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[硕士论文] 车晓军
应用化学 西安石油大学 2017(学位年度)
摘要:含油污泥是石油工业的主要污染物之—,由于其产出量大,成分复杂,处理难度高,同时含油污泥中还含有大量的石油类物质、重金属等,已被国家环保部列入危险废物名录因此,对含油污泥的无害化处理以及资源化利用是当前石油行业和环境保护的核心问题之—。
  含油污泥的清洁燃烧技术是利用添加物,在不降低其热值、燃烧速率的前提下,有效降低污泥焚烧过程污染物产生量。污泥的清洁焚烧,不仅可使含油污泥的有害成分彻底分解,同时可有效回收利用焚烧过程中产生的热能,是目前国内外有效处理含油污泥中最具潜力的途径之—。
  本文对经过调质处理的含油污泥、热解处理的热解残渣与煤粉以不同比例混配制得的型煤的焚烧过程进行了研究,监测了焚烧过程污染物的产生量。结果表明:当污泥含油量及含水率分别为10.04%和63.28%,型煤中调质处理污泥加量为32%时,所得型煤的热值可达到19936.14kJ/kg;热解残渣含油量为2.25%,含水率为5.23%时,最佳添加量为16%时,所得型煤的热值可达到23482.82kJ/kg以上。添加量为32%的调质污泥制成的型煤以Ca/S比(质量比)为2/1添加1.4%CaO和不同浓度的Fe2O3,所排烟气中二氧化硫最高排放浓度可从最初的70mg/m3降低到48 mg/m3以下,型煤中固硫率可达95.23%。
  同时论文研究了生物质种类以及加量对污泥型煤燃烧性能的影响,结果表明,向32%污泥型煤中分别添加—定量的核桃壳,污泥型煤燃烧性能较加入杏壳及棉籽壳好,同时随着生物质加量的增大,燃烧速率以及炉温均呈规律性升高,15%核桃壳的污泥型煤燃烧后残渣成型效果最好;筛选出的最优生物质+污泥型煤颗粒制成工业煤球燃烧时,其炉温可达712℃,燃烧速率为民用蜂窝煤的3-4倍。
[硕士论文] 李启锋
油气田开发工程 西安石油大学 2017(学位年度)
摘要:含油污泥是石油在开发、储运和炼制等过程中产生的一种成分复杂、性质稳定的固体废弃物,在不经处理或者处理不达标的情况下直接排放,会对周边生态环境造成严重的威胁。同时,含油污泥含油率高、处理费用昂贵,为了降低含油污泥的处理费用和减少石油资源的浪费,设计合理的含油污泥处理工艺和配套的处理装置已经成为石油工业发展的当务之急。
  本文首先通过含油污泥的组分实验、药剂实验和药剂评价的影响因素实验,分析了不同破乳剂单独的作用效果和复配后的作用效果,以及破乳剂NP-10单独作用时,温度、固液比、静置时间和pH值等对除油效果的影响,确定了化学热洗的最佳工艺条件。根据注水井的调剖工艺,设计出了化学热洗和调剖堵水相结合的含油污泥处理工艺方法以及相应的含油污泥处理装置,并通过对搅拌桨搅拌流体的数值模拟优选出了搅拌桨叶的倾斜角。此外,对装置处理后的污泥进行了调剖剂配方实验和调剖体系评价实验,确定了含油污泥调剖剂体系配方,表明了凝胶型调剖体系具有良好的成胶性能和封堵效果。在长庆油田A区块进行了现场调剖试验,调剖效果良好。该技术的研究为油田含油污泥的低成本、高效率处理提供了一定的技术支持。
[硕士论文] 段云敏
环境工程 大连海事大学 2017(学位年度)
摘要:石油工业作为我国现代化建设的一大重要产业,为各行业以及人类生活提供了巨大的能源输出,同时,石油工业化开采的过程当中,产生的一系列油田污水也对我们的自然水环境造成着严重的污染。本文对其中油田酸化技术产生的油田酸化废水进行处理研究。采取混凝法进行第一步处理,通过实验来确定混凝处理过程的最佳工艺条件,调节原水样pH值为7,无机混凝剂聚铝PAC的加入量为1300mg/L,快速搅拌时间为1min,让加入的混凝剂快速充分溶解,慢速搅拌时间为10min,混凝时间为1h,此时水样基本澄清,CODCr值为70mg/L,COD去除率达77.9%;第二步处理采取高级氧化技术中的Fenton试剂法,进行深度氧化处理使CODCr值进一步降低,通过实验确定了Fenton法的最佳工艺条件,选取H2O2(mL):FeSO4·7H2O(g)=1,每200mL第一步混凝处理后的水样,H2O2的投入量选取为0.2mL,对应的FeSO4·7H2O投加0.2g,反应时间为3h,反应pH=4,水样CODCr值从70mg/L降低到54.3mg/L,已经达到国家石油化工类污水排放的一级标准。至此,本文引入光助法,即外加日光辐照这一条件,形成日光/Fenton法的处理工艺,代替普通Fenton法对油田酸化废水进行第二步处理,通过实验得出,日光/Fenton法与普通Fenton法的最佳处理工艺条件除光照外完全一致,同时,增加日光辐照条件的出水CODCr值为27.6mg/L,COD去除率达到91.3%。最终得出“混凝——日光/Fenton法”这一处理工艺。
[硕士论文] 屈肖
油气田开发工程 西安石油大学 2017(学位年度)
摘要:油气井压裂作业是油气井增产的主要措施之一,为各油田普遍采用。油气井在压裂过程中产生的压裂返排液己成为当前油气田水体污染源之一,深入研究压裂返排液的处理方法,对油气田环境污染控制具有重要意义。
  本论文系统地分析了压裂返排液的来源、组成、污染特征及治理现状,采用化学预和生物法联合处理压裂返排液,重点研究了生物化学法处理的可行性及影响因素。
