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《浙江海洋大学》 2017年
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臭氧催化氧化法处理高氮模拟石油废水研究

聂杰  
【摘要】:海洋石油具有高酸高氮特点,在石油在开采加工过程中产生的石油废水组成复杂,还有较多的含氮、含氧复杂有机物,废水处理难度大。本文分别用苯酚、喹啉模拟高含氧、高含氮石油废水,研究了基于HTS钛硅分子筛的臭氧催化氧化处理废水工艺,考察了催化剂的重复使用性能和再生性能,对臭氧催化氧化降解动力学进行了分析;对催化剂进行了XRD、IR、BET、TG等表征,分析了催化剂的失活机理,并对此工艺进行了经济分析。研究结果表明,在pH为8,温度为40℃,HTS钛硅分子筛催化剂的投加量为2.8g/L,持续通入臭氧25min,对苯酚模拟废水和喹啉模拟废水的COD去除率分别为93.5%和84.3%。弱碱性条件下有利于羟基自由基的产生,对臭氧催化氧化工艺有促进作用。HTS钛硅分子筛催化剂在苯酚模拟废水中利用5次失去活性,喹啉模拟废水重复利用6次失去活性。对比新鲜催化剂和使用后的催化剂表征数据,得知催化剂的基本结构没有发生变化,催化剂失去活性是由于孔隙堵塞。对重复利用的催化剂在550℃煅烧处理,发现催化剂又重新恢复活性。通过对实验数据的分析,认为基于HTS钛硅分子筛的臭氧催化氧化降解苯酚、喹啉模拟废水符合拟一级动力学。得出温度对反应速率的影响最大,其次是催化剂的添加量。最后对处理工艺进行经济估算得出臭氧催化氧化处理模拟废水,达到排放标准的成本为7.37元/吨。
【关键词】:臭氧催化氧化 COD 失活 工艺优化
【学位授予单位】:浙江海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:X74;O643.3
【目录】:
  • 摘要8-9
  • ABSTRACT9-12
  • 第一章 绪论12-20
  • 1.1 石油有机废水的现状及其处理方法12-15
  • 1.1.1 石油废水的产生与特点12
  • 1.1.2 石油废水的处理方法12-15
  • 1.2 废水臭氧氧化处理技术研究进展15-17
  • 1.2.1 臭氧的性质15
  • 1.2.2 臭氧的制备15
  • 1.2.3 废水臭氧催化氧化技术机理15-16
  • 1.2.4 废水臭氧氧化处理技术的发展现状16-17
  • 1.3 研究内容17-18
  • 1.4 技术路线18-20
  • 第二章 实验流程及分析方法20-24
  • 2.1 试验药品20-21
  • 2.2 仪器装置21
  • 2.3 实验方法21-22
  • 2.4 检测方法22-23
  • 2.4.1 臭氧浓度测定22
  • 2.4.2 化学需氧量(CODcr)测定22-23
  • 2.5 催化剂表征方法23-24
  • 2.5.1 X-射线粉末衍射(XRD)23
  • 2.5.2 热重-差热分析(TG-DTA)23
  • 2.5.3 比表面积分析23-24
  • 第三章 苯酚模拟废水的工艺优化和动力学研究24-38
  • 3.1 苯酚模拟体系催化工艺优化24-31
  • 3.1.1 臭氧通入时间的选择对去除率的影响。24
  • 3.1.2 催化剂投加量的影响24-25
  • 3.1.3 初始pH对苯酚的影响25-26
  • 3.1.4 反应温度的影响26-28
  • 3.1.5 催化剂的回收利用28-31
  • 3.2 臭氧催化氧化苯酚动力学分析31-37
  • 3.3 本章小结37-38
  • 第四章 喹啉模拟废水的工艺优化和动力学研究38-52
  • 4.1 喹啉模拟体系工艺优化38-46
  • 4.1.1 催化剂投加量的影响38-39
  • 4.1.2 反应温度的影响39-40
  • 4.1.3 初始pH的影响40-41
  • 4.1.4 反应时间对喹啉降解的影响41-42
  • 4.1.5 催化剂的回收利用42-46
  • 4.2 臭氧催化氧化降解喹啉动力学46-51
  • 4.3 本章小结51-52
  • 第五章 臭氧催化氧化的经济效益与环境效益分析52-55
  • 5.1 经济效益52-53
  • 5.1.1 臭氧氧化处理废水工艺52
  • 5.1.2 经济估算52-53
  • 5.2 环境效益53-54
  • 5.3 本章小结54-55
  • 第六章 结论与建议55-57
  • 6.1 结论55-56
  • 6.2 建议56-57
  • 参考文献57-60
  • 致谢60-61
  • 在读期间发表的论文及学术成果61

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