高COD含油废水的处理研究.pdf

高 COD 含油废水的处理研究贾舒捷（山西晋环科源环境资源科技有限公司，山西太原030027）摘要：为解决传统催化氧化反应对含油废水中 COD 处理时产生铁淤泥对环境造成二次污染的问题，通过试验的方式对以中性反应条件为基础的类催化氧化处理方案的最佳试验条件进行对比，重点对反应温度、反应流速、催化剂种类以及反应器形式对含油废水中 COD 的降解效果进行对比，对高效、低成本处理高 COD 的含油废水具有实际指导意义。关键词：含油废水；COD；管式反应器；釜式反应器；活性炭中图分类号：X741文献标识码：A文章编号：1004-7050（2023）09-0221-020引言油品在国民经济中应用越来越广泛，石油、冶金加工业以及纺织业等行业中对油品处理不当直接排放至环境中容易造成水污染1-2。废水中的主要油类物质包括有植物油脂、皂类、脂肪酸等。传统处理高COD 含油废水主要以均相氧化法为主，此种方法虽然处理效果较为理想，但是要求反应条件为酸性，导致处理后有铁淤泥产生，从而造成对环境的二次污染3。因此，本文提出一种类氧化法，在中性条件下对高COD 含油废水进行处理。具体阐述如下。1试验方案本文将采用试验类比方式最终得出适用于类氧化法处理高 COD 含油废水的最佳工艺条件。本试验所采用的水样包括有以乳化煤油为主的所配制的模拟含油废水、炼钢厂的浮出水和二沉淀池出水三种。本次试验所采用的催化剂包括有天然黄铁矿、天然磁铁矿、三氧化二铁以及自制负载型催化剂。其中，自制负载型催化剂的主要物质为石英砂，基于体积浸渍法得出。本次试验对含油废水处理所采用的关键器件为管式反应器，其结构如图 1 所示。由图 1 可知，管式反应器包括有混合器、反应器和气液分离器三种。除了管式反应器外，根据试验安排配套如表 1 所示的试验仪器。双氧水会影响高 COD 含油废水的处理效果。因此，为了消除双氧水对 COD 的测量结果，在实际试验过程中根据废水中 COD 值计算双氧水的添加量，并对注射泵的流量和蠕动泵的转速进行控制；同时，在反应中添加一定量的二氧化锰。2含油废水管式反应器反应条件优化反应流速和反应温度是影响高 COD 含油废水处理效果的关键因素，其直接影响双氧水的氧化反应效率。本节对上述两项反应条件进行优化，设定含油废水中 COD 为 1 000 mg/L，按照 11 的体积比添加双氧水。设定反应温度为 200，反应流速分别为 5、10、50、100、150、200 mL/h。对上述不同流速下双氧水对含油废水的降解效果进行对比，对比结果如图 2 所示。由图 2 可知，随着反应流速的增加，对含油废水中 COD 的降解效果减弱。其中，当反应流速为 5 mL/h收稿日期：2022-11-11作者简介：贾舒捷，女，1991 年出生，毕业于山西财经大学，本科，中级工程师，从事环保咨询工作。总第 214 期2023 年第 9 期山西化工Shanxi Chemical IndustryTotal 214No.9，2023DOI:10.16525/14-1109/tq.2023.09.088图 1管式反应器工作示意图混合器注射泵蠕动泵反应炉psv-11CWRCWS深冷器气液分离器HV-14BV-12CK-11柱塞泵表 1高 COD 含油废水处理试验仪器试验仪器名称试验仪器型号紫外可见分光光度计UV-5100HCOD 智能消解仪6B-12高温恒温箱DZF-6050恒温磁力搅拌器85-2 型分析天平CP214数控超声波清洗器KQ5200DE循环水式真空泵SHB-图 2反应流速对含油废水 COD 的降解效果100150200050流速/（mL/h）90807060504030环境治理山西化工第 43 卷时对应 COD 的降解效率高达 85.98%；当反应流速为50 mL/h 时对应 COD 的降解效率为 70%；当反应流速增加到 200 mL/h 时 对应 COD 降解效 率减小至45.97%。导致上述现象的主要原因为：当反应流速过快时，反应液与高 COD 含油废水的接触时间较短，导致反应不充分4。设定反应流速为 50 mL/h，对反应温度分别为160、180、200、210、220、230 六种情况下对含油废水中 COD 的降解效果进行对比。试验结果如图 3 所示。由图 3 可知，随着反应温度的升高对含油废水中COD 的降解效果增大；区别在于，当反应温度大于200 时，随着反应温度的增加对含油废水中 COD的降解效果增大速度减慢。考虑到反应温度增大会对设备的性能要求提高，综合节能和 COD 降解效率两项因素，确定反应温度为 200。3催化剂对 COD 降解效率的影响基础试验条件：设定反应温度为 200、反应流速为 50 mL/h，所添加双氧水为 11 的体积比；分别对催化剂为黄铁矿、磁铁矿、三氧化二铁、自制负载型催化剂和活性炭等五种催化剂对含油废水中 COD 的降解效果进行试验，而且五种催化剂对应的质量均为 0.2 g，试验结果如 4 所示。由图 4 可知，在相同的反应温度和反应流速的条件下，以活性炭、黄铁矿对应含油废水中 COD 的降解效果最好。