  在化学预处理实验中,采用自制聚硅酸铝铁混凝剂(PSAF)混凝预处理方法。利用Design-Expert设计正交试验考察SiO2浓度、Si/(Fe+Al)摩尔比、pH等对PSAF性能的影响,优化PSAF的制备条件,并与PAC、PAM等传统混凝剂比较混凝处理结果,结果显示:Si/(Fe+Al)摩尔比、pH对PSAF性能影响较大,PSAF最优配比为:w(SiO2)=3.4%, n(Si)/n(Fe+Al)=1.3,pH=1.8。最优组的混凝效果比 PAC、PAM都要优良;经 PSAF混凝处理后的模拟压裂返排液的浊度降低率为88.63%,这为后期的生物法处理降低了难度。在生物处理实验中,利用混凝预处理后的压裂返排液配制改良培养液,对小球藻进行半固化混养,利用Design-Expert设计正交试验,考察改良培养液中,混凝后的压裂返排液的浓度、活性炭浓度及β-甘露聚糖酶浓度的影响。对小球藻接种混养一个周期(7d)后,分别测定每组处理后改良营养液的浊度和藻细胞密度,优化处理方案。试验结果表明,改良培养液的最优配比为:c(混凝后的压裂返排液)=200mL/L,c(活性炭)=100g/L, c(β-甘露聚糖酶)=171.08mg/L。利用优化的改良培养液培养小球藻,藻密度由0.0774×107个/mL增加到0.4149×107个/mL,压裂返排液的浊度降低率达到91.61%,浊度降至2.29mg/L,符合国家污水排放一级标准。
  为了验证生物化学法对压裂返排液中的有机物的去除效果,文章最后引入了 COD去除率作为检验指标,通过混凝-厌氧-微藻处理的工艺,以最优组改良培养液对小球藻进行培养,COD去除率达到了91.3%,最终CODCr降解到56.38mg/L,符合国家污水排放一级标准。验证了化学预-生物处理的可行性及高效性。
[硕士论文] 党庆华
油气储运工程 西安石油大学 2017(学位年度)
摘要:每年我国各大油田会有大量的污水产生,若直接将其外排,势必会对当地环境及地面设施造成危害,采用罐车输送的方式,缺点在于一是成本高,二是输送过程中污水不同程度的逸散,本文以油田现场污水的处理为研究背景,采用蒸发方式对其进行处理,则能最大程度的减少上述问题。主要研究内容和结论如下:
  (1)基于现如今进行污水处理的装置及本文的创新点,设计一套低成本、清洁化的卧式炉膛蒸发装置,并利用绘图软件CAD实现几何三维模型的建立。
  (2)针对污水中的硫化物,采用不同的除硫剂利用实验的方法对污水进行脱硫处理,实验结果得出次氯酸盐和氯化铜、H2O2的除硫效果比较好。
  (3)根据所设计的蒸发装置的尺寸,对天然气、污水的输送速度、流量以及最终装置所产生的热量进行理论计算,根据所得出的数据为后期的模拟提供相对应的边界条件以及物性参数。
  (4)基于STAR CCM软件在对传热模型进行网格划分的优势性,利用STAR CCM软件对该模型的模拟计算域进行网格划分。
  (5)在FLUENT模拟软件中数值模拟方法研究的基础上,采用基于传热方面的热传导模型,并且选用多相流模型中的VOF模型,对流体速度等于0m/s和2m/s的热流场进行模拟,根据所得出的云图分析研究了炉膛装置周围的水体内部温度场的分布、热流密度的分布及热通量等的分布进行对比,从而能够很明显的看出污水动态情况下热量的传递比较迅速,从而对污水蒸发的趋势进行一个预测。
  (6)根据适用于全国水面的蒸发公式对污水的蒸发量进行理论计算,然后采用模拟软件aspen plus对污水蒸发量进行数值模拟计算,模拟结果与理论计算所得的结果进行对比,差距在误差范围内。
[硕士论文] 杨朋威
应用化学 西安石油大学 2017(学位年度)
摘要:如今,国内外大多数油田在采油过程中大量使用各种聚合物,主要包括羟丙基瓜尔胶、聚丙烯酰胺和羧甲基纤维素等,致使大多数油田采出污水中的聚合物含量偏高,部分油田的污水中聚合物质量浓度高达1000mg/L,聚合物含量严重超标,处理难度较大。现在油田现场主要选取的污水处理的方法主要为芬顿氧化法。该方法的优点是氧化活性较高,对聚合物的氧化降解较彻底;氧化降解的产物为无毒、易生物降解的小分子物质,不会产生二次污染;处理过程所需药品价格低廉且易得,处理成本较低。该方法缺点是Fenton氧化过程在pH为2.0~3.0的条件下才能发挥其效能,对反应条件要求较苛刻,而油田污水一般是偏碱性的,所以处理油田污水过程中需要首先调节污水的pH值至2.0~3.0,处理后的污水还需要将pH值回调至6.0~9.0,以满足我国《污水综合排放标准》的相关规定。因此,处理油田污水整个过程需要消耗大量的酸和碱。
  典型的Fenton体系是在酸性环境下,Fe2+催化H2O2快速分解产生大量具有高氧化活性羟基自由基?OH,该体系可用将大多数有机物的氧化降解,应用十分广泛。然而,该体系对污水的酸碱性要求十分苛刻,且使其应用步骤繁琐,使其应用范围受到制约。为了拓宽Fenton法的适用范围,本文制备了一系列金属配合物催化剂,在较高pH条件下催化H2O2氧化降解油田常用的聚合物,对拓宽Fenton体系的酸碱性适用范围做了进一步探究。
  本文主要以羟丙基瓜尔胶的胶液粘度为评价指标,合成了一系列金属配合物催化剂,通过胶液粘度的评价方法,实验筛选出来了5种对双氧水催化效果较好的催化剂,进而对这5种催化剂的最佳应用条件进行了筛选并通过紫外光谱分析对各个催化剂进行了表征以探究其催化效果较好的机理。实验用各催化剂在最佳条件下催化氧化降解油田常用的三种常用聚合物,对比分析了各催化剂对于去除COD和降低粘均分子量的作用效果。取得的主要研究成果如下:
