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[硕士论文] 张基因
农业工程;农业机械化工程 东北农业大学 2018(学位年度)
摘要:为解决秸秆类生物质水相催化解聚制备生物燃油[1-5]生产过程中的废水问题,提出了一个最佳利用方案。通过加入秸秆等生物质进行联合厌氧发酵获得沼气和沼肥,可充分利用废水中小分子有机酸和热量,不仅有利于生态和环保,还可降低生物燃油的制备成本。由于废水中高浓度硫酸根对厌氧发酵有抑制作用,而低浓度硫酸根对厌氧发酵有益,故需先一定程度上去除硫酸根[6-8]。结合现有废水除硫技术,本研究深入探讨了用氧化钙法去除生物燃油废水中硫酸根时,钙硫比例与硫酸根去除率的关系;并运用二次正交旋转组合试验设计方法,以温度、搅拌强度、反应时间为控制因素,结合响应曲面优化氧化钙法去除生物燃油废水中硫酸根的工艺参数。通过试验对比分析了生物燃油废水硫酸根离子不同去除程度时,与玉米秸秆联合厌氧发酵的气、液、固三方面指标,得出可与玉米秸秆联合厌氧发酵的硫酸根浓度。又进一步研究了去除硫酸根离子后的生物燃油废水与玉米秸秆以不同TS比例混合,联合厌氧发酵产气的性能。通过试验和分析,可得出以下几点结论:
  (1)氧化钙法去除生物燃油废水中硫酸根再与秸秆进行联合厌氧发酵,最佳钙/硫摩尔比约为1.6。通过单因素试验结果,拟合出了钙/硫摩尔比与硫酸根去除率的数量关系,当钙/硫摩尔比约为1.6,脱硫处理后,废水pH值约为7.04,硫酸根去除率可达极大值95.52%。
  (2)在最佳钙硫配比条件下,优化出的氧化钙法去除硫酸根最佳工艺条件为,温度30~50℃,搅拌强度190~210r/min,时间3h。通过二次正交旋转中心组合试验,确定氧化钙法进行生物燃油脱硫的影响因子显著性依次为搅拌强度、时间、温度。响应曲面结果表明:搅拌强度为180~227.6r/min时,硫酸根去除效率很高,且温度对反应效率影响不大,3h内即达到反应平衡。综合能耗等因素,优化出上述最佳工艺条件,可在较短时间内以较低的能耗成本达到适用厌氧发酵的硫酸根脱除效果。
  (3)不同处理程度的生物燃油废水与玉米秸秆联合厌氧发酵,对厌氧发酵产气性能影响差异较大。当硫酸根浓度高于2.01g/L时,抑制效果较强,无法启动与玉米秸秆联合厌氧发酵;当硫酸根浓度低于1.27g/L时,处理后废水都可以与玉米秸秆联合厌氧发酵产气;且当硫酸根浓度约为0.6g/L,废水还可以促进联合厌氧发酵产气,提升产甲烷率;促进秸秆等底物有机质的降解。
  (4)不同比例玉米秸秆与脱硫处理后废水联合厌氧发酵,产气性能有一定差异。当硫酸根浓度约为0.6g/L时,与玉米秸秆以不同TS比例混合,初始TS浓度为6.44-8.93%时,联合厌氧发酵均可启动并正常运行产气。初始TS越低,秸秆等底物降解率越高,但是在初始TS为7.71%时,联合厌氧产气性能最好,产甲烷率也最大。
  采用优化工艺方案,用氧化钙一定程度上去除生物燃油废水中硫酸根,再与玉米秸秆以一定比例混合,联合厌氧发酵,可促进系统厌氧发酵产气。充分利用了废水的有机质和热量,不仅减少了废水对环境的污染,还降低了生物燃油制备成本。
[硕士论文] 李开环
土木工程;市政工程 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:页岩气属于非常规油气田,为国家战略性新兴产业。根据《重庆市页岩气产业发展规划(2015~2020年)》,2020年重庆市年产量将达到200亿立方米,随之将产生大量固体废物,其中含有重金属、多环芳烃、石油烃等多种污染物质,其成分复杂、污染严重,若处置不当,极易对环境造成污染。因此对页岩气开采固体废物的污染特性和资源化环境风险开展研究是十分必要的。本论文通过资料调查和现场调研页岩气开采工艺,明确了固体废物的产生节点和处理工艺;确定页岩气开采固体废物及处理后残渣的污染特性;通过水槽浸出实验,探索掺入固体废物处理后残渣的免烧砖中污染物的释放过程和释放机制;在此基础上对应用于井场铺垫场景下的免烧进行环境风险评估,确定出免烧砖中污染物质的浓度限值。主要得到以下结论。
  (1)本文选取涪陵地区页岩气开采固体废物作为研究对象,通过资料调查和现场调研确定清水钻井岩屑产生在导管、一开及二开直井阶段;水基钻井岩屑产生在二开斜井阶段;油基钻井岩屑产生在三开水平井阶段。典型单井产生普通钻井岩屑(清水和水基钻井岩屑)和油基钻井岩屑分别约1085.44m3和150m3~220m3。
  (2)分析固体废物处理前重金属、多环芳烃和石油烃的浓度。发现水基钻井岩屑Ba元素明显高于其他重金属;∑PAHs以4环PAHs为主,浓度未达到《危险废物鉴别标准毒性物质含量鉴别》(GB5085.6-2007)中规定浓度。油基钻井岩屑处理前Ba元素明显高于其他重金属,1号处置站重金属浓度明显高于其他处置站;∑PAHs浓度最高的为7号站,以5-6环PAHs为主(74.49%)而188钻井平台、1号和2号站都以4环PAHs为主;石油烃含量范围为112400.96mg/kg~212770.14mg/kg。
  (3)分析固体废物处理后重金属、多环芳烃和石油烃的浓度。发现水基钻井岩屑残渣中Cr、Ni、Cu、Zn、Pb的浓度分别增加了2.2、1.8、1.4、8.0、0.9倍,∑PAHs浓度增加了2.8倍。油基钻井岩屑残渣重金属浓度变化规律不明显,多环芳烃的浓度范围为26.32mg/kg~89.48mg/kg,1号、2号和7号处置站∑PAHs去除率分别为72.49%、95.31%和92.99%,石油烃去除率分别为88.99%、93.89%、93.19%。
  (4)根据现场分析选择制备免烧砖作为资源化利用途径,实验室模拟研究免烧砖应用场景下污染物浸出规律,对免烧砖进行健康风险评估。发现两种免烧砖的重金属有效释放量浓度明显大于累积释放量浓度,且浓度最高的均为Ba。两种免烧砖中Ba累积释放量最大,Cr、Ni、As、Ba均呈低速率释放。掺入水基钻井岩屑的免烧砖在整个浸出过程中Ni、As的释放机理为扩散控制作用,Cr为表面冲刷,Ba为溶解作用,掺入油基钻井岩屑的免烧砖Cr、Ni、As、Ba的释放机理为扩散控制作用。两种免烧砖的苯并(a)芘的最大释放量均大于《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)的规定。
  (5)通过环境风险评估得出免烧砖颗粒摄入、皮肤接触、扬尘吸入、饮用地下水途径的累计致癌风险为可接受水平。苯并(b)荧蒽、苯并(k)荧蒽、苯并(a)芘、苯并(ghi)苝的所有暴露途径的综合致癌风险均为可接受水平。利用免烧砖铺设通井路和铺垫井场的场景下,需要求免烧砖中苯并(b)荧蒽小于18.7mg/kg,苯并(k)荧蒽小于180mg/kg,苯并(a)芘小于18.7mg/kg,苯并(曲i)苝小于180mg/kg。
