收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

超临界水氧化处理含油污泥研究

崔宝臣  
【摘要】:含油污泥处理一直是困扰油田企业而急需解决的问题之一,也是世界性难题,传统的含油污泥处理技术面临诸多问题,研究开发新型含油污泥无害化处理新技术、新方法成为广泛关注的课题。超临界水氧化能够将有毒难降解有机物迅速、彻底地分解成H2O和CO2等无机小分子,是一种新兴的有机废水废物处理技术。论文以H2O2为氧化剂,采用间歇釜式实验装置,创新性地进行了含油污泥的超临界水氧化、催化超临界水氧化和超临界水共氧化实验研究,旨在为含油污泥无害化处理开辟一条新的可循之路。 论文首次研究了超临界水氧化含油污泥的效能,考察了超临界水氧化含油污泥过程中的各种影响因素,并对氧化后尾气、液相产物和固体残渣组成进行了分析,研究发现,随着反应时间和反应温度的增加,水中含油去除率、TOC转化率、COD去除率和CO2收率均提高;CH3COOH和CO为超临界水氧化含油污泥的中间产物,CO2为氧化的最终产物;CH3COOH的收率随反应温度提高而降低,CO收率随反应温度提高而增加;压力对COD去除率的影响较小;过氧化氢不预热直接加入时的氧化效率高,过氧量在217%以上对COD去除率几乎没有影响;COD去除率随着初始COD增加而提高;pH为10时COD去除率最高。含油污泥经过超临界水氧化处理后,流出液的可生化降解性明显提高。在450℃下氧化反应10min后,出水清澈透明,COD去除率达到92%。反应后尾气除含有2.64%的CO外没产生其他有害气体成分。处理之后的剩余固体残渣中有机质含量约为0.97wt%,残渣中重金属含量远低于《农用污泥污染物控制标准》中规定的含量限值以及《土壤环境质量标准》的三级指标。 论文对超临界水氧化含油污泥反应路径及反应动力学进行了比较系统地研究。以幂指数方程描述了超临界水氧化含油污泥反应动力学规律,结果表明,氧化剂H2O2和COD的反应级数分别为0和1.405,反应活化能和指前因子分别为213.13±1.33 kJ/mol和8.99×1014 (mol·L–1) -0.405·s-1。超临界水氧化含油污泥的反应路径为:含油污泥首先分解成带有共轭双键的不饱和醛和酮以及羧酸,然后经过系列反应生成中间控制产物CH3COOH和CO,最终产物为CO2和H2O。建立了包括含油污泥、CO、CH3COOH和CO2在内的四集总反应网络动力学模型,回归估算了集总反应网络模型中的6个反应速率常数和活化能。四集总反应网络动力学模型能较好地描述超临界水氧化含油污泥的反应规律。 论文研究发现碱、过渡金属离子和过渡金属氧化物三类催化剂对超临界水氧化含油污泥具有催化作用。结果表明,添加Na2CO3和NaHCO3均有利于含油污泥COD的去除,添加NaHCO3比Na2CO3更有优势;添加NaHCO3的最佳浓度为100mg/L。低温下NaHCO3催化活性比在高温下好,在高温下添加NaHCO3起到抑制作用。添加NaHCO3降低了中间产物CO收率和醋酸收率,并有利于控制反应体系的pH值。研究发现金属离子催化剂对超临界水氧化含油污泥具有较好的催化活性。各种金属盐催化剂的催化活性由高到低的顺序为:MnSO4Mn(NO3)2 CuSO4 Cu(NO3)2 Fe2(SO4)3 CoSO4 Fe(NO3)3 Ni(NO3)2 NiSO4。在金属离子Mn2+和Cu2+催化下,随着反应时间的增加COD去除率提高。当Mn2+和Cu2+浓度高于50mg/L时,增加金属离子浓度对催化活性的提高作用不明显。体相V2O5、MnO2、TiO2、CuO、ZrO2和ZnO的催化活性不如负载型的MnO2/γ-Al2O3和CuO/γ-Al2O3的催化活性高。催化剂CuO-MnO2/γ-Al2O3的催化活性较好,CuO和MnO2之间存在协同作用,最佳Cu:Mn原子比为1:10。对于CuO-MnO2/γ-Al2O3和MnO2/γ-Al2O3催化剂,COD去除率最高分别达到99.2%和99.1%。体系pH对催化活性具有一定影响。使用过的催化剂活性下降明显。 论文创新性地提出采用超临界水共氧化技术处理含油污泥,考察了添加简单易氧化化合物对超临界水氧化含油污泥的促进作用,研究发现,添加甲醛对含油污泥的转化具有明显的促进作用,在最佳反应条件下,COD去除率可达99.0%。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 刘光全,王蓉莎,肖遥;含油污泥处理技术研究[J];石油化工环境保护;1999年03期
