膨胀石墨深度处理油田废水研究

膨胀石墨深度处理油田废水研究（精选5篇）

1.膨胀石墨深度处理油田废水研究 篇一

有机废水臭氧生物炭深度处理研究

有机化工废水含矿物油与COD浓渡高,虽经生化处理后能达标排放,但仍对水体造成污染.若再经深度处理使水质达到地面IV级水标准,回用于生产或作城市杂用水则具有一定经济与环境效益.

作 者：黎松强 吴馥萍 LI Song-qiang WU Fu-ping  作者单位：嘉应学院化学系,梅州,514015 刊 名：环境科学与技术  ISTIC PKU英文刊名：ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY 年，卷(期)： 28(5) 分类号：X742 关键词：有机化工   废水   臭氧   生物炭   深度   处理  

2.膨胀石墨深度处理油田废水研究 篇二

膨胀石墨作为一种新型碳材料,有比表面积大、耐氧化等优良的性能,已在有机污染物吸附剂[5,6,7,8,9,10,11,12]、负载型光催化剂[13,14,15,16]、环境用复合材料[17] 等方面获得了广泛应用,但用于微波处理染料废水少有报道。

本工作采用微波、H2O2和膨胀石墨组合工艺处理具有偶氮结构的甲基橙废水,对反应过程的影响因素及协同作用进行探索,希望为开发一种高效、廉价、快速的处理方法进行有益的尝试。

1 实验部分

1.1 材料、试剂及仪器

天然鳞片石墨:50目,碳质量分数为99.5%;实验所用试剂均为分析纯。

P70D20TL-D4型微波炉:功率700 W,频率2 450 MHz,格兰仕集团;BS224S 电子天平:赛多利斯科学仪器(北京)有限公司;721分光光度计、PHS-3C型pH计:上海精密科学仪器有限公司;TESCAN-VEGAIIRSU型SEM:泰斯肯公司;X-ACT型能谱仪(EDS):牛津仪器公司。

1.2 膨胀石墨的制备

取7 g天然鳞片石墨、14 g质量分数为65%的硝酸、7 g KMnO4,在微波炉专用碗里充分混合15 min后,均匀地涂在碗的内壁,然后放在微波炉中微波1 min,根据膨胀效果可重复2~3次,即可得到膨胀石墨。依次用质量分数为5%的盐酸和去离子水对膨胀石墨进行洗涤、抽滤,直至滤液无色,在70~80 ℃烘箱中干燥4 h后待用[18,19,20]。

1.3 实验方法

取50 mL质量浓度为20 mg/L的甲基橙废水,用稀盐酸和氨水调节废水pH,加入H2O2和膨胀石墨,置于带回流装置的微波炉中,在一定的功率下微波辐射一段时间,取出冷却至室温,过滤后用分光光度计在甲基橙最大吸收波长464 nm处测定吸光度,计算甲基橙废水脱色率。

2 结果与讨论

2.1 膨胀石墨的表征

天然石墨(a)和膨胀石墨(b)的SEM照片见图1。由图1a可见,天然鳞片石墨边缘为片层结构;由图1b可见,经膨化处理后,石墨片层发生卷曲,呈蠕虫结构,高膨胀体积的石墨蠕虫较长,这主要是可膨胀石墨沿碳轴扇形膨胀所致。膨胀石墨的能谱分析结果表明,其组成全为碳元素。

2.2 溶液初始pH 对脱色率的影响

当膨胀石墨加入量为6 g/L、微波辐射功率为259 W、微波辐射时间为9 min、H2O2加入量为1 mL/L时,溶液初始pH对甲基橙废水脱色率的影响见图2。由图2可见:当pH为1~4时,甲基橙废水脱色率较大;当pH大于4时,随pH增大甲基橙废水脱色率迅速减小,这与不同pH下甲基橙在废水中的存在形态有关。在酸性条件下,甲基橙中的氮原子被质子化后,形成了醌式结构,键能降低,更易被催化氧化,所以酸性条件下更有利于甲基橙的降解。综合考虑,选取最佳溶液初始pH为4。

2.3 膨胀石墨加入量对甲基橙废水脱色率的影响

当溶液初始pH为4、微波辐射功率为259 W、微波辐射时间为9 min、H2O2加入量为1 mL/L时,膨胀石墨加入量对甲基橙废水脱色率的影响见图3。由图3可见:随着膨胀石墨加入量的增加,甲基橙的脱色率增大;当膨胀石墨加入量大于6 g/L以后,甲基橙废水脱色率变化不明显。综合考虑,膨胀石墨加入量以6 g/L为宜。实验中能观察到在微波作用下膨胀石墨不停的出现弧光,表明这些热点处的温度要比其他部位高得多,废水中有机物被吸附到热点附近后即被高温氧化而降解。

