超臨界水氧化處理含油污泥研究.pdf

1、國內(nèi)圖書分類號：X705學校代碼：10213國際圖書分類號：628.4密級：公開工學博士學位論文工學博士學位論文超臨界水氧化處理含油污泥研究博士研究生：崔寶臣導師：崔福義教授申請學位：工學博士學科：市政工程所在單位：市政環(huán)境工程學院答辯日期：2009年6月授予學位單位：哈爾濱工業(yè)大學摘要I摘要含油污泥處理一直是困擾油田企業(yè)而急需解決的問題之一，也是世界性難題，傳統(tǒng)的含油污泥處理技術面臨諸多問題，研究開發(fā)新型含油污泥無害化處理新技術、新方

2、法成為廣泛關注的課題。超臨界水氧化能夠將有毒難降解有機物迅速、徹底地分解成H2O和CO2等無機小分子，是一種新興的有機廢水廢物處理技術。論文以H2O2為氧化劑，采用間歇釜式實驗裝置，創(chuàng)新性地進行了含油污泥的超臨界水氧化、催化超臨界水氧化和超臨界水共氧化實驗研究，旨在為含油污泥無害化處理開辟一條新的可循之路。論文首次研究了超臨界水氧化含油污泥的效能，考察了超臨界水氧化含油污泥過程中的各種影響因素，并對氧化后尾氣、液相產(chǎn)物和固體殘渣組成進行

3、了分析，研究發(fā)現(xiàn)，隨著反應時間和反應溫度的增加，水中含油去除率、TOC轉化率、COD去除率和CO2收率均提高；CH3COOH和CO為超臨界水氧化含油污泥的中間產(chǎn)物，CO2為氧化的最終產(chǎn)物；CH3COOH的收率隨反應溫度提高而降低，CO收率隨反應溫度提高而增加；壓力對COD去除率的影響較??；過氧化氫不預熱直接加入時的氧化效率高，過氧量在217%以上對COD去除率幾乎沒有影響；COD去除率隨著初始COD增加而提高；pH為10時COD去除率最

4、高。含油污泥經(jīng)過超臨界水氧化處理后，流出液的可生化降解性明顯提高。在450℃下氧化反應10min后，出水清澈透明，COD去除率達到92%。反應后尾氣除含有2.64%的CO外沒產(chǎn)生其他有害氣體成分。處理之后的剩余固體殘渣中有機質含量約為0.97wt%，殘渣中重金屬含量遠低于《農(nóng)用污泥污染物控制標準》中規(guī)定的含量限值以及《土壤環(huán)境質量標準》的三級指標。論文對超臨界水氧化含油污泥反應路徑及反應動力學進行了比較系統(tǒng)地研究。以冪指數(shù)方程描述了超臨

5、界水氧化含油污泥反應動力學規(guī)律，結果表明，氧化劑H2O2和COD的反應級數(shù)分別為0和1.405，反應活化能和指前因子分別為213.131.33kJmol和8.991014(molL–1)0.405s1。超臨界水氧化含油污泥的反應路徑為：含油污泥首先分解成帶有共軛雙鍵的不飽和醛和酮以及羧酸，然后經(jīng)過系列反應生成中間控制產(chǎn)物CH3COOH和CO，最終產(chǎn)物為CO2和H2O。建立了包括含油污泥、CO、CH3COOH和CO2在內(nèi)的四集總反應網(wǎng)絡動