组合工艺处理采气废水的研究

采气废水论文 混凝论文 热活化过硫酸盐论文
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高含盐采气废水水质复杂,对环境及人体危害极大,单一处理工艺无法使其达到国家排放标准。本课题采用物理化学组合新工艺处理该废水,以COD去除率为工艺处理效果指标,并通过试验探求其最佳工艺参数。本试验选用化学混凝、过硫酸盐高级氧化法、活性炭吸附组合工艺处理川西某气井采气废水,根据试验中各因素对COD去除效果的影响确定组合工艺的最佳反应条件,并探讨其可行性。首先,测定分析采气废水各项水质指标后进行化学混凝试验。结果显示,其最佳工艺条件为:Al2(SO4)3投加量为1100mg/L,废水pH为8,反应温度为35℃,反应时间为15min,此时COD、SS、油、色度的去除率分别为38.09%、93.21%、39.51%和79.9%,破乳效果较好。然后以热活化过硫酸盐高级氧化工艺处理破乳后的废水,探讨影响废水COD去除效果的因素,以正交试验确定热活化过硫酸盐高级氧化工艺的最佳反应条件。试验结果表明,其最佳工艺条件为:活化温度为90℃,反应时间为120min,Na2S2O8投加浓度为45g/L,初始pH为10,此时COD、SS、油、色度的去除率分别可达到93.98%、21.08%、89.89%和50%,处理效果十分显著。通过分子探针实验可知,热活化过硫酸盐高级氧化工艺中起主导作用的自由基为·OH。最后,采用活性炭对经过硫酸盐高级氧化工艺处理后的废水进行吸附处理。试验结果表明,常温下调节废水pH为8,投炭量为15g/L,反应210min,COD、SS、油、色度的去除率分别可达58.72%、87.61%、32.74%和90.07%,废水出水澄清透明。在最佳处理条件下,经组合工艺处理后采气废水出水达到国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准。经估算,该技术处理采气废水达标外排所需费用为53.4685.68元/m3。综上所述,化学混凝-过硫酸盐高级氧化-活性炭吸附工艺在技术和经济上是可行的,具有较大的研究价值和现实意义。
摘要第4-5页
abstract第5-6页
1 绪论第9-23页
    1.1 前言第9页
    1.2 采气废水概述第9-12页
        1.2.1 采气废水特点第9-10页
        1.2.2 采气废水的污染危害第10-11页
        1.2.3 气田废水的处理措施第11-12页
    1.3 含油废水的处理技术现状第12-18页
        1.3.1 物理方法第12-14页
        1.3.2 生化方法第14-15页
        1.3.3 化学方法第15-17页
        1.3.4 采气废水的处理研究现状第17-18页
    1.4 课题研究背景与意义第18-20页
        1.4.1 选题背景第18-19页
        1.4.2 选题依据及意义第19-20页
    1.5 研究方案第20-23页
        1.5.1 研究内容第20-22页
        1.5.2 技术路线第22-23页
2 组合工艺概述第23-33页
    2.1 化学混凝法原理及应用第23-25页
    2.2 过硫酸盐高级氧化工艺概述第25-31页
        2.2.1 过硫酸盐活化方法第26-28页
        2.2.2 硫酸根自由基与有机物的反应机理第28-30页
        2.2.3 Cl-对过硫酸盐高级氧化技术的影响第30-31页
    2.3 吸附工艺概述第31-33页
        2.3.1 吸附工艺原理第31页
        2.3.2 吸附剂性能要求第31-33页
3 实验材料及方法第33-37页
    3.1 废水来源及水质特点第33页
    3.2 实验试剂及仪器第33-35页
        3.2.1 实验试剂第33-34页
        3.2.2 实验仪器第34-35页
    3.3 实验指标测定方法第35-36页
    3.4 实验方法第36-37页
        3.4.1 混凝沉淀预处理废水实验第36页
        3.4.2 热活化过硫酸盐法处理废水实验第36页
        3.4.3 吸附剂处理废水实验第36-37页
4 混凝试验第37-43页
    4.1 混凝剂的选择第37-38页
    4.2 混凝试验第38-42页
        4.2.1 初始pH对混凝效果的影响第38-39页
        4.2.2 混凝剂投加量对混凝效果的影响第39-40页
        4.2.3 反应时间对混凝效果的影响第40-41页
        4.2.4 反应温度对混凝效果的影响第41-42页
    4.3 本章实验小结第42-43页
5 热活化过硫酸盐氧化试验第43-56页
    5.1 过硫酸盐的选择第43-44页
    5.2 热活化过硫酸盐氧化工艺单因素试验第44-48页
        5.2.1 Na_2S_2O_8投加量对氧化处理效果的影响第44-45页
        5.2.2 初始PH值对氧化处理效果的影响第45-46页
        5.2.3 活化温度及反应时间对氧化处理效果的影响第46-48页
    5.3 热活化过硫酸盐氧化工艺正交试验第48-50页
    5.4 废水COD降解动力学第50-52页
    5.5 自由基参与机制第52-54页
    5.6 本章实验小结第54-56页
6 活性炭吸附试验第56-63页
    6.1 吸附材料的选择第56-58页
    6.2 吸附试验第58-62页
        6.2.1 吸附剂用量的影响第58-59页
        6.2.2 吸附剂时间的影响第59-60页
        6.2.3 吸附等温线第60-62页
    6.3 本章实验小结第62-63页
7 组合工艺技术经济分析第63-68页
    7.1 组合工艺技术分析第63-65页
    7.2 组合工艺成本估算第65-67页
    7.3 本章小结第67-68页
结论及建议第68-71页
致谢第71-72页
参考文献第72-80页
攻读学位期间发表论文第80页
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