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电化学氧化法处理采油污水后的消解试验研究

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摘要:通过对电化学氧化污水处理技术的后续配套工艺进行了研究,分别开展了电化学氧化法处理采油污水后的静置、曝气和光解现场试验,研究结果表明:对电化学氧化法处理后的高含氯采油污水进行消解试验能够有效的提高水体中各类污染物(COD、氨氮等)的去除效果,同时能够进一步提高污水的ph值和总余氯去除率,通过此种消解处理后的污水可通过絮凝沉降、压滤过滤等手段进一步提高污水净化效果。

关键词:采油污水 电化学氧化 消解 静置 曝气

1试验内容

1.1 原水水样

试验原水主要取自胜利油田孤东污水处理厂隔油池出口处采油污水,对水样水质进行多次分析,取平均值如下表:

由表1可以看出,试验原水属于高温、高盐的含聚废水,具有粘度高、油滴与固体颗粒乳化稳定、界面膜强度高、分离困难、可生化性差等特点。

1.2 主要装置和参数

(1) 电化学氧化装置

装置容积:2.5m3,工艺流程如下:

进水氧化系统A氧化系统B出水

其中:氧化系统A为析氯电极,电极面积约0.73m2,钛基涂层,以间接氧化为主,氧化还原电位为2.58V;氧化系统B为析氧电极,电极面积约1.155 m2,钛基涂层,涂层主要成分包括氧化铅等,以直接氧化为主,氧化还原电位为 2.58V。

(2)光解装置

装置大小为:1.5*2*0.5m,主要含有7根紫外光管,单根功率为200w,原理是利用紫外光光解污水中的次氯酸,降低污水的生物毒性。

1.3 试验方案

主要试验方案如下:

2 结果与分析

2.1 电氧化后静置试验

对试验后数据进行整理,如下表:

通过表3可以看出,聚合物含量随着静置时间的增加而逐渐降低;COD去除率随着静置时间的增加先上升后逐渐降低。这是由于高氯环境下,电化学氧化产生的次氯酸的消解反应引起的,因为随着静置时间的延长,电化学氧化后产生次氯酸不断氧化分解PAM等大分子有机物使其逐渐断链成为小分子物质,并持续氧化小分子物质使其变成无机物和水,因而引起水体COD先逐渐升高后降低,聚合物含量不断下降的现象;同时可以看出静置后pH值逐渐升高,说明电化学氧化后产生的次氯酸不断氧化分解,并最终接近于进水pH值。

2.2 电氧化后曝气试验

对试验后数据进行整理,如下表:

由表4可以看出,由于次氯酸的消解反应,废水中大分子有机物不断被电氧化产生的次氯酸氧化成小分子有机物,从而引起水体的COD随着曝气时间的延长先升高后逐渐降低;

与静置实验不同,由于曝气的不断进行,水体被不断充氧,废水中的小分子有机物(如有机酸等)被逐渐氧化,从而导致pH值随着曝气时间的延长逐渐升高,并超过了电氧化原水的pH值,从另一个方面说明,电氧化后曝气有利于水体中大分子有机物的分解及水体可生化性的提高。

3 结论

(1)电化学氧化后出水会含有浓度较高的总余氯(其中主要是次氯酸),若直接外排极易通过产生有较大毒性的氯代中间产物而对水体造成二次污染,通过采用光解系统分解,可以有效的消除次氯酸,故建议污水经电化学氧化装置处理后外排需增加光解装置。

(2)电化学氧化后持续进行静置、曝气和光解,非常有利用水体中大分子污染物质进一步降解成小分子污染物,若能在后续处理上考虑絮凝沉降、压滤过滤等工艺将能够使水质净化效果进一步提高。

参考文献

[1] 吴浩青,李永舫. 电化学动力学[M] . 北京:高等教育出版社,1998.

[2] 冯玉杰,刘峻峰,崔玉虹,等.环境电催化电极[M]. 北京:科学出版社,2010.