2 巨登峰,林金浩,谭哲峰,游靖;HB—Ⅱ型含油污泥深部调剖剂的研究与应用[J];钻采工艺;2000年02期
3 黄戊生,常文兴;从含油污泥中回收原油[J];环境保护科学;2001年02期
4 赵东风,路帅;含油污泥焦化处理反应条件的优化[J];石油大学学报(自然科学版);2002年04期
5 赵虎仁,苏燕京,叶艳,马文臣,刘光全;石油炼厂含油污泥无害化处理初步研究[J];石油与天然气化工;2003年06期
6 宫健,周振文,路建安,陈学汉,孙文升;生物降解含油污泥技术介绍[J];山东环境;2000年S1期
7 黄松芝,刘真凯,赖晓雪;孤东油田含油污泥现状及处理技术[J];油气田环境保护;2002年01期
8 胡雪滨,邓卫东,肖文;含油污泥调剖剂的研制与应用[J];油田化学;2004年03期
9 尚朝辉,隋清国,冷强,张茂森,侯利,张连社,陈干群;含油污泥调剖技术研究与应用[J];江汉石油学院学报;2002年03期
10 卢广平,陈宝智,王敬;絮凝剂对含油污泥过滤性能的影响[J];环境保护科学;2005年03期
11 田青;李胜;刘涛;孟辉;;含油污泥干燥处理技术[J];山东化工;2009年10期
12 ;含油污泥可加工成橡胶填料[J];橡胶工业;2006年11期
13 王凉;;含油污泥“除害变宝”良方诞生[J];石油石化物资采购;2008年11期
14 韩德奇,张忠和,洪国忠,李萍;含油污泥油回收新技术及建筑防水油膏的研制[J];江苏化工;1999年05期
15 李凡修,肖遥;含油污泥混凝处理试验研究[J];石油与天然气化工;2000年04期
16 王文博;袁睿;;含油污泥固化技术[J];知识经济;2011年06期
17 王嘉麟,吴芳云,吕荣湖;从含油污泥中回收油技术的研究[J];油气田环境保护;1996年03期
18 王洪君,张忠智,李庆忠;堆肥法处理含油污泥研究进展[J];环境污染治理技术与设备;2002年04期
19 刘长星,付蕾,井涛;卧螺离心机含油污泥脱水试验研究[J];过滤与分离;2004年02期
20 刘喜辉;热连轧含油污泥离心处理方法的研究[J];冶金动力;1997年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 许学忠;郝保田;武山;裴明敬;;化学起爆的动力学过程研究[A];第十届全国激波与激波管学术讨论会论文集[C];2002年
2 黄道;张璇;陈忠明;赵岳;申晓莉;;凝集态水对psVOCs氧化的影响—水相异戊二烯和OH自由基反应动力学与机理研究[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
3 周柏杰;申明霞;王庆军;陈庆民;;胺催化聚硫-丙烯酸酯“点击”反应的动力学研究[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2009年
4 孙甜甜;厉刚;;N,N-双-(β-叠氮乙基)甲胺盐酸盐合成反应动力学[A];中国化学会第28届学术年会第5分会场摘要集[C];2012年
5 徐舒涛;张维萍;刘宪春;韩秀文;包信和;;甲醇在CHA纳米笼吸附和反应动力学的原位固体核磁共振研究[A];第十五届全国分子筛学术大会论文集[C];2009年
6 吴达;顾文博;谢雯燕;;氮气稀释收集测定卷烟主流烟气氮氧化物[A];上海烟草系统2003年度优秀学术论文集[C];2003年
