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采油廢水處理技術(shù)研究

一、采油廢水處理技術(shù)方法

1、鐵碳微電解法

鐵碳微電解法是基于腐蝕電化學(xué)產(chǎn)生的,將鐵和碳這兩種具有不同電極電位的物質(zhì)直接接觸在一起,浸泡在電解質(zhì)溶液中,使其發(fā)生電池效應(yīng),從而形成無(wú)數(shù)個(gè)微原電池。鐵作為陽(yáng)極被腐蝕消耗,伴隨電化學(xué)腐蝕,產(chǎn)生了一系列協(xié)同作用如吸附、絮凝、架橋、卷掃、電化學(xué)還原、共沉、電沉積等。

2、厭氧生物法

厭氧生物處理是在厭氧條件下,厭氧微生物或兼養(yǎng)微生物利用自身的代謝作用將廢水中的有機(jī)物降解為有機(jī)酸、醇、甲烷和二氧化碳等物質(zhì)的過(guò)程。厭氧條件下,微生物處理有機(jī)廢水主要是通過(guò)無(wú)氧呼吸和發(fā)酵作用完成的。

3、高級(jí)氧化法

一種直接氧化,即通過(guò)臭氧分子氧化有機(jī)物,另外一種是間接氧化,即通過(guò)臭氧分解產(chǎn)物(羥基自由基)氧化有機(jī)物。臭氧/過(guò)氧化氫氧化系統(tǒng)不僅能直接利用臭氧和過(guò)氧化氫氧化有機(jī)物,還能利用臭氧分解產(chǎn)物間接氧化有機(jī)物,而過(guò)氧化氫的加入強(qiáng)化了羥基自由基的形成。羥基自由基具有較高的氧化性,其效果比臭氧氧化強(qiáng),且羥基自由基對(duì)有機(jī)物的選擇性低。采用臭氧/過(guò)氧聯(lián)用,能夠促進(jìn)臭氧的分解反應(yīng),從而產(chǎn)生更多的羥基自由基,提髙氧化效率。

二、鐵碳微電解處理效果影響因素

1、pH變化的影響

采用鐵碳微電解處理,鐵投量一定的情況下研究PH變化對(duì)COD去除率的影響。鐵碳比設(shè)定為3:1依次在pH為2、pH為3、pH為4、pH為5和pH為6條件下對(duì)采油廢水進(jìn)斤微電解,在堿性條件下絮凝沉淀后,取上清液測(cè)定COD值,計(jì)算COD去除率。

通過(guò)計(jì)算,當(dāng)pH為3時(shí)鐵碳微電解對(duì)采油廢水的降解效果最好,COD去除率可達(dá)到50%以上??傮w來(lái)看隨著pH值的減小,COD去除率逐漸増大。這是因?yàn)榻档蚿H值,有利于原電池的形成,能夠產(chǎn)生更多的亞鐵離子和鐵離子,并能增強(qiáng)新生態(tài)氨和鐵離子的還原性作用。若pH<3時(shí),COD去除率有所下降。這是因?yàn)樗嵝赃^(guò)強(qiáng)破壞了后續(xù)的絮凝體。同時(shí),酸溶液消耗大量的臉消耗鐵屑的量也會(huì)増大,使得鐵泥的產(chǎn)生増多,因而增加了后續(xù)處理負(fù)荷。

2、鐵碳比的影響

COD值隨鐵碳質(zhì)量比的增加而増大,當(dāng)鐵碳質(zhì)量比達(dá)到3:1時(shí),去除率最大,隨后逐漸降低。這是因?yàn)槲㈦娊馐墙⒃谠姵馗g反應(yīng)基礎(chǔ)上的,在酸性液體中,鐵屑受到的是鐵與碳化鐵組成的微電池的腐蝕,加入碳粉后,又受到鐵與碳組成的宏觀電池的腐蝕,從而提高COD去除率。但鐵碳質(zhì)量比過(guò)大會(huì)使單位體積內(nèi)碳粒減少,反而抑制電解反應(yīng),使去除率降低。

