非均相UV/Fenton反应体系处理废水中聚丙烯酰胺的研究

摘要

随着各个油田相继采用聚合物驱以提高原油采收率，含聚污水的数量在逐年增加。含聚丙烯酰胺(PAM)污水是一类比较复杂、特殊的污水，其处理已经成为一个兹待解决的问题。非均相光芬顿体系(UV/Fenton)作为典型的高级氧化工艺，由于其具有光催化效率高、氧化能力强等特点，并且能避免均相芬顿(Fenton)反应产生铁泥沉淀、对体系的pH要求较为严格等缺点，而得到广泛的应用。但是利用该工艺对含聚油田废水的处理还未见报道。
　　首先以粗孔硅胶为载体，采用浸渍法制备了载铁催化剂。对制备工艺条件进行优化，获得制备高催化活性催化剂的最优条件，并对催化剂结构进行了表征，考察了其在非均相UV/Fenton体系中的催化活性。结果表明，活性组分Fe在催化剂表面是以FeOOH和Fe2O3的形式存在的，并且在催化剂表面均匀分布；同时由于FeOOH和Fe2O3的引入，与空白载体相比，催化剂的比表面积略有增大、总孔容和平均孔径均有所减小；将该催化剂用于非均相UV/Fenton体系中处理含聚丙烯酰胺模拟油田废水，矿化度在180min时也可达80％左右，该工艺克服了常规处理方法矿化度不高的缺点。
　　建立适合于自制三相流化床反应器的非均相UV/Fenton体系，用于废水中PAM的处理。对催化剂投加量、氧化剂投加量、光辐射强度等影响处理效果的因素进行研究，得到最优处理条件。对于非均相UV/Fenton系统处理PAM模拟废水，自制的载铁催化剂加入量为0.67g/L、双氧水初始浓度为249.75mg/L、曝气量为0.20m3/h、光辐射强度为4.4×103μw/cm2(8w紫外灯)时可取得良好的处理效果。同时我们了解到光辐射强度对去除效果影响较大，随着光强的增大，去除效果有明显的提高，当光辐射强度达到17.6×103μw/cm2(32w紫外灯)时，反应进行到60min时，PAM去除率即可达到100%。
　　对影响非均相UV/Fenton催化氧化体系因素进行了动力学分析，得出非均相UV/Fenton体系降解PAM的光化学氧化表观速率常数与双氧水投加量、光辐射强度成正比，并且随[H2O2]0/[PAM]0增大而呈线性规律上升。

目录

非均相UV/Fenton 反应体系处理废水中聚丙烯酰胺的研究

Degradation of Polyacrylamide in Wastewaterby Heterogeneous Photo-Fenton Reaction

摘 要

Abstract

第1章 绪论

1.1 油田含聚丙烯酰胺污水状况和处理技术研究

1.2 Fenton 技术及其应用

1.3 课题的提出与研究内容

第2章 实验装置及分析方法

2.1 非均相UV/Fenton 反应系统的建立

2.2 实验材料与仪器设备

2.3 催化剂的制备

2.4 分析测试方法

第3 章 催化剂制备及条件优化

3.1 非均相Fenton 催化剂的制备工艺

3.2 影响催化剂性能的主要因素

3.3 催化剂的表征

3.4 本章小结

第4 章 非均相UV/Fenton 系统处理PAM 研究

4.1 不同反应体系对PAM 的去除

4.2 PAM 降解规律

4.3 非均相UV/Fenton 体系对PAM 降解影响因素的研究

4.4 本章小结

结论

参考文献

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致谢