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氧化塘处理高含盐采油废水宏观动力学研究

作　者: 郑轶丽
导　师: 丁桑岚
学　校: 四川大学
专　业: 环境科学
关键词: 氧化塘 高含盐采油废水 宏观动力学 氧转移
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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引　用: 2次
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内容摘要


高含盐采油废水的处理问题一直是水处理研究的重要课题之一，国内外许多科研机构和水处理工程公司都做了一些试验和研究工作，但是由于高含盐采油废水的性质复杂，影响因素较多，最终都没有达到理想的效果。本文主要根据胜利油田各外排口不同性质的采油废水，结合国内外的一些经验和当地的自然环境特征，研究氧化塘方法处理胜利油田现河高含盐采油废水，从COD的降解规律获得宏观动力学模型。 首先，对胜利油田现河采油废水水质进行了分析，胜利油田现河采油废水水质的主要特点是高温、高含盐、含油和水质波动大。 其次，通过353L规模实验模拟现河氧化塘，确定COD的降解规律和影响COD降解速率的主要因素。发现现河模拟氧化塘内COD降解的过程符合零级动力学规律，其去除效果主要受到废水的温度、pH和氧转移的影响，温度在18℃-35℃范围内，其动力学参数为：反应级数n=0：pH=8.5时，温度系数θ=1.051，K20.0=0.221mg．L-1.h-1；pH=9.0时，θ=1.049，K20.0：0.196 mg.L-1.h-1；COD降解动力学方程式C=Co-Kt；温度与pH共同影响作用方程式K=7.508pH-4.345.T1.963。表明pH对废水COD降解速率的影响大于温度对其的影响，而溶解氧的供给不足成为COD降解的制约因素。 最后，通过大气复氧和曝气氧转移实验确定溶解氧的供给对COD降解的重要作用。现河模拟氧化塘氧的主要来源为大气复氧，总转移系数KL维持在10-6m／s，塘内溶解氧≤0.2mg／L，属于兼性氧化塘。曝气氧化塘氧的主要来源是曝气装置的曝气，而曝气过程中氧的总转移系数KL维持在10-4m／s。兼性塘内COD降解所需的氧量大于大气复氧提供的氧量，其比值在0.35-0.85之间变化。兼性塘内COD的扩散系数大于自然复氧中溶解氧的扩散系数，其中COD的扩散系数为1.17*10一5澎/s，而氧的扩散系数在10一gmz/s左右，现河氧化塘内废水的氧转移系数比Q二0.70。所以在现河兼性塘内增加一定数量的曝气装置或者改善塘的结构，维持氧化塘内溶解氧在Zm叭以上时，可显著提高塘的处理能力。 本研究发现氧化塘法处理胜利油田现河采油废水，COD降解为零级动力学规律，控制cOD降解的主要因素为氧转移，并且pH对cOD降解速率的影响大于温度对其的影响。这一结论为建立高含盐水氧化塘模型提供了依据，同时为经济合理的设计运行塘系统提供了指导，具有理论意义和实践的指导作用，为国内外宏观动力学在氧化塘处理高含盐采油废水方面作了重要的补充。关键词:氧化塘高含盐采油废水宏观动力学氧转移

全文目录


1．前言  8-17
  1．1 氧化塘的概述  8-11
  1．2 国内外对氧化塘处理废水的研究概况  11-13
  1．3 采油废水处理概况  13-15
  1．4 研究的意义  15-17
    1．4．1 研究的目的与意义  15-16
    1．4．2 研究的内容  16-17
2．氧化塘反应动力学的模型  17-21
  2．1 Eckenfelder模式  17-19
  2．2 Grau模式  19
  2．3 McKinney模式  19
  2．4 Monod方程  19-20
  2．5 化学动力学方程  20-21
3．实验材料与方法  21-26
  3．1 氧化塘的自然情况  21
    3．1．1 氧化塘的自然条件  21
    3．1．2 氧化塘平面布置图  21
  3．2 废水的制备  21-22
  3．3 实验方法  22-23
    3．3．1 实验操作方法  22-23
    3．3．2 实验分析方法  23
  3．4 实验设备  23-26
    3．4．1 模拟静态氧化塘实验设备  23-24
    3．4．2 溶解氧扩散实验设备  24
    3．4．3 氧转移系数测定实验设备  24-25
    3．4．4 COD扩散实验设备  25-26
4．结果分析与讨论  26-72
  4．1 现河模拟氧化塘COD降解动力学参数的确定  26-44
    4．1．1 难生化降解系数的确定  26-29
    4．1．2 现河1~#模拟氧化塘动力学参数的确定  29-32
    4．1．3 现河2~#模拟氧化塘动力学参数的确定  32-33
    4．1．4 现河3~#模拟氧化塘动力学参数的确定  33-36
    4．1．5 现河4~#模拟稳定塘动力学参数的确定  36-37
    4．1．6 现河5~#模拟氧化塘动力学参数的确定  37-39
    4．1．7 现河6~#模拟氧化塘动力学参数的确定  39-41
    4．1．8 现河7~#曝气模拟氧化塘动力学参数的确定  41-44
  4．2 影响因素分析  44-50
    4．2．1 温度的影响分析  44-46
    4．2．2 pH的的影响分析  46-48
    4．2．3 浮游生物的影响分析  48-49
    4．2．4 溶解氧的影响分析  49-50
  4．3 溶解氧动力学分析  50-72
    4．3．1 溶解氧分子扩散的原理  50-53
    4．3．2 溶解氧扩散与转移的研究概况  53-55
    4．3．3 大气复氧的实验结果及讨论  55-65
    4．3．4 曝气氧转移实验结果及讨论  65-69
    4．3．5 大气复氧与曝气氧转移的比较分析  69-70
    4．3．6 COD稳态扩散实验结果讨论  70-72
5．结论与建议  72-74
  5．1 结论  72
  5．2 建议  72-74
参考文献  74-77
附录  77-81
声明  81-82
致谢  82

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废水的处理与利用
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