三、厭氧生物法處理效果影響因素

1、反映溫度的影響

溫度是厭氧生物處理需要控制的重要因素之一。溫度通過(guò)影響微生物的生長(zhǎng)繁殖進(jìn)而影響生物化學(xué)反應(yīng)。不同微生物所適應(yīng)的溫度不同,設(shè)定溫度30-37度,升高溫度,COD的去除率也隨之增加;但當(dāng)溫度大于37度時(shí),繼續(xù)升高溫度,COD的去除率有所下降。這是應(yīng)為溫度對(duì)微生物的作用是通過(guò)酶活性實(shí)現(xiàn)的,即在一定溫度范圍內(nèi)溫度的升高能夠促進(jìn)酶活性的提高,從而加快厭氧微生物的代謝作用,使COD的去除率増加;但當(dāng)溫度超過(guò)一定范圍后,溫度的升高將會(huì)抑制酶的活性,從而降低厭氧生物處理的COD去除率。

2、水為停留時(shí)間的影響

水力停留時(shí)間在12-20小時(shí)范圍內(nèi)時(shí),延長(zhǎng)水力停留時(shí)間,COD去除率隨之増加;但當(dāng)水力停留時(shí)間超過(guò)20h后,再延長(zhǎng)水力停留時(shí)間,對(duì)COD去除率的影響不再明顯。這是因?yàn)樵谝欢ǖ姆秶鷥?nèi),延長(zhǎng)水力停留時(shí)間就是延長(zhǎng)厭氧微生物與采油廢水中有機(jī)物的接觸時(shí)間,從而提高COD的去除率;但當(dāng)水力停留時(shí)間起過(guò)一定范圍后,限制COD去除率的因素不再是接觸時(shí)間,而是生物量和廢水的可生化性,此時(shí)單純的延長(zhǎng)水力停留時(shí)對(duì)微生物去除廢水中有機(jī)物的影響不再明顯。

四、高級(jí)氧化法處理效果影響因素

1、過(guò)氧化氫投入量的影響

當(dāng)過(guò)氧化氨投加量小于0.4mL/L時(shí),增加過(guò)氧化氨的投加量COD的去除率隨著增大,當(dāng)過(guò)氧化氨投加量超過(guò)0.4mL/L時(shí),繼續(xù)增加其投加量,COD的去除率不再増大反而有所下降。

從高級(jí)氧化機(jī)理可知,過(guò)氧化氨的加入有利于HO2-的產(chǎn)生,HO2-是羥基自由基的誘發(fā)劑,因此在一定范圍內(nèi)向反應(yīng)體系投加過(guò)氧化氨有利于提高反應(yīng)的COD去除率;但過(guò)氧化氫的投加量并不是越大越好,這是因?yàn)檫^(guò)氧化氫本身也能夠較快的與羥基自由基發(fā)生反應(yīng),從而使羥基自由基大量的淬滅失活,因此超過(guò)一定范圍再增加過(guò)氧化氫的投加量反而不利于廢水中有機(jī)物的降解。

2、反應(yīng)時(shí)間的影響

隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng),總體上COD的去除率是不斷增加的,在反應(yīng)時(shí)間為5-10min時(shí),COD的去除率較低,且變化幅度不大;在反應(yīng)時(shí)間為10-15min時(shí),COD的去除率快速增加,且變化幅度很大;當(dāng)反應(yīng)時(shí)間超過(guò)15min時(shí),COD的去除率的增加幅度逐漸變小。這是因?yàn)榉磻?yīng)的最初階段,由于臭氧濃度較低,所以COD的去除率不高;隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng),臭氧濃度不再是限制廢水處理效果的因素,此時(shí)由于過(guò)氧化氫的存在大大増加了高級(jí)氧化體系中羥基自由基的濃度,從而提高的了有機(jī)物降解速率;隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng),過(guò)氧化氫消耗殆盡,COD的去除率趨于穩(wěn)定。

五、總結(jié)

通過(guò)對(duì)鐵碳微電解法、厭氧生物法、高級(jí)氧化法三種廢水處理技術(shù)的COD去除率影響因素的探討。我們能夠進(jìn)一步了解其在廢水處理中的最佳處理界限,為今后采油廢水處理奠定了一定基礎(chǔ)

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