熱混凝-O_3/H_2O_2氧化法處理某石油化工廠污水的研究

【摘要】：本文根據(jù)山東淄博某石油化工廠的石化污水的水質(zhì)特征，針對難降解的含酚污水，首先采用熱混凝沉淀法對污水進(jìn)行預(yù)處理，主要目的是降低污水的COD和濁度；然后再以COD和揮發(fā)酚為指標(biāo)分別采用Fenton氧化法和O3/H2O2氧化法對污水進(jìn)行處理研究，通過處理效果和經(jīng)濟(jì)可行性的比較，選擇出適宜的處理法；最后將最優(yōu)的處理方法應(yīng)用到工程實(shí)際中。 首先，采用熱混凝實(shí)驗(yàn)處理石化污水，開始比較了CuSO4·5H2O、FeCl3和FeSO4·7H2O三種混凝劑在相同條件下對污水的處理效果，發(fā)現(xiàn)FeCl3的處理效果最好。然后通過正交試驗(yàn)確定了FeCl3的投加量、反應(yīng)溫度、初始pH值、助凝劑PAM投加量四個(gè)主要影響因素的適宜范圍。再通過單因素優(yōu)化實(shí)驗(yàn)確定最佳的實(shí)驗(yàn)條件。結(jié)果表明：在初始pH為8、FeCl3投加量為4g/L、PAM投加量2mg/L、混凝溫度50℃下，污水的COD和濁度的去除率分別達(dá)到63.46%和89.40%。 其次，采用Fenton試劑氧化法對經(jīng)熱混凝處理后的污水進(jìn)行處理，先后通過正交實(shí)驗(yàn)和單因素優(yōu)化實(shí)驗(yàn)得出最佳條件：H2O2投加量為60mmol/L、初始pH值為3、Fe2+濃度為15mmol/L、反應(yīng)時(shí)間為90min時(shí)，對COD和揮發(fā)酚的去除率最高，分別達(dá)到了67.58%、84.92%。污水經(jīng)Fenton試劑氧化法處理后COD、氨氮、揮發(fā)酚、色度等指標(biāo)都有所下降，但未達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的限值，且費(fèi)用較高。 第三，采用O3/H2O2氧化法對經(jīng)過熱混凝處理后的污水進(jìn)行處理，得出最佳實(shí)驗(yàn)條件：當(dāng)H2O2濃度在50mmol/L、pH值為10、O3流量為4g/h、反應(yīng)時(shí)間為50min時(shí)，COD和揮發(fā)酚的濃度分別降為489.79mg/L和18.28mg/L，去除率達(dá)到了76.78%和96.79%，并且濁度、色度、TOC、氨氮也分別降為4.70NTU、20倍、578.25mg/L、25.31mg/L。處理后污水的B/C從0.16上升至0.41，生化性明顯提高，出水基本達(dá)到《污水排入城鎮(zhèn)下水道排放標(biāo)準(zhǔn)》（CJ343-2010）的排放要求。另外，對O3/H2O2氧化法處理石油化工污水的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該法對石油化工污水COD的去除效果符合一級反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程，反應(yīng)速率常數(shù)為0.0283min-1。經(jīng)比較，該法的運(yùn)行費(fèi)用也較Fenton試劑法低。 根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，采用熱混凝-O3/H2O2法可以處理該廠含酚石化污水。企業(yè)根據(jù)該方法設(shè)計(jì)并建成一套熱混凝-O3/H2O2處理裝置，經(jīng)工程檢驗(yàn)，出水COD和揮發(fā)酚的濃度分別為498.6mg/L和20.45mg/L，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。 【關(guān)鍵詞】：石油化工污水 熱混凝 O3/H2O2 COD 揮發(fā)酚
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：X742
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目錄7-10
• 第一章 緒論10-29
• 1.1 企業(yè)石油化工污水概述10-12
• 1.1.1 石油化工污水的來源10
• 1.1.2 企業(yè)石油化工污水的處理工藝10-11
• 1.1.3 石油化工污水的水質(zhì)特點(diǎn)及危害11-12
• 1.1.3.1 石油化工污水的水質(zhì)11
• 1.1.3.2 石油化工污水的危害11-12
• 1.2 石油化工污水的國內(nèi)外處理現(xiàn)狀12-13
• 1.2.1 國外石油化工污水的處理現(xiàn)狀12
• 1.2.2 國內(nèi)石油化工污水的處理現(xiàn)狀12-13
• 1.3 石油化工污水的排放標(biāo)準(zhǔn)13
• 1.4 石油化工污水的處理方法13-19
• 1.4.1 物理化學(xué)法13-15
• 1.4.2 化學(xué)法15-17
• 1.4.3 生物法17-19
• 1.5 混凝法概述19-22
• 1.5.1 混凝法的機(jī)理19-20
• 1.5.2 影響混凝法的主要因素20
• 1.5.3 混凝動(dòng)力學(xué)20-21
• 1.5.4 熱混凝沉淀法的研究進(jìn)展21-22
• 1.6 Fenton 試劑法概述22-24
• 1.6.1 Fenton 試劑法機(jī)理22
• 1.6.2 Fenton 試劑法的主要影響因素22-23
• 1.6.3 Fenton 試劑法的研究進(jìn)展23-24
