热混凝-O_3/H_2O_2氧化法处理某石油化工厂污水的研究

【摘要】：本文根据山东淄博某石油化工厂的石化污水的水质特征，针对难降解的含酚污水，首先采用热混凝沉淀法对污水进行预处理，主要目的是降低污水的COD和浊度；然后再以COD和挥发酚为指标分别采用Fenton氧化法和O3/H2O2氧化法对污水进行处理研究，通过处理效果和经济可行性的比较，选择出适宜的处理法；最后将最优的处理方法应用到工程实际中。 首先，采用热混凝实验处理石化污水，开始比较了CuSO4·5H2O、FeCl3和FeSO4·7H2O三种混凝剂在相同条件下对污水的处理效果，发现FeCl3的处理效果最好。然后通过正交试验确定了FeCl3的投加量、反应温度、初始pH值、助凝剂PAM投加量四个主要影响因素的适宜范围。再通过单因素优化实验确定最佳的实验条件。结果表明：在初始pH为8、FeCl3投加量为4g/L、PAM投加量2mg/L、混凝温度50℃下，污水的COD和浊度的去除率分别达到63.46%和89.40%。 其次，采用Fenton试剂氧化法对经热混凝处理后的污水进行处理，先后通过正交实验和单因素优化实验得出最佳条件：H2O2投加量为60mmol/L、初始pH值为3、Fe2+浓度为15mmol/L、反应时间为90min时，对COD和挥发酚的去除率最高，分别达到了67.58%、84.92%。污水经Fenton试剂氧化法处理后COD、氨氮、挥发酚、色度等指标都有所下降，但未达到排放标准的限值，且费用较高。 第三，采用O3/H2O2氧化法对经过热混凝处理后的污水进行处理，得出最佳实验条件：当H2O2浓度在50mmol/L、pH值为10、O3流量为4g/h、反应时间为50min时，COD和挥发酚的浓度分别降为489.79mg/L和18.28mg/L，去除率达到了76.78%和96.79%，并且浊度、色度、TOC、氨氮也分别降为4.70NTU、20倍、578.25mg/L、25.31mg/L。处理后污水的B/C从0.16上升至0.41，生化性明显提高，出水基本达到《污水排入城镇下水道排放标准》（CJ343-2010）的排放要求。另外，对O3/H2O2氧化法处理石油化工污水的反应动力学进行了研究，结果发现，该法对石油化工污水COD的去除效果符合一级反应动力学方程，反应速率常数为0.0283min-1。经比较，该法的运行费用也较Fenton试剂法低。 根据上述实验结果，采用热混凝-O3/H2O2法可以处理该厂含酚石化污水。企业根据该方法设计并建成一套热混凝-O3/H2O2处理装置，经工程检验，出水COD和挥发酚的浓度分别为498.6mg/L和20.45mg/L，达到了设计要求。 【关键词】：石油化工污水 热混凝 O3/H2O2 COD 挥发酚
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X742
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目录7-10
• 第一章 绪论10-29
• 1.1 企业石油化工污水概述10-12
• 1.1.1 石油化工污水的来源10
• 1.1.2 企业石油化工污水的处理工艺10-11
• 1.1.3 石油化工污水的水质特点及危害11-12
• 1.1.3.1 石油化工污水的水质11
• 1.1.3.2 石油化工污水的危害11-12
• 1.2 石油化工污水的国内外处理现状12-13
• 1.2.1 国外石油化工污水的处理现状12
• 1.2.2 国内石油化工污水的处理现状12-13
• 1.3 石油化工污水的排放标准13
• 1.4 石油化工污水的处理方法13-19
• 1.4.1 物理化学法13-15
• 1.4.2 化学法15-17
• 1.4.3 生物法17-19
• 1.5 混凝法概述19-22
• 1.5.1 混凝法的机理19-20
• 1.5.2 影响混凝法的主要因素20
• 1.5.3 混凝动力学20-21
• 1.5.4 热混凝沉淀法的研究进展21-22
• 1.6 Fenton 试剂法概述22-24
