含聚油泥处理工艺参数优化及交互作用分析

采用自制的油泥分离剂通过热化学分离法处理聚驱油田现场产生的含聚油泥。采用正交实验得到的最佳工艺参数为:剂泥比2.0 m L/g,反应温度80℃,反应时间30 min,搅拌转速500 r/min,在此工艺条件下原油回收率为92.08%。利用支持向量机运算法(SVM)建立模型,分析了各工艺参数之间的交互作用,得出优化后的含聚油泥处理工艺参数为:剂泥比2.5 m L/g,反应温度80℃,反应时间34 min,搅拌转速530 r/min,理论上的最高原油回收率为94.76%。对于模型优选出的工艺参数进行了5组验证实验,平均原油回收率达94.50%。采用优选工艺参数处理3种不同来源的含聚油泥,原油回收率均高于90%。     

三维与二维电解工艺处理丙烯腈废水的效果比较

采用三维电解工艺和二维电解工艺处理高浓度丙烯腈废水。实验结果表明:三维电解工艺对COD、TOC、TN和总凯氏氮(TKN)的去除率分别为45.32%、59.55%、61.42%和59.24%,二维电解工艺对COD、TOC、TN和TKN的去除率分别为32.65%、43.53%、46.04%和46.08%;三维电解工艺去除单位COD的能耗为2.72 kW·h/kg,二维电解工艺为1.52 kW·h/kg;三维电解工艺和二维电解工艺的出水BOD_5/COD分别由原水的0.14提高至0.38和0.29。三维电解工艺具有较高的去除率,但能耗也较高。在实际应用中可根据具体情况选择所采用的工艺。     

电化学辅助微电解法处理焦化废水

制备了锰粉改进的规整化微电解填料,采用电化学辅助改进微电解填料处理初始COD为6 153.6 mg/L、ρ(NH_3-N)为182.6 mg/L的焦化废水,优化了工艺条件。实验结果表明,电化学辅助微电解法处理焦化废水的最佳工艺条件为电压8 V,填料投加量20 g/L,初始废水pH 6,反应时间30 min。在此条件下废水COD去除率为75.3%,NH_3-N去除率为65.4%;在其他工艺条件相同的情况下,未通过电化学辅助的填料微电解反应的COD去除率为33.0%,NH_3-N去除率为16.2%,电化学辅助后的COD去除率和NH_3-N去除率均明显提高。     

微电解—芬顿氧化工艺预处理高浓度松香改性酚醛树脂生产废水

为了降低松香改性酚醛树脂生产废水的COD并改善其可生化性,采用微电解—芬顿氧化工艺对该废水进行预处理。研究了pH、微电解反应时间、曝气、双氧水投加量等对微电解和芬顿氧化处理效果的影响,考察了COD去除率和BOD₅/COD值的变化趋势。实验结果表明：曝气条件下,调节废水pH为4、进行2次微电解、微电解反应时间各2.0 h时,废水的COD去除率为38%,BOD₅/COD值提高为0.18;再投加7.5%（w）的双氧水,废水的COD去除率为65.3%,BOD₅/COD值为0.37。采用微电解—芬顿氧化的预处理工艺,不仅有效去除了废水的COD,而且显著改善了废水的可生化性。     

微电解—Fenton氧化—絮凝组合工艺处理油田压裂废水

采用微电解—Fenton氧化—絮凝组合工艺处理油田压裂废水,优化了工艺条件。实验结果表明:最佳工艺条件为初始废水p H 3.0、铁屑加入量1.5 g/L(铁屑与活性炭的质量比1∶1)、微电解时间80 min、Fenton氧化时间120 min、H2O2加入量940 mg/L,阳离子聚丙烯酰胺加入量120 mg/L;在最佳工艺条件下处理废水后,COD由3116.0 mg/L降至681.3 mg/L,总COD去除率达78.1%,3个工段的COD去除率依次为33.1%,37.9%,7.1%,出水水质满足现场回注标准(SY/T 5329—2012《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》);该组合工艺对废水的处理效果远优于单独微电解、Fenton氧化或絮凝工艺,且方法简单易行、药剂利用率高。     

Fenton氧化法处理石化含油废水生化出水

采用Fenton氧化法处理石化含油废水生化出水,通过正交实验和单因素实验优化了反应工艺条件。正交实验得到各因素对COD去除率的影响大小顺序为:溶液初始pHH_2O_2投加量n(H_2O_2)∶n(Fe~(2+))反应温度。实验最佳工艺条件为:初始溶液pH 4.0,H_2O_2投加量3.00 mL/L,n(H_2O_2)∶n(Fe~(2+))=10,反应温度35℃,反应时间60 min。在此最佳工艺条件下COD可降至60.33 mg/L,COD去除率达61.33%。在最佳工艺条件下,分别采用超声(US)-Fenton氧化和紫外光(UV)-Fenton氧化技术处理含油废水生化出水,COD去除率分别达76.77%和80.23%。但单一Fenton氧化、US-Fenton氧化和UV-Fenton氧化工艺对NH_3-N的去除效果均并不明显。     