[硕士论文] 李亚可
市政工程 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:高酸原油废水的主要成分为环烷酸,由于环烷酸难挥发、难降解,使得环烷酸废水处理难度大。环烷酸对水中的多种生物和植物造成有害影响。近几年随着石化行业的发展,石化行业普遍面临着环烷酸污水难处理的问题,在新发布的《石油化学工业污染物排放标准》(GB31571-2015)中,对于废水中环烷酸的排放限值也做出了相关规定,要求其排放限值达到10 mg/L。因此,研究环烷酸降解特性和消除环烷酸对环境的危害追在眉睫。本课题针对典型环烷酸的检测方法和O3/H2O2催化臭氧体系对环烷酸的降解特性进行研究。
  本论文建立了一种采用离子色谱法同时测定水中环戊甲酸、环己甲酸、环己乙酸、环己丙酸和环己丁酸等5种典型环烷酸的方法,在进样量20μL,色谱柱温度15℃,流速2.0 mL/min,淋洗液浓度10 mmol/L的条件下,环戊甲酸、环己甲酸、环己乙酸、环己丙酸、环己丁酸五种有机酸的方法检出限依次为0.026 mg/L、0.029 mg/L、0.027mg/L、0.096 mg/L和0.298 mg/L,相对偏差均小于3%,5种有机酸的加标回收率范围为90%~110%。该方法灵敏度高、准确性好、操作简单。
  臭氧催化氧化去除难降解有机物是一种高效、快速的方法,其中催化剂和臭氧协同作用可降解大部分难降解有机物。本试验以环己甲酸为研究对象,研究了O3/H2O2催化氧化体系对水中环己甲酸去除效果,同时分析了环己甲酸在O3/H2O2催化氧化体系中其水质的荧光特性。在环己甲酸初始浓度为100 mg/L,臭氧投加量为30 mg/L,H2O2/O3摩尔比为2,pH值为9,温度为常温(20℃)的最佳工艺参数条件下,环己甲酸去除率符合一级动力学。在最佳工艺参数条件下,通过GC-MS检测分析,对O3/H2O2催化臭氧氧化机理进行简单探讨,经质谱图中谱库对比分析,得出O3/H2O2催化臭氧氧化体系降解水中环己甲酸的中间产物,主要含有环己酮、2,3-丁二酮、2-羟基环己酮、1,4-环己二酮、1,2-环己二酮、2-戊酮、3-甲基-2-丁酮、己二醛、乙烯基环己烷、乙酰基环氧乙烷、顺-1,4-二甲基环己烷、2,3-环氧-1-环己酮等有机物。经O3/H2O2催化臭氧氧化体系降解水中环戊甲酸的中间产物,得出环戊甲酸主要含有环戊酮、3-甲基-2-丁酮、2-甲氧基环己酮和2-戊酮、异戊醛和环戊烷甲酸甲酯等有机物。两种环烷酸的中间产物主要为酮类物质。
  通过好氧生物降解性试验,对比了未经降解的浓度为100 mg/L的环己甲酸自配水和初始浓度为100 mg/L的环己甲酸经O3/H2O2催化臭氧氧化体系降解后的试验出水在不同时间点的DOC浓度和紫外可见光谱分析,考察了两种水质经好氧生物降解后的矿化程度,其中未经降解的环己甲酸自配水的DOC去除率在30%左右;经O3/H2O2催化臭氧氧化体系降解环己甲酸后的试验出水的DOC去除率达到89%以上。通过两种水质的DOC去除率对比,环己甲酸经生物降解矿化率仍较低,而经O3/H2O2臭氧催化氧化后的产物,经生物降解后矿化率高。由此表明,对于难降解的环烷酸有机物需O3/H2O2臭氧催化氧化体系降解的必要性。
[硕士论文] 许佩华
化学工程 北京化工大学 2018(学位年度)
摘要:随着油田采油技术的持续进步,每年产生大量采出水需处理回注,作为重要的可循环资源,其科学达标处理意义重大。本课题主要围绕胜利油田含CO2、HCO3-酸性污水的处理问题,研究新型预氧化水质改性技术-QMR快速气液混合技术,借鉴SV型静态混合原理,设计QMR气液混合反应器,并首次应用于该类污水处理,避免传统加碱改性方法带来的结垢严重、药耗量高、水质不稳以及污泥产量大等问题。
  QMR技术通过产生微米级气泡(10~30μm),相界面积可达104~105m2/m3,实现5~8秒内解析液相CO2,打破H2CO3*-HCO3-缓冲,量化气液比VG/L可使污水pH值达到预期范围,缓解腐蚀问题。快速曝气作用使污水中产生溶解氧DO,氧化去除S2-、Fe2+,提高污水稳定性,同时气浮除油作用,可降低污水中残余油含量。DO氧化S2-、Fe2+动力学为二级反应,为油田水站改造提供数据支持。并对QMR反应器进行现场试验和应用放大工艺设计,实现污水“多功能”净化处理。现场试验表明,采用快速气液混合完成污水空气预氧化后,结合絮凝沉降以及多介质过滤,可保证水质稳定达标。
  通过研究不同硫铁含量污水的多种处理方法,必要时可联合应用,达到处理高硫铁污水理想效果。
[硕士论文] 王安静
环境科学与工程 大连海事大学 2018(学位年度)
摘要:随着工业化的快速发展,化工、印染、石油等行业产生大量含苯系物废水,而在含苯系物废水的降解处理过程中有苯醌类化合物生成,因此对苯醌类化合物降解特性的研究具有普遍性的意义。
  本文以苯醌为主要研究对象,对比分析苯醌类化合物(苯系物的降解中间产物)在光/Fenton体系以及光/Fe2+/S2O82-体系的降解规律,结果表明:苯醌及苯醌类化合物在可见光/Fenton体系以及可见光/Fe2+/S2O82-体系的降解脱色率均优于紫外光/Fenton体系以及紫外光/Fe2+/S2O82-体系,原因在于苯醌类化合物具有光敏性,通过光敏作用产生的活性氧(1O2与O2-·等)促使体系中产生更多的SO4-·与·OH,提高了降解速率,通过测定得到苯醌在光照后生成的红棕色物质产生1O2及O2-·的能力均强于苯醌,说明其光敏性优于苯醌。苯醌及苯、苯酚溶液在可见光/Fenton体系降解过程中均生成红棕色物质,并通过红外和紫外可见光谱分析得出其降解生成物质结构相似。
  通过对比分析可见光/Fe2+/S2O82-法和Fe2+/S2O82-法对辽河油田采油废水处理效果,得到可见光法的降解效果好于普通法。紫外可见光谱分析表明废水中的烷烃类在两体系中转化方式相同,而苯系物在两体系中转化方式不同;红外光谱(FTIR)、X射线衍射分析表明两体系中生成聚铁的形态不完全一样,因此可见光法好于普通法的原因是:苯系物的降解中间产物在可见光下具有光敏性,且可见光体系中生成了絮凝性能更好的聚铁,导致废水中的有机物在两体系中的转化方式不同。
[硕士论文] 潘莲莲
船舶与海洋工程 浙江海洋大学 2017(学位年度)