• 1.6.1 Fenton 试剂法机理22
• 1.6.2 Fenton 试剂法的主要影响因素22-23
• 1.6.3 Fenton 试剂法的研究进展23-24
• 1.7 O_3/H_2O_2法概述24-26
• 1.7.1 O_3/H_2O_2氧化法的机理24-25
• 1.7.2 O_3/H_2O_2工艺的影响因素25
• 1.7.3 O_3/H_2O_2氧化法的研究进展25-26
• 1.8 本课题的研究目的及内容26-29
• 1.8.1 本课题研究背景及目的26-27
• 1.8.2 本课题研究内容27-29
• 第二章 热混凝法处理石油化工污水的研究29-42
• 2.1 实验仪器、试剂及分析方法29-31
• 2.1.1 实验所用的主要仪器和试剂29-31
• 2.1.2 实验分析方法31
• 2.2 石油化工污水的水质特征31-32
• 2.3 挥发酚标准曲线的绘制32
• 2.4 最佳混凝剂的选择32-34
• 2.5 热混凝法去除 COD 的正交试验分析34-35
• 2.6 热混凝法去除 COD 和浊度的单因素实验研究35-39
• 2.6.1 FeCl_3投加量对该厂污水处理效果的影响35-36
• 2.6.2 pH 值对该厂污水处理效果的影响36-37
• 2.6.3 温度对该厂污水处理效果的影响37-38
• 2.6.4 PAM 投加量对该厂污水处理效果的影响38-39
• 2.7 验证实验39-40
• 2.8 经济性分析40
• 2.9 本章结论40-42
• 第三章 Fenton 试剂法处理石油化工污水的研究42-51
• 3.1 实验仪器和试剂42-43
• 3.2 实验方法及分析方法43-44
• 3.2.1 实验方法43
• 3.2.2 分析方法43-44
• 3.3 正交试验研究44-45
• 3.4 Fenton 试剂法的单因素实验研究45-48
• 3.4.1 H_2O_2投加量对石油化工污水处理效果的影响45-46
• 3.4.2 初始 pH 值对石油化工污水处理效果的影响46-47
• 3.4.3 Fe~(2+)投加量对石油化工污水处理效果的影响47-48
• 3.4.4 反应时间对石油化工污水处理效果的影响48
• 3.5 验证实验48-49
• 3.6 经济性分析49-50
• 3.7 本章结论50-51
• 第四章 O_3/H_2O_2氧化法处理石油化工污水的研究51-63
• 4.1 实验仪器和试剂51-53
• 4.2 实验方法及分析方法53-54
• 4.2.1 实验方法53
• 4.2.2 分析方法53-54
• 4.3 正交试验研究54-55
• 4.4 单因素实验研究55-59
• 4.4.1 初始 pH 值对石化污水处理效果的影响55-56
• 4.4.2 反应时间对石化污水处理效果的影响56-57
• 4.4.3 O_3流量对石化污水处理效果的影响57-58
• 4.4.4 H_2O_2投加量对石化污水处理效果的影响58-59
• 4.5 O_3/H_2O_2氧化法的反应动力学研究59-60
• 4.6 验证实验60-61
• 4.7 经济可行性分析61
• 4.8 本章结论61-63
• 第五章 热混凝-O_3/H_2O_2法处理石油化工污水的工程应用63-69
• 5.1 项目总体描述63-64
• 5.1.1 臭氧系统设备组成63
• 5.1.2 系统流程说明63-64
• 5.2 臭氧系统设备介绍64-65
• 5.2.1 臭氧发生器技术介绍64
• 5.2.2 制氧系统64
• 5.2.3 尾气分解系统64-65
• 5.3 系统设备清单65
• 5.4 设计条件65-66
• 5.5 运行过程66
• 5.6 运行结果66-69
• 第六章 论文总结69-71
• 6.1 实验结论69-70
• 6.2 研究展望70-71
• 参考文献71-75
• 致谢75-76
• 攻读硕士期间发表的论文76-77

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