介质润湿性对表面活性剂驱替柴油的影响研究

发布时间：2021-03-09 06:53

　　近年来随着石油开采及其副产品加工量的大幅度增长,地下水中石油烃类的污染日益严重。由于其在水中的溶解度较小,甚至不溶,一旦泄漏到地下环境中不仅难以检测,而且修复起来也是更加困难,因此成为近些年研究的热点。原位冲洗技术在石油类污染物的修复中应用较为广泛。由于表面活性剂能够有效降低油-水之间的界面张力,并且达到临界胶束浓度时会形成胶束,有效提升石油烃类物质的溶解性和流动性,从而达到去除污染物的目的,因而常被用作地下水中石油烃类污染物原位冲洗技术中的冲洗剂。不过,在天然条件下,地下介质的润湿程度是不同的,不同润湿性的介质中污染物的迁移和分布也不尽相同。同时,表面活性剂的加入也会对介质的润湿性产生一定的影响,而对于这种由于外加表面活性剂所引起的介质润湿性的改变以及对污染物迁移和分布的影响还未有过系统的研究。本文以柴油作为模拟污染物,首先利用可视化的微型模拟装置研究了柴油在不同的润湿性介质中的迁移分布情况;然后,利用一维模拟砂柱进行地下水中柴油的驱替研究,分析介质润湿性对表面活性剂驱替柴油污染物的影响,并结合介质表面性质的变化揭示了其变化机制。研究发现:（1）利用二氯二甲基硅烷改性后的石英砂润湿性... 

【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

技术路线图

第2章表面活性剂及介质润湿性对地下水NAPL去除的理论基础13图2.1杨氏方程示意图测量接触角的方法主要包括液滴法、固滴法、倾板法、张力测量法和Washburn法等，方法简单，可以直观地得出结果。适用于纯净的液体，并且对于介质表面光滑度要求较高，介质表面粗糙时会影响测量结果。（2）Amott法[65]该种方法通过渗吸和强制驱替来测定岩心的平均润湿性，润湿的流体会主动渗吸进入孔隙从而驱替非润湿流体。此种方法可以模拟真实的地下介质环境，但是会受到介质的初始饱和度影响，对于中间润湿的情况不敏感。（3）USBM润湿指数法[65]USBM润湿指数法是通过做功的方式，用一种流体驱替另一种流体，润湿流体驱替非润湿流体做的功小于相反驱替时所需的功。已有文献表明[66]，润湿流体驱替非润湿流体所做的功与毛细管压力曲线下对应的面积成正比。求得两种情况下毛细管压力曲线并计算曲线下对应的面积之比的对数即为润湿指数，就可以表征介质的润湿情况。这种方法测量时间短，能快速获得结果，可以测得介质平均润湿情况，并且对中间润湿十分敏感。但是在地下水污染修复中不具备使用条件。本章小结目前表面活性剂在地下水NAPL修复的应用中相关研究越来越多，因其结构、组成、电性不同，对污染物去除的机制和效果也不同。而且，表面活性剂可通过静电作用、范德华力等作用吸附在介质表面，导致介质表面润湿性改变。当介质润湿性改变时，NAPL在其中的迁移、分布以及赋存形态也会随之改变。因

第3章介质润湿性对NAPL迁移分布的影响研究18图3.1水滴在介质表面的聚集形态图3.2.2接触角测定方法本研究表征介质润湿性的方法选用接触角法中的“固滴法”，测试仪器为ZYC-2型接触角仪，然后通过“量角法”获得接触角数值。测试步骤如下：首先称取0.5g改性后的石英砂，将其均匀铺设在表面有粘性的平板玻璃上，表面压平，保证厚度大于2mm，然后利用滴管吸取少量去离子水滴在压实的介质表面，利用接触角仪测试水-石英砂之间的接触角。3.2.3可视化微型模拟装置的制作可视化微型模拟装置是以透明的亚克力板作为外壁材料，改性的石英砂作为内填充介质，用以模拟不同润湿性的含水层介质，利用环氧树脂胶将外壁材料和石英砂介质粘合在一起，粘合时保证中间部分的改性石英砂中不浸入胶液。具体制备步骤如下：


本文编号：3072450