微电解-Fenton耦合工艺处理油田压裂废水的实验研究

油田压裂废水具有高COD、高色度、高粘度等特点,对周围环境危害巨大。本题研究微电解─Fenton耦合氧化工艺处理油田压裂废水,探讨了最佳耦合方式,系统研究了pH、铁碳比、双氧水投加量、反应时间对处理效果的影响,确定最佳工艺参数,分析了过程中羟基自由基及铁离子浓度的变化以及反应前后废水水质、分子量分布、红外光谱和紫外光谱的变化,探明了微电解-Fenton耦合的反应机理。实验结果表明:最佳工艺为过二硫酸钾降粘、微电解-Fenton耦合氧化、混凝沉淀,最佳耦合方式为微电解反应过程中分三次投加双氧水,最佳工艺参数为:过二硫酸钾的投加量为5g/L,pH=3,铁碳比为1:2,硫酸亚铁的投加量1g/L,H2O2每隔30min投加一次,投加三次,总投加量为5mL/L,反应时间150min,反应结束后用NaOH调节pH为10,混凝沉降后,COD的去除率可达57%。微电解─Fenton耦合反应过程中,羟基自由基在反应开始短时间内大量产生,铁碳微电解反应产生Fe2+离子,而Fe2+离子在H2O2的催化作用下产生·OH,·OH氧化降解有机物,此外,·OH氧化Fe2+离子生成Fe3+离子。含Fe2+、Fe3+离子的废水pH调节至10,生成大量新生态的Fe（OH）3、Fe（OH）2絮体,可进一步去除有机物。该工艺主要破坏苯环、双键及三键,将大分子、中分子氧化分解成小分子,但是对于分子量<3KDa的小分子的去除效果不太理想。微电解-Fenton耦合氧化工艺处理油田压裂废水效果良好,工艺简单,可以推广应用至实践。