  (1)筛选出了EDTA-Fe(II)、四乙烯五胺-Co、半胱氨酸-Fe(III)、酒石酸钠-Fe(III)和邻菲罗啉-Cu等五种催化H2O2氧化降解羟丙基瓜尔胶效果较好的催化剂;
  (2)优化出各催化剂的使用条件如下:EDTA-Fe(II)金属离子和配体比例为1:1,双氧水用量为羟丙基瓜尔胶质量的10%,催化剂用量为双氧水物质的量的10%,温度为45℃,pH为9;四乙烯五胺-Co金属离子和配体比例为1:3,双氧水用量为羟丙基瓜尔胶质量的10%,催化剂用量为双氧水物质的量的10%,温度为45℃,pH为7;半胱氨酸-Fe(III)金属离子和配体比例为1:1,双氧水用量为羟丙基瓜尔胶质量的10%,催化剂用量为双氧水物质的量的10%,温度为45℃,pH为7;酒石酸钠-Fe(III)金属离子和配体比例为1:3,双氧水用量为羟丙基瓜尔胶质量的10%,催化剂用量为双氧水物质的量的5%,温度为45℃,pH为11;邻菲罗啉-Cu金属离子和配体比例为1:3,双氧水用量为羟丙基瓜尔胶质量的10%,催化剂用量为双氧水物质的量的10%,温度为45℃, pH为11;
  (3)使用筛选出的5种金属配合物催化剂分别控制在其最优条件下,催化H2O2氧化降解油田常用的聚合物羟丙基瓜尔胶、PAM和CMC的模拟胶液。其中EDTA-Fe(II)以及邻菲罗啉-Cu催化H2O2氧化降解三种聚合物的效果较好,其COD去除率均在99%以上,四乙烯五胺-Co、半胱氨酸-Fe(III)和酒石酸钠-Fe(III)催化H2O2氧化降解三种聚合物的效果较一般,但也可达到97%以上;
  (4)紫外光谱和红外光谱表征,证明了金属离子和配体发生了配位生成了配合物,有效的从本质上说明了各催化剂催化效果较好的原因。
[硕士论文] 李成希
应用化学 西安石油大学 2017(学位年度)
摘要:本文制备了四氧化三铁/石墨烯、氧化锌/石墨烯、氧化亚铜/石墨烯复合材料,分别研究了它们的吸附性能、电催化性能以及光催化性能,将其应用到油田水污水的深度处理中,丰富了油田水处理方法,同时为处理环境问题提供了新思路。
  通过Hummer法制备氧化石墨烯,再通过氨化处理使石墨烯表面掺杂了氮原子,经化学共沉淀法快速、简单、高效地制备出氨化石墨烯/铁磁性复合材料(AGO/Fe3O4),利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、红外光谱(FT-IR)和透射电镜(TEM)对该材料进行表征,并研究了其对油滴的吸附性能。AGO/Fe3O4可以实现对油滴的高效吸附。
  制备了基于AGO/Fe3O4/GCE的苯酚电化学传感器,研究其对苯酚的电催化行为及电催化机理,建立了测定油田污水中苯酚的新方法。利用线性扫描伏安法(LSV)对苯酚进行了电化学分析,苯酚的氧化峰电流与其浓度在0.45μM~56μM和156μM~456μM范围内呈良好的线性关系,检出限为0.4μM。
  通过水热法制备了GO/Fe3O4/ZnO复合材料,并采用SEM、FT-IR、XRD、荧光分光光度计和 TG-DSC对其进行了表征,结果表明该复合材料具有良好的热稳定性和光催化性能。GO/Fe3O4/ZnO与 H2O2芬顿体系在可见光照射下可以很好的降解苯酚,当该复合材料投加量为200mg/L,H2O2的加入量为12mmol/L时,苯酚降解率达98%以上。
  通过浸渍法与电化学沉积法,制备了Cu2O/GO@NF负载型光催化剂,采用SEM、XRD和荧光光谱对其进行表征,发现立方晶体的Cu2O均匀负载在GO@NF表面。研究了 Cu2O/GO@NF负载型光催化剂在模拟可见光源下对HPAM的光降解行为,其单独作用时HPAM降解率达76%,其与18mmol/L的H2O2共同作用时达98%,具有良好的光催化性能。
[硕士论文] 曹艳强
油气储运工程 西安石油大学 2017(学位年度)
摘要:旋流分离器是一类依靠离心进行分离的装置,是通过借助互不相溶的两种介质之间的密度差进行分离的。近些年来,旋流分离器的用途也由主要进行固-液分离发展到液-液分离、液-液-固分离和气-液-固三相分离。我国许多油田都在进行水力旋流器应用于油田采出液及油田污水处理方面的研究,从目前的形势看,已显示出良好的应用前景。
  本论文结合目前油田生产实际情况,针对脱油型旋流分离器开展了相关的实验研究工作。由于旋流分离器是利用流体压力的损失在达到分离的,所以在研究其分离特性的同时,还对各种压力损失情况进行了研究分析。
  论文还对旋流分离器的分离机理进行了详细的分析和论述。对不同溢流口直径和溢流管长度对旋流分离器分离效率的影响做了分析。利用 FLUENT流体动力学软件,针对旋流器实验样机的主要结构形式,基于RNG k-ε模型对旋流分离器内部流场的压力分布情况、速度和流体流动情况进行了模拟分析,结果数据对旋流分离器的结构优化设计提供了可借鉴的依据。
  对于旋流分离器各结构参数对分离效果的影响,本论文也进行了较为详细的分析,并设计出几种不同的配套工艺,利用室内实验对旋流分离器系统进行了分析。
  结合现场生产实际,在大庆油田开展了污水处理旋流分离器及配套工艺的小规模生产应用研究,经过对比实验,可以看出,在现场生产实际情况下,旋流分离器可以将含油污水脱油90%以上,能较好地满足油田污水的处理要求。