三维电极法处理六硝基茋生产废水

以Ti板为阴极、Ti/IrO2-Ta2O5电极为阳极,采用三维电极法处理六硝基茋生产废水。通过单因素实验和正交实验确定的最佳工艺条件为:电解电压8 V,电解时间4 h,极板间距5 mm,初始废水COD=3 120 mg/L,m(玻璃珠)∶m(活性炭)=1∶3(选定活性炭的质量为5.0 g),ρ(硫酸钠)=500 mg/L。在此最佳工艺条件下,废水COD去除率为36.5%。     

微电解—Fenton氧化—絮凝组合工艺处理油田压裂废水

采用微电解—Fenton氧化—絮凝组合工艺处理油田压裂废水,优化了工艺条件。实验结果表明：最佳工艺条件为初始废水pH 3.0、铁屑加入量1.5 g/L（铁屑与活性炭的质量比1∶1）、微电解时间80 min、Fenton氧化时间120 min、H₂O₂加入量940 mg/L,阳离子聚丙烯酰胺加入量120 mg/L;在最佳工艺条件下处理废水后,COD由3 116.0 mg/L降至681.3 mg/L,总COD去除率达78.1%,3个工段的COD去除率依次为33.1%,37.9%,7.1%,出水水质满足现场回注标准（SY/T 5329—2012《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》）;该组合工艺对废水的处理效果远优于单独微电解、Fenton氧化或絮凝工艺,且方法简单易行、药剂利用率高。     

转鼓铁碳微电解法预处理液晶废水

采用转鼓铁碳微电解法预处理液晶生产废水,优化了工艺参数,并进行了装置连续运行试验。结果表明:保持转鼓转速2 r/min,在废水pH=2.0、铁碳比(m(铸铁屑)∶m(活性炭))1∶1.5、填料装填率(填料体积与反应器有效容积之比)1∶10、HRT=3 h的优化工艺条件下,废水BOD5/COD由处理前的0.181提高到0.265;电解装置连续运行30 d,COD去除率稳定在40.1%~43.2%之间,且填料未出现板结现象。     

内电解—Fenton氧化—絮凝沉淀预处理焦化废水

采用内电解—Fenton氧化—絮凝沉淀的化学集成技术预处理焦化废水，优化了各工段的运行参数。实验结果表明：在钢铁铁屑与活性炭的体积比为1∶1的条件下，内电解工段的优化参数为进水pH 2.6~3.1、HRT=1.0 h;Fenton氧化工段的优化参数为Fe2+加入量200 mg/L、H2O2加入量1 000 mg/L、进水pH 3.0左右、反应时间1.0 h;絮凝沉淀工段的设定参数为进水pH 9.5~10.0、聚丙烯酰胺加入量1 mg/L、静置沉降0.5 h。在上述工艺条件下，该集成技术对废水的总COD去除率大于55%，处理后的废水BOD5/COD大于0.28，不添加稀释新水即可进入后续生化处理系统。该工艺占地面积小、系统结构简单、易于工业化，废水预处理成本为4~5元/t。     

超声吹脱-次氯酸钠氧化工艺处理酮连氮法制肼废水

采用超声吹脱-次氯酸钠氧化工艺处理酮连氮法制肼废水,优化了工艺条件,并进行了尾水处理与盐分回收。实验结果表明:在超声声能密度0.08 W/mL、吹脱气量2 000 L/h、次氯酸钠溶液(有效氯10%)投加量15mL/L、反应时间20 min的最优条件下,COD、氨氮和肼类物质去除率分别达到96.97%、99.02%和96.60%,处理成本约为30元/t(以废水计);尾水经蒸馏处理后可满足GB 8978—1996《污水综合排放标准》的一级B标准,回收NaCl纯度为98.92%,达到GB/T 5462—2015《工业盐》的精制工业盐一级标准。     

超临界水氧化法处理含油污泥

采用间歇式超临界水氧化(SCWO)反应器处理采油过程产生的含油污泥,考察了反应参数对污泥COD去除率的影响。实验结果表明,当初始COD为1 000 mg/L、反应温度为420℃、反应时间为10 min,反应压力为24 MPa、溶液pH为10、过氧比为400%时,SCWO法对含油污泥的COD去除率为92.20%,收集液COD低于GB8978—1996规定的一级排放标准(100 mg/L)。     

A/O/O工艺处理含油污水的模拟评估

利用Bio Win 5.0软件建立了某炼油厂A/O/O工艺处理含油污水的数学模型,对其工艺参数进行了评估,并提出了改进建议。经调整部分动力学参数后,模拟结果与实测值吻合度较好,相关系数在0.75~0.81之间,建立的模型可较好反映工艺的运行工况。模拟优化主要针对一级处理装置,在仅考虑NH_3-N和COD去除的情况下,目前装置的工艺参数较合理,若考虑TN,无法实现TN和NH_3-N同时达标。对一级处理装置的模型进行改进后,出水模拟值中COD轻微上升2%,但ρ(NH_3-N)和TN分别下降83%和66%,可有效减轻后续处理装置负荷。     

