微电解-Fenton耦合工艺处理油田压裂废水的实验研究
本文关键词:微电解-Fenton耦合工艺处理油田压裂废水的实验研究 出处:《西安科技大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文
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【摘要】:油田压裂废水具有高COD、高色度、高粘度等特点,对周围环境危害巨大。本题研究微电解─Fenton耦合氧化工艺处理油田压裂废水,探讨了最佳耦合方式,系统研究了pH、铁碳比、双氧水投加量、反应时间对处理效果的影响,确定最佳工艺参数,分析了过程中羟基自由基及铁离子浓度的变化以及反应前后废水水质、分子量分布、红外光谱和紫外光谱的变化,探明了微电解-Fenton耦合的反应机理。实验结果表明:最佳工艺为过二硫酸钾降粘、微电解-Fenton耦合氧化、混凝沉淀,最佳耦合方式为微电解反应过程中分三次投加双氧水,最佳工艺参数为:过二硫酸钾的投加量为5g/L,pH=3,铁碳比为1:2,硫酸亚铁的投加量1g/L,H_2O_2每隔30min投加一次,投加三次,总投加量为5mL/L,反应时间150min,反应结束后用NaOH调节pH为10,混凝沉降后,COD的去除率可达57%。微电解─Fenton耦合反应过程中,羟基自由基在反应开始短时间内大量产生,铁碳微电解反应产生Fe~(2+)离子,而Fe~(2+)离子在H_2O_2的催化作用下产生·OH,·OH氧化降解有机物,此外,·OH氧化Fe~(2+)离子生成Fe~(3+)离子。含Fe~(2+)、Fe~(3+)离子的废水pH调节至10,生成大量新生态的Fe(OH)3、Fe(OH)2絮体,可进一步去除有机物。该工艺主要破坏苯环、双键及三键,将大分子、中分子氧化分解成小分子,但是对于分子量3KDa的小分子的去除效果不太理想。微电解-Fenton耦合氧化工艺处理油田压裂废水效果良好,工艺简单,可以推广应用至实践。
[Abstract]:The oil field fracturing wastewater has the characteristics of high COD, high color, high viscosity and so on. It has great harm to the surrounding environment. The research of micro electrolysis and Fenton oxidation coupling process for oil field fracturing wastewater, discusses the optimal coupling method, pH, iron carbon ratio, hydrogen peroxide dosage, reaction time on the treatment effect of the system, to determine the best process parameters, analyzed the change of water quality, molecular weight distribution, infrared spectrum and ultraviolet spectrum. Before and after the change process of hydroxyl radical and iron ion concentration and reaction, proved the micro electrolysis reaction mechanism of -Fenton coupling. The experimental results show that the optimum process for potassium sulfate two viscosity, micro electrolysis and -Fenton coupling oxidation, coagulation sedimentation, the best way for the coupling of micro electrolysis reaction in the process of three dosage of hydrogen peroxide, the optimum parameters are two potassium sulfate dosage was 5g/L, pH=3, iron carbon ratio is 1:2 ferrous sulfate dosage of 1g/L, dosage of 30min H_2O_2 every time, adding three times, the total dosage was 5mL/L, reaction time 150min, after the reaction with NaOH pH was adjusted to 10, coagulation and sedimentation, the removal rate of COD can reach 57%. Micro electrolysis and Fenton coupling reaction, hydroxyl radicals began a short period of time resulting in a large number of reactions, the iron carbon micro electrolysis reaction to produce Fe~ (2+) ion and Fe~ (2+) ion - OH in H_2O_2 catalyzed OH oxidation, degradation of organic compounds, in addition, the oxidation of Fe (OH ~ 2+) Fe~ (3+) ion ion formation. The pH of wastewater containing Fe~ (2+) and Fe~ (3+) ions is regulated to 10 to produce a large number of new ecological Fe (OH) 3 and Fe (OH) 2 flocs, which can further remove organic matter. This process is mainly destruction of benzene ring, double and triple bonds, the oxidation of macromolecules and molecules into small molecules, but for the removal of small molecules, the molecular weight of 3KDa is not ideal. Micro electrolysis -Fenton coupled oxidation process has a good effect in the treatment of oilfield fracturing wastewater, and the process is simple. It can be popularized and applied to practice.
【学位授予单位】:西安科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:X741
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