基于臭氧与超声氧化降低页岩气压裂返排液COD

针对页岩气压裂返排液化学需氧量(COD)高,难以直接排放的问题,研究了臭氧氧化(O3)、超声氧化(US)和臭氧与超声联用氧化(O3+US)三种方式降低页岩气压裂返排液COD的效果.结果表明:O3+US因能产生更多的自由基而具有更好的降低COD效果.O3+US联用氧化返排液过程中,首先是臭氧直接氧化有机污染物生成醛酮等物质,然后再是自由基氧化降解,返排液颜色会出现特征变化.另外研究了水样pH、超声波功率、催化剂种类和加量、反应时间等因素对O3+US联用氧化降低COD的影响,结果表明其降低COD的效率随pH的增大而减小,随超声波功率的增大先增大后减小,随作用时间的延长而增大.综合考虑,推荐降低页岩气压裂返排液COD的氧化条件为:臭氧质量浓度42mg/L、pH为2.5左右、超声波功率800W、催化剂MnO2加量0.45g/L、反应时间100min,处理后COD降低68.17％.同时,降解动力学拟合分析显示MnO2催化下O3+US联用氧化降低页岩气压裂返排液COD的过程更符合二级动力学特征.