其中，当催化剂为活性炭时，对含油废水中COD 的降解效率高达 83.01%；当催化剂为黄铁矿时，对含油废水中 COD 的降解效率高达 81.31%；其余催化剂对应 COD 的降解效率均效率 70%。因此，对于类氧化法处理含油废水中的 COD 成分时，采用活性碳催化剂为最佳，对应地可将双氧水产生羟基自由基5，该成分具有较强的氧化能力，可提高对 COD 的降解效果。4反应器形式对 COD 降解效果的影响上述主要针对管式反应器对含油废水中 COD 的降解效果进行研究。实际上，除了采用管式反应器外还可采用釜式反应器对含油废水中的 COD 进行降解。通过对比两种反应器对含油废水中 COD 的降解效果得出如下试验结论：1）当反应温度为 200，反应流速为 50 mL/h时，反应时间为 1 h，在上述反应条件下，采用管式反应器对含油废水中 COD 的降解效率为 69.03%，而采用釜式反应器对应含油废水中 COD 的降解效率为62.40%。2）当采用黄铁矿作为反应的催化剂时，管式反应器对含油废水中 COD 的降解率为 81.31%，而釜式反应器对含油废水中 COD 的降解率为 80.33%。综上所述，在相同反应条件并采用相同催化剂的基础上，管式反应器相比釜式反应器可以对含油废水中的 COD 进行高效降解。5结语含油废水的直接排放会影响地下水的水质，从而影响人们正常的生产生活。传统所采用的催化氧化反应对含油废水中 COD 的成分进行降解，要求反应在酸性条件下进行，虽然其具有较好的处理效果，但是反应会产生铁淤泥从而对环境造成二次污染。本文以管式反应器和釜式反应器对比研究了类氧化催化反应法对含油废水中COD 的降解效果，并得出如下结论：1）类氧化催化法其可在中性条件下进行，即不会产生铁淤泥对环境造成二次污染。2）以管式反应器为例，当含油废水中 COD 为1 000 mg/L 时，对应的最佳反应条件为：反应温度为200，反应流速为 50 mL/h，催化剂为活性炭。3）在相同反应条件并采用相同催化剂的基础上，管式反应器相比釜式反应器可以对含油废水中的COD 进行高效降解。参考文献1陈进富，刘如意，赵立军，等.基于 COD 构成的油田含油污水升级达标处理技术探讨J.工业水处理，2013，33（2）：70-72.2杜晓文，王占生，满春志，等.SMBR 处理含油废水出水 COD 数学模型J.环境工程学报，2012，6（8）：2624-2628.3孙玉红，吕文洲，高静，等.不同 pH 条件下酵母菌处理高含油废图 3反应温度对含油废水 COD 降解效果的影响160180200220反应温度/8070605040图 4不同催化剂对含油废水 COD 的降解率影响1009080706050403020100黄铁矿磁铁矿三氧化二铁自制催化剂活性炭催化剂种类（下转第 229 页）222窑窑2023 年第 9 期水的研究J.环境工程学报，2006（9）：94-98.4王瑞，杨福兴，曲广淼.颗粒污泥处理高负荷有机含油废水的形成过程及特性探究J.水处理技术，2021，47（3）：84-88.5堦刘国强，沈竞为，高从.筛选高效原油降解菌处理含油废水研究J.水处理技术，2008，34（10）：26-29.Research on the Treatment of High COD Oily WastewaterJia Shujie（Shanxi Jinhuan Keyuan Environmental Resources Technology Co.,Ltd.,Taiyuan Shanxi 030027,China）Abstract:In order to solve the problem of secondary pollution caused by iron sludge generated during the treatment of COD in oilywastewater by traditional catalytic oxidation reactions,the optimal experimental conditions of similar catalytic oxidation treatment schemesbased on neutral reaction conditions were compared through experiments,with a focus on comparing the degradation effect of COD in oilywastewater by reaction temperature,reaction flow rate,catalyst type,and reactor form.It has practical guiding significance for the efficientand low-cost treatment of high COD oily wastewater.Key words:oily wastewater;COD;tubular reactor;tank reactor;activated carbon（上接第 222 页）经研究发现，在非常规工况条件下，当生活区污水处理站的调节池泄漏，10 年后，在碎屑岩类裂缝含水层中，排出的污水最大迁移距离为 1 290 m；同样，在非常规工况条件下，若高新区污水处理站的调节池发生渗漏，10 年后，沿碎屑岩类裂缝含水层的地下水流动，最大运移距离为 951 m；在 地下水质量标准的监测范围内，NH3-N、氟化物的浓度均符合国家级标准。