微电解耦合Fenton氧化处理煤层气产出水实验研究

doi:10.19965/j.cnki.iwt.2022-0212

摘要/Abstract

摘要：

探究了破乳混凝沉淀预处理结合微电解耦合Fenton氧化工艺对煤层气产出水的降解效果。结果表明，微电解耦合Fenton氧化工艺，在微电解pH为3.0，曝气强度为150 L/h，Fenton氧化反应pH为3.5，H₂O₂投加量为800 mg/L的条件下，微电解COD去除率为66.85%，Fenton氧化反应COD去除率为60.30%，综合COD去除率达86.84%，整体工艺最终出水COD为174.21 mg/L，悬浮物质量浓度为2.64 mg/L，石油类质量浓度为1.21 mg/L，整体工艺的悬浮物去除率为99.01%，石油类去除率为97.40%，COD去除率为93.14%，实现了煤层气产出废水的高效处理。

关键词: 煤层气产出水, 微电解, Fenton氧化, 协同微曝气

Abstract:

The degradation effect of emulsion-breaking coagulation and precipitation pretreatment combined with micro-electrolysis coupled with Fenton oxidation process on coalbed methane produced water were investigated. The results showed that the micro-electrolysis coupled with Fenton oxidation process，under the conditions of micro-electrolysis pH 3.0，aeration intensity 150 L/h，Fenton oxidation pH 3.5 and hydrogen peroxide dosage 800 mg/L，the removal rate of micro-electrolysis COD was 66.85%，the removal rate of Fenton COD was 60.30% and the overall COD removal rate reached 86.84%， the final effluent COD of the overall process was 174.21 mg/L. The suspended solids were 2.64 mg/L and the petroleum concentration was 1.21 mg/L. The overall process achieved 99.01% removal of suspended solids，97.40% removal of petroleum and 93.14% removal of COD，which realized the efficient treatment of coalbed methane output wastewater.

Key words: coalbed methane produced water, micro-electrolysis, Fenton oxidation, collaborative micro-aeration

中图分类号:

X703.1

郑威城,汪清清,王忠泉,秦树林. 微电解耦合Fenton氧化处理煤层气产出水实验研究[J]. 工业水处理, 2023, 43(1): 131-136.

Weicheng ZHENG,Qingqing WANG,Zhongquan WANG,Shulin QIN. Experimental study of microelectrolysis coupled with Fenton oxidation for treatment of coalbed methane produced water[J]. Industrial Water Treatment, 2023, 43(1): 131-136.

https://gyscl.magtechjournal.com/CN/Y2023/V43/I1/131

图/表 7

图1 实验装置

Fig. 1 Experimental unit

图2 不同初始pH对破乳效果的影响

Fig. 2 Effect of different initial pH on emulsion breaking effect

图3 破乳剂投加量对破乳效果的影响

Fig. 3 The effect of emulsion breaker dosage on emulsion breaking effect

图4 不同进水pH对微电解处理效果的影响

Fig. 4 Effect of different feedwater pH on the effectiveness of microelectrolysis treatment

图5 不同pH对Fenton氧化处理效果的影响

Fig. 5 Effect of different pH on the effect of Fenton oxidation treatment

图6 曝气量对废水COD去除率的影响

Fig. 6 Effect of aeration on COD removal rate of wastewater

图7 H₂O₂投加量对Fenton氧化反应COD去除效果的影响

Fig. 7 Effect of hydrogen peroxide dosing on the COD removal effect of Fenton oxygen reaction