摘要:临港油气企业在海洋石油开采或运输中产生的含油废水乳化严重,对其有效处理成为亟待解决的问题。因此,本文分析了某乳化含油废水的性质,研究了聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)絮凝处理该废水的工艺,并简单探讨了絮凝机理。结果表明:该废水是一种细乳化的高浓度含油废水(油粒加权平均粒径约为440 nm,化学需氧量(COD)为9600.0mg/L);PAC和PAM处理该废水时表现出协同作用,当快搅时先加入150mg/LPAC,慢搅时再加入3mg/L PAM后,油、COD和浊度去除率分别为84.5%、57%和96.1%;推测PAC和PAM处理细乳化含油废水时效果一般(低于普通乳液)的原因是:二者在水中可形成不易沉降的小絮体,与细乳化油粒聚集形成的含油絮体也不易沉降。
  为加快絮体沉降速度,实现无毒、绿色环保和可重复利用的目的,本文制备了两种可重复利用的新型磁性絮凝剂。本文以自制的 Fe3O4为内核,经表面处理后,引入温敏性单体聚异丙基丙烯酰胺(PNIPAAm),制备了温敏型磁性絮凝剂M-PNIPAAm,通过红外光谱(FTIR)、X射线衍射光谱(XRD)、热重分析(TGA)和透射电镜(TEM)等方法表征,并用于处理模拟乳化含油废水。结果表明:M-PNIPAAm粒径约为28.32nm,相转变温度为32℃,具有温敏特性和磁响应性。在温度为32℃, pH为7的条件下,当用80.84mg/L的M-PNIPAAm处理普通模拟乳液时,透光率为90.2%;当用91.52mg/L的M-PNIPAAm处理细乳化模拟废水时,透光率为78.7%。
  为满足特殊场合(如海洋平台)对废水处理时间的较高要求和提高絮凝效果,本文在引入 PNIPAAm的同时引入具有 pH响应性的单体甲基丙烯酸二甲氨乙酯(DMAEMA),制备了 pH/温度敏感型磁性絮凝剂 M-P(NIPAAm-Co-DMAEMA),通过FTIR、XRD、TGA和TEM等方法表征,并用于处理模拟乳化含油废水。结果表明:M-P(NIPAAm-Co-DMAEMA)粒径约为15.03nm,相转变温度为34℃,兼具pH、温度和磁性三重响应性。在温度为34℃, pH为7.5的条件下,当M-P(NIPAAm-Co-DMAEMA)用量为120mg/L处理普通模拟乳液时,透光率为92.4%;当M-P(NIPAAm-Co-DMAEMA)用量为150mg/L处理细乳化模拟废水时,透光率为80.7%。
  本文基于M-PNIPAAm和M-P(NIPAAm-Co-DMAEMA)絮凝处理某实际乳化含油废水,并浅析其作用机理。实验表明:在温度为32℃及中性条件下,M-PNIPAAm用量为210 mg/L时,透光率为72.0%;在温度为34℃及中性条件下, M-P(NIPAAm-Co-DMAEMA)用量为240mg/L时,透光率为77.2%。二者不仅可实现油水快速分离(<10 min),在磁场作用下絮体沉降速度加快(<1 min),而且油、水资源可回收再利用,絮凝剂失效回收后亦可再生,具有无毒、绿色环保和可重复利用的特点。
[博士论文] 彭烨
机械设计及理论 兰州理工大学 2017(学位年度)
摘要:由于工业快速发展,工业废油发生量巨大,对自然环境、资源安全等提出了新挑战。然而,目前单一工艺手段及其装置难以满足废油资源化工艺环节中实现高效破乳脱水的需求。三场协同破乳脱水工艺及装置融合了高压脉冲电场、旋流离心场和真空温度场的各自优势,很好地解决了现有常规工艺装置难以实现的分离过程。因此,设计和开发高性能三场协同破乳脱水装置对废弃物循环利用、生态环境保护及节约能源资源等方面具有重大的现实意义。本研究依托重庆市自然科学基金项目“基于三场耦合的废油高效破乳机制与实验研究”和国家自然科学基金项目“面向工业废油资源化的三场耦合高效破乳脱水机制与方法研究”,以三场协同破乳脱水装置单元为研究对象,建立了同轴柱形电场油中液滴变形动力学模型、耦合单元本体数值计算模型、耦合场分离数值计算模型;通过同轴圆形电场油中液滴极化特性、耦合单元本体分离特性、双场耦合分离特性和三场协同分离特性的仿真分析,为设计研制新型高效的废油资源化工艺装置及其应用提供了理论指导。
  首先,研究了同轴柱形电场中液滴动力学基础理论。以同轴柱形电极电场中变形液滴为研究对象,建立了长球液滴极化模型,借助椭球坐标系,计算得到液滴内部电场分布及其极化率;分析了同轴柱形电场作用下极化液滴的受力平衡关系,建立了液滴变形动力学模型,运用电流体动力学(EHD)理论得出液滴所受电应力和内外流动应力的解析表达式,计算得到了液滴最大拉伸变形量;实验结果表明,液滴变形动力学模型能够准确有效地预测同轴柱形脉冲电场作用下液滴的拉伸变形量。
  其次,通过建立耦合单元本体数值计算模型,仿真分析了单元本体分离特性。考虑到耦合场中高压脉冲电场和旋流离心场需要实现有效融合,采用双锥段双切向入口的脱水型水力旋流器作为耦合场单元本体;根据预设参数,建立了单元本体分离数值分析模型;通过模型,计算分析了单元本体公称直径等主要结构参数以及入口流量等主要操作参数对油水分离效率的影响,为设计高效分离单元本体提供了依据;单元本体油水分离实验表明,数值分析模型的计算结果是可靠的。
  再次,通过建立双场耦合分离数值计算模型,仿真分析了耦合场单元分离特性。针对耦合单元对乳化油液滴的电场力作用,推导出液滴电场力的麦克斯韦应力张量矩阵形式,依据流体力学N-S方程、连续方程、电场控制方程等,建立了双场耦合分离数值分析模型;通过编译用户自定义函数(UDF),计算分析了入口流速、脉冲电场电压、脉冲电场频率等主要操作参数对耦合场内部流场分布及油水分离效率的影响,为确定耦合单元高效破乳脱水操作条件提供了指导。
  最后,仿真分析了三场协同单元分离特性,并通过实验进行了验证。综合分析了三场协同破乳脱水装置中真空加热单元对油液黏度产生的影响以及耦合单元电场对液滴的结聚作用,建立了黏温控制方程和分散相粒径控制方程,结合耦合场分离数值分析模型,分析了在特定加热条件下装置主要操作参数对脱水单元内部速度场分布及油水分离效率的影响,为确定废油三场协同破乳脱水装置最佳工作条件提供了指导;通过乳化油三场协同破乳脱水四因素五水平正交实验,明确了四个操作参数对装置单元分离性能的影响次序,通过单因素实验得到最佳分离实验操作参数,分析表明仿真计算所得结果是合理可靠的。
[硕士论文] 宋震
环境科学与工程 青岛科技大学 2017(学位年度)