2.4 微波辐射功率对甲基橙废水脱色率的影响

当膨胀石墨加入量为6 g/L、溶液初始pH为4、微波辐射时间为9 min、H2O2加入量为1 mL/L时,微波辐射功率对甲基橙废水脱色率的影响见图4。

由图4可见:在微波辐射功率为119~259 W时,甲基橙废水脱色率随微波辐射功率的增加而增大;在微波辐射功率为259~595 W时,甲基橙废水脱色率随微波辐射功率增加变化不明显。微波辐射功率增加时,体系温度升高,·OH活性增大,氧化能力增强,甲基橙废水脱色率也随之增加;但当微波辐射功率大于259 W后,H2O2有部分挥发或分解为O2和H2O,不利于生成·OH,导致甲基橙废水脱色率变化不明显。实验中还发现辐射功率越高,反应器中的废水在微波作用下越容易沸腾。考虑到操作的经济性,微波辐射功率为259 W较好。

2.5 H2O2加入量对甲基橙废水脱色率的影响

当膨胀石墨加入量为6 g/L、溶液初始pH为4、微波辐射功率为259 W、微波反应时间为9 min时,H2O2加入量对甲基橙废水脱色率的影响见图5。由图5可见: 随着H2O2加入量的增加,甲基橙废水脱色率开始迅速增大,当H2O2加入量增加到2 mL/L以后,甲基橙废水脱色率开始下降。由于废水试样中需降解的物质是一定的, 所以反应开始时, 反应速率和H2O2加入量成正比, H2O2加入量增加,产生大量·OH,使反应速率加快,随着H2O2加入量的增加,甲基橙废水的脱色率也随之提高。但当H2O2增加到一定量时,甲基橙废水脱色率反而降低,这是由于在催化反应中过量的H2O2与产生的·OH发生反应生成了H2O和O2,消耗了部分·OH,使甲基橙废水脱色率下降。因此,H2O2最佳加入量为1 mL/L。

2.6 微波辐射时间对甲基橙废水脱色率的影响

当膨胀石墨加入量为6 g/L、溶液初始pH为4、H2O2加入量为1 mL/L、微波辐射功率为259 W时,微波辐射时间对甲基橙废水脱色率的影响见图6。由图6可见:甲基橙废水的脱色率随微波辐射时间的增加而迅速变大,微波辐射9 min后脱色率随时间的增加变化趋缓。综合考虑,将微波辐射时间确定在9 min较为适宜。

2.7 三种不同处理方法的对比实验

当膨胀石墨加入量为6 g/L、溶液初始pH为4、微波辐射功率为259 W、微波辐射时间为9 min、H2O2加入量为1 mL/L时,三种不同处理方法对甲基橙废水脱色率的影响见图7。由图7可见:单纯的微波辐射对甲基橙废水脱色效果并不明显,甲基橙废水脱色率几乎为零;H2O2 -膨胀石墨体系比单纯微波辐射的脱色效果好,甲基橙废水脱色率最大可以达到83%,但脱色仍不彻底;而微波-H2O2-膨胀石墨体系处理对甲基橙废水的脱色效果均明显优于H2O2-膨胀石墨体系的脱色效果,优化条件下甲基橙废水的脱色率达到97.9%。这一结果从侧面证明了微波-H2O2-膨胀石墨工艺的优越性,也说明微波辐射处理过程中,废水中的有机物不仅仅是通过H2O2-膨胀石墨体系的氧化, 更重要的是通过微波对体系诱导催化的协同作用而得以降解。

2.8 膨胀石墨使用次数对甲基橙废水脱色率的影响

在膨胀石墨加入量为6 g/L、溶液初始pH为4、微波辐射功率259 W、微波辐射时间为9 min、H2O2加入量为1 mL/L时,膨胀石墨使用次数对甲基橙废水脱色率的影响见图8。由图8可见:膨胀石墨在连续使用5次以后,甲基橙废水脱色率仍然可以达到87%,脱色效果较理想。

3 结论

将微波、H2O2、膨胀石墨相结合,能有效催化氧化处理甲基橙废水, H2O2-膨胀石墨和微波辐射对甲基橙废水的处理有协同作用。较佳工艺条件为:膨胀石墨加入量6 g/L,溶液初始pH 4,微波辐射功率259 W,微波辐射时间9 min,H2O2加入量1 mL/L。在此条件下处理50 mL初始质量浓度为20 mg/L甲基橙废水,脱色率达97.9%。