[硕士论文] 郭豫川
环境工程 重庆工商大学 2014(学位年度)
摘要:石油是一种不可再生资源,工业的快速发展和现代化社会对能源需求量的急剧增加油液过度的使用和消耗。而油液在炼制、存储、运输和使用的过程中,可能会有水分和杂质进入;由于呼吸作用、温度与空气的氧化作用或者其他原因,油液会老化、变质,油中污染物的产生会促进油液的进一步劣化、分解,产生有害气体二氧化硫等,使油液颜色、酸值、粘度、闪点、击穿电压及水分含量等等理化性质发生变化,当油中污染物含量超过对应的要求或者理化指标超出某一标准范围时,就成了废油。被污染的废油如果不进行再生处理不仅造成浪费,更是会严重的污染环境。
  分子蒸馏技术,是利用不同馏分之间的分子平均自由程的差异,通过提高温度、降低压力来实验馏分之间的分离,具有操作温度低、蒸馏压强低、油液受热时间短、分离效果好等特点。文章的研究工作正是基于这一背景开展的,其研究内容和主要工作围绕分子蒸馏设备,包括以下几个方面:
  (1)前期通过查阅相关资料,阅读文献,对传统废油再生的方法诸如絮凝萃取、溶剂精制、薄膜过滤、分子蒸馏等的优缺点进行简述,阐述分子蒸馏技术的原理及在废油再生中的部分研究方向。
  (2)通过对以多级分子蒸馏设备为研究对象,分析了其设备组成和分子蒸馏工艺过程。分析了各级测控点的分布情况,设计了分布式控制系统方案。按照由底层至上层的设计顺序,结合各子系统功能,设计了硬件和软件系统,并实现组态,完成对分子蒸馏设备的DCS改造,为依靠远程控制进行分子蒸馏废油再生实验提供技术支持。
  (3)以DZL-5型分子蒸馏器为研究对象,分析了该型号分子蒸馏器工艺过程。控制其运行条件分别进行单因素等差实验,并借助油液指标检测设备进行对应指标检测。通过格布拉斯准则剔除实验误差值,用方差分析确定温度压力与对应的指标之间是否相关,借助回归分析确定温度压力与油液指标之间的数学关系。
[硕士论文] 孙蕾蕾
环境科学与工程 山东大学 2014(学位年度)
摘要:目前我国的各大油田已经进入三次采油阶段。其中,三元复合驱采油技术的原油采出率与其他化学驱采油技术相比,能提高20%,因而在大庆,胜利等大型油田得到了广泛应用。但随之产生的采油污水又是另一需要解决的问题。三元复合驱采油污水因含有大量驱油剂(碱、表面活性剂、聚合物),从而形成了具有强乳化,高稳定和难降解的复杂乳化体系,因此处理难度大。目前国内外针对驱油剂对采油污水稳定性的影响已有重大突破。然而,实际上,原油在流经地层时,会携带具有一定表面活性的地层粘土颗粒。而粘土颗粒是影响采油污水稳定性的重要因素之一。
  本课题以锂皂石颗粒作为模拟地层粘土矿物,配制三元复合驱采油污水后,通过加入不同浓度的锂皂石颗粒,研究其对三元复合驱采油污水的稳定性影响。同时测定油滴zeta电位,油水界面张力和粘弹模量,油珠粒径,表观粘度等随驱油剂及锂皂石浓度的变化,以此进行稳定机理探讨。
  研究表明:(1)NaOH在低浓度时(<300mg/L),随其浓度的增加,油滴表面的zeta电位负电性增加,界面张力和粘弹模量以及油珠粒径减小,采油污水稳定性逐渐增强,说明此时NaOH对体系的乳化稳定作用主要通过增加油滴zeta电位,减小界面张力以及油珠粒径的综合作用来实现;在高浓度时(>300mg/L),随NaOH浓度的增加,油珠zeta电位基本不变,而界面张力和粘弹模量逐渐减小,油珠粒径增大,采油污水稳定性变差。说明此时NaOH对乳液的粘弹模量和油珠粒径的影响占主导作用,通过增大油珠粒径和减小粘弹模量,使乳液稳定性变差;对于WPS,随其浓度的增加,zeta电位的负电性逐渐增加,界面张力和粘弹模量逐渐降低,油滴粒径减小,采油污水乳化稳定性逐渐增强,说明WPS是通过对zeta电位,界面性质以及油滴粒径的综合作用来增强采油污水稳定性的;对于HPAM,随其浓度的增加,油珠zeta电位负电性和体系黏度增加,而界面性质以及油滴粒径均无太大改变,乳液稳定性增强。说明HPAM是通过影响油滴zeta电位和体系黏度来增强乳液稳定性的,而由于HPAM界面活性不强,因此对油水界面性质几乎无影响。(2)锂皂石在低浓度(<150mg/L)时,随其浓度的增加,zeta电位负电性和粘弹模量逐渐增加,界面张力减小,采油污水乳化稳定性增强,说明低浓度的锂皂石颗粒主要通过增加油滴zeta电位,以及改变油水界面性质增强乳状液的稳定性;在高浓度时(>200mg/L),随浓度的增加,油滴zeta电位负电性基本稳定,界面张力增加,粘弹模量降低,乳液脱稳。证明此时锂皂石主要通过增加界面张力和降低粘弹模量降低乳液稳定性。
[博士论文] 马宝东
环境工程 山东大学 2014(学位年度)
摘要:油田注水开发中后期大量污水产生,目前胜利油田油井产液量为86.7×104m3/d,综合含水92%,产水量为79.8×104m3/d。从地下采出的油田污水均需再次回注地下油藏用于驱替原油,从而实现污水的循环再利用。
  从地下采出的污水中含有原油、固体悬浮物、细菌以及大量的无机盐,在油田污水回注过程中主要存在两个方面的问题:一方面由于中低渗透油藏储层物性差、渗透率低、微孔隙发育、渗流阻力大等原因,在油田污水回注过程中普遍存在水井注水压力高、注水量小和水驱采收率低等问题。采用表面活性剂提高油田污水回注率是补充地层能量,提高油井产能的新方法。表面活性剂通过改善油/水界面和岩石/水界面活性,提高油水两相在地层中的渗流能力,降低污水回注压力,增加污水回注量。该研究在减少污水外排,实现污水注采良性循环以及中低渗油藏高效开发等方面具有重要意义。
