【摘 要】
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针对页岩气压裂返排液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
【机 构】
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中国石油西南油气田分公司天然气研究院
【基金项目】
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中国石油天然气股份有限公司科学研究与技术开发项目 （2019F-31，KT2020-17-01）；
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针对页岩气压裂返排液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42 mg/L、pH为2.5左右、超声波功率800 W、催化剂MnO2加量0.45 g/L、反应时间100 min，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。
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