【摘要】：聚合物在驅(qū)油廢水中的大量存在,使其粘度增大,現(xiàn)階段使用的化學(xué)絮凝法難以快速處理這類產(chǎn)量不斷增長(zhǎng)的廢水。為了提高處理效果,選用兼有絮凝、氣浮與氧化功能的電絮凝技術(shù)降解廢水。該論文以大港油田港西注聚區(qū)塊的聚合物驅(qū)油廢水為研究對(duì)象,使用“斜板隔油—電絮凝—精細(xì)過(guò)濾”的流程對(duì)廢水進(jìn)行處理,在構(gòu)建電絮凝參數(shù)與處理效果之間的數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上對(duì)條件優(yōu)化,同時(shí)對(duì)電絮凝反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了分析探討,主要的研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下:(1)通過(guò)對(duì)比研究電絮凝條件對(duì)水處理效果的影響,確定主要因素及試驗(yàn)范圍,為優(yōu)化模型的構(gòu)建提供技術(shù)參數(shù)。實(shí)驗(yàn)選用鋁(陽(yáng)極)—鋁(陰極)處理含聚合物300 mg/L的廢水,主要因素及運(yùn)行范圍:電流密度20～60 mA/cm2,極板間距2.0～6.0 cm,電解時(shí)間15～25 min;(2)在試驗(yàn)范圍的基礎(chǔ)上建立電絮凝實(shí)驗(yàn)主要因素與廢水的降粘率、COD去除率之間的聯(lián)系,通過(guò)多因素組合的數(shù)學(xué)模型,對(duì)最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行準(zhǔn)確定位。分別使用正交設(shè)計(jì)、支持向量機(jī)(SVM)回歸算法與響應(yīng)面(RSM)三種方法構(gòu)建優(yōu)化模型,以模型預(yù)測(cè)的最優(yōu)值與實(shí)際運(yùn)行值之間的偏差度,確定合適的模型以及最優(yōu)的參數(shù)條件。結(jié)果顯示RSM模型比其它兩類模型對(duì)最優(yōu)值的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度更高,偏差度僅為2.0%與2.7%。該模型預(yù)測(cè)最優(yōu)參數(shù)條件為:電流密度45.6 mA/cm2,極板間距3.2 cm和電解時(shí)間22.8 min時(shí),降粘率和COD去除率分別達(dá)到90.9%和74.9%;(3)從絮凝與氧化作用的角度,揭示了電絮凝去除與降解廢水中有機(jī)污染物的反應(yīng)過(guò)程。其中絮體成分推斷、離子形態(tài)模擬、絮體粒徑及表面電動(dòng)電勢(shì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),反映了電場(chǎng)作用下極板表面溶解產(chǎn)生的三價(jià)鋁離子在溶液中主要以Al(OH)4-形態(tài)存在,通過(guò)靜電作用與水中的膠體顆粒結(jié)合,脫穩(wěn)后的膠體相互接觸聚集形成絮體。電絮凝過(guò)程中隨著廢水溶液pH值由8.28升高至9.33,絮體的絕對(duì)電動(dòng)電位由40.33升高到41.35 mV,平均粒徑增大到12.2μm,形成比表面積更大的顆粒將污染物吸附去除。有機(jī)組分對(duì)COD貢獻(xiàn)的分析,反映了污染物在電絮凝反應(yīng)過(guò)程中的轉(zhuǎn)化途徑:反應(yīng)5 min的水樣COD損失值僅為95 mg/L,而根據(jù)有機(jī)組分濃度與COD關(guān)系曲線計(jì)算值與實(shí)測(cè)值的差異達(dá)到201.8 mg/L,表明氧化作用在這段時(shí)間對(duì)污染物降解的貢獻(xiàn)較為顯著;反應(yīng)10～15min,廢水COD損失值從213mg/L升高至340mg/L,而COD差異值從220.6 mg/L下降至143.5 mg/L,COD的去除可能來(lái)自絮凝作用對(duì)污染物去除、氧化作用對(duì)污染物礦化的貢獻(xiàn);(4)在實(shí)驗(yàn)條件得到優(yōu)化的基礎(chǔ)上將“斜板隔油—電絮凝—精細(xì)過(guò)濾”流程用于處理聚合物驅(qū)油廢水。結(jié)果顯示:連續(xù)處理后的廢水COD值143.5～228 mg/L,降粘率≥97%,含油量0～8.9 mg/L,固體懸浮物含量1.2～2.8 mg/L,出水的粒徑中值3.27的顆粒占94.27%～98.52%,達(dá)到油田廢水的處理與回注條件(粘度下降率≥85%,COD≤300mg/L,含油量≤15mg/L,粒徑中值≤3.0 μm,懸浮固體含量≤5 mg/L)。綜上所述,本研究定量評(píng)價(jià)了電絮凝條件對(duì)聚合物驅(qū)油廢水處理效果的影響,開(kāi)展了條件優(yōu)化的系統(tǒng)研究,結(jié)合反應(yīng)機(jī)理的推斷,揭示了有機(jī)污染物在反應(yīng)過(guò)程中的降解規(guī)律,為電絮凝技術(shù)的應(yīng)用提供了重要參考依據(jù)。
【圖文】：

解產(chǎn)生Ｍｎ＋，Ｍｎ＋在中堿性條件下容易形成Ｍ（ＯＨ）ｎ，并聚合成膠體狀的逡逑Ｍｍ（ＯＨ）ｎｍ，，通過(guò)吸附、絮凝等作用去除水中的污染物。主要反應(yīng)如下：Ｍ為逡逑金屬陽(yáng)極，ｎ為氧化／還原反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子數(shù)，反應(yīng)裝置示意圖見(jiàn)圖２－１。逡逑ＤＣ邋Ｖｏｌｔｉｉｇ？邋Ｓｏｕｒｃ＃逡逑Ｉ邐Ｈ＇邐！逡逑ｉ－Ｊ￣邐Ｐｏｌｌｕｔａｎｔ邋ｒｉｓｅｓ邋ｔｏｏ°0邋0邋ｐ．Ｘ，２．．Ｐ＾逡逑ＩN匕：？。分p海哄義�，ｔｃ}0]嫞苠澹掊危隋澹掊危叮澹齲紓╁危簦簦蒎

本文編號(hào)：2621196