参考文献 13

1	穆福元，贾承造，穆龙新，等. 我国煤层气的开发模式研究［J］. 非常规油气，2014，1（1）：41-46.
	MU Fuyuan， JIA Chengzao， MU Longxin，et al. Study on the development mode of coal-bed methane in China［J］. Unconventional Oil & Gas，2014，1（1）：41-46.
2	温彩哨，余志晟，刘新春，等. 煤层气产出水水质特征及处理技术研究进展［J］. 工业水处理，2014，34（10）：1-6. doi:10.11894/1005-829x.2014.34(10).001 doi: 10.11894/1005-829x.2014.34(10).001 URL
	WEN Caishao， YU Zhisheng， LIU Xinchun，et al. Progress in the research on the water quality characteristics and treatment technologies of coal bed methane produced effluent［J］. Industrial Water Treatment，2014，34（10）：1-6. doi:10.11894/1005-829x.2014.34(10).001 doi: 10.11894/1005-829x.2014.34(10).001 URL
3	孙悦，冯启言，李向东，等. 煤层气产出水处理与资源化技术研究进展［J］. 能源环境保护，2010，24（6）：1-4. doi:10.3969/j.issn.1006-8759.2010.06.001 doi: 10.3969/j.issn.1006-8759.2010.06.001 URL
	SUN Yue， FENG Qiyan， LI Xiangdong，et al. Research progress of treatment and resource in produced water associated with cbm operations［J］. Energy Environmental Protection，2010，24（6）：1-4. doi:10.3969/j.issn.1006-8759.2010.06.001 doi: 10.3969/j.issn.1006-8759.2010.06.001 URL
4	张继卫，范奇，李俊旗，等. 阳离子交换树脂对煤层气产出水除盐的研究［J］. 应用化工，2021，50（4）：874-877. doi:10.3969/j.issn.1671-3206.2021.04.004 doi: 10.3969/j.issn.1671-3206.2021.04.004 URL
	ZHANG Jiwei， FAN Qi， LI Junqi，et al. Study on desalination of coal-bed methane produced water by cation exchange resin［J］. Applied Chemical Industry，2021，50（4）：874-877. doi:10.3969/j.issn.1671-3206.2021.04.004 doi: 10.3969/j.issn.1671-3206.2021.04.004 URL
5	王坤，王忠泉，于洪锋，等. 新型微电解联合催化氧化处理高浓度制药废水［J］. 工业水处理，2017，37（5）：76-79. doi:10.11894/1005-829x.2017.37(5).076 doi: 10.11894/1005-829x.2017.37(5).076 URL
	WANG Kun， WANG Zhongquan， YU Hongfeng，et al. New type of micro-electrolysis combined with catalytic oxidation for the treatment of highly concentration pharmaceutical wastewater［J］. Industrial Water Treatment，2017，37（5）：76-79. doi:10.11894/1005-829x.2017.37(5).076 doi: 10.11894/1005-829x.2017.37(5).076 URL
6	周伟，王长智，钱璨，等. 印染废水膜浓缩液微电解处理工艺研究［J］. 工业水处理，2020，40（6）：40-43. doi:10.11894/iwt.2019-0561 doi: 10.11894/iwt.2019-0561 URL
	ZHOU Wei， WANG Changzhi， QIAN Can，et al. Study on micro-electrolytic treatment of membrane concentrate of printing and dyeing wastewater［J］. Industrial Water Treatment，2020，40（6）：40-43. doi:10.11894/iwt.2019-0561 doi: 10.11894/iwt.2019-0561 URL
7	XIE Ruosong， WU Miaomiao， QU Guangfei，et al. Treatment of coking wastewater by a novel electric assisted micro-electrolysis filter［J］. Journal of Environmental Sciences，2018，66：165-172. doi:10.1016/j.jes.2017.05.034 doi: 10.1016/j.jes.2017.05.034 URL
8	陶梅，孙璐，梁尚文. 絮凝剂破乳及pH对破乳效果影响实验研究［J］. 环境工程，2015，33（S1）：108-110.
	TAO Mei， SUN Lu， LIANG Shangwen. The study on flocculation demulsification and the effect of ph on the demulsification efficiency［J］. Environmental Engineering，2015，33（S1）：108-110.
9	苏建文，时永辉，许尚营，等. pH过程控制对铁炭微电解-Fenton影响中试研究［J］. 环境工程，2013，31（S1）：131-134.
	SU Jianwen， SHI Yonghui， XU Shangying，et al. A pilot study on effects of ph process control on ferric-carbon micro-electrolysis-Fenton process［J］. Environmental Engineering，2013，31（S1）：131-134.
10	JIN Yizhong， ZHANG Yuefeng， LI Wei. Micro-electrolysis technology for industrial wastewater treatment［J］. Journal of Environmental Sciences，2003，15（3）：334-338.
11	LUNAR L. Degradation of photographic developers by Fenton’s reagent：Condition optimization and kinetics for metol oxidation［J］. Water Research，2000，34（6）：1791-1802. doi:10.1016/s0043-1354(99)00339-5 doi: 10.1016/s0043-1354(99)00339-5 URL
12	BRILLAS E， SIRÉS I， OTURAN M A. Electro-Fenton process and related electrochemical technologies based on Fenton’s reaction chemistry［J］. Chemical Reviews，2009，109（12）：6570-6631. doi:10.1021/cr900136g doi: 10.1021/cr900136g URL
13	陈胜兵，何少华，娄金生，等. Fenton试剂的氧化作用机理及其应用［J］. 环境科学与技术，2004，27（3）：105-107. doi:10.3969/j.issn.1003-6504.2004.03.045 doi: 10.3969/j.issn.1003-6504.2004.03.045 URL
	CHEN Shengbing， HE Shaohua， LOU Jinsheng，et al. Oxidation mechanism and application of Fenton reagent［J］. Environmental Science and Technology，2004，27（3）：105-107. doi:10.3969/j.issn.1003-6504.2004.03.045 doi: 10.3969/j.issn.1003-6504.2004.03.045 URL

