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海洋油气管道长期处于深海环境中,在下海铺设之前要进行防腐处理,需先使用特殊配制的磷酸溶液对钢管表面进行酸洗,再经过高压超纯水水洗,酸洗和水洗过程产生的废液为高含磷废液。该废液酸度大、化学需氧量(COD)高、含磷量高、温度较高。在排放前需对高含磷废水进行处理,从而获得满足排放要求的水质,这对保护环境是非常必要的。本研究先利用CaCl2沉淀法除磷,再利用Fenton氧化和03氧化降解COD,考察了处理工艺条件对出水水质的影响并优化了工艺参数,并利用响应面优化法建立数学模型,进而实验验证数学模型的可靠性。考察了海洋油气管道酸洗废水除磷工艺,研究确定了CaCl2除磷过程的适宜反应条件为:n(Ca):n(P)为1.7：1,pH值为10.5,温度30℃,时间5 min。在此条件下,出水中总磷浓度低于1 mg/L。响应面优化结果表明,在所考察的n(Ca):n(P)、pH值和反应温度三个因素中,n(Ca):n(P)和pH值在考察范围内对总磷去除具有显著性影响,温度的影响不显著,pH和温度的交互作用对总磷的去除具有显著性影响；在n(Ca):n(P)=1.74,pH=10.16,温度为22.64℃的条件下,总磷浓度可降到1 mg/L以下。考察了海洋油气管道酸洗废水Fenton氧化降解COD工艺,研究确定了Fenton氧化过程的适宜反应条件为：每100 mL废水中,30%H202投加量为3.37 mL,n(H2O2):n(Fe2+)为14：1,初始pH值为3,时间90 min,温度30℃；响应面优化实验结果表明,H202投加量、n(H2O2):n(Fe2+)和pH对于COD去除率的影响都是显著的,H202投加量和n(H2O2):n(Fe2+)以及n(H2O2):n(Fe2+)和pH的交互作用也是显著的。当每100 mL废水中加入H2O2 2.76 mL,n(H2O2):n(Fe2+)为10.26,pH=4.24时,模型预测COD最大去除率为90.2%。实测为86.1%,与模型预测值相差仅4.1%,模型能够比较真实的反应Fenton氧化此高含磷清洗废水的真实情况。二次Fenton氧化中确定H202投加量为每100mL废水中1.10mL,n(H2O2):n(Fe2+)为10.26,pH 4.24,温度30℃。在此条件下出水中COD浓度可降到37.81 mg/L。考察了海洋油气管道酸洗废水03氧化降解COD工艺,研究确定了03氧化过程的适宜反应条件为：臭氧投加量9.5 g/h,pH值9,进气流量2 L/min,时间50 min；响应面优化实验结果表明臭氧投加量和pH对COD的去除率具显著性影响,而各交互作用的影响均不显著。当臭氧投加量为9.50 g/h,pH8.92,进气流量2.33 L/min时,模型预测COD的最大去除率为38.06%；验证试验得到COD的去除率为39.21%,与模型仅相差1.15%,说明此模型能够较好的模拟臭氧氧化降解COD的过程。综上所述,本研究最终确定了CaCl2沉淀-一次Fenton氧化-二次Fenton氧化处理海洋油气管道高含磷清洗废水的工艺,出水指标达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级B标准。