含聚丙烯酰胺类聚合物污水的电化学氧化技术研究

发布时间：2017-09-01 09:41

  本文关键词：含聚丙烯酰胺类聚合物污水的电化学氧化技术研究

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【摘要】：聚合物驱油技术的应用提高了石油采收率,但产生的大量高粘度含聚污水性质稳定,给回注处理增加了难度,提高含聚污水回注处理效果对于聚合物驱油技术的广泛应用具有一定的促进意义。电化学氧化技术是降低含聚丙烯酰胺类聚合物污水粘度、降解聚合物等高分子的有效途径之一;电-Fenton氧化技术具有氧化、絮凝、气浮作用而得到广泛的应用。本文通过自制小型电化学反应器,配制模拟含聚丙烯酰胺污水,采用单因素法分别考察了在静态和动态条件下,电流强度、电解时间、H2O2加量对含聚丙烯酰胺模拟污水的处理效果的影响;考察了污水矿化度、含油量、悬浮物含量对模拟含聚污水电化学氧化的影响。结果表明,静态条件下电流强度2A、反应时间10min、H2O2加量为30mg/L,模拟含聚污水中聚丙烯酰胺降解率达90%以上;矿化度大于10000mg/L、含油量大于160mg/L、悬浮物含量大于160mg/L时,对含聚污水的电化学氧化处理不利。同时,采用体积为24L的电化学中试反应器对聚驱生产污水进行电化学氧化处理实验。首先采用小型电化学反应器进行正交实验和单因素实验确定最优电极参数,再用中试反应器进行验证实验。结果表明,电流强度1.6A、电解时间10min、H2O2加量20mg/L为最佳处理条件,且聚丙烯酰胺降解率达53%以上。中试验证实验结果表明,中试实验的聚合物降解率略高于小试实验的聚合物降解率,达60%以上,放大过程基本可行。通过傅立叶变换红外光谱检测法,凝胶色谱检测法的分析,对含聚丙烯酰胺类聚合物污水的电化学氧化机理做了初步分析和推断,结果表明,在降解过程中发生了酰胺基水解,分子链断裂,絮凝沉降作用。
【关键词】：电化学氧化 聚丙烯酰胺降解 电化学反应器 电极参数
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703;O646
【目录】：

• 摘要3-4
• abstract4-9
• 第一章 综述9-20
• 1.1 研究的目的及意义9
• 1.2 油田含聚污水处理现状9-12
• 1.2.1 物理处理法9-10
• 1.2.2 化学处理法10-11
• 1.2.3 微生物处理法11-12
• 1.3 聚丙烯酰胺降解研究现状12-16
• 1.3.1 化学降解12-15
• 1.3.2 生物降解15
• 1.3.3 机械降解15-16
• 1.3.4 热降解16
• 1.4 污水的电化学法处理技术16-18
• 1.4.1 电催化氧化法16-17
• 1.4.2 电化学还原法17
• 1.4.3 电絮凝法17
• 1.4.4 其他电化学方法17-18
• 1.5 研究内容和技术路线18-19
• 1.5.1 研究内容18
• 1.5.2 技术路线18-19
• 1.6 创新点19-20
• 第二章 含聚丙烯酰胺模拟污水的静态电化学氧化研究20-35
• 2.1 实验药品及仪器20-23
• 2.1.1 实验药品20
• 2.1.2 实验仪器20
• 2.1.3 实验装置20-21
• 2.1.4 模拟含聚污水的配制21-23
• 2.2 实验原理23-24
• 2.2.1 电化学氧化23
• 2.2.2 电化学絮凝与电化学气浮23-24
• 2.3 实验方法24-26
• 2.3.1 聚合物残余浓度测定及去除率的计算24-25
• 2.3.2 粘度法25-26
• 2.3.3 处理后水中含铁量、含油量、悬浮物含量的测定26
• 2.3.4 模拟聚丙烯酰胺污水静态条件参数优化26
• 2.3.5 模拟聚丙烯酰胺污水影响因素研究26
• 2.4 结果与讨论26-34
• 2.4.1 电流强度对模拟污水中聚丙烯酰胺降解的影响26-27
• 2.4.2 氧化剂加量对模拟污水中聚丙烯酰胺降解的影响27-28
• 2.4.3 电解时间对模拟污水中铁离子浓度的影响28-29
• 2.4.4 模拟污水降解前后的粘度测定29-30
• 2.4.5 矿化度对含聚模拟水中聚丙烯酰胺的影响30-31
• 2.4.6 悬浮物含量对含聚模拟水中聚丙烯酰胺的影响31-32
• 2.4.7 含油量对含聚模拟水中聚丙烯酰胺的影响32-33
• 2.4.8 含油及含悬浮物对含聚模拟水中聚丙烯酰胺的复合影响33-34
• 2.5 本章小结34-35
• 第三章 含聚丙烯酰胺模拟污水的动态电化学氧化研究35-40
• 3.1 实验药品及仪器35-36
• 3.1.1 实验药品35
• 3.1.2 实验仪器35
• 3.1.3 实验装置35-36
• 3.1.4 模拟含聚污水的配制36
• 3.2 分析方法36
• 3.3 研究内容36
• 3.4 结果与讨论36-39
• 3.4.1 动态条件下H_2O_2加量对含聚模拟水降解的影响36-37
• 3.4.2 动态条件下电解时间对含聚模拟水降解的影响37-38
• 3.4.3 动态条件下水力停留时间对含聚模拟水降解的影响38-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第四章 电化学氧化法处理现场含聚污水的研究40-48
• 4.1 实验药品及仪器40-42
• 4.1.1 实验药品40
• 4.1.2 实验仪器40
• 4.1.3 实验装置40-41
• 4.1.4 现场污水性质与组成41-42
• 4.2 分析方法42
• 4.3 研究内容42
• 4.4 结果与讨论42-46
• 4.4.1 正交实验42-43
• 4.4.2 电流强度对现场含聚污水电化学氧化过程的影响43-44
• 4.4.3 电解时间对现场含聚污水电化学氧化过程的影响44-45
• 4.4.4 氧化剂加量对现场含聚污水电化学氧化过程的影响45-46
• 4.4.5 中试验证实验46
• 4.5 本章小结46-48
• 第五章 含聚模拟污水静态电化学氧化机理的初步研究48-58
• 5.1 实验药品及仪器48
• 5.1.1 实验药品48
• 5.1.2 实验仪器48
• 5.2 分析方法48
• 5.3 实验内容48-57
• 5.3.1 酸化液的红外检测及凝胶色谱分析48-50
• 5.3.2 降解后清液的红外检测及凝胶色谱分析50-53
• 5.3.3 降解后絮渣洗涤离心经冷冻干燥后红外检测及凝胶色谱分析53-54
• 5.3.4 含聚丙烯酰胺类聚合物污水的电化学氧化过程的机理推测54-57
• 5.4 本章小结57-58
• 第六章 结论58-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-64
• 攻读硕士学位期间发表论文64-65

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