摘要:石油是维持各国经济快速发展的主要能源,随着石油开采和消费量的不断增加,由石油开采、储运、冶炼过程引起的污染问题日益严重,尤其是土壤污染,呈现出污染范围广、治理难度大、耗时长等特点。在土壤石油污染的治理技术中,微生物修复技术以其操作简单、费用低廉、修复效果好、对环境的影响小、不易引起二次污染的特点被广泛应用。本研究以胜利油田开采区土壤为研究对象,分别测定了含油废水污染土壤(No.1401)、原油污染土壤土壤(No.1406)、老化油泥下20cm土壤(No.1502)和老化油泥下层土壤(No.1503)的含水率、含盐量、pH值、有机碳含量、重金属Cu、Zn、Cr含量;在门、纲、科、属四个水平上对石油污染土壤中土著真菌、古菌多样性进行分析。试图了解含油废水、原油以及老化油泥三种不同的石油污染源对土壤的理化性质、重金属含量和真菌和古菌多样性的影响。研究结果可以给给筛选石油耐受菌和降解菌提供指导,为后续研究该油田开采区微生物修复技术奠定理论基础,改善土壤环境质量以及为当地环境管理部门和相关机构制定相应的规范和标准提供理论依据。本研究得到的结果如下:
  1.石油污染土壤理化性质方面,相比于区域背景土壤,含油废水污染土壤pH值降低,含盐量升高,含水率降低,有机碳含量升高;原油污染土壤pH值略微升高,含盐量降低,含水率降低,有机碳含量降低;老化油泥污染土壤pH值升高,含盐量降低,含水率升高,有机碳含量升高。
  2.土壤中重金属含量,含油废水污染土壤中重金属Cu、Cr含量降低,Zn含量升高;原油污染土壤重金属Cu、Zn含量升高,Cr含量降低;老化油泥污染土壤中重金属Cu、Zn、Cr含量均上升。
  3.高通量测序结果表明,含油废水、原油和轻微的老化油泥污染导致土壤中真菌Chao指数、Ace指数、Simpson指数降低,Shannon指数升高,表示土壤中真菌多样性增加;严重的老化油泥污染导致土壤中真菌Chao指数、Ace指数、Shannon指数降低,Simpson指数升高,表示土壤中真菌多样性下降。子囊菌门(Ascomycota)是原油、含油废水以及老化油泥污染土壤中的优势菌门。
  4.石油污染导致土壤中古菌 Chao指数、Ace指数、Shannon指数降低, Simpson指数升高,表示土壤中古菌多样性降低。在原油、含油废水污染土壤以及老化油泥下20cm土壤中的优势菌门是广古菌门(Euryarchaeota),而老化油泥下层土壤中的优势菌门是奇古菌门(Thaumarchaeota)。
[硕士论文] 郑强
环境工程 成都理工大学 2017(学位年度)
摘要:随着油气行业技术的发展和环保要求的提高,传统钻井岩屑处置方式存在费用昂贵和环境风险高等不合理因素,传统处置方式大多将钻井岩屑埋在地下,尤其是早期钻井行业由于环保意识薄弱处理经费紧张监管手段缺失在填埋钻井岩屑时对岩屑填埋池防渗处理基本未作要求,这些未经防渗处理的岩屑在地下由于理化作用,会对生态环境造成严重破坏。如果岩屑被地下水浸泡,岩屑中的重金属添加剂等有害物质就会对岩屑池周边的土壤、水质,生物和空气造成严重的环境危害。
  钻井泥浆(又叫钻井液)是钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体总称,主要分为油基泥浆(OBM),水基泥浆(WBM)和合成基泥浆(SBM),三种泥浆材料在钻井工程中各有其优缺点,因地层情况,钻井井深,井筒结构,投资预算,环保要求共同决定。本研究中钻井项目采用不含油的水基泥浆来起到润滑、循环和降温等作用。与此同时,组分均可以水解或可溶于水,对环境的影响比油基泥浆小。本文通过实验和严谨的论述来验证水基泥浆岩屑是否是危险废弃物,或具备成为危险废弃物的可能性;通过一个中试装置的实际运行来建立符合中国当地情况的水基泥浆岩屑烧结标准化程序;研究在实际运行中可能发生的执行偏差和可能后果,并制定相应的应急预案;对水基泥浆岩屑进行烧结处理的合法性和水基泥浆岩屑烧结处理的可行性和可靠性进行研究。主要结论如下:
  水基钻井泥浆岩屑基本上由地层物质及少量钻井添加剂组成。这些钻井添加物质基本上都是自然界本来就有的物质和少量环境无毒的物质;岩屑烧结前和烧结后的口服毒性半致死量都远远高于标准值,也就是说,从急性毒性的角度来看,岩屑烧结前和烧结后均达不到危险废物的判别标准;在50项被检指标中,仅检出了六价铬、氟、钡、及铬,且浓度值都远远小于GB5085.3-2007中规定的浓度限制。因此,从浸出毒性的角度来看,岩屑烧结前和烧结后均达不到危险废物的判别标准。影响烧制作业和烧结后质量的因素很多,如地层出现异常变化导致岩屑性质出现较大变化、混料过程中投料比例出现错误、炉温控制失效、烧结过程中出现异常停火等。
  岩屑烧结是工艺过程中不可缺少的重要环节;未经烧结的岩屑不易运输,由于其含氯离子浓度较高,弃置不当易对农作物生长造成影响。经过烧结后的岩屑可以用于井场建设,变废为宝。烧结作业过程中最重要的控制因素包括:
  1)料胚含水率;
  2)料胚pH值;
  3)烧结温度。
  岩屑烧结采用半封闭天然气炉,可以稳定保持炉温在摄氏900度以上,烟气停留时间在2.0秒以上,燃烧效率大于99.9%;设置急冷系统对焚烧产生的高温烟气进行急冷处理,控制烟气在200~500℃温度区间的停留时间小于1秒;烧结废气排放口附加袋式除尘器,提高除尘效率,减少二嗯英和颗粒物排放。
[硕士论文] 朱贵东
环境工程 成都理工大学 2017(学位年度)
摘要:环境空气质量评价是环境学研究的重要课题,是对环境空气状况优劣的描述。本文在对国内外环境空气质量评价和防治措施现状研究的基础上,收集和整理了某油田采油二厂区域的相关资料,对区域环境特征和工程项目进行了调查分析,结合年度、月度和日监测资料,开展了某油田采油二厂区域2012年至2016年日平均质量浓度评价、月平均质量浓度分析、年平均质量浓度分析评价、环境影响预测评价。最后针对存在的问题提出了措施和建议,本文得出以下主要结论:
  (1)某油田采油二厂区域环境空气主要污染物来源为:天然气燃烧烟气、天然气脱硫尾气、烃类挥发、恶臭、火炬系统、钻、修井柴油机烟气。二氧化硫主要来自天然气燃烧烟气、天然气脱硫尾气和钻、修井柴油机烟气;二氧化氮主要来自天然气燃烧烟气和钻、修井柴油机烟气;烟尘主要来自钻、修井柴油机烟气;烃类主要来自场站烃类挥发和钻修井柴油机烟气;硫化氢主要来自恶臭。
  (2)对2012年至2016年某油田采油二厂区域环境空气中SO2、NO2、PM10、NMHC和H2S日(小时)平均质量浓度进行评价:SO2均达到《环境空气质量标准》(GB3095-2012)二级标准要求,NO2、 PM10、NMHC和H2S日(小时)平均质量浓度存在超标。
  (3)对年产量最高的2014年和最近的2016年环境空气中SO2、NO2、PM10、NMHC和H2S月平均质量浓度进行分析:月平均质量浓度的变化受到风频、风速、大气稳定度和降水等气象条件的影响。
