海洋油氣管道高含磷清洗廢水處理工藝研究.pdf

1、海洋油氣管道長(zhǎng)期處于深海環(huán)境中，在下海鋪設(shè)之前要進(jìn)行防腐處理，需先使用特殊配制的磷酸溶液對(duì)鋼管表面進(jìn)行酸洗，再經(jīng)過(guò)高壓超純水水洗，酸洗和水洗過(guò)程產(chǎn)生的廢液為高含磷廢液。該廢液酸度大、化學(xué)需氧量(COD)高、含磷量高、溫度較高。在排放前需對(duì)高含磷廢水進(jìn)行處理，從而獲得滿(mǎn)足排放要求的水質(zhì)，這對(duì)保護(hù)環(huán)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O3氧化降解COD，考察了處理工藝條件對(duì)出水水質(zhì)的影響并優(yōu)化了工藝參數(shù)

2、，并利用響應(yīng)面優(yōu)化法建立數(shù)學(xué)模型，進(jìn)而實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證數(shù)學(xué)模型的可靠性。
　　考察了海洋油氣管道酸洗廢水除磷工藝，研究確定了CaCl2除磷過(guò)程的適宜反應(yīng)條件為:n(Ca)∶n(P)為1.7∶1，pH值為10.5，溫度30℃，時(shí)間5 min。在此條件下，出水中總磷濃度低于1 mg/L。響應(yīng)面優(yōu)化結(jié)果表明，在所考察的n(Ca)∶n(P)、pH值和反應(yīng)溫度三個(gè)因素中，n(Ca)∶n(P)和pH值在考察范圍內(nèi)對(duì)總磷去除具有顯著性影響，溫度的影響不

3、顯著，pH和溫度的交互作用對(duì)總磷的去除具有顯著性影響;在n(Ca)∶n(P)=1.74，pH=10.16，溫度為22.64℃的條件下，總磷濃度可降到1 mg/L以下。
　　考察了海洋油氣管道酸洗廢水Fenton氧化降解COD工藝，研究確定了Fenton氧化過(guò)程的適宜反應(yīng)條件為:每100 mL廢水中，30％H2O2投加量為3.37 mL，n(H2O2)∶n(Fe2+)為14∶1，初始pH值為3，時(shí)間90 min，溫度30℃;響應(yīng)面優(yōu)

4、化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，H2O2投加量、n(H2O2)∶n(Fe2+)和pH對(duì)于COD去除率的影響都是顯著的，H2O2投加量和n(H2O2)∶n(Fe2+)以及n(H2O2)∶n(Fe2+)和pH的交互作用也是顯著的。當(dāng)每100mL廢水中加入H2O22.76mL，n(H2O2)∶n(Fe2+)為10.26，pH=4.24時(shí)，模型預(yù)測(cè)COD最大去除率為90.2％。實(shí)測(cè)為86.1％，與模型預(yù)測(cè)值相差僅4.1％，模型能夠比較真實(shí)的反應(yīng)Fenton氧化

5、此高含磷清洗廢水的真實(shí)情況。二次Fenton氧化中確定H2O2投加量為每100mL廢水中1.10mL，n(H2O2)∶n(Fe2+)為10.26，pH4.24，溫度30℃。在此條件下出水中COD濃度可降到37.81 mg/L。
　　考察了海洋油氣管道酸洗廢水O3氧化降解COD工藝，研究確定了O3氧化過(guò)程的適宜反應(yīng)條件為:臭氧投加量9.5 g/h，pH值9，進(jìn)氣流量2 L/min，時(shí)間50 min;響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明臭氧投加量和

6、pH對(duì)COD的去除率具顯著性影響，而各交互作用的影響均不顯著。當(dāng)臭氧投加量為9.50 g/h，pH8.92，進(jìn)氣流量2.33 L/min時(shí)，模型預(yù)測(cè)COD的最大去除率為38.06％;驗(yàn)證試驗(yàn)得到COD的去除率為39.21％，與模型僅相差1.15％，說(shuō)明此模型能夠較好的模擬臭氧氧化降解COD的過(guò)程。
　　綜上所述，本研究最終確定了CaCl2沉淀-一次Fenton氧化-二次Fenton氧化處理海洋油氣管道高含磷清洗廢水的工藝，出水指標(biāo)