多孔陶瓷滤料的表面改性及聚结过滤处理模拟油田采出水

发布时间：2023-02-23 19:38

　　随着全球工业的迅速发展，我国大部分油田进入开采中后期，原油综合含水率大幅提高，油田采出水的排放量也每日递增。作为一种高污染源之一，其成分复杂，油含量高，若不进行处理就直接排放出来，势必会给社会环境和人类健康带来严重伤害。因此，国内外都在不断探索处理含油废水的新技术。总的来说，包括物理法、化学法、物理化学法和生物化学法以及其他的各种组合工艺。聚结除油法因为其特有的除油机理，越来越受到各界学者的关注。基于此，选择稳定高效的聚结材料和发展新方法是至关重要的。作为一种典型的粗粒化材料，多孔陶瓷滤料因为其稳定性好、孔隙率高、再生性强、无二次污染等优点，可以广泛应用于油田采出水的处理。但是，多孔陶瓷滤料本身属于疏油性的，而其疏油性又不是很高，用它直接处理油田采出水效果并不是很好，因此有必要对其进行改性或者与其他技术相结合来提高含油废水的处理效果。 本文提出分别用铝酸酯偶联剂和聚乙二醇对多孔陶瓷滤料进行改性，分别提高滤料的亲油性和疏油性，并对改性前后的滤料用红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、密度、孔隙率及对水的接触角等测试手段进行了表征。在此基础上，又进行了改性前后的滤料分别与磁分离技术相结...

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 油田采出水概述
        1.1.1 油田采出水的来源及特点
        1.1.2 油田采出水的危害
        1.1.3 油田采出水的处理方法及研究现状
    1.2 聚结法除油简介及研究进展
        1.2.1 聚结法除油简介
        1.2.2 聚结法除油的机理
        1.2.3 聚结法除油的研究现状及进展
        1.2.4 多孔陶瓷滤料的应用研究进展
        1.2.5 多孔陶瓷滤料的过滤机理
    1.3 磁分离技术
        1.3.1 磁分离技术简介
        1.3.2 磁分离方法的分类
            1.3.2.1 磁凝聚分离法
            1.3.2.2 磁盘分离法
            1.3.2.3 高梯度磁分离法
            1.3.2.4 超导磁分离法
        1.3.3 磁分离技术的研究进展
        1.3.4 磁分离技术的局限性
    1.4 本课题的研究意义及主要内容
        1.4.1 本课题研究的意义
        1.4.2 本课题研究的主要内容
第二章 多孔陶瓷滤料的亲油改性及除油性能研究
    2.1 实验仪器及试剂
        2.1.1 实验仪器
        2.1.2 实验试剂
    2.2 实验方法
        2.2.1 油标准曲线的绘制
        2.2.2 废水中油浓度测定及去油率的计算
        2.2.3 浊度的测定
        2.2.4 多孔陶瓷滤料的预处理
        2.2.5 亲油改性多孔陶瓷滤料的制备
        2.2.6 改性前后滤料的红外光谱分析
        2.2.7 改性前后滤料的扫描电镜与能谱分析
        2.2.8 密度及孔隙率的测定
        2.2.9 对水相对接触角的测定
        2.2.10 模拟油田采出水的处理
    2.3 结果分析与讨论
        2.3.1 预处理对多孔陶瓷滤料去油率和去浊率的影响
        2.3.2 改性工艺的优化
        2.3.3 滤料改性前后的红外光谱分析
        2.3.4 滤料改性前后的扫描电镜分析
        2.3.5 密度和孔隙率的测定
        2.3.6 对水相对接触角的测定
        2.3.7 穿透曲线的测定
        2.3.8 亲油涂层与滤料结合的机理
    2.4 本章小结
第三章 多孔陶瓷滤料的疏油改性及除油性能研究
    3.1 实验仪器与试剂
        3.1.1 实验仪器
        3.1.2 主要试剂
    3.2 实验方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 改性工艺的优化
        3.3.2 滤料改性前后处理模拟油田采出水效果比较
        3.3.3 FTIR 分析
        3.3.4 SEM 分析
        3.3.5 密度与孔隙率的测定
        3.3.6 对水相对接触角的测定
        3.3.7 去除率随时间的变化规律
    3.4 本章小结
第四章 聚结过滤-磁分离法处理模拟油田采出水的研究
    4.1 实验仪器及材料
        4.1.1 实验仪器
        4.1.2 实验材料
    4.2 实验方法
    4.3 结果分析与讨论
        4.3.1 多孔陶瓷滤料的粒径为 0.8¹.6 mm 时与磁分离法结合的效果
            4.3.1.1 滤料与 Fe₃O₄结合方式及有无磁场对去除率的影响
            4.3.1.2 磁场强度的影响
            4.3.1.3 滤料与 Fe₃O₄质量比的影响
            4.3.1.4 滤速的影响
            4.3.1.5 滤柱高度的影响
            4.3.1.6 Fe₃O₄粒径的影响
            4.3.1.7 亲油改性前后的滤料与磁分离结合的效果
        4.3.2 多孔陶瓷滤料的粒径为 2.8⁴.0 mm 时与磁分离法结合的效果
            4.3.2.1 滤料与 Fe₃O₄结合方式及有无磁场对去除率的影响
            4.3.2.2 磁场强度对模拟油田采出水处理效果的影响
            4.3.2.3 滤料与 Fe₃O₄质量比对模拟油田采出水处理效果的影响
            4.3.2.4 Fe₃O₄粒径对模拟油田采出水处理效果的影响
            4.3.2.5 滤速对模拟油田采出水处理效果的影响
            4.3.2.6 滤柱高度对模拟油田采出水处理效果的影响
            4.3.2.7 疏油改性前后的滤料与磁分离结合的效果
    4.4 本章小结
第五章 处理模拟油田采出水动态连续研究
    5.1 实验仪器及试剂
        5.1.1 实验仪器
        5.1.2 主要试剂
    5.2 实验方法
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 滤料处理方式对无磁场时模拟油田采出水的处理效果
        5.3.2 改性前后滤料与磁分离技术结合前后对模拟油田采出水的处理效果
        5.3.3 混凝剂浓度对模拟油田采出水处理效果的影响
        5.3.4 混凝沉淀对模拟油田采出水处理效果的影响
        5.3.5 原水水质对模拟油田采出水处理效果的影响
        5.3.6 滤柱高度对模拟油田采出水处理效果的影响
        5.3.7 滤速对模拟油田采出水处理效果的影响
        5.3.8 滤料反洗再生的影响
    5.4 本章小结
第六章 除油机理的分析
    6.1 聚结机理分析
    6.2 混凝 聚结 磁分离法除油机理分析
第七章 全文总结及存在的问题
    7.1 结论
    7.2 存在的问题
参考文献
致谢
附录 A
附录 B 攻读硕士学位期间发表的论文和申请的专利



本文编号：3748622