Application of quadratic regression model for Fenton treatment of municipal landfill leachate

The effectiveness of Fenton process in municipal landfill leachate treatment, as a pre- or post-treatment approach, has been demonstrated. However, no general recommendations of universal validity could be made in the term of optimized conditions affecting Fenton process. At the first stage of this study, collected leachate samples from Aradkooh site, Tehran, Iran, were investigated using one-factor-at-a-time method to find out optimum coagulation pH and flocculation time values. Subsequently, the obtained results in addition to data issued previously by the authors were employed to develop a predictive model of the true response surface, namely chemical oxygen demand (COD) removal efficiency. Finally, the main parameters of Fenton procedure, i.e. initial pH, [H(2)O(2)]/[Fe(2+)] molar ratio, Fe(2+) dosage, and coagulation pH were optimized taking advantage of the above-mentioned quadratic model. The derived second-order model included both significant linear and quadratic terms and seemed to be adequate in predicting responses (R(2)=0.9896 and prediction R(2)=0.6954). It was found that the interaction between initial pH and Fe(2+) dosage has a significant effect on COD removal. While, the optimal [H(2)O(2)]/[Fe(2+)] molar ratio was independent of ferrous ion dosage. The optimum conditions for the maximum COD removal of 50.76% for the parameters of initial pH, [H(2)O(2)]/[Fe(2+)] molar ratio, Fe(2+) dosage, and coagulation pH were found to be 5.8, 8.0, 22,500mg/L, and 8.7 respectively.     

含铁矿物与UV联合催化H2O2深度处理印染废水

分别以天然含铁矿物黄铜矿、磁铁矿、磁黄铁矿为催化剂,构建了UV-异相类Fenton体系处理实际印染废水生化出水,确定了最优反应条件,并对反应机理进行了初步探讨。实验结果表明:最佳条件下,以黄铜矿、磁铁矿、磁黄铁矿为催化剂的3种异相UV-类Fenton体系对废水的COD去除率分别可达58.83%、57.41%和60.57%,UV254去除率均大于94%;3种天然矿物在重复使用5次后对废水COD的去除率仍保持在50%以上,光催化活性稳定;该体系产生·OH的途径主要有催化剂表面的Fe(Ⅱ)催化H_2O_2分解、H_2O_2光解、溶出的Fe~(2+)催化H_2O_2分解3种,以前两种方式为主。     

AEB反应器反硝化处理高浓度硝酸盐废水

采用缺氧膨胀床(AEB)反应器处理高浓度硝酸盐废水,研究了反应器的快速启动和挂膜特性,以及在反硝化连续流运行条件下对废水的处理效果。实验结果表明:采用自然挂膜方式,填料层从下至上生物膜厚度逐渐增加;AEB的快速启动8 d可完成,COD去除率由44.9%升至92.3%,NO_3~--N去除率由39.8%升至98.4%;稳定运行阶段(进水COD 4 628～5 548 mg/L、ρ(NO_3~--N) 1 339～1 505 mg/L),COD去除率稳定在95%左右,NO_3~--N去除率稳定在98%～99%,COD和NO_3~--N的容积负荷去除量最高可达27.8 kg/(m~3·d)和7.3 kg/(m~3·d)。     

新型三维电化学氧化体系处理压裂返排液

采用不锈钢作阴极、镀钌铱的钛板作阳极、铁碳材料作粒子电极,构建新型三维电化学氧化体系,处理压裂返排液,并通过响应曲面法考察COD去除率和除油率的影响因素。实验结果表明:回归方程的相关系数及校正相关系数均大于0.9,回归方程的线性关系显著;返排液COD去除率和除油率影响因素的大小顺序均为电流电解时间粒子填充比,其中关键因素是电流,电解时间和粒子填充比之间的交互作用具有较大影响;在电解时间为31.8 min、电流为4.4 A、粒子填充比为61.2%的条件下,COD从606.4 mg/L降至68.5 mg/L,含油量从153.7 mg/L降至9.1 mg/L,达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》中的一级标准。     

SMBBR-AF-SMBBR组合工艺处理高氨氮农药废水

采用特异性移动床生物膜反应器(SMBBR)和厌氧生物滤池(AF)组合工艺处理高氨氮农药废水。考察了HRT、pH和DO等工艺条件对SMBBR-AF-SMBBR组合工艺运行稳定期COD和氨氮去除率的影响。试验结果表明,在进水COD为2 408~7 440 mg/L、ρ(NH_4~+-N)为160.21~433.84 mg/L、TN为208.27~537.65 mg/L、HRT为8d、pH为8.0、DO为4 mg/L的条件下,处理后出水平均COD为342 mg/L,COD去除率达92.3%;ρ(NH_4~+-N)小于4.0mg/L,氨氮平均去除率为89.2%;TN小于50 mg/L,平均TN去除达83.0%。出水各指标均优于原A2O工艺出水。