發(fā)布時(shí)間：2017-09-25 15:40

  本文關(guān)鍵詞：海洋油氣管道高含磷清洗廢水處理工藝研究

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【摘要】：海洋油氣管道長期處于深海環(huán)境中,在下海鋪設(shè)之前要進(jìn)行防腐處理,需先使用特殊配制的磷酸溶液對鋼管表面進(jìn)行酸洗,再經(jīng)過高壓超純水水洗,酸洗和水洗過程產(chǎn)生的廢液為高含磷廢液。該廢液酸度大、化學(xué)需氧量(COD)高、含磷量高、溫度較高。在排放前需對高含磷廢水進(jìn)行處理,從而獲得滿足排放要求的水質(zhì),這對保護(hù)環(huán)境是非常必要的。本研究先利用CaCl2沉淀法除磷,再利用Fenton氧化和03氧化降解COD,考察了處理工藝條件對出水水質(zhì)的影響并優(yōu)化了工藝參數(shù),并利用響應(yīng)面優(yōu)化法建立數(shù)學(xué)模型,進(jìn)而實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證數(shù)學(xué)模型的可靠性�？疾炝撕Ｑ笥蜌夤艿浪嵯磸U水除磷工藝,研究確定了CaCl2除磷過程的適宜反應(yīng)條件為:n(Ca):n(P)為1.7：1,pH值為10.5,溫度30℃,時(shí)間5 min。在此條件下,出水中總磷濃度低于1 mg/L。響應(yīng)面優(yōu)化結(jié)果表明,在所考察的n(Ca):n(P)、pH值和反應(yīng)溫度三個(gè)因素中,n(Ca):n(P)和pH值在考察范圍內(nèi)對總磷去除具有顯著性影響,溫度的影響不顯著,pH和溫度的交互作用對總磷的去除具有顯著性影響；在n(Ca):n(P)=1.74,pH=10.16,溫度為22.64℃的條件下,總磷濃度可降到1 mg/L以下。考察了海洋油氣管道酸洗廢水Fenton氧化降解COD工藝,研究確定了Fenton氧化過程的適宜反應(yīng)條件為：每100 mL廢水中,30%H202投加量為3.37 mL,n(H2O2):n(Fe2+)為14：1,初始pH值為3,時(shí)間90 min,溫度30℃；響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,H202投加量、n(H2O2):n(Fe2+)和pH對于COD去除率的影響都是顯著的,H202投加量和n(H2O2):n(Fe2+)以及n(H2O2):n(Fe2+)和pH的交互作用也是顯著的。當(dāng)每100 mL廢水中加入H2O2 2.76 mL,n(H2O2):n(Fe2+)為10.26,pH=4.24時(shí),模型預(yù)測COD最大去除率為90.2%。實(shí)測為86.1%,與模型預(yù)測值相差僅4.1%,模型能夠比較真實(shí)的反應(yīng)Fenton氧化此高含磷清洗廢水的真實(shí)情況。二次Fenton氧化中確定H202投加量為每100mL廢水中1.10mL,n(H2O2):n(Fe2+)為10.26,pH 4.24,溫度30℃。在此條件下出水中COD濃度可降到37.81 mg/L�？疾炝撕Ｑ笥蜌夤艿浪嵯磸U水03氧化降解COD工藝,研究確定了03氧化過程的適宜反應(yīng)條件為：臭氧投加量9.5 g/h,pH值9,進(jìn)氣流量2 L/min,時(shí)間50 min；響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明臭氧投加量和pH對COD的去除率具顯著性影響,而各交互作用的影響均不顯著。當(dāng)臭氧投加量為9.50 g/h,pH8.92,進(jìn)氣流量2.33 L/min時(shí),模型預(yù)測COD的最大去除率為38.06%；驗(yàn)證試驗(yàn)得到COD的去除率為39.21%,與模型僅相差1.15%,說明此模型能夠較好的模擬臭氧氧化降解COD的過程。綜上所述,本研究最終確定了CaCl2沉淀-一次Fenton氧化-二次Fenton氧化處理海洋油氣管道高含磷清洗廢水的工藝,出水指標(biāo)達(dá)到了《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)中的一級B標(biāo)準(zhǔn)。
【關(guān)鍵詞】：海洋油氣管道 含磷清洗廢水 響應(yīng)面 Feton 臭氧氧化 工藝優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X74
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 前言9-25
• 1.1 海洋油氣管道高含磷清洗廢水概述9-10
• 1.2 廢水中磷的處理方法10-15
• 1.2.1 吸附法10-11
