 1973;20:99-102
15. 郭云妮，建洲YL.三乙胺基环氧氯丙基三乙基氯化铵的合成。J文本决议2009;30:61-4。
16. 李志强，李志强，李志强，等。阳离子的合成及应用大米淀粉作为水处理的絮凝剂。中国科学(d辑)，2014;46:156-68。
17. 美国材料测试协会(ASTM)。水的混凝-絮凝瓶试验的标准实施规程。ASTM d - 2035。美国出版，1980;11。
18. 吉布斯EL。ASTM标准年度手册。美国材料试验学会，2001;11。
19. 麦氏A，拉菲MT, Vaezi F.增强混凝对消毒产物形成电位的控制。环境科学学报。2005;2:(4):335-42。
20. 李志强，李志强，等。化学混凝-絮凝评价艾滋病用于高浓度循环中悬浮物和磷的去除水产养殖废水排放。王志强，王志强，2003;29(2):37 - 41。
21. 王志强，王志强，等。乐动KENO快乐彩饮用水水质指南。世界健康组织(WHO)。2004; 1(8): 1 - 4。