多相催化臭氧化技术处理钻井废水的试验研究

第3 3卷第 7期 2 0 1 3年 7月

工业水处理I n d u s t r i l a Wa t e r T r e a t me n t

Vo 1 . 3 3 No . 7

J u 1 ., 2 0 1 3

多相催化臭氧化技术处理钻井废水的试验研究杨德敏，一，袁建梅。,吴小娟 4,向祥蓉 s,王兵s( 1 .外生成矿与矿山环境重庆市重点实验室，重庆地质矿产研究院，重庆 4 0 0 0 4 2; 2 .煤炭资源与安全开采国家重点实验室重庆研究中心，重庆 4 0 0 0 4 2; 3 .西南石油大学化学化工学院，四川成都 6 1 0 5 0 0; 4 .国家酒类及加工食品质量监督检验中心(泸州实验室),四川泸州 6 4 6 0 0 0; 5 .重庆材料研究院国家仪表功能材料工程技术研究中心，重庆 4 0 0 7 0 7 )[摘要]以 C O D为考察目标，采用多相催化臭氧化技术对钻井废水进行处理试验。考察了催化剂投加量、臭氧

投加量、 p H、反应时间等因素对 C O D去除效果的影响。试验结果表明：在催化剂投加质量浓度为 5 0 m g/ L。臭氧投加量为 8 . 0 mg/ mi n, p H= l 1和反应时间为 3 0r a i n时，多相催化臭氧化技术对钻井废水处理效果最好 . C O D去除率达到 8 8 . 7%,出水 C O D降至 1 4 1 . 7 0mg/ L,达到了《污水综合排放标准》 ( G B 8 9 7 8 -1 9 9 6 ) Z .级标准。 [关键词]多相催化；臭氧；金属催化剂；钻井废水

[中图分类号]T E 9 9 2 . 2

[文献标识码]A

[文章编号] 1 0 0 5— 8 2 9 X( 2 0 1 3 ) 0 7— 0 0 5 8— 0 4

I n v e s t i g a t i o n o n t h e t r e a t me n t o f d r i l l i n g wa s t e wa t e r b Vh e t er O g e n e O u S c a t a l y t i c o z on a t i on p r o c e s sY a n g D e mi n, Y u a n J i a n me i 3, Wu X i a o j u a n 4, X i a n g X i a n g r o n g s, Wa n g B i n g

( 1 . C h o n g q i n g K e y L a b o r a

t o r y o f E x o g e n i c Mi n e r a l i z t a i o n a n d h￣/ n e E n v i r o n m e n t, C h o n g q i n gI n s t i t u t e o f G e o l o g y nd a Mi n e r a l R e s o u r c e s, C h o n g q i n g 4 0 0 0 4 2, C h i n a; 2 . C h o n g q i n g R e s e a r c h C e n t e r o f

S t te a K e yL bo a r t a o r yo fC o a l R e s o u r c e s ndS a a f e Mi n i n g, C h o n g q i n g 4 0 0 0 4 2, C h i n a; 3 . S c h o o l fC o h e m￣ t r ya n dC h e m i c a l E n g i n e e r i n g, S o u t h w e s t P e t r o l e u m U n i v e r s i t y, C h e n g d u 6 1 0 5 0 0, C h i n a; 4 . C h i n a N ti a o n l a Q u a l i t y

S u p e r v i s i o n nd a I n s p e c t i o n C e n t e r f o r A l c o h o l i c B e v e r a g e P r o d u c t s nd a ro P c e s s e d F o o d ( L u z h o u L b) a,L u z h o u 6 4 6 0 0 0, C h i n a; 5 . Na ti o n a l I n s t r u me n t F u n c t i o n a l Ma te r i ls a En g i n e e r i n g T e c h n o l o g y C e n t e r,

C h o n g q i n gMa te r i a l s R e s e rc a h I n s t i t u t e, C h o n g q i n g 4 0 0 7 0 7, C h i n a )Ab s t r a c t:T a k i n g C OD a s a n i n v e s t i g a t i n g t a r g e t,h e t e r o g e n e o u s c a t a l y t i c o z o n a t i o n p r o c e s s h a s b e e n u s e d f o rt r e a t i n g d r i l l i n g wa s t e w a t e r . T h e e f f e c t s o f i n l

f u e n c i n g f a c t o r s, s u c h a s c a t a l y s t d o s a g e, o z o n e d o s a g e, p H, r e a c t i o n t i me, e t c .o n C OD r e mo v i n g e ic f a c y a r e i n v e s t i g a t e d . T h e e x p e r i me n t r e s u h s i n d i c a t e t h a t t h e t r e a t me n t e f f e c t o f h e t e r o g e n e o u s c a t a l y t i c o z o n a t i o n p r o c e s s o n d r i l l i n g wa s t e w a t e r i s t h e mo s t e f f e c t i v e o n e, w h e n c a t ly a s t d o s a g e i s 5 0

m/L s, o z o n e d o s a g e 8 . 0 ms/ mi n, i n i t i a l p H 1 1 a n d r e a c t i o n t i me 3 0 mi n . U n d e r t h e a b o v e c o n d i t i o n s, t h e r e mo v i n g r a t e o f C O D r e a c h e s 8 8 . 7%, a n d e lu f e n t C O D r e d u c e s t o 1 4 1 . 7 0 ms/ L, w h i c h c a n m e e t t h e r e q u i r e me n t s o f t h es e c o n d— g r a d e I n t e g r a t e d Wa s t e w a t e r D i s c h a r g e S t a n d a r d ( G B 8 9 7 8 -1 9 9 6 ) .Ke y wo r d s: h e t e r o g e n e o u s c a t ly a s i s; o z o n e; me t a l c a t a l y s t s; d r i l l i n g wa s t e wa t e r

钻井废水是在油气田开采过程中产生的污水 .

关注的问题

其组分复杂、 C O D高、稳定性强、色度大、难生物降解…。目前，国内外普遍采用化学混凝法对钻井废水进行处理，但是处理过程中普遍存在混凝剂用量大、 产生的污泥量大、有二次污染、 C

O D排放不达标等问题[ 2]。随着环境保护要求的提高 .常规的废水处理工艺很难使钻井废水尤其是 C O D的排放达到《污水综合排放标准》 ( G B 8 9 7 8 -1 9 9 6 )的要求 .因此，探索新型、高效、节能的钻井废水处理工艺已成为国内外_5 8一

多相催化臭氧化技术是近年来发展起来的一种

很有发展前景的新型高级氧化技术 .其可以在常温常压下将那些难以用臭氧单独氧化或者降解的有机

物彻底矿化[ 3]。其特征是利用固体催化剂加速液相或气相的氧化反应来提高臭氧分解能力 .生成一系列高活性、强氧化性的中间物种如羟基自由基 ( O H)或易被臭氧分解的络合物，从而增强臭氧对有机物的氧化能力[ 4 - 5]。同其他高级氧化技术如

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杨德敏，等：多相催化臭氧化技术处理钻井废水的试验研究 刻转入到已加有一定量 N a 2 S O。溶液的烧杯中，以待实验分析。C O D采用重铬酸钾法测定， p H采用

O J H 0 2、 U V/ O 3、 U V/ H2%/ 0 3相比，多相催化臭氧化