O3／H2O2氧化技术处理钻井废水的研究

第36卷第5期石油与天然气化工CHEMICALENGINEERINGOFOIL＆GAS42703／H202氧化技术处理钻井废水的研究钱杉杉王兵张太亮林孟雄(西南石油大学)摘要研究了0／H0复合作用对钻井废水COD的去除效果。将原钻井废水破胶处理后的废水作为实验对象，主要考察pH值、0，用量、0，／H：0：的比例以及反应时间等因素对复合氧化的影响。实验首先考察了单一因素的最佳值，然后再根据正交实验Lg(3)确定了0，／H：0：氧化技术的最优工艺条件。实验结果表明，在最佳的工艺条件下，废水COD的去除率达到84、43％，对处理钻井废水有很好的效果。’关键词臭氧过氧化氢高级氧化技术钻井废水钻井废水成分复杂，环境污染物负荷极高，并且含有一定量的油，对周围的环境有很大的影响。然而随着环境保护要求的提高，常规的处理工艺很难达到国家综合污水的排放标准。0／H：0：复合氧化技术是近年来发展起来的一种新型氧化技术，又称高级氧化技术。它具有优于传统单一氧化过程如0，氧化或H：0：氧化过程的特点。0，／H：0：复合氧化技术在氧化降解污染物时可产生氧化能力很强的活性基团·OH自由基。·OH自由基在氧化污染物时无选择性，可引发链反应，直接将有机物氧化成CO：、水和无机盐，不会产生二次污染，造成新的环境问题，而且有机物在氧化过程中的降解速度是单一氧化过程的2～200倍，是一种很有发展前途的化学氧化法。本实验采用0／H：0：处理经过破胶泥水分离的钻井废水，取得了良好的效果。1实验部分本实验的钻井废水由某污水处理站提供。该钻井废水出自约5000m深的井。原液的COD约13000mg／L。实验选用常规处理剂A1：(SO)来破胶，并进行泥水分离。对分离出水进行水质分析，分析数据见表1。实验在臭氧发生器中进行。水样加入臭氧发生器中，同时加入一定量的H：0。氧气流量通过转子流量计计量，由臭氧发生器底部进入经分散器分布成微气泡和废水进行充分接触反应。监测反应一定时间后废水的COD值，同时观察废水色度和pH值的变化。2实验结果与分析2．1反应体系pH值对0，／H：0：复合氧化的影响在臭氧反应器中加入破胶后的废水300mL，调节废水的pH值分别为3、5、7、9、11、13，然后加入双氧水1、0mL，调节氧气量200L／h，反应30min。氧化后用回流法测反应后水体的COD值，评价废水的COD去除率，结果见图1。由实验结果可以看出，0，／H：0：工艺COD的去除率随着pH值的变化而变化的。在酸性条件下，COD去除率不是很高，随着pH值的升高，COD去滁率也相应的升高，但是当pH值超过一定值的时维普资讯http://www.cqvip.com4280，／H：0：氧化技术处理钻井废水的研究候，COD去除率开始出现下降趋势。当初始反应体系的pH值为11时，COD去除率最高。2．20，投加量对0／H：0：复合氧化的影响实验选用的臭氧发生器是以氧气作为原料来制备臭氧的，氧气转化成臭氧的转化率为10％；由于条件有限，实验中臭氧的利用率无法测得，因此暂用氧气的进气量来代替臭氧的投加量。在臭氧反应器中加入破胶后的废水300mL，调节水样pH值为11左右，加入H：0：1．0mL，调节氧气流量分别为100、125、150、200、250L／h，反应30rain。氧化后用回流法测反应后水体的COD值，评价废水的COD去除率，试验结果见图2。74基7270讳68叁66娟64量258氧气流量，L／h图2氧气流量对COD去除率的影响由实验结果可以看出，0，／H：0：工艺是随着氧气流量的增大，COD的去除率也随之增大的。氧气流量在100～200L／h时，COD的去除率从60．4％增大到了70．7％，上升趋势很明显；然而当氧气量超过200L／h时，COD去除率的增长趋势减慢。考虑到工艺的可行性以及经济成本等问题，实验选择臭氧的最佳投加量为氧气流量200L／h。2．3H：0：投加量对0／H：0：复合氧化的影响0，／H：0：的比例是0，／H：0：复合氧化工艺最主要的影响因素。前面已经确定了臭氧的最佳投加量，因此0，／H：0：的比例也就是在0，最佳投加量的基础上确定H：0：的投加量。在臭氧反应器中加入破胶后的废水300mL，调节水样pH值为11左右，氧气流量200L／h，分别加入H2021000、800、600、400、200mg／L，反应30rain。氧化后用回流法测反应后水体的COD值，评价废水的COD去除率，实验结果见图3。从图3可以看出，当H：0：投加量在200～400mg／L时，COD去除率不是很高，当投加量大于400mg／L时，COD去除率大幅度上升，当H：0：投加量为800mg／L时，COD去除率达到最高；当H：0：投加量超过800mg／L，COD去除率又开始下降了。H：0：本身就是·OH自由基的