7 杨金凤;杨锋;辛浩波;;偕胺肟基螯合纤维制备的反应动力学研究[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
8 龙勉;黄俊;陈娟;Cheng Zhu;;选择素/配体相互作用的二维反应动力学[A];第九次全国生物物理大会学术会议论文摘要集[C];2002年
9 唐忠;陶庭树;冯仰渝;;芳烃催化加氢反应动力学的研究[A];苏、冀、皖、赣、鄂石油学会第22届学术年会论文集[C];2004年
10 李俊英;柴淑玲;李天铎;;环氧型有机硅季铵盐的合成及性能研究[A];中国化学会第27届学术年会第05分会场摘要集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 崔宝臣;超临界水氧化处理含油污泥研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
2 周陵生;异密度循环流化床焚烧含油污泥炉内整体模型[D];上海交通大学;2009年
3 于锋;氧负离子(O~-)与若干有机小分子的反应动力学研究[D];中国科学技术大学;2010年
4 石铭亮;复杂反应系统分子尺度反应动力学研究[D];华东理工大学;2011年
5 陈守燕;超临界水氧化水膜反应器热动力特性研究[D];山东大学;2011年
6 吴晓宇;近临界介质中生物质降解反应动力学[D];浙江大学;2011年
7 陈赟;过氧化氢法制备环境友好氧化剂二氧化氯工艺及反应动力学研究[D];华南理工大学;2003年
8 李广赞;粘性体系混合质量表征新方法与应用[D];浙江大学;2009年
9 王代长;酸化土壤中养分离子的淋失机理及金属离子的反应动力学[D];华中农业大学;2003年
10 周志有;原位快速时间分辨显微FTIRS的建立及其对Pt微电极表面动态过程的研究[D];厦门大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孟兆龙;超临界水氧化处理DDNP废水研究[D];中北大学;2008年
2 李明;热水洗涤法处理含油污泥研究[D];大庆石油学院;2010年
3 霍维晶;超临界水氧化含油污泥技术研究[D];大庆石油学院;2008年
4 王绪根;3,4-二氯苯基异氰酸酯连续化生产工艺研发[D];青岛科技大学;2005年
5 葛辉明;烟气脱硫碳纤维毡催化剂的研究[D];四川大学;2005年
6 王晓倩;Cu(III)配离子氧化胺类、羟基酸的反应动力学[D];河北大学;2010年
7 徐顶旺;连续反应精馏合成丁酸乙酯的工艺开发[D];青岛科技大学;2005年
8 冯志宏;低温等离子体净化汽车尾气中NO_x的反应动力学研究[D];江苏大学;2005年
9 林璐璐;裂解碳五常微量分析及双烯/顺酐反应动力学[D];南京工业大学;2005年
10 王嵘;复合式膜曝气生物反应器(CMABR)处理生活污水的研究[D];南昌大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 陈薇;治理含油污泥九万吨[N];中国环境报;2010年
2 记者 宋鹏 通讯员 李慧敏 王蕾;新疆油田含油污泥及废液池综合治理开始规模实施[N];中国石油报;2009年
3 姜瑛;从含油污泥里“淘宝”[N];中国环境报;2010年
4 张明海;李明亮;刘新生;找到含油污泥综合利用法[N];中国矿业报;2002年
5 记者 杜中闻;中国石油含油污泥得到有效治理[N];中国石油报;2008年
6 黄云峰 倪明镜;我国含油污泥处理技术获新突破[N];中国石化报;2004年
7 特约记者 焦念友;含油污泥可望生物处理[N];中国化工报;2009年
8 王明堂;河南油田含油污泥有新价值[N];中国化工报;2009年
9 特约记者 郑伟;首套油泥无害化处理装置投用[N];中国化工报;2010年
10 记者 刘枫;新疆油田自主研发新技术“吃”掉油泥[N];新疆日报(汉);2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978