三维电极-电芬顿耦合法处理石油采出水的试验研究

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1、三维电极-电芬顿耦合法处理石油采出水的试验研究ResearchontheTreatmentofOilproducedwaterbyThreeDimensionalelectrode-electricFentonCouplingMethod研究生：刘济嘉指导教师：李亚峰教授学科专业：市政工程二〇一五年十二月论文编号：课题来源：辽宁省高等学校杰出青年学者成长计划(LJQ2011057)分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文三维电极-电芬顿耦合法处理石油采出水的试验研究作者姓名：刘济嘉入学

2、年份：2013年9月指导教师：李亚峰教授学科专业：市政工程申请学位：工学硕士所在单位：市政与环境工程学院论文提交日期：2015.12.25论文答辩日期：2015.12.22学位授予日期：2016.01.05答辩委员会主席：赵玉华答辩委员会组成：赵玉华胡筱敏刘强张立成李军论文评阅人：胡筱敏蒋白懿声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下独立完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我共同工作过的同志对本研究

3、所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解沈阳建筑大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳建筑大学（或其授权机构）可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库并通过网络提供检索、浏览。（如作者和导师同意论文交流，请在下方签名；否则视为不同意。）作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：不限□半年□一年□一年半□两年□√作者签名：导

4、师签名：日期：2015年12月日期2015年12月硕士研究生学位论文摘要I摘要三维电极-电芬顿耦合法由于其操作简单、处理高浓度工业废水有显著效果而在近几年被广泛研究与应用，特别对难降解有机废水的处理。本课题采用三维电极-电芬顿耦合法降解高浓度难生化的石油采出水，进行了三维电极-电芬顿耦合法处理石油采出水的性能研究和效果研究，为三维电极-电芬顿耦合法处理难降解有机废水提供技术依据。本研究的试验装置为自制的三维电极-电芬顿反应器，处理对象为模拟石油采出水，主要研究内容包括：①三维电极-电芬顿耦合法处理石油采

5、出水电极材料的选择；②三维电极-电芬顿耦合法降解石油采出水的机理研究；③三维电极电芬顿耦合法处理石油采出水单因素影响及正交试验研究；④连续性实验处理石油采出水的实验研究。以铁棒、碳棒作为阳极材料进行对比研究，可知铁棒阳极可以补充反应器中芬顿反应消耗的Fe2+，处理效果好，且化学性质稳定，适合做阳极材料；以活性炭、泡沫镍、纳米铁粒子电极对比研究可知，3mm柱状的活性炭与纳米铁混合粒子电极对石油采出水处理效果最好，当混合比例为2:1时，对COD的去除率最大为80.37%，对油脂的去除率最大为86.29%。试

6、验探讨了水杨酸初始浓度、pH值、电解质投加浓度、极板间距、曝气量等影响因素对三维电极-电芬顿反应器中原位生产Fe2+、H2O2、·OH浓度的影响，确定最佳反应条件为初始水杨酸浓度为400μmol/L，曝气量为0.8L/min，pH值为4，电解质投加浓度为5g/L，极板间距为9cm。在时反应器中Fe2+浓度最高可达19.72mg/L，H2O2浓度最高可达14.37mg/L，·OH浓度最高可达8.76μmol/L。通过单因素试验，探讨了反应时间、进水含油量、pH值、电解电压、电解质投加浓度、极板间距、曝气量

7、等参数对降解石油采出水的影响，假设各因素互不影响的情况下初步确定反应的最佳运行参数，再设计正交试验得到最佳运行参数为进水含油量为100mg/L，反应时间120min，pH值为4，电解电压为12V，电解质投加浓度为5g/L，极板间距为4cm，曝气量为0.8L/min。在此时油脂去除率最高可达91.17%，COD去除率最高可达85.67%。通过1stopt软件对反应器处理过程模拟得到COD和油脂与各参数之间的数学模型方程为：μ=F（x0.0675.31×10-42.67×10-100.3020.5781,x

8、2,x3,x4,x5）=0.318×f1(x)f2(x)f3(x)f4(x)f5(x)μ=F（x0.3778.53×10-61.44×10-80.05620.4661,x2,x3,x4,x5）=0.0116×f1(x)f2(x)f3(x)f4(x)f5(x)连续性实验降解石油采出水在保证水质的情况下降低耗电量优化运行参数为：曝气量为0.8L/min，pH值为3.5，电解电压为12V，电解质投加浓度为5g/L，极板间距为5cm。此时对COD去