海洋油气管道高含磷清洗废水处理工艺研究

发布时间：2017-09-25 15:40

  本文关键词：海洋油气管道高含磷清洗废水处理工艺研究

  更多相关文章： 海洋油气管道 含磷清洗废水 响应面 Feton 臭氧氧化 工艺优化

【摘要】：海洋油气管道长期处于深海环境中,在下海铺设之前要进行防腐处理,需先使用特殊配制的磷酸溶液对钢管表面进行酸洗,再经过高压超纯水水洗,酸洗和水洗过程产生的废液为高含磷废液。该废液酸度大、化学需氧量(COD)高、含磷量高、温度较高。在排放前需对高含磷废水进行处理,从而获得满足排放要求的水质,这对保护环境是非常必要的。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,考察了处理工艺条件对出水水质的影响并优化了工艺参数,并利用响应面优化法建立数学模型,进而实验验证数学模型的可靠性。考察了海洋油气管道酸洗废水除磷工艺,研究确定了CaCl2除磷过程的适宜反应条件为:n(Ca):n(P)为1.7：1,pH值为10.5,温度30℃,时间5 min。在此条件下,出水中总磷浓度低于1 mg/L。响应面优化结果表明,在所考察的n(Ca):n(P)、pH值和反应温度三个因素中,n(Ca):n(P)和pH值在考察范围内对总磷去除具有显著性影响,温度的影响不显著,pH和温度的交互作用对总磷的去除具有显著性影响；在n(Ca):n(P)=1.74,pH=10.16,温度为22.64℃的条件下,总磷浓度可降到1 mg/L以下。考察了海洋油气管道酸洗废水Fenton氧化降解COD工艺,研究确定了Fenton氧化过程的适宜反应条件为：每100 mL废水中,30%H202投加量为3.37 mL,n(H2O2):n(Fe2+)为14：1,初始pH值为3,时间90 min,温度30℃；响应面优化实验结果表明,H202投加量、n(H2O2):n(Fe2+)和pH对于COD去除率的影响都是显著的,H202投加量和n(H2O2):n(Fe2+)以及n(H2O2):n(Fe2+)和pH的交互作用也是显著的。当每100 mL废水中加入H2O2 2.76 mL,n(H2O2):n(Fe2+)为10.26,pH=4.24时,模型预测COD最大去除率为90.2%。实测为86.1%,与模型预测值相差仅4.1%,模型能够比较真实的反应Fenton氧化此高含磷清洗废水的真实情况。二次Fenton氧化中确定H202投加量为每100mL废水中1.10mL,n(H2O2):n(Fe2+)为10.26,pH 4.24,温度30℃。在此条件下出水中COD浓度可降到37.81 mg/L。考察了海洋油气管道酸洗废水03氧化降解COD工艺,研究确定了03氧化过程的适宜反应条件为：臭氧投加量9.5 g/h,pH值9,进气流量2 L/min,时间50 min；响应面优化实验结果表明臭氧投加量和pH对COD的去除率具显著性影响,而各交互作用的影响均不显著。当臭氧投加量为9.50 g/h,pH8.92,进气流量2.33 L/min时,模型预测COD的最大去除率为38.06%；验证试验得到COD的去除率为39.21%,与模型仅相差1.15%,说明此模型能够较好的模拟臭氧氧化降解COD的过程。综上所述,本研究最终确定了CaCl2沉淀-一次Fenton氧化-二次Fenton氧化处理海洋油气管道高含磷清洗废水的工艺,出水指标达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级B标准。
【关键词】：海洋油气管道 含磷清洗废水 响应面 Feton 臭氧氧化 工艺优化
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X74
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 前言9-25
• 1.1 海洋油气管道高含磷清洗废水概述9-10
• 1.2 废水中磷的处理方法10-15
• 1.2.1 吸附法10-11
• 1.2.2 化学沉淀法11-13
• 1.2.3 生物法13-14
• 1.2.4 废水中除磷的研究展望14-15
• 1.3 废水中COD的处理方法15-23
• 1.3.1 物理化学法15-17
• 1.3.2 化学法17-21
• 1.3.3 生物法21-23
• 1.4 本课题研究意义和主要内容23-25
• 1.4.1 课题研究的目的意义23
• 1.4.2 课题研究的主要内容23-24
• 1.4.3 课题研究的技术路线24-25
• 2 海洋油气管道酸洗废水化学沉淀法除磷研究25-41
• 2.1 实验原理25
• 2.2 实验材料25-27
• 2.2.1 实验药品及试剂25-26
• 2.2.2 主要仪器设备26-27
• 2.3 实验方法27-30
• 2.3.1 分析方法27-30
• 2.3.2 氯化钙除磷实验步骤30
• 2.4 实验结果与讨论30-39
• 2.4.1 钙磷摩尔比对总磷去除率的影响30-31
• 2.4.2 溶液pH对总磷去除率的影响31-32
• 2.4.3 反应时间对总磷去除率的影响32
• 2.4.4 反应温度对总磷去除率的影响32-33
• 2.4.5 响应面优化实验研究33-39
• 2.5 本章小结39-41
• 3 Fenton氧化法去除海洋油气管道酸洗废水COD研究41-55
• 3.1 实验原理41
• 3.2 实验材料41-42
• 3.2.1 实验药品及试剂41-42
• 3.2.2 主要仪器设备42
• 3.3 实验方法42-43
• 3.3.1 分析方法42
• 3.3.2 芬顿氧化降解COD实验步骤42-43
• 3.4 实验结果与讨论43-53
• 3.4.1 双氧水投加量对COD去除效果的影响43
• 3.4.2 摩尔比n(H_2O_2)：n(Fe~(2+))对COD去除效果的影响43-44
• 3.4.3 初始pH对COD去除效果的影响44-45
• 3.4.4 反应时间对COD去除效果的影响45-46
• 3.4.5 反应温度对COD去除率的影响46
• 3.4.6 响应面优化实验46-53
• 3.4.7 二次Fenton氧化对酸洗废水COD去除研究53
• 3.5 本章小结53-55
• 4 O_3氧化法降解海洋油气管道酸洗废水COD研究55-67
• 4.1 实验原理55
• 4.2 实验材料55-56
• 4.2.1 实验药品及试剂55-56
• 4.2.2 主要仪器设备56
• 4.3 实验方法56-57
• 4.3.1 分析方法56
• 4.3.2 臭氧氧化降解COD实验步骤56-57
• 4.4 实验结果与讨论57-65
• 4.4.1 反应时问及臭氧投加量对COD去除率的影响57-58
• 4.4.2 反应时间及初始pH对COD去除率的影响58-59
• 4.4.3 反应时间及进气流量对COD去除率的影响59-60
• 4.4.4 响应面优化实验研究60-65
• 4.5 本章小结65-67
• 5 结论67-69
• 6 展望69-70
• 7 参考文献70-77
• 8 攻读硕士学位期间发表论文情况77-78
• 9 致谢78

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本文编号：918190