电化学预氧化—生物转盘联合处理采油污水

论文摘要

随着采油技术的不断提高,采油污水成分日趋复杂,直接回注或排放不仅会污染环境,还会造成巨大的浪费。所以,必须对油田采出水进行适当处理然后回注或排放。本文以采油污水为研究对象,首先采用电化学预氧化工艺来提高污水的可生化性,考察了电解电压、pH值、电解时间、极板间距、阳极材料、阳极极板数等因素对除污效果的影响。利用正交实验设计和单因素验证确定了电化学预氧化最佳工艺参数为:电解电压15V、pH值为5、极板间距2.0cm、阳极材料为Ti/Ir形稳电极、2个阳极极板,此条件下电解30min采油污水COD的去除率达到61%,SRB杀灭率为99.89%。利用BOD5/CODCr比值法和微生物呼吸速率法对污水的可生化性进行了研究,两种实验方法均表明处理前采油污水的可生化性较差,而经电化学氧化工艺处理后的污水可进行生化处理,同时在微生物呼吸速率法的基础上探讨了微生物的生化反应动力学,结果表明,实验条件下微生物呼吸速率都严格遵循一级动力学关系式lnC（O）=lnC0（O）–Kt。然后对生物转盘生物膜的载体—活性炭进行了表面氧化改性,借助化学分析、表面形态分析等表征方法研究了化学氧化-Fe3+覆盖技术和HF处理后活性炭的表面形貌、表面官能团、比表面积及其亲水性的变化情况,对比分析了两种改性方法对生物转盘挂膜性能的影响。将两种表面氧化处理的活性炭分别制作成两组生物转盘盘片Ι、Π,用其来处理经电化学氧化法预处理的采油污水。结果表明采用化学氧化-Fe3+覆盖技术改性处理过的活性炭具有更大的比表面积、较高的酸性官能团含量、亲水性更好,挂膜后两组生物转盘的微生物相比较丰富,但是生物转盘II的生物膜厚度更厚一些,挂膜速率也更快,两组生物转盘的微生物含量分别为2.20×109cfu/g、2.60×109cfu/g,生物膜干重分别为12.7858g/m2、16.9096g/m2。在盘片转速4rpm、水温20℃、HRT为6h、pH值为68时,三级生物转盘各级COD去除率都在80%以上,最高达到了92.36%,并且生物转盘Π要比Ι的去除效果好。实验还研究了电化学预处理对生物转盘处理效果的影响,结果表明电化学与生物转盘联合处理采油污水的效果要远远好于单独使用生物转盘的效果,处理后污水COD含量为65.8mg/L,达到污水综合排放标准的二级标准。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 第一章 文献综述
• 1.1 采油污水的特点
• 1.2 采油污水处理的现状与发展方向
• 1.2.1 采油污水处理的现状
• 1.2.2 采油污水处理技术的发展方向
• 1.3 电化学方法的研究
• 1.3.1 电化学方法的基本类型
• 1.3.2 电化学方法应用现状
• 1.3.3 电化学氧化技术特点
• 1.4 生物转盘法在水处理中的应用
• 1.4.1 生物转盘的发展
• 1.4.2 生物转盘的构造型式
• 1.4.3 生物转盘工作原理
• 1.4.4 生物转盘在污水处理中的应用
• 1.5 课题研究的内容
• 第二章 实验装置与分析方法
• 2.1 化学药品和实验仪器
• 2.1.1 实验药品
• 2.1.2 主要实验仪器
• 2.2 实验装置设计
• 2.3 实验分析方法
• 2.3.1 COD 的测定分析
• 5 的测定分析'>2.3.2 BOD₅的测定分析
• 2.3.3 溶解氧DO 的测定分析
• 2.3.4 最大可能计数法测定细菌的数目
• 2.3.5 微生物数量的测定
• 第三章 采油污水的电化学预氧化研究
• 3.1 电化学氧化法机理
• 3.1.1 直接氧化法
• 3.1.2 间接氧化法
• 3.2 正交实验表的设计
• 3.3 正交实验及结果分析
• 3.4 单因素验证
• 3.4.1 pH 值的验证
• 3.4.2 电解电压的验证
• 3.4.3 极板间距的验证
• 3.4.4 电解时间的验证
• 3.5 最佳工艺实验
• 3.6 小结
• 第四章 采油污水的可生化性研究
• 4.1 可生化性及评价方法
• 4.1.1 废水的可生化性
• 4.1.2 可生化性评价方法
• 4.1.3 小结
• 5/COD_CR比值法实验'>4.2 BOD₅/COD_CR比值法实验
• 4.3 微生物呼吸速率法实验
• 4.3.1 活性污泥的驯化
• 4.3.2 实验方法
• 4.3.3 实验结果与讨论
• 4.4 微生物反应动力学
• 4.5 小结
• 第五章 活性炭改性及生物转盘挂膜
• 5.1 盘片材料选择的依据
• 5.2 活性炭化学改性
• 5.2.1 改性方法介绍
• 5.2.2 活性炭改性实验方法
• 5.3 分析测试方法
• 5.4 结果及分析讨论
• 5.4.1 活性炭表面形貌分析
• 5.4.2 活性炭表面官能团性能
• 5.5 生物转盘挂膜与生物膜性能
• 5.5.1 生物转盘挂膜
• 5.5.2 微生物相观察
• 5.5.3 微生物含量
• 5.5.4 生物膜的干重
• 5.6 小结
• 第六章 生物转盘处理经预处理的采油污水
• 6.1 实验装置设计参数
• 6.2 挂膜期间水质情况
• 6.3 影响生物装盘处理采油污水的因素
• 6.3.1 水力停留时间对处理效果的影响
• 6.3.2 pH 值对生物转盘处理效果的影响
• 6.4 各级反应器的效果对比
• 6.5 电化学预处理对生物转盘处理效果的影响
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 发表文章目录
• 致谢
• 详细摘要