  另一方面污水是导致化学驱油体系中聚合物溶液粘度损失的主要原因。在化学驱油过程中,通过投加大量的聚合物增加注入水粘度是提高原油采收率的主要手段。然而,污水中各种复杂的化学组分对聚丙烯酰胺分子的降解作用导致聚合物溶液在配制和注入过程中溶液粘度下降,驱替相的流度控制能力变差,驱油效率降低,进而限制了该项技术在油田的推广应用。
  本文在大量文献调研和文献分析基础上,从界面力学研究入手,分析油水两相在地层微孔隙中的渗流阻力和渗流特征;通过扫描电镜技术分析聚丙烯酰胺分子链的空间构象,研究聚丙烯酰胺分子降解机理。探索表面活性剂提高污水回注量及其驱油效率的内在机制,为实现油田污水循环再利用和中低渗油藏高效开发提供理论指导。主要研究内容及结果如下:
  1.采用物理模拟实验技术和核磁共振技术,分析了水驱油过程中的毛管阻力、贾敏效应、岩水界面摩阻和水驱毛管数与表面活性剂物化特性的相关性。
  研究结果表明,在水驱油过程中,用于提高低渗油藏注水能力的表面活性剂并非界面活性越高越好。在史深100油藏条件下,当活性剂体系将油水界面张力降至4×10-2~2×10-2mN/m时,注水压力降幅最大达到75%。
  2.合成并提纯了不同种类阴离子表面活性剂,并分别测定了其主要物化性能,包括表面活性剂的表面张力(γcmc)、临界胶束浓度(cmc)、界面饱和吸附量、pC20、表面压、Gibbs吸附能。研究结果表明:(1)对于单一体的阴离子磺酸盐类表面活性剂,仅石油磺酸盐(SHL-PS、KAQ-PS)、C2024AOS、C18AESO-3可以在较短时间内使动态界面张力瞬时达到10-3mN·m-1数量级,甚至10-4mN·m-1数量级,平衡界面张力维持在10-2mN·m-1数量级。其它表面活性剂因亲水性较强,因此油水界面张力较高,一般分布在10-1mN/m或更高数量级。(2)在以C2024AO5为主的二元体系中,按协同增效作用从小到大的排列顺序为:C2024AOS/C1416AOS<C2024AOS/C16AESO-3<C2024AOS/Dow8390,由此可初步认为:亲水基体积小的阴离子表面活性剂与亲水基体积大的阴离子表面活性剂的协同增效效果相对较好,而两种亲水基体积小的阴离子表面活性剂之间协同增效效果不明显。(3)在以石油磺酸盐为主的二元体系中,在C1416AOS/SHL-PS复配比例为1∶19时,产生了较强的协同效应,其动态界面张力始终维持在10-3mN/m;不同EO数C18AESO均可以与SHL-PS发生协同增效效应,将界面张力降低到10-3数量级,三者瞬时最小动态界面张力的大小顺序为C18AESO-3<C18AESO-5<C18AESO-7。鉴于C18AESO与C1416AOS的亲水性大小和分子结构具有显著的不同,推断两个复配体系在降低界面张力的机理上是有所差别的。
  3.考察了几组阴离子表面活性剂及复配体系的物化性能(γcmc、cmc)与应用性能(界面张力、乳化性能、油膜粘附功、岩石润湿性、洗油率)之间的相关性。研究结果表明:(1)对于不同种类的磺酸盐表面活性剂,总体来看,临界胶束浓度越低,界面张力亦较低,二者大体上呈正相关性。(2)不同表面活性剂水溶液的表面张力与其界面张力间无明显的关联。(3)降低临界胶束浓度,有利于提高乳化性能,但不同系列表面活性剂的临界胶束浓度与乳化指数之间无明确的对应关系。适度增加疏水链长度,有利于提高乳化力;EO数增加,不利于乳化。(4)表面活性剂的表面张力与乳化性能无相关性。(5)不同系列表面活性剂水溶液的表面张力与接触角、粘附功基本上呈正相关性,即在同一亲油固体表面上的接触角随表面张力降低而减小,但分子结构不同,润湿反转的能力不同。(6)表面活性剂的临界胶束浓度与油膜粘附功及润湿性之间无相关性。(7)对于亲油表面而言,界面张力和乳化对洗油率的影响程度不及润湿性。换言之,当润湿性处于中性润湿状态时,驱油效率最高。(8)较低的界面张力、较高的乳化能力和中等润湿状态均有利于提高驱油效率,且三者的贡献具有加合性。(9)不同分子结构的表面活性剂对原油和石蜡的洗脱能力明显不同。脂肪醇聚氧乙烯醚磺酸盐表面活性剂能有效洗出原油中的芳烃类组成,而对石蜡类物质的洗脱能力较低,Dow8390对石蜡的洗脱能力较高。
  4.采用单因素分析法系统研究了油田污水中的各水质参数对聚合物溶液粘度的影响。采用正交实验分析法研究了各水质参数在降低聚合物溶液粘度过程中的协同作用以及影响聚合物溶液粘度的主要水质参数。研究结果表明:(1)油田污水中含有大量的金属离子,这些金属离子对聚合物溶液粘度具有不同程度的影响,阳离子对聚合物溶液粘度的影响程度由大到小的为Fe2+>Fe3+>Ca2+、Mg2+>Na+、K+。(2)油田污水中的Fe2+、S2-等离子具有还原性,这种离子对聚合物溶液粘度的影响远大于其它离子,它们对聚合物溶液的粘度的影响与溶解氧的存在有密切的关系。在密闭条件下,Fe2+、S2-对聚合物溶液粘度的影响较大;当的溶解氧一定浓度时,污水中的Fe2+、S2-大幅度减少或消失。