• 1.7 O_3/H_2O_2法概述24-26
• 1.7.1 O_3/H_2O_2氧化法的機(jī)理24-25
• 1.7.2 O_3/H_2O_2工藝的影響因素25
• 1.7.3 O_3/H_2O_2氧化法的研究進(jìn)展25-26
• 1.8 本課題的研究目的及內(nèi)容26-29
• 1.8.1 本課題研究背景及目的26-27
• 1.8.2 本課題研究內(nèi)容27-29
• 第二章 熱混凝法處理石油化工污水的研究29-42
• 2.1 實(shí)驗(yàn)儀器、試劑及分析方法29-31
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)所用的主要儀器和試劑29-31
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)分析方法31
• 2.2 石油化工污水的水質(zhì)特征31-32
• 2.3 揮發(fā)酚標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制32
• 2.4 最佳混凝劑的選擇32-34
• 2.5 熱混凝法去除 COD 的正交試驗(yàn)分析34-35
• 2.6 熱混凝法去除 COD 和濁度的單因素實(shí)驗(yàn)研究35-39
• 2.6.1 FeCl_3投加量對該廠污水處理效果的影響35-36
• 2.6.2 pH 值對該廠污水處理效果的影響36-37
• 2.6.3 溫度對該廠污水處理效果的影響37-38
• 2.6.4 PAM 投加量對該廠污水處理效果的影響38-39
• 2.7 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)39-40
• 2.8 經(jīng)濟(jì)性分析40
• 2.9 本章結(jié)論40-42
• 第三章 Fenton 試劑法處理石油化工污水的研究42-51
• 3.1 實(shí)驗(yàn)儀器和試劑42-43
• 3.2 實(shí)驗(yàn)方法及分析方法43-44
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)方法43
• 3.2.2 分析方法43-44
• 3.3 正交試驗(yàn)研究44-45
• 3.4 Fenton 試劑法的單因素實(shí)驗(yàn)研究45-48
• 3.4.1 H_2O_2投加量對石油化工污水處理效果的影響45-46
• 3.4.2 初始 pH 值對石油化工污水處理效果的影響46-47
• 3.4.3 Fe~(2+)投加量對石油化工污水處理效果的影響47-48
• 3.4.4 反應(yīng)時(shí)間對石油化工污水處理效果的影響48
• 3.5 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)48-49
• 3.6 經(jīng)濟(jì)性分析49-50
• 3.7 本章結(jié)論50-51
• 第四章 O_3/H_2O_2氧化法處理石油化工污水的研究51-63
• 4.1 實(shí)驗(yàn)儀器和試劑51-53
• 4.2 實(shí)驗(yàn)方法及分析方法53-54
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)方法53
• 4.2.2 分析方法53-54
• 4.3 正交試驗(yàn)研究54-55
• 4.4 單因素實(shí)驗(yàn)研究55-59
• 4.4.1 初始 pH 值對石化污水處理效果的影響55-56
• 4.4.2 反應(yīng)時(shí)間對石化污水處理效果的影響56-57
• 4.4.3 O_3流量對石化污水處理效果的影響57-58
• 4.4.4 H_2O_2投加量對石化污水處理效果的影響58-59
• 4.5 O_3/H_2O_2氧化法的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究59-60
• 4.6 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)60-61
• 4.7 經(jīng)濟(jì)可行性分析61
• 4.8 本章結(jié)論61-63
• 第五章 熱混凝-O_3/H_2O_2法處理石油化工污水的工程應(yīng)用63-69
• 5.1 項(xiàng)目總體描述63-64
• 5.1.1 臭氧系統(tǒng)設(shè)備組成63
• 5.1.2 系統(tǒng)流程說明63-64
• 5.2 臭氧系統(tǒng)設(shè)備介紹64-65
• 5.2.1 臭氧發(fā)生器技術(shù)介紹64
• 5.2.2 制氧系統(tǒng)64
• 5.2.3 尾氣分解系統(tǒng)64-65
• 5.3 系統(tǒng)設(shè)備清單65
• 5.4 設(shè)計(jì)條件65-66
• 5.5 運(yùn)行過程66
• 5.6 運(yùn)行結(jié)果66-69
• 第六章 論文總結(jié)69-71
• 6.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)論69-70
• 6.2 研究展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 致謝75-76
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文76-77

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