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由于世界常规石油能源逐渐较少,人类加快了重油开发利用的步伐,其开采量随着人类社会发展而逐年攀升,导致重油油加工污水(HOPW)水量增加。重油加工污水污染物种类多、浓度高、成分复杂、可生化降解性极差,是高浓度有机难降解污水的典型代表。采用常规物化加生化的处理工艺,难以实现处理后的HOPW达标排放的目的。因此,寻求能够提高重油油加工污水生化降解能力的工艺,对于保证稠油加工企业污水场平稳运行与达标排放具有良好的现实意义。 本论文以辽河石化公司重油加工污水经“水质调节-沉降除油-旋流油水分离-气浮净化”工艺预处理装置出水作为研究对象,针对该工艺Oil和SS去除较高,溶解态有机物去除率较低,可生化性较差等问题。在对该污水水质进行水质特性分析的基础上,采用臭氧多相催化氧化法预处理。HOPW的试验研究,考察了HOPW处理前后生物特性变化,探讨了臭氧氧化降解HOPW机理。 污水水质分析结果表明HOPW来源十分复杂,其污染物主要来自于重油中极性组分及其衍生物;HOPW中除含有少量的非极性污染物外,含有大量的单环、多环和杂环极性污染物,这是导致HOPW具有较强生物急性毒性和较差生物降解性能的原因所在。臭氧多相催化氧化法预处理HOPW试验结果表明,最佳实验条件为,催化剂类型为MnOx/GAC0.25,催化剂用量为5 g,臭氧投加量为2.025 g/h,水样温度为60℃,:HOPW水样初始pH值不调整以及处理时间为80 min;通过生物和性能提升实验验证了臭氧氧化处理60 min后,可生化性大大提升,因此最佳处理时间可以由原来的80 min缩短至60 min。机理研究结果表明:该系统中主要是·OH为主导的氧化机理,通过ESI FT-ICR MS分析证明了预处理HOPW氧化降解过程为大分子有机污染物被有效地氧化生成了小分子低毒性和易于生物降解的氧化产物,小分子有机污染物和氧化产物将被继续氧化成为酸性有机物或被矿化。经济指标分析结果表明:臭氧多相催化氧化法直接处理成本为30.38元/m3,处理成本仍然较高,需要进一步优化臭氧多相催化氧化系统,以提高处理效能和降低处理成本。