  (4)对2012年至2016年某油田采油二厂区域环境空气中SO2、NO2、PM10、NMHC和H2S年平均质量浓度进行分析:各污染物浓度在2012年至2014年均呈上升趋势,在2014年至2016年均呈下降趋势。针对SO2、 NO2、 PM10开展年平均质量浓度评价:采油二厂整体区域SO2、 NO2年平均质量浓度达到《环境空气质量标准》(GB3095-2012)二级标准要求,PM10均超标。通过对2012年-2016年某油田采油二厂区域环境空气质量进行综合污染指数评价,环境空气质量最好的是2012年,最差的是2014年。空气质量分级除了2014年为中度污染外,其余4年均为轻度污染。
  (5)通过对某油田采油二厂区域二号联常规排放因子SO2和特征排放因子NMHC预测评价,在平均风速、不同稳定度条件下,环境空气中SO2和NMHC浓度均可达到标准要求。
  (6)针对某油田采油二厂区域各区块和整体区域环境空气污染物超标问题,结合污染物排放、污染气象情况和面临的现状,有针对性的提出环境空气污染防治措施及建议。
[硕士论文] 王笑
环境科学与工程 大连理工大学 2017(学位年度)
摘要:油田油泥是在石油工业中产生的一种成分复杂的固体废物,含有高挥发性的石油烃以及水、重金属和固体颗粒。若不妥善处理处置,将会对环境甚至人体健康造成严重的危害。然而,油田油泥中的石油类物质,金属及无机矿物质等组分却具有非常重要的回收和再生利用价值。因此,对油田油泥进行资源回收利用,不仅可以解决油田油泥的处理处置问题,而且能缓解当代社会能源日益短缺的问题。
  热解法是目前国内外广泛用于油田油泥无害化处理的主要手段,但现有油田油泥热解技术存在的问题是热解挥发物中携带着的固体颗粒物不仅容易堵塞管道,影响设备正常运行,而且严重影响了热解气和热解油的品质。针对这个问题,本研究提出了一种油田油泥清洁热解的方法,在热解反应器中内置陶瓷膜,原位去除热解挥发物中的固体颗粒物,以提高热解气和热解油的品质。本研究的具体工作和主要结论如下:
  (1)采用自行设计的固定床反应器进行油泥清洁热解实验,主要考察了反应温度对油泥陶瓷膜热解产物分布以及性质的影响。结果表明,反应温度为500℃时,热解油产率最高,在产物分布中占14.30%,此时热解油的回收率是79.94%,热解油为淡棕色、清亮透明的液体。当反应温度为700℃时,热解油变成深棕色的液体,产率和回收率均下降。热解油的GC-MS结果表明,热解油的主要成分是Cd?C3Q;当反应温度为400?700℃时,热解气的产量是5.23?39.24 L/(kg h),随着温度的升高,热解气中压含量由89.67%下降到28.14%,而C1?C3的含量则逐渐上升。热解气、热解油和热解残渣的热值分别是15.92-45.78MJ/Nm3、41.69?38.09MJ/kg和1.02?0.73MJ/kg。综上,油泥陶瓷膜清洁热解的最佳反应温度是500℃。
  (2)采用螺旋式进料清洁催化热解装置研究油泥的热解行为,探究陶瓷膜对热解挥发物中颗粒物的去除效果以及对热解产物的影响。结果表明,在使用陶瓷膜的油泥热解实验中,热解气中固体颗粒物的含量是0.17mg/L,热解油中固体颗粒物的含量是234.62 mg/L,热解油是清亮透明的棕色液体,其1000倍显微镜图中没有明显的固体小颗粒;而未使用陶瓷膜的空白油泥热解实验中,热解气中固体颗粒物的含量是2.74mg/L,热解油中固体颗粒物的含量是3708.88mg/L,热解油是黑色不透明的液体,由1000倍显微镜图可以看到热解油中混杂着许多固体小颗粒。所以,在油泥热解反应中,陶瓷膜对热解油和热解气中颗粒物的去除都具有较好的作用。
  (3)采用螺旋式进料清洁催化热解装置研究镍基陶瓷膜催化剂对油泥热解产物的影响。结果表明,在陶瓷膜上负载镍催化剂能提高热解气的产量,但会降低热解油的回收率。在使用了镍基陶瓷膜催化剂的油泥热解实验中,热解气的产量是15.74 L/(kgh),其中氢气产量高达12.20L/(kg h),但热解油的回收率只有48.21%;在使用了空白陶瓷膜的油泥热解实验中,热解气的产量是8.96 L/(kgh),其中氢气产量是5.08 L/(kg.h),但热解油的回收率可达62.63%。同时通过油泥持久催化热解实验可以得到,在送料速度为4.17 g/min,重时空速比是0.58h-1,反应温度为500℃的油泥催化热解实验中,镍基陶瓷膜催化剂的有效使用时间是420min;在实验中,陶瓷膜内外压差随之反应时间逐渐增加,变化率是0.73Pa/min。
[硕士论文] 石创业
动力工程 东北电力大学 2017(学位年度)
摘要:页岩油泥是油页岩干馏生产过程中产生的含油量很高的废弃物。在油页岩干馏过程中,破碎之后的油页岩经过干馏炉低温热解,会产出页岩油蒸汽、瓦斯气、水蒸气等油气挥发产物,导出的气体中包含破碎过程中没有被筛掉的、运输及摩擦过程产生的页岩粉尘,进而形成一种包含油、水、粉尘等的半固体状的亲油性物质。回收页岩油泥中的页岩油,降低油泥对环境的危害,减少资源的浪费。本文利用热水洗涤法与有机试剂萃取相结合的方法处理页岩油泥,得到最优的试验工况,对试验的产物进行研究。
  采用热水洗涤法处理龙口页岩油泥。利用纯水清洗页岩油泥,考察液固比、搅拌频率、清洗温度、清洗时间对油回收的影响,确定纯水清洗的最佳工况。经过试剂筛选、复配,确定试剂配方为OP-10:Na2SiO3=1:3。通过正交试验优化工况,试验结果表明:温度70℃,搅拌频率330 r/min,清洗时间30 min,液固比为5:1,OP-10:Na2SiO3=1:3的浓度为6.0 g/L,含油率为60.31%的页岩油泥经过热化学法清洗后,残油率为2.84%。通过比较极差的大小,各因素对清洗效果影响的大小顺序为:试剂浓度>温度>液固比>搅拌频率。在清洗试验后,清洗液可以循环使用,剩余的油泥渣制作成砖,进而减少对环境的二次污染。有机试剂萃取页岩油泥,利用四氯化碳、二氯甲烷、石油醚、乙醇分别萃取油泥,试验结果表明:当萃取时间为36h时,萃取率趋于稳定,萃取率分别为:75.93%、87.02%、80.65%、90.38%。组合方式处理页岩油泥,利用LAS、OP-10、Na2SiO3分别清洗油泥,利用四氯化碳、二氯甲烷、石油醚、乙醇分别萃取清洗后的油泥,萃取时间为36h,结果表明:Na2SiO3清洗与二氯甲烷萃取组合处理油泥的除油率较高,除油率为58.97%;油泥的矿物质组成基本没有变化,但衍射强度增加,伊蒙混层消失;由 SEM分析可知,试验过程会对油泥的微观形貌产生一定得影响,油泥呈现网状沟壑结构,其分散程度和比表面积均有增加。