摘要：为了研究膨胀石墨、微波和H2O2在催化氧化体系中的协同作用,采用微波法制备膨胀石墨,通过单因素条件实验,研究了微波、H2O2和膨胀石墨协同催化氧化法处理甲基橙废水工艺,探讨了各种因素协同作用对废水脱色效果的影响。实验结果表明,微波-H2O2-膨胀石墨氧化体系能高效快速地降解废水中的甲基橙,在50 mL初始pH为4、质量浓度为20 mg/L的甲基橙废水中,膨胀石墨加入量为6 g/L、微波辐射时间为9 min、微波辐射功率为259 W、H2O2加入量为1 mL/L的最佳处理工艺条件下,甲基橙废水的脱色率达到了97.9%,说明微波、H2O2和膨胀石墨体系对甲基橙降解效果明显,产生了协同效应。

3.膨胀石墨深度处理油田废水研究 篇三

关键词：钢铁企业；高盐废水；深度处理；处理技术

引言

减排是钢铁行业发展的必经之路，近十年来市场的巨大需求推动了钢铁工业发展，我国年均钢铁产量占世界总产量的百分之六十左右。钢铁工业的迅猛发展虽然带动了经济，但也带来了污染。钢铁企业生产中排放的高盐废水含有高浓度有机污染物，对环境会造成严重污染，甚至会破坏生态平衡。这些高盐废水渗入土壤，会使土壤中的生物、植物死亡，造成土壤生态系统瓦解。若排放到水中，将给水体环境带来压力，加速河流湖泊的富营养化进程。因此，研究钢铁企业高盐废水深度处理技术迫在眉睫，探索行之有效的高盐废水深度处理技术已经成为目前钢铁行业废水处理的热点之一。

一、钢铁企业高盐废水特征及主要来源

中国是世界第一产钢大国，年均钢铁产量占世界总产量的百分之六十，不仅支撑了我国国内建筑业、汽车工业等相关产业链，也极大的改变了世界钢铁工业格局，为全球经济发展做出了巨大贡献。但钢铁工业是严重费水的行业，生产中每吨钢耗新水量达到十五点七六点立方米，是西方发达国家的五倍之多，这必然会给废水排放带来挑战，带来废水处理及回收利用等问题。高盐废水是钢铁行业产生的主要废水类型之一，这种废水包含多种污染物，如：有机物、溶解性固体物、大量无机盐、油、放射性物质、有机重金属等，传统处理方式处理效果并不理想，若直接排放对环境生态的破坏与影响非常大[1]。通过对钢铁工业用水情况来看，高盐废水主要来自三方面。一、海水直接利用过程中排放出的高盐废水。由于我国是典型缺水国家，淡水资源紧缺，为了缓解用水压力，节约淡水资源，一些沿海城市工业就开始尝试利用海水资源解决用水问题。海水利用过程中就会产生高盐废水。二、生产过程中产生的高盐废水。由于钢铁生产过程中，需要使用大量化工原料和碱性物质，这就会产生大量盐分，所以就会产生大量高盐废水。三、水污染或地下水異常导致水中含盐浓度过高。如，河北平原部分地区浅层地下水为咸水，总溶解固体浓度可达5g/l左右，这种情况下由于受到生产技术限制，最终就会导致生产中产生的废水有机物及无机盐浓度升高[2]。高盐废水产生形式不同，废水中的有机物根据产生过程的不同其化学性质差异较大，污染性也不同。若离子浓度高的高盐废水，不仅会抑制生物生长，还具有一定毒性，不可随意排放，必须进行有效的深度处理，研究高盐废水深度处理具有重要意义。

二、钢铁企业高盐废水的深度处理技术

通过前文分析不难看出，钢铁企业高盐废水深度处理的重要性和必要性。想要促进钢铁行业的持续发展，提高钢铁生产的经济效益、社会效益、环境效益，必须做好高盐废水深度处理。下面通过几点来分析钢铁企业高盐废水的深度处理技术：

1.电解处理技术

由于高盐废水具有较高导电性，这就为高盐废水处理电化学法应用提供了便利。按照电解氧化还原理论，通过电解处理技术就能够对高盐废水进行有效处理。因为有机物质溶液本身也可能发生一系列氧化还原反应，所以通过电解就能够起到漂白作用，还能够辅助有机污染物的降解，目前电解处理技术应用已十分广泛。高盐废水的电解就是在外电场作用下实现污水处理目的。但电解处理过程中会产生能耗问题，必须做好节能。

