| 【摘要】 | 为寻求有效降解钻井污水CODCr 的新方法, 探讨了超声波及超声波和纳米TiO2 联合降解钻井污水CODCr的效果, 研究了各种因素对超声波催化降解钻井污水中CODCr 的影响。在纳米锐钛型TiO2 的作用下, 二氧化钛超声波催化降解钻井污水的CODCr 效果明显优于单纯使用超声波的降解。在超声波频率20 kHz, 输出功率为50 W, TiO2 催化剂投加质量浓度为0.5～1.0 g /L, pH 为3.0, 温度为30 ℃, 钻井污水的CODCr 初始浓度1 881.04 mg /L 的条件下, 80 min 超声波催化处理后的CODCr 降解率> 99.1%。 |
| 【部分正文预览】 | 钻井污水是钻井液高倍稀释的产物, 不仅含有细小的黏土悬浮颗粒、重金属离子、油及酚类等, 而且含有多种可溶性的有机物质。由于这些有机物质可作为护胶剂, 通过其官能团和黏土颗粒形成一种分散、带负电荷的稳定胶体体系, 因此该污水具有高度稳定性、多变性、复杂性的特点, 其危害环境的主要指标是高CODCr、BOD、油类、悬浮固体及多种重金属离子。若不经处理直接排放, 将会对周围的环境尤其是农作物及地表水造成严重污染, 目前已成为我国油气田非常严重的污染源之一。20 世纪80 年代初, 我国首次将絮凝沉淀法用于钻井污水处理, 现已成为国内外钻井污水处理的主要方法。但近年来由于有机钻井液添加剂使用的种类越来越多, 钻井污水组成成分亦变得越来越复杂, 钻井污水中有机污染物的浓度越来越高, 常规絮凝沉淀法已不能满足 GB 8978—1996 中Ⅰ级排放标准要求。近年来兴起的半导体多相光催化技术在有机废水处理方面受到了人们的普遍关注〔3〕。在众多的半导体光催化材料中, TiO2 因其化学性质稳定和催化效率高而备受青睐〔4～7〕。在紫外光的照射下, TiO2 与 H2O 产生具有极强氧化能力的 HO·, 最终可使有机污染物完全降解为 CO2、H2O 等。但由于紫外光对非透明物质的穿透能力很低, TiO2 光催化处理钻井污水等浑浊或透明度很低的污水时, 光的利用率相当低〔8〕。而超声波( US) 不存在这方面的问题, 一般情况下超声波的穿透能力都在 15～20 cm。笔者针对钻井污水,尝试采用 TiO2 作催化剂结合低功率超声波降解有机污染物, 以达到处理光催化难以处理的污水的目的。 |