[硕士论文] 皇甫丽盼
油气田开发工程 西安石油大学 2017(学位年度)
摘要:油田废水中的有机污染物酚类含有剧毒对动植物及环境伤害极大,因此对酚的实时检测与控制具有重要的意义。相较于标准的检测方法4-氨基替比林法,电化学分析方法具有操作简单、灵敏度高和可实时检测等优点,应用此方法检测酚类具有重要的科学意义和应用前景。本论文采用聚合物、碳纳米管或纳米金修饰电极表面用来制备工作电极。应用三电极系统通过循环伏安法研究酚类在修饰电极上的电化学行为、电化学阻抗法表征修饰电极的电化学性能、差分脉冲伏安法测定标准曲线和检测限。本论文工作概括如下:
  (1)通过聚锌修饰碳糊电极来测量苯酚,在扫描速率为100mV/s,磷酸盐缓冲溶液的pH为7.0时,所测得的苯酚的检出限为9×10-6mol/L,线行范围为21μmol/L~292μmol/L、357μmol/L~922μmol/L。
  (2)利用聚五磺基水杨酸和碳纳米管修饰电极成功制备了MWCNT/Poly-SA复合电极。在最佳条件下,测得的邻苯二酚的检出限和线性范围分别为:0.16μmol/L,3μmol/L~240μmol/L。
  (3)用电沉积的方法将纳米金成功沉积到碳糊电极表面,并和聚五磺基水杨酸、碳纳米管复合修饰电极用来测量邻硝基酚和苯酚。实验结果表明,通过邻硝基酚(0.932V)和苯酚(0.679V)的峰电位和两者的峰电位相差0.3V可明显区分两者。在最优条件下,实验得出邻硝基酚的检测线性范围为2μmol/L~214μmol/L,检出限为0.03μmol/L。
[硕士论文] 刘晓咏
环境保护技术及装备 重庆工商大学 2017(学位年度)
摘要:近年来,随着润滑油在我国快速发展的工业经济中日益广泛的应用,产生了大量废润滑油,这些废润滑油可经过再净化、再精制等工艺得以回收再利用。在废油资源化处理技术中,吸附处理技术占有重要地位。在吸附工艺中,吸附材料的选择至关重要。粉煤灰作为新型吸附材料,具有价格低廉、来源广泛等优点,可有效地用于废油的吸附处理。然而,吸附处理废润滑油后的粉煤灰失去吸附能力,且自身成为一种有毒有害物质,必须要通过一些途径来处理。使用一些技术手段来处理废粉煤灰,让其重新获得吸附性能,是一种有效地途径。这些技术手段被称为再生方法,常见的再生方法有热再生、氧化再生、溶剂再生、光催化再生、电化学再生、微波辐射再生、超声波再生、超临界流体再生以及等离子体再生等。而微波再生作为一种高效、快速、节能的新型吸附材料再生方法,国内外学者已将此法应用于活性炭的再生,并就此展开了大量研究,但对粉煤灰的再生研究较少。本文基于吸附材料微波再生技术,探索性开展吸附处理废润滑油粉煤灰的微波再生研究。
  本论文以吸附处理废润滑油后的粉煤灰为研究对象,以微波为再生手段,以酸值为再生评价指标,采用单因素实验探讨了微波功率、再生时间和粉煤灰颗粒大小这三个因素对微波再生效率的影响,采用正交试验优化了再生粉煤灰试验条件;并对吸附处理模拟废油粉煤灰的微波再生和传统热再生进行了比较,考察了1-3次热再生和微波再生效率、再生前后粉煤灰表面结构和接触角变化;最后将粉煤灰的吸附—微波再生—再吸附工艺应用到实际废油的处理中,以水分、粘度、酸值、表面张力等指标,探讨再生粉煤灰对废润滑油的处理效果。
  再生实验表明,影响微波再生粉煤灰效率的因素依次是:粉煤灰颗粒粒径、微波功率、微波辐照时间,最高再生效率得到条件是粉煤灰粒径0.1-0.2 mm、微波功率800 W和再生时间2 min,此时再生效率达92.73%。
  热重实验表明,最佳热再生温度为400℃。微波和热再生的对比试验表明,经过3次微波再生后,粉煤灰的比表面、总孔体积和平均孔径逐渐减小,粉煤灰晶体定形化。经过3次热再生后,粉煤灰的比表面积和总孔容积逐渐增大,粉煤灰晶体无定形化。在获得相同的再生效率的条件下,微波能耗更低,仅占热再生的1/66~1/36。
  接触角实验表明,随着微波再生次数增加,粉煤灰与液体石蜡的亲和性降低,相对接触角增大,粉煤灰表面自由焓也降低。
  粉煤灰的吸附—微波再生—再吸附工艺应用到实际废润滑油的处理实验表明,粉煤灰吸附可以降低废油的酸值、水分、表面张力和运动粘度,而微波再生后的粉煤灰对废油吸附处理效果会变差,且随再生次数的增加,粉煤灰的吸附处理会变的更差。
[硕士论文] 刘奕彤
林业 东北林业大学 2017(学位年度)
摘要:油田含油污泥作为油田生产中主要的固体废弃物,由于存在处理难度大、毒性大等特点已被列入危险废弃物名录中。对于含油污泥的处理一直都是一个技术难题,主要因为含油污泥的种类多、组成复杂、处理难度大、环境污染严重等问题。油田含油污泥包括勘探钻井过程中应用的大量钻井泥浆;原油运输、储存以及采出液处理形成的油泥;炼油化工厂精炼化工过程中产生大量炼化污水,污水处理过程使用大量化学絮凝剂等药剂,形成大量污泥,其中丁苯橡胶污泥就是利用芬顿方法处理丁苯橡胶污水时形成的污泥,污泥里含油苯并(a)芘等强烈致癌物质。现在油田含油危险废弃物(主要是含油污泥类)使用的处理方法有生物法和非生物法,生物法主要是堆肥和耕地法以及反应器法,效果好、成本低,但周期比较长;非生物法中最常用的就是固化法和焚烧法以及一些电化学法,其中固化法和焚烧法分别存在处理不充分、资源浪费等问题,尤其在焚烧法中会产生一定量毒物质。
  本研究采用电化学生物耦合技术深度处理油基泥浆、含油污泥、丁苯橡胶污泥,并对比生物法和电化学法阐述电化学生物耦合技术的优越性。在60d实验周期内,电化学微生物耦合技术在处理三种污泥中含油量的去除率最高,对油基泥浆、含油污泥、丁苯橡胶污泥的去除率依次为86.26%、88.62%、93.73%。为一步优化反应条件,以含油污泥为实验样品,在保证原有三组反应器条件下,分别向其中投加等量的发酵沼液,发现在达到同样处理效果时所需要的时间缩短到35d。
  电化学生物耦合技术在含油量处理效果处于优越性的条件上,为了更加深入了解其工作原理,采用GC-MS分析有机成分变化情况,再以电子扫描显微镜和EDX能谱分析污泥形态和成分的变化。宏观污染物去除效果结合现代分子生物分析方法和物质成分分析方法全面阐述电化学微生物耦合技术的优越性和可用性。
  本研究考虑的油田含油废弃物中存在大量有机成分,从能源回收的角度尝试采用微生物燃料电池对流动性较好的油基泥浆进行实验,实验发现产电微生物能够以油基泥浆中有机污染物为碳源进行代谢活动并转化为电能。在连续运行300h达到最高产电效果,外输电压达到240mV,并稳定一段时间。这说明油田含油污泥中的能源是可以实现回收利用,符合当代可持续发展的主题。
[硕士论文] 高瑞通