  5.采用红外光谱和扫描电镜分析方法,探讨了污水降低聚合物溶液粘度的机理。研究结果表明:(1)Na+、K+、Ca2+、Mg2+引起聚合物溶液粘度下降的原因是Na+、K+、Ca2+、Mg2+所带的正电荷,具有屏蔽聚丙烯酰胺分子羧酸基上负电荷的能力,从而使聚丙烯酰胺分子发生去水化作用,分子链收缩,导致聚合物溶液粘度降低,其中Ca2+、Mg2+因为具有较多的电荷而且Mg2+、Ca2+易与羧酸基相结合且不易电离,导致聚合物溶液粘度降低程度更大。(2)Fe2+对聚合物溶液粘度的影响由Fe2+的氧化还原反应引起。它在水中与氧发生反应生成氧自由基,同时在水的存在下生成过氧化物,诱发一系列的自由基链反应,从而使聚丙烯酰胺分子链断裂,聚合物溶液的粘度降低。S2-的影响机理与Fe2+相类似。要想保持聚合物水溶液粘度的稳定性,必须改善聚丙烯酰胺分子的空间效应,增加聚丙烯酰胺分子的电荷密度,增强聚丙烯酰胺分子链节的静电斥力,增加聚丙烯酰胺分子的溶剂化作用。以增强聚合物溶液粘度稳定性为主要功能的表面活性剂配方设计可以从这三方面攻关研究。
  6.针对油田污水对聚合物溶液粘度的影响,研制了三种表面活性剂配方进行水质改性,将污水配制的聚合物溶液粘度从12.5mPa·s提高至30mPa·s以上,实现了油田污水在化学驱油单元的资源化利用。
[硕士论文] 张森爰
环境工程 西安建筑科技大学 2013(学位年度)
摘要:产生含油废水途径多、排放量大,加之各种水上漏油事故对地表水污染。我国采油废水的外排量随原油产量的剧增而逐年增加,从而对环境和人体健康造成了严重的危害。因此,含油废水一直备受人们关注。本课题组前期获得一株嗜油菌NY3,该菌在含油废水处理中的应用对降低处理成本、提高处理效果具有实际意义。
  本论文研究了该菌处理高浓度采油废水的营养及工艺条件,并研究其固定化条件及其处理含油废水的工艺参数,获得以下研究成果:
  (1)NY3菌处理含油废水中时,高含油废水(500-2000mg/L)、宽的pH范围(6~9)、高含盐量等条件下能够正常降解石油烃。24h石油烃去除率高于75%;且外加2g/LNaCl时,可使原油效率可提高约20%。但10mg/L的Ag+、Cr6+、Hg2+、Ni2+等,能明显抑制NY3菌降解石油烃的效率,其中Ag+抑制作用最为明显,使烃降解效率降低约50%。
  (2)NY3菌选择性使用硝酸铵氮源,24h油降解效率可高达81.75%。复合药剂I和复合药剂Ⅱ均能促进NY3菌降解石油烃的效率,且两种混合药剂同时使用比单独使用,可使直链烷烃去除效率提高20%以上,菲和芘的去除效率分别提高约30%和21%。
  (3)聚氨酯泡沫时NY3菌理想的固定化载体,用酸液、碱液依次浸泡载体可使NY3菌细胞更容易附着聚氨酯泡沫载体表面。固定化反应51h,料液比0.010,温度35℃,摇床转速150r/min,固定化培养基初始pH值为9.0,NY3菌在聚氨酯泡沫上固定化生物量最高达可568.43mg/g。
  (4)聚氨酯泡沫为载体制备的NY3固定化菌剂均能高效处理高浓度含油废水,当废水中含油2g/L时,降解24h,废水中烃类物质去除率在95%以上。且固定化菌剂重复利用次数可超过50循环。最短水力停留时间为12h能够保证石油烃的降解率达到95%以上,并且系统运行稳定。
  上述研究结果为NY3菌在采油废水处理中的应用奠定了基础。
[硕士论文] 王爱军
环境工程 哈尔滨工程大学 2013(学位年度)
摘要:三元采出水水质成分复杂,悬浮固体处理难度增大,回注水中悬浮物和颗粒粒径中值难以达到回注要求,对地层损害严重,降低油田原油采收率同时增大注水压力,因此分析三元水中悬浮固体组成和影响悬浮固体含量变化的因素,提高曝气沉降工艺处理效果得到广泛关注。本实验模拟曝气沉降工艺,在不同曝气时间和温度等因素条件下,考察采出水中悬浮固体、含油、聚合物、表面活性剂、硫化物以及硅酸盐胶体等含量的变化,确定悬浮固体主要组成和影响其含量变化的主要因素,为实际工艺提供可靠性依据。
  实验表明,三元采出水悬浮固体含量约500mg/L,部分水质甚至高达3560mg/L;含油量150~400mg/L,高含油水质含油量约1400mg/L左右。同时,三元采出水中含有高含量的HPAM、表面活性剂和盐度等,导致三元水呈现高粘度,一般为水粘度的4到6倍。经SEM分析可知,三元采出水中悬浮固体主要形貌为颗粒状、块状和针状晶体等。通过EDS定性分析可知,悬浮固体主要由石油类、HPAM、表面活性剂、硫化物、碳酸盐垢以及硅胶和含铁沉淀物等组成。
  模拟实验确定,影响三元水中悬浮固体含量变化的主要因素是HPAM析出;HPAM和表面活性剂通过静电吸附和化学键作用,结合水中Ca2+、Mg2+、Ba2+和Pb2+等离子形成沉淀或胶体;硫化物被氧化为单质S或高价态沉淀物;硅酸盐在碱性条件下形成胶体以及含铁沉淀物和碳酸盐垢等的形成;硅酸盐、磷酸盐和FeCl2三者通过化学接枝作用形成沉淀。其次,液流扰动和温度也影响悬浮物含量变化。曝气沉降实验表明,曝气8h后,南五、217和喇291站曝气沉降出水中悬浮物含量分别为320mg/L,130mg/L和330mg/L;含油分别为16.11mg/L,47.12mg/L和9.00mg/L左右;S2-浓度低于0.3mg/L;实验结果说明曝气沉降8h是合理的设计参数,出水悬浮物含量和含油量达到下一级工艺进水要求。但根据液流扰动实验考察结果,曝气沉降罐需要设置单独静置沉淀时间和区域,同时及时清理罐体表层和沉淀区的累积物。
[博士论文] 李昕
化学工程与技术 北京化工大学 2012(学位年度)