2.膜分离处理技术

膜分离处理技术最早出现于二十世纪初，发展到六十年代已基本成熟，进入二十一世纪后越来越成熟，应用范围越来越广[3]。膜分离处理技术不仅节能、环保、高效，且处理效果好，易于操作，成本低，处理过程简单，能够有效提升钢铁生产的经济效益和社会效益。膜分离处理技术常温下即可进行，无相态变化，无化学变化，适用性强，只需电能驱动，且能耗非常低，脱盐效果明显。

3.生物处理技术

生物处理技术是指利用自然界的微生物来实现氧化、分解、吸附高盐废水中的有机物、污染物，从而实现净化废水。生物处理技术利用的是生物降解原理，这种处理方式不仅可以氧化分解一般有机物，且还能够将其转换为稳定的无机物，更具有有毒物质净化作用，经生物处理后的高盐废水可回收再利用。用于生物处理的微生物繁殖速度快，适应性强，应用潜力大。但这种处理技术成本相对较高，生物处理技术已成为各行各业工业废水处理研究的重点。

4.厌氧处理技术

厌氧处理技术属于传统废水处理技术，在钢铁行业高盐废水处理中应用比较广泛。厌氧处理技术应用中非常灵活，即可单独设置，也可与其他处理技术搭配使用。高盐废水厌氧处理过程中在无氧条件下，利用水中的甲烷菌分解高盐污水中的有机质，产生甲烷气，使高盐污水得到净化。深度处理中厌氧处理后，要增加耗氧处理环节，从而进一步提高净化效果。

结束语

近些年来，我国钢铁行业发展十分迅速，但钢铁工业污染问题日益突出，尤其是钢铁工业污水问题。钢铁企业产生的高盐废水会严重污染土地和水资源，为了促进行业的持续发展，降低废水污染。钢铁企业应加强对高盐废水深度处理技术的应用，通过废水回收再利用，降低生产成本，节约水资源。

参考文献：

[1]黄丽芳.宝钢水资源利用体系和锰砂生物过滤工艺处理围厂河水技术研究[D].同济大学，2012，13（11）：119-124.

[2]黄翔峰，李光.钢铁企业废水污染物形态分析及混凝深度处理试验研究[J].四川环境，2013，04：1-4.

4.膨胀石墨深度处理油田废水研究 篇四

摘要：研究了厌氧颗粒污泥膨胀床(EGSB)反应器处理高浓度酵母废水的启动规律及微生物相.研究表明:在上升流速为6 m/h,温度控制在30 ℃,进水CODcr和FeCl2分别为20 g/L和500 mg/L的条件下,反应器COD容积负荷可达15.9 kg/(m3・d)左右,容积产气率稳定在5.2～5.5 L/(L・d)以上,COD去除率为65%～69%,容积负荷与产气率呈显著线性关系.当负荷超过15.9 kg/(m3・d)时,反应器中的挥发性脂肪酸(VFA)浓度达到了1.26 g/L,最大产甲烷活性只有0.24 g/(g・d),对产甲烷菌活性产生了明显的`抑制作用.颗粒污泥微生态系统的结构和功能较稳定,球菌和短杆菌成片地聚集生长.作 者：颜智勇    胡勇有    谢磊    YAN Zhi-yong    HU Yong-you    XIE Lei  作者单位：颜智勇,YAN Zhi-yong(湖南农业大学,资源环境学院,湖南,长沙,410128)

胡勇有,谢磊,HU Yong-you,XIE Lei(华南理工大学,环境科学与工程学院,广东,广州,510640)

期 刊：湖南农业大学学报（自然科学版）  ISTICPKU  Journal：JOURNAL OF HUNAN AGRICULTURAL UNIVERSITY 年，卷(期)：, 33(2) 分类号：X703.1 关键词：厌氧处理    颗粒污泥膨胀床    酵母废水    微生物相   

5.膨胀石墨深度处理油田废水研究 篇五

文章通过对乐安污水深度处理站沿程各段工艺出水水质、处理状况及结垢成分分析,制定了可行的技术路线,进行了大量的水质处理试验室妊芯抗ぷ;同时通过优化药剂配方和调整工艺处理条件,使处理后水质有较大程度的提高,达到了设计要求.

作 者：王玮 Wang Wei  作者单位：胜利油田胜利工程设计咨询有限责任公司,山东,东营,257000 刊 名：企业科技与发展 英文刊名：ENTERPRISE SCIENCE AND TECHNOLOGY & DEVELOPMENT 年，卷(期)： “”(12) 分类号：X703 关键词：污水处理   水质   药剂   优化