环境科学与工程 山东大学 2017(学位年度)
摘要:本文试图寻求一种经济、高效、环保的方法去除三元复合驱采出水中的乳化油。将制碱工业废渣白泥作为处理剂,经盐酸酸浸后得到白泥浸出液,将所得浸出液投加到三元复合驱采出水中原位生成新生相混合氢氧化物,利用新生相氢氧化物粒径小、表面自由能高和表面电荷密度高的特点原位处理三元复合驱采出水。通过X射线荧光技术(XRF)对白泥粉末进行分析,确定其主要化学组成;利用高分辨透射电镜(HRTEM)对新生相混合氢氧化物吸附前后形貌进行观察,分析吸附前后微观形貌的变化的原因;利用X射线衍射技术(XRD)对吸附前后的混合氢氧化物晶体结构进行分析,确定主要物相组成;通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对吸附前后混合氢氧化物表面官能团进行分析,确定表面化学组成;通过Zeta电位分析新生相混合氢氧化物带电性及电荷密度进行分析表征。在碱性条件下,向三元复合驱采出水中投加白泥浸出液,研究了白泥浸出液的投加量、体系初始pH值、接触时间以及反应温度对乳化油去除率的影响,并结合热力学分析与表征手段进一步探讨了白泥浸出液去除乳化油机理。研究结果表明:
  (1)XRF结果表明,白泥主要成分为CaO和MgO,此外还含有少量Fe2O3和Al2O3。通过HRTEM和XRD测得新生相混合氢氧化物主要由Ca(OH)2和Mg(OH)2纳米颗粒组成,新生相混合氢氧化物纳米颗粒通过颗粒间毛细凝聚力形成三维网状结构。
  (2)白泥经盐酸酸浸处理后得到白泥浸出液,将浸出液投加到三元复合驱采出水中,利用原位生成的混合氢氧化物去除乳化油是切实可行的。处理后沉淀经盐酸溶解后可回收原油,得到的含盐溶液也可作为处理剂循环使用,循环使用次数达到4次以上。
  (3)利用白泥浸出液处理三元复合驱采出水,当白泥浸出液的投加量为4.0g/L(以固含量计),三元复合驱采出水初始pH为12.0,接触时间为6 min,反应温度为10℃时,去除效果最佳,去除率可达99%以上。
  (4)新生相混合氢氧化物吸附乳化油过程中,氢键和静电引力是主要作用力。MOH+/M(OH)2颗粒与颗粒间的毛细凝聚力以及MOH+/M(OH)2颗粒与乳化油之间的毛细粘着力对吸附/共沉淀过程都起到了重要作用。
  (5)通过热力学计算得到,ΔG0的数值介于-9.92K J/mol到-7.87 KJ/mol之间,表明新生相混合氢氧化物吸附乳化油过程属于物理吸附,ΔG0随温度升高增加,表明高温不利于吸附共沉淀的进行;ΔH0<0表明吸附共沉淀是放热反应。
[硕士论文] 孙华伟
化学工程 青岛科技大学 2017(学位年度)
摘要:目前对于炼油废水处理的提标方法主要是在生化单元后增加其他处理设备和工艺,增加了炼油废水处理的能耗及成本。本文以某炼油厂炼油废水第一、第二处理厂废水处理工艺设施的实际运行情况为例,应用BioWin5.0软件首先建立两级A(厌氧)/O(好氧)工艺生化单元的ASDM数学模型,对两级A/O工艺的生化处理单元进行模拟优化研究并进行现场实验验证,再建立传统活性污泥工艺模型,对传统活性污泥工艺生化单元进行模拟优化研究:
  1、通过实验分别对两级A/O工艺和传统活性污泥工艺进出水水质进行分析,实验检测模型所需水质常规组分和特殊组分。通过灼烧法测定各工艺曝气池中的污泥浓度(MLSS)用于评估工艺运行状况和建立模型。两级A/O工艺现场沉淀池存在跑泥现象,通过静态浓缩实验校正两级A/O工艺沉淀池模型。
  2、建立两级A/O工艺模型,模拟工艺实际运行状况并校准模型,并针对该工艺出水生化需氧量(COD)和总氮(TN)出水不达标等问题进行模拟优化。通过模拟优化发现,一级、二级O池溶解氧(DO)浓度对生化系统影响较小,维持在2mg/L即可,同时可节省曝气能耗;为保证工艺COD出水达标,一级A/O的MLSS维持在4000 mg/L左右,二级A/O的MLSS维持在2000 mg/L左右,同时采用分段进水,可提高TN处理效率,保证工艺TN出水达标。通过现场部分实验验证的模型优化结果,进一步验证了所建模型以及模型模拟优化方法的准确性。由于第一处理厂的两级A/O工艺模拟优化后仍存在无法达标的隐患,通过模拟对该工艺进行改造优化,将原工艺改造为水解池+一级A/O工艺,并将现场O池以及沉淀池并联使用,增加硝化液回流,且无需添加NaOH溶液。并通过模拟选择改造后工艺的最佳运行方案,改造后的工艺条件参数如下:好氧曝气池DO浓度保持在2mg/L,曝气池的MLSS应维持在3000~4000 mg/L,硝化液回流比为100%。改造后工艺较原工艺COD去除率提高2.5%,TN去除率提高19.6%,改造后优化效果明显。
  3、建立传统活性污泥工艺模型,模拟工艺实际运行状况并校准模型,并针对该工艺出水COD不稳定、易超标、出水TN无法达标等问题进行模拟优化。通过模拟优化发现,一级、二级O池DO浓度对系统影响较小,维持在2mg/L即可,同时可节省曝气能耗;为保证工艺COD出水达标,一级曝气池的MLSS维持在6000 mg/L左右,二级曝气池的MLSS维持在2000 mg/L左右;分段进水优化对TN去除效果影响较小,工艺优化无法使TN达标排放,需要通过模拟对该工艺进行改造优化。将原工艺改造为A/O工艺,将现场一级曝气池前半段改为厌氧段,将沉淀池并联使用;针对工艺出水TN无法有效去除的情况,增加硝化液回流,且无需添加NaOH溶液。通过模拟选择改造后工艺的最佳运行方案,改造后的工艺条件参数如下:好氧曝气池DO浓度保持在2mg/L,曝气池的MLSS应维持在3000~4000 mg/L,硝化液回流比为100%。改造后工艺较原工艺COD去除率提高3.12%,TN去除率提高36%,优化效果明显。
[硕士论文] 高桂宁
地质工程 成都理工大学 2017(学位年度)
摘要:研究区从2013年开始开发并采集页岩气,逐渐形成规模较大的页岩气开采开发区。2015年,在页岩气开采区进行了初步的地下水取样检测时发现,研究区内地下水中Cl-和SO42-浓度异常,有明显的增长趋势,因此,对该页岩气开采区地下水中氯离子与硫酸根离子浓度特征进行研究及预测是十分重要的。
  本文作者进行了野外水文地质调查与地下水样取样测试分析,运用数理统计等方法,对研究区内地下水中的主要化学组分进行分析,着重讨论了Cl-和SO42-浓度特征,并对未来5年、10年、15年、20年内Cl-和SO42-浓度场进行了数值计算分析。论文主要研究成果如下:
  (1)研究区地表水切割强烈,出露大片碳酸盐岩,组成侵蚀、溶蚀褶皱山地,呈现溶蚀槽谷或溶丘谷地地貌景观。研究区内多年平均降水量为1105mm,随着海拔的不断升高,降水量有增大的趋势。
