炼油净化水深度处理

炼油净化水深度处理炼油净化水深度处理更新时间：2014-12-0110:41来源：环境工程学报作者:阅读：1309网友评论0条炼油废水污染物浓度高、种类多且排污量大。经水净化装置深度处理的污水称为净化水。目前，大多数炼油厂仍采用“老三套”处理技术，净化水主要用于厕所冲洗、树干浇灌等。若能将其深度处理作为工艺水回用，则可增加可观的经济效益，且能降低污染。而净化水在应用中存在腐蚀和结垢等问题。因净化水呈酸性，使用时会腐蚀设备；而加入缓蚀剂后，则会出现结垢现象，堵塞输送设备。已有的研究主要集中在各种催化剂对光催化效果的影响，并没有具体地对不同催化剂的催化效果进行对比。本文重点比较了纳米TiO2催化剂与复合催化剂的催化效果，并在此基础上优化试验条件。大量的研究结果表明TiO2光催化法因其技术工艺简单、成本低、操作简单易控制等优点能够高效稳定地降解水中有机物的污染。本文采用TiO2光催化氧化法处理炼油净化水，通过静、动态试验对不同类型的催化剂、催化剂用量、光照时间、光照强度、循环流量等方面进行研究，优化试验条件，降低炼油净化水中的苯酚及COD含量，使净化水呈中性，达到炼油净化水深度回用标准。1试验部分1.1装置及流程光催化氧化动态试验装置由光催化氧化反应器、循环槽、阀门、计量泵、流量计组成。1.2仪器及试剂主要仪器：X射线衍射仪（D8ADVANCE）；红外光谱仪（VERTEX70）；电子天平（BP1108）；多用途水浴恒温振荡器（DSHZ-300）。试验试剂：FeCl3、AgNO3、CuSO4、钛酸丁酯、无水乙醇、乙酰丙酮，均为分析纯。1.3试验水质对某厂炼油净化水进行水质分析，测得其苯酚平均质量浓度为450mg/L；COD平均为2560mg/L。1.4催化剂的制备选取复合型TiO2催化剂和纳米型TiO2催化剂作为光催化剂。复合型TiO2光催化剂制备：制备的普通复合型光催化剂为Fe3+-TiO2、Ag+-TiO2和Cu2+-TiO2。Fe3+-TiO2制备：Fe3+与TiO2按质量比1：2将FeCl3和普通TiO2溶于少量水中，待充分混合后，放入烘箱中100℃下干燥3h，除去水分和有机物，在热处理炉中500℃下焙烧1h，研碎即得Fe3+-TiO2复合型催化剂。Ag+-TiO2制备：AgNO3与普通TiO2按0.1g：1g比例混合，按照上述相同方法得Ag+-TiO2复合型催化剂。Cu2+-TiO2制备：无水CuSO4和普通TiO2按0.1g：1g的比例混合，按照上述方法制备Cu2+-TiO2复合型催化剂。纳米型TiO2光催化剂制备：按n（钛酸丁酯）：n（无水乙醇）：n（水）=1：20：6的配比混合，并加入乙酰丙酮做络合剂，搅拌一定时间静置成溶胶，待溶胶陈化形成凝胶后，将干凝胶放入烘箱中100℃下干燥3h，除去水分和有机物，在马弗炉中逐渐升温至500℃，焙烧3h，研碎即得纳米TiO2粒子。2结果与讨论2.1纳米TiO2催化剂表征结果采用XRD、FT-IR对所制得纳米TiO2光催化剂粉末进行结构表征。所制备纳米TiO2粒子的X射线衍射如图1所示，其透射红外谱图如图2所示。由图1可知，制备的纳米TiO2粒子的特征峰与锐钛型的特征峰吻合的较好，但是不存在金红石型的特征峰。说明制备得到的是纯的锐钛型二氧化钛纳米粒子。从图2中可以看出，1500～1700cm-1强吸收带是由TiO2晶格中Ti－O键不同对称性伸缩振动引起的，3200～3700cm-1的弱的宽带吸收则为水分子或表面羟基－O－H键的振动造成的。2.2光催化氧化静态影响因素2.2.1不同复合催化剂对光催化氧化的影响25℃下，分别取净化水500mL于烧杯中，分别加入0.25g不同复合催化剂（Fe3+、Ag+、Cu2+），于摇床中充分振荡，紫外灯照射，每隔1h取上清液测试，不同助催化剂对COD和苯酚的降解效果如图3所示。由图3可知，掺杂金属离子的TiO2催化剂在紫外光辐照下对COD和苯酚均有较高的去除率。在溶液中添加适量的Fe3+、Ag+、Cu2+等金属离子，能不同程度地提高光催化分解效率，这是因为金属离子能捕获导体中的电子，减少了TiO2表面的光致电子与空穴的复合，使TiO2表面产生了更多OH-和O2-，提高了催化活性[12]。Fe3+助催化剂对COD和苯酚的去除率分别达到42.26%和33.98%，高于其它催化剂，因此选取Fe3+-TiO2催化剂作进一步研究。2.2.2催化剂用量对光催化氧化的影响25℃下，分别投加0.25、0.5、0.8g/L的Fe3+-TiO2复合光催化剂于500mL的净化水中，于摇床中充分振荡，紫外灯照射，每隔1h取上清液测定，不同催化剂用量对COD和苯酚的降解效果如图4所示。由图4可知，随着Fe3+-TiO2催化剂用量0.25～0.5g/L的增加，COD和苯酚的去除率