因此，本项目的主要影响范围为 1 290 m 的范围内，在污水处理厂的调节池下游 1 290 m 以内，没有发现有饮用水井，所以不会对周边的水源产生污染。随着时间的推移，污染物质将逐步进入山谷，进而向下游扩散，对下游地区的水体环境产生不利的影响。因此，该区域内的企业在生产中要做好防渗工作，避免对厂址周边的地下水造成污染，确保水源和居民的生活安全。同时，在现场下游附近要建立一口监测井，对其进行定期监测，一旦发现超标，立即采取相应的处理措施。本次监测区域运行期间的生活污水产生量为236.322 m3/d，其中辅助区的生活污水为 44.13 m3/d，主要工业用地为 192.12 m3/d。高新区目前污水处理厂总处理量为 480 m3/d，采用“缺氧+MBR 生物化学+杀菌”的处理技术，对氨氮、大肠菌群等浓度的处理效果明显，且处理后的废水达到了国家规定的 pH 值要求，符合城市杂用水的水质标准。4结语水资源在国家资源中占有举足轻重的地位，加强环境保护，保障用水安全，维护人民身心健康，是一项十分必要的工作。水质监测是实现经济和环境协调发展的关键。本文在阐明了水环境监测的重要性和联系之后，就具体地区开展了水质监测的应用效果讨论，并从污染源的角度来确定监测对象，根据监测的结果提出了相应的监控措施，从而保证了区域水环境和居民的日常用水安全，并为有关部门提出了具体的实施方案。参考文献1张鑫，宋伟林，梁泉.水质监测在环境工程中的意义及监测的相关环节分析J.化工管理，2021（10）：45-46.2张帆.简述水质监测在环境工程中的意义及监测技术J.皮革制作与环保科技，2022（7）：87-89.3弓永强.浅析水质监测在环境工程中的意义及监测的相关环节分析J.山西化工，2022（2）：345-346.The Significance of Water Quality Monitoring in Environmental Engineering and Analysis ofRelated Monitoring LinksZhou Zhiqin（Weifang Ecological Environment Bureau Binhai Branch,Weifang Shandong 262737,China）Abstract:The main purpose of water quality monitoring in environmental engineering is to predict future water quality development trendsand respond quickly to water resource pollution events through real-time and efficient monitoring of water quality.This article combines theenvironmental construction project of a high-tech industrial park in Shanxi Province,monitors and evaluates the water quality of the parksenvironmental engineering based on the overall planning of the park,as well as the requirements for ecological pollution prevention andenvironmental management in the region.Based on the monitoring results,corresponding optimization and control measures are proposed,providing scientific reference for the comprehensive planning and environmental engineering construction of the park.Key words:water quality monitoring;environmental engineering;monitoring process;impact assessment周志芹：水质监测在环境工程中的意义及监测的相关环节分析229窑窑