摘要:光催化技术作为一种高效、清洁的高级氧化技术是近年来备受瞩目的一种水体污染物处理技术。在众多可用于光催化反应催化剂的半导体中,TiO2纳米材料由于其无毒、催化活性高、化学性能稳定、价格低廉等优点成为最具工业化应用前景的光催化剂材料之一。然而,现在普遍研究的TiO2悬浮体系存在催化剂分离困难、后处理费用高、难于回收使用等问题,限制了TiO2光催化剂在工业上的应用。构建TiO2膜作为催化剂的非均相降解体系则能有效的解决这些问题。但是,TiO2的带隙能决定其仅能接受紫外光激发,对太阳光利用率低;并且,TiO2固化成膜后存在比表面积小、薄膜容易脱落等缺点,严重影响钛基薄膜材料的光催化效率。如何提高钛基薄膜材料的可见光诱导的光催化效率以及探索一种简单的制备性能稳定的钛基薄膜的方法,仍是现在研究者亟待解决的问题。
   本文以提高钛基薄膜光催化效率为目的,一方面通过制备具有可见光响应的非金属掺杂的TiO2颗粒,并采用简单的涂覆法制备了非金属掺杂的TiO2薄膜电极,扩展钛基薄膜对可见光的响应;另一方面优化成膜工艺,如成膜过程中引入TiO2纳米晶体制备不同粒径的微纳复合薄膜来促进光在薄膜内部的散射提高光利用效率,或者引入造孔剂增加薄膜比表面积;同时,构建光电催化反应体系和双染料协同敏化反应体系,通过提供适宜的外部环境,促进钛基薄膜的催化反应效率。围绕上述的内容,本论文主要开展了以下几个方面的工作:
   第一,通过溶胶-凝胶法制备包覆了碘单质的孔穴结构TiO2微米颗粒(I2-NVS TiO2颗粒)。将I2-NVS TiO2颗粒与水热法制备的TiO2纳米晶体混合构建了I2-NVS TiO2微米颗粒/TiO2纳米晶微纳复合薄膜(I2-TiO2薄膜)。并创新性的将这种薄膜材料应用于光催化降解体系。为了增加薄膜的比表面积、薄膜与玻璃基底的粘附力,聚乙二醇(PEG)被引入到薄膜中做粘附剂和造孔剂。实验结果表明:制备的I2-TiO2薄膜光催化效率明显提高。可通过以下两方面解释这种性能的提高:一方面,包覆于薄膜中的碘能够被可见光激发并对TiO2进行敏化,从而有效窄化了TiO2的禁带宽度,使其能够被可见光激发,提高对太阳光的利用率;另一方面,不同粒径的颗粒使光在薄膜中发生了漫反射,延长光线传输路径,从而提高了TiO2薄膜的光利用效率,进而提高光催化活性。
   第二,通过对孔穴结构TiO2颗粒制备方法进行改进,创新性的制备了包覆了碳的TiO2微米颗粒(C-NVS TiO2颗粒)。采用上面介绍的方法构建了C-NVS WiO2微米颗粒/TiO2纳米晶体微纳复合薄膜(C-TiO2薄膜),并将其应用在光催化降解领域。EDS、XPS、SEM、紫外-可见漫反射光谱等检测手段被用来对薄膜的构成、表面价态和形貌等性质进行表征。结果表明:碳元素并没有掺杂进TiO2颗粒的晶格中,而是以胶囊结构的形式被包裹在WiO2颗粒的孔穴中;C-TiO2薄膜的光吸收带明显红移,具有可见光催化活性;引入碳之后,薄膜可见光诱导的光催化降解效率明显提高。
   第三,创新性的将I2-TiO2薄膜和C-TiO2薄膜应用于光电催化降解体系中,并对薄膜光电转换效率、阻抗、带隙能等光电性能进行分析。结果表明:I2-TiO2薄膜和C-TiO2薄膜在400-600 nm的范围内光响应能力与纯TiO2薄膜相比明显提高;引入非金属掺杂元素之后的薄膜拥有更低的电子传输阻力、更高的光响应能力和更负的导带电位,从而拥有更高的光电催化效率。
   第四,通过对TiO2纳米晶制备过程的改进制备了碘掺杂的TiO2纳米晶,构建了碘掺杂的TiO2纳米晶薄膜(I-TiO2薄膜),并将薄膜首次应用于双染料协同敏化反应体系中。结果表明,在罗丹明B/荧光素钠双元染料协同敏化下,I-TiO2薄膜对罗丹明B的降解效率是单染料体系的8倍;在罗丹明B/茜素红双元染料协同敏化下,I-TiO2纳晶薄膜对罗丹明B的降解效率是单染料体系的5倍。另外,我们对双染料协同降解反应机理也进行了讨论。这样一个融合了碘掺杂薄膜扩展的可见光响应能力、薄膜可循环使用以及双染料协同效应三重优势的反应体系为钛基薄膜的可见光催化处理废水的发展指明了一个新的研究方向。
[硕士论文] 王晶
分析化学 黑龙江大学 2012(学位年度)
摘要:本论文以聚丙烯酰胺(PAM)为目标物,采用淀粉碘化镉法和浊度法测定其含量,确定各方法的最佳测定条件,分析方法的重复性、准确度、检测范围等。
   分别采用光催化氧化技术、电催化氧化技术对PAM进行降解研究,通过单因素实验研究各方法的影响因素,确定各方法的最佳工艺条件,并讨论总溶解盐浓度和不同离子对PAM降解效果的影响。为了进一步提高PAM的降解率,研究了超声-电催化,光催化-电催化,超声-光催化-电催化协同降解技术对PAM的降解效果。
   采用粘度、红外光谱、高效液相色谱等技术手段对PAM模拟废水电解液进行分析,推测PAM电催化氧化降解的历程。
[硕士论文] 牟瑛
环境工程 重庆工商大学 2011(学位年度)
摘要:对工业废油(废机油、废液压油、废重油、液压油、机械油、内燃机油、汽轮机油等)的处理,主要是随意扔弃或作为燃料,这两种方式都会引起水和大气等环境污染。但从经济价值的角度来看,废油回收利用具有重大的潜在经济价值。