• 1.2.2 化學(xué)沉淀法11-13
• 1.2.3 生物法13-14
• 1.2.4 廢水中除磷的研究展望14-15
• 1.3 廢水中COD的處理方法15-23
• 1.3.1 物理化學(xué)法15-17
• 1.3.2 化學(xué)法17-21
• 1.3.3 生物法21-23
• 1.4 本課題研究意義和主要內(nèi)容23-25
• 1.4.1 課題研究的目的意義23
• 1.4.2 課題研究的主要內(nèi)容23-24
• 1.4.3 課題研究的技術(shù)路線24-25
• 2 海洋油氣管道酸洗廢水化學(xué)沉淀法除磷研究25-41
• 2.1 實(shí)驗(yàn)原理25
• 2.2 實(shí)驗(yàn)材料25-27
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及試劑25-26
• 2.2.2 主要儀器設(shè)備26-27
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法27-30
• 2.3.1 分析方法27-30
• 2.3.2 氯化鈣除磷實(shí)驗(yàn)步驟30
• 2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論30-39
• 2.4.1 鈣磷摩爾比對總磷去除率的影響30-31
• 2.4.2 溶液pH對總磷去除率的影響31-32
• 2.4.3 反應(yīng)時(shí)間對總磷去除率的影響32
• 2.4.4 反應(yīng)溫度對總磷去除率的影響32-33
• 2.4.5 響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)研究33-39
• 2.5 本章小結(jié)39-41
• 3 Fenton氧化法去除海洋油氣管道酸洗廢水COD研究41-55
• 3.1 實(shí)驗(yàn)原理41
• 3.2 實(shí)驗(yàn)材料41-42
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及試劑41-42
• 3.2.2 主要儀器設(shè)備42
• 3.3 實(shí)驗(yàn)方法42-43
• 3.3.1 分析方法42
• 3.3.2 芬頓氧化降解COD實(shí)驗(yàn)步驟42-43
• 3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論43-53
• 3.4.1 雙氧水投加量對COD去除效果的影響43
• 3.4.2 摩爾比n(H_2O_2)：n(Fe~(2+))對COD去除效果的影響43-44
• 3.4.3 初始pH對COD去除效果的影響44-45
• 3.4.4 反應(yīng)時(shí)間對COD去除效果的影響45-46
• 3.4.5 反應(yīng)溫度對COD去除率的影響46
• 3.4.6 響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)46-53
• 3.4.7 二次Fenton氧化對酸洗廢水COD去除研究53
• 3.5 本章小結(jié)53-55
• 4 O_3氧化法降解海洋油氣管道酸洗廢水COD研究55-67
• 4.1 實(shí)驗(yàn)原理55
• 4.2 實(shí)驗(yàn)材料55-56
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)藥品及試劑55-56
• 4.2.2 主要儀器設(shè)備56
• 4.3 實(shí)驗(yàn)方法56-57
• 4.3.1 分析方法56
• 4.3.2 臭氧氧化降解COD實(shí)驗(yàn)步驟56-57
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論57-65
• 4.4.1 反應(yīng)時(shí)問及臭氧投加量對COD去除率的影響57-58
• 4.4.2 反應(yīng)時(shí)間及初始pH對COD去除率的影響58-59
• 4.4.3 反應(yīng)時(shí)間及進(jìn)氣流量對COD去除率的影響59-60
• 4.4.4 響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)研究60-65
• 4.5 本章小結(jié)65-67
• 5 結(jié)論67-69
• 6 展望69-70
• 7 參考文獻(xiàn)70-77
• 8 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況77-78
• 9 致謝78

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本文編號：918190