HPAM对油田污水处理的影响及其降解方法研究

发布时间：2020-03-18 07:55

【摘要】：油田污水是油气田开发过程中产生的一种工业废水。油田污水在含有大量的聚丙烯酰胺(HPAM)、固体悬浮物、带电胶粒、重金属,各种无机盐以及化学添加剂等,造成其成分复杂、毒害大、难降解等特点。本文主要利用超声波对HPAM溶液进行降解,研究了超声时间、功率、温度、HPAM初始浓度和pH值对降解效果的影响,通过实验确定降解的最佳条件。同时探索了不同分子量HPAM与单一絮凝剂和复配型絮凝剂的作用,考察了温度、沉降时间和pH值对絮凝效果的影响。最后对不同降解程度HPAM与絮凝剂的作用规律进行了初步的研究,在研究HPAM对油田污水处理的影响的同时,考察了温度、pH值和沉降时间对其絮凝效果的影响。通过实验得出以下结论:超声波对HPAM有一定的降解作用。利用超声波处理初始浓度为200 mg/L的HPAM溶液,处理条件为超声时间为20 min,功率为75 W、pH=7.0、温度为30℃时,超声降解效果最佳,HPAM去除率可以达到89.23%;除此之外,HPAM初始浓度对超声降解效果有一定影响,随着HPAM初始浓度的增加,HPAM去除率有所下降。通过正交试验可知,超声时间、功率和温度对降解效果的影响程度依次降低。研究不同分子量HPAM与单一絮凝剂PAC和复配型絮凝剂PAC-CPAM作用时发现,随着絮凝剂的增加,不同分子量HPAM溶液透光率呈现相同的变化趋势,即先增加后减小。然而,不同分子量HPAM溶液透光率达到最大值所需要的絮凝剂的量有所不同:2000万分子量HPAM溶液最多,1200万分子量HPAM溶液次之,400万分子量HPAM溶液最少。对于不同分子量HPAM溶液而言,温度和pH值对絮凝作用的影响有相同的规律:在温度为45℃-55℃之间和中性及弱碱性条件下,絮凝剂的絮凝效果较好。随着沉降时间的增加,不同分子量HPAM溶液的透光率均增加,且2000万分子量HPAM溶液的透光率变化最大。研究了HPAM降解程度对絮凝效果的影响规律,适当的降解可以增强絮凝效果。与未降解溶液的絮凝效果相比,当HPAM分子量由2000万降解至1397万时,絮凝效果提高;但HPAM分子量降解为728万时,絮凝效果下降。而HPAM分子量由1200万、400万分别降解为927万和267万时,絮凝效果提高;但分别降解至598万和207万时,絮凝效果最差。pH值的变化对HPAM降解前后溶絮凝效果影响规律是一致的,中性和碱性条件对HPAM降解有利,且中性条件的絮凝效果较好。除了2000万分子量HPAM溶液,温度对不同降解程度的HPAM的絮凝影响不同。当HPAM分子量为2000万时,温度对降解前、后的絮凝影响基本相同,且在45℃-55℃时,絮凝效果较好;当分子量为1200万和400万的HPAM降解后,絮凝效果随着温度的升高而降低,且都在35℃时絮凝效果最好。
【图文】：

从图 3-8~图 3-9 可以看到，无论是 2000 万分子量 HPAM 溶液还是 1200 万分子400 万分子量 HPAM 溶液，pH 对不同分子量 HPAM 与絮凝剂絮凝效果的影响有着相同的规律：在 pH 值为 7.0 和 8.5 时，絮凝效果呈现先增加后下降的趋势，且在 pH下的絮凝效果要低于 pH=7.0 小的絮凝效果。这可能由于溶液的 pH 值过高时，絮凝溶液中水解比较充分，形成高聚合度的羟基铝，另一方面，已经生成的沉淀又重新成阴离子羟基化合物，使处理效果变差；在 pH 值为 3.1 和 4.8 时，不同分子量 H溶液的透光率增加（或透光率增加率）低于中性和碱性条件的透光率，且 pH 值 为时的絮凝效果优于 pH 值为 3.1 时的絮凝效果，这是主要是由于在较低 pH 值时，，絮的水解反应受到抑制，影响絮凝效果。3.5 絮体的显微镜观察将絮凝剂处理后的模拟污水静置 1 h 后，取其下层溶液在偏光显微镜下进行观图 3-8、3-10 和 3-12 分别是 PAC 浓度为 300 mg/L、200 mg/L 和 30 mg/L 时处理后在放大 100 倍时的显微镜图片，图 3-9、3-11 和 3-12 是在 CPAM 浓度为 1.5 mg/L，浓度分别为300 mg/L、200 mg/L和30 mg/L时处理后污水在放大100倍时的显微镜

从图 3-8~图 3-9 可以看到，无论是 2000 万分子量 HPAM 溶液还是 1200 万分子400 万分子量 HPAM 溶液，pH 对不同分子量 HPAM 与絮凝剂絮凝效果的影响有着相同的规律：在 pH 值为 7.0 和 8.5 时，絮凝效果呈现先增加后下降的趋势，且在 pH下的絮凝效果要低于 pH=7.0 小的絮凝效果。这可能由于溶液的 pH 值过高时，絮凝溶液中水解比较充分，形成高聚合度的羟基铝，另一方面，已经生成的沉淀又重新成阴离子羟基化合物，使处理效果变差；在 pH 值为 3.1 和 4.8 时，不同分子量 H溶液的透光率增加（或透光率增加率）低于中性和碱性条件的透光率，且 pH 值 为时的絮凝效果优于 pH 值为 3.1 时的絮凝效果，这是主要是由于在较低 pH 值时，絮的水解反应受到抑制，影响絮凝效果。3.5 絮体的显微镜观察将絮凝剂处理后的模拟污水静置 1 h 后，取其下层溶液在偏光显微镜下进行观图 3-8、3-10 和 3-12 分别是 PAC 浓度为 300 mg/L、200 mg/L 和 30 mg/L 时处理后在放大 100 倍时的显微镜图片，图 3-9、3-11 和 3-12 是在 CPAM 浓度为 1.5 mg/L，浓度分别为300 mg/L、200 mg/L和30 mg/L时处理后污水在放大100倍时的显微镜
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X741

【参考文献】

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本文编号：2588457