  (2)研究区位于四川盆地川东褶皱带,包鸾—焦石坝背斜构造区,区内主要地质构造为老场—悦来褶皱曲组,褶皱构造走向为NNE。区内出露的主要地层为三叠系嘉陵江组(T1j)地层和少量雷口坡组(T2l)地层,岩性以灰岩、白云岩、白云质灰岩及泥灰岩为主,节理裂隙较为发育。
  (3)研究区内含水岩组为三叠系下统嘉陵江组的灰岩,含水层的富水性强,地下水类型主要为碳酸盐岩岩溶水。研究区岩溶水的补给主要依靠碳酸盐岩露头区接受的大气降雨,其次为地表水体,地下水沿着发育的裂隙排泄至地表河流,局部地区以泉的形式排泄。
  (4)对研究区内地下水进行采样,采取了15组地下水样,进行了简分析,对地下水中的主要成分进行了统计分析。
  ①对采集的样品进行了数理统计特征的分析,发现研究区内SO42-、Cl-的变异系数相对较大,说明这两种离子在研究区内分布的变化较大;
  ②利用sufer、Arcgis对主要成分进行分布特征分析,发现SO42-、Cl-这两种离子与背景值相差较大,浓度增长较快;
  ③进一步的相关性分析发现Cl-几乎与区内其他的阴阳离子都不相关,而SO42-与其他离子相关程度都较小;
  ④对页岩气开采井周围地下水监测数据进行分析,发现研究区内地下水中SO42-、Cl-这两种离子浓度最大值分别为69.31 mg/L和30.02mg/L,地下水水质符合国家《地下水质量标准》(GB/T14848-93)中规定的Ⅲ类水标准。
  (5)在已查明水文地质条件的基础上,建立了研究区的水文地质概念模型。上覆层为中等富水性的嘉陵江组二段裂隙水,中间层为强富水性强的嘉陵江组一段的裂隙水,下伏地层为飞仙关组四段的页岩,概化为相对隔水层。研究区西、南部为澜清河和麻溪河,将其概化为河流边界;东部为大耳山背斜,背斜翼部为飞仙关组页岩相对隔水,构成隔水边界。
  (6)在研究区水文地质概念模型的基础上,建立了地下水流数值计算模型,经过模型校核,对研究区内地下水渗流场进行预测,预测结果显示,研究区未来5年、10年、15年、20年内的地下水水位是有所下降的,但下降的幅度不是很大,在靠近河谷的位置地下水水位下降的幅度较小,相对海拔较高的位置地下水水位下降的幅度要大一些。
  (7)在上述渗流场模型的基础上,建立了研究区地下水中Cl-、SO42-浓度数值计算模型,用Cl-、SO42-的初始浓度场,校核浓度数值计算模型,进行了未来5年、10年、15年、20年研究区内Cl-、SO42-浓度变化预测分析。
  ①研究区内地下水中的Cl-浓度沿着地下水流动的方向逐渐变小。在模拟的5年、10年、15年、20年内,Cl-离子的浓度随着时间的推移不断增长,开始时增长速率较快,随着地下水中Cl-离子的浓度逐渐增加,增长速度逐渐平缓。
  ②研究区内SO42-离子的浓度随着水流的方向直到河谷低洼处,是逐渐增大的,影响SO42-离子浓度变化的主要因素主要为含水层岩性和地下水补径排条件等。
[硕士论文] 车晓军
应用化学 西安石油大学 2017(学位年度)
摘要:含油污泥是石油工业的主要污染物之—,由于其产出量大,成分复杂,处理难度高,同时含油污泥中还含有大量的石油类物质、重金属等,已被国家环保部列入危险废物名录因此,对含油污泥的无害化处理以及资源化利用是当前石油行业和环境保护的核心问题之—。
  含油污泥的清洁燃烧技术是利用添加物,在不降低其热值、燃烧速率的前提下,有效降低污泥焚烧过程污染物产生量。污泥的清洁焚烧,不仅可使含油污泥的有害成分彻底分解,同时可有效回收利用焚烧过程中产生的热能,是目前国内外有效处理含油污泥中最具潜力的途径之—。
  本文对经过调质处理的含油污泥、热解处理的热解残渣与煤粉以不同比例混配制得的型煤的焚烧过程进行了研究,监测了焚烧过程污染物的产生量。结果表明:当污泥含油量及含水率分别为10.04%和63.28%,型煤中调质处理污泥加量为32%时,所得型煤的热值可达到19936.14kJ/kg;热解残渣含油量为2.25%,含水率为5.23%时,最佳添加量为16%时,所得型煤的热值可达到23482.82kJ/kg以上。添加量为32%的调质污泥制成的型煤以Ca/S比(质量比)为2/1添加1.4%CaO和不同浓度的Fe2O3,所排烟气中二氧化硫最高排放浓度可从最初的70mg/m3降低到48 mg/m3以下,型煤中固硫率可达95.23%。
  同时论文研究了生物质种类以及加量对污泥型煤燃烧性能的影响,结果表明,向32%污泥型煤中分别添加—定量的核桃壳,污泥型煤燃烧性能较加入杏壳及棉籽壳好,同时随着生物质加量的增大,燃烧速率以及炉温均呈规律性升高,15%核桃壳的污泥型煤燃烧后残渣成型效果最好;筛选出的最优生物质+污泥型煤颗粒制成工业煤球燃烧时,其炉温可达712℃,燃烧速率为民用蜂窝煤的3-4倍。
[硕士论文] 刘会友
交通运输工程 浙江海洋大学 2017(学位年度)
摘要:本文主要通过对国内外码头油气回收治理技术进行搜集资料,了解并分析了目前国内外挥发性有机物回收方法主要有冷凝法、吸收法、吸附法、膜分离法以及其组合工艺方法。近年来我国的原油码头油气回收设备设施已经在逐步增加,设备类型也在不断创新,大多数码头油库储运公司也都以国内自主研发为主。国内码头油气回收处理设备以活性炭吸附法为主,对船舱油气进行油气回收处理,但是已然投入正常生产工作的却是没有先例。通过以兴中公司原油码头油气回收项目为案例进行了较为具体地分析,进一步了解了原油码头油气回收系统。
  除了四种经典的油气回收方法以外,针对码头油气的治理,原油码头大部分油气中均含有硫成分,故本课题还研究了码头含硫油气的脱硫方法。其中本课题重点主要研究了一种原油码头油气催化燃烧处理的方法。介绍了催化燃烧法国内外的发展现状。到目前为止,国内催化燃烧技术主要集中在两个方面:一是催化剂及制备工艺;二是催化燃烧器及催化燃烧控制技术。对催化剂特性进行了详细的研究,催化剂的载体以及催化剂的使用寿命直接与催化燃烧法整个成本相关。本课题主要自主研究设计了一种催化燃烧法处理油气的系统设备,并设计实验对该设备可行性进行测试,最终得出结论,该设备处理油气效果达到国家标准要求。
  同时,结果表明码头催化燃烧法适用于石油化工、制药、印刷等行业排放的挥发性有机物VOCs的处理,催化燃烧净化率极高,燃烧温度低,无NO的生成,不会造成二次污染。因此,催化燃烧法也是实用于码头的油气处理,催化剂能够降低燃烧反应活化能,使VOCs在较低温度条件下发生完全氧化反应,并放出大量的热量就能维持催化反应,节省能源。
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