[1]	杨琴, 徐安琳. 轻质金属加工废水物化-生化耦合处理及回用工程实例[J]. 工业水处理, 2026, 46(3): 196-200.
[2]	刘峻, 刘从彬, 朱亚飞, 李文达. 己酸乙酯生产废水处理工程实例[J]. 工业水处理, 2025, 45(9): 190-195.
[3]	王森, 同少华, 高晓军, 井小平, 王文峰, 孙红芳. 微电解技术处理工业废水的研究进展[J]. 工业水处理, 2025, 45(9): 29-38.
[4]	周月东, 张忠磊, 陈海, 陈川红, 何仕均, 王诗宗, 王建龙. 石化废水浓缩液深度处理工艺研究[J]. 工业水处理, 2025, 45(8): 182-189.
[5]	王磊. 含对甲砜基苯甲酸高浓废水处理实例[J]. 工业水处理, 2025, 45(8): 202-206.
[6]	邢朝阳, 詹晟, 麻等俊. 鲜竹提取液生产废水处理工程设计分析[J]. 工业水处理, 2025, 45(8): 197-201.
[7]	王一迪, 石媛丽, 屈嘉琦, 斯潮湧, 刘程程, 詹亚力, 王庆宏, 陈春茂. 压裂返排液水质胶体稳定性分析及其预处理技术研究[J]. 工业水处理, 2025, 45(6): 1-10.
[8]	施悦, 王萍, 杨睿婷, 白凤娇, 盛恺, 田伟坤, 鲁正, 黄佳怡. 铁碳微电解填料强化船用膜生物反应器除磷及磷回收[J]. 工业水处理, 2025, 45(5): 79-86.
[9]	许晓阳, 黄满红, 张问问, 王睿哲, 唐冯尘. 污泥基铁碳微电解填料的制备及其对活性艳蓝的去除性能[J]. 工业水处理, 2025, 45(5): 111-119.
[10]	徐浩, 张凡, 于鑫, 陈红, 薛罡. 铁铜微电解-Fenton联合工艺去除磺胺甲唑和卡马西平[J]. 工业水处理, 2025, 45(3): 55-64.
[11]	綦玥彤, 许路, 卫小嘉, 金鑫, 白雪, 石烜, 黄悦, 金鹏康. 光致Fenton氧化-混凝耦合工艺的镍皂废水有机物去除特性[J]. 工业水处理, 2025, 45(12): 55-64.
[12]	徐雪, 孙亚, 朱晓丹, 沈淑娟, 师亚威, 丁光辉. 含油污水电破乳技术研究进展[J]. 工业水处理, 2025, 45(10): 18-28.
[13]	唐瑶, 梁高杰, 石宗武, 周健, 熊训辉. 化学镀镍废液处理中磷物种的转化及去除研究[J]. 工业水处理, 2024, 44(6): 135-142.
[14]	施飞, 杨雪, 苏静, 王鸿博. 金属有机框架聚丙烯复合材料制备及降解印染废水研究[J]. 工业水处理, 2024, 44(5): 101-110.
[15]	朱亮亮, 陈江安, 余文, 唐作珍. Fe-Cu-C三元微电解材料的制备及去除苯甲羟肟酸[J]. 工业水处理, 2024, 44(2): 118-124.

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容