   现有的废油处理设备主要是采用再生净化方式,废油处理设备中又由众多系统组成,其中就需要冷凝系统对净化后的油液进行冷凝处理。已有冷凝技术主要采用水冷、风冷、强制冷凝等方式,这些冷凝系统仍存在许多问题,那么开展废油资源化设备的强制冷凝技术研究尤为重要。本文基于涡旋通用型线的完整理论,对以形腔容积变化为工作原理的机械设备和通过共轭曲线进行传动装置的廓线理论进行研究,从提高压缩效率、减少能源消耗、降低噪音污染方面开展废油装备冷凝技术的研究。
   本文所做的主要工作如下:
   1.基于泛函通用涡旋型线研究影响涡旋压缩机整机性能的因素,对影响整机性能的关键部件,动、静涡旋盘的四个基本参数进行气体力分析。利用MATLAB的遗传算法工具分析动、静涡盘上的力、力矩与参数的关系,获得了参数值的约束范围,得到四个基本参数与力总体上呈现线性关系结论,并用实例计算验证了约束范围的有效性。
   2.取泛函通用涡旋型线的特殊涡旋型线构成的涡旋压缩机,利用非劣排序遗传算法(NSGAⅡ)对通用涡旋压缩机的动静涡旋盘涡旋体基本参数进行优化设计,使涡旋盘受到的力、力矩、能效比EER达到最优。较之其它优化方法,NSGAⅡ能较好解决多目标非线性优化问题,最后用优化后的数据验证了该方法的有效性。
   3.利用MATLAB软件得到通用涡旋型线的基础空间点数据,接着利用PRO/ENGINEER(Pro/E)软件参数化特征造型技术进行涡旋压缩机零部件的三维建模,并对其零部件进行装配和干涉检查。
   4.取泛函通用涡旋型线研究涡旋制冷压缩机性能,利用MATLAB软件编程,得到关于切向角参数()的相应空间坐标,接着利用Pro/E软件对部件进行三维建模,然后在Pro/E的ASSEMBLY模块下进行装配,在设定的变频与定频两种驱动模式下对机构模块中进行仿真分析,分析得出了变频驱动下压缩机的工况优势。
[硕士论文] 柳泽岳
分析化学 中国海洋大学 2009(学位年度)
摘要:目前,我国大部分油田已进入开发中后期,大量的稠油区块被开采。在稠油开采以及稠油炼制过程中会产生大量的稠油污水。我国水资源相对比较短缺,如何对稠油污水进行有效的处理进而用于生产成为当前迫在眉睫的问题。目前,经过处理之后,稠油污水主要用于热采锅炉、回注以及达标外排。 对稠油污水处理的方法主要有物理法、化学法以及生化处理方法三大类处理方法。物理法、化学法存在的主要问题是处理不彻底、成本较高,而生化处理方法由于其具有高效、节能、无二次污染的优点而得到水处理研究者及工作者的青睐。 论文共分为五部分:第一部分为文献综述:第二部分为耐温耐盐原油降解菌种的筛选、性能评价及降解菌群的构建;第三部分为微生物对原油降解作用研究;第四部分为室内模拟实验和现场中试试验;第五部分为结论与建议。 本文从胜利油田陈庄集油站经过重力分离后的稠油污水和被稠油污染的土壤中筛选出耐温耐盐原油降解菌株,构建出原油和COD降解菌群,并将其应用于室内模拟实验处理稠油污水。在室内模拟实验中,应用生物接触氧化与超滤、反渗透联用技术对稠油污水进行处理后,出水水质达到了能够替代清水资源用于热采锅炉的目的。通过现场中试试验,优化了工艺参数。此外,通过气相、气-质联用方法探讨了原油的降解机理。主要实验结论如下: (1)从陈庄稠油污水以及附近被稠油污染的土壤中筛选出四株耐温耐盐烃类降解菌株HD-1、HD-2、HD-3和HD-4。经过初步鉴定,HD-1、HD-3为假单胞菌属,HD-2、HD-4为芽孢杆菌属。对单一菌株的降解性能进行了评价,研究了菌株最佳生长及降解条件。实验结果表明,四株烃类高效降解菌对原油和COD具有显著的降解效果,HD-1、HD-2、HD-3、HD-4对原油的降解率分别为42.0%、47.6%、55.6%和43.4%,对COD的去除率分别为:36.1%、39.2%、41.3%和35.2%。 (2)通过正交试验,构建出原油降解菌群:HD-1、HD-2、HD-3、HD-4投加量分别为0.5%、1.0%、0.1%、0.5%。降解菌群对原油的降解率可达68.01%,对COD的去除率为52.9%,降解结果优于单一菌株以及其他组合。 (3)通过降解前后原油中正构烷烃及多环芳烃组分的变化,利用气相色谱和气-质联用,分析了所筛选菌株对原油组分的降解情况。实验结果显示,单一菌株有较好的降解效果,混合菌株降解作用好于单一菌株。单一菌株对C30以前的中短链烷烃平均降解率达到50%以上,对C30到C33的长链正构烷烃的平均降解率为20%,混合菌株对短链烷烃几乎能全部降解,对长链烷烃的平均去除率也达到50%,添加HD-2所产生物表面活性剂后,混合菌株对长链烷烃的平均降解率达到65%;对多环芳烃也有一定的降解能力,单一菌株的平均降解率为35%,混合菌株的降解率为40%,添加HD-2所产表面活性剂后混合菌株降解率大于55%。 (4)应用生物接触氧化技术与超滤、反渗透膜处理联用的方法,设计出室内模拟实验流程。实验中来水先经过气浮处理再经过两级生化,然后进入膜组件。对出水水质检测结果证明该工艺能够满足稠油污水锅炉回用的要求,能够应用于实际生产。在室内模拟实验中,考察了DO及HRT对处理效果的影响,结果表明,当DO为3.5mg/L~4.0mg/L,HRT为8h时是最佳实验条件,此时出水水质能够达到要求,而且能够满足生产的需要。 (5)在室内模拟实验的基础上,进行了现场中试试验,并对中试试验参数进行了优化。现场中试试验中,由于水温较高,试验中添加了冷却程序。对实验中水温、絮凝剂的种类及用量等参数进行了优化。经过现场中试试验,在停留时间为8h时,在水温为45~50℃,絮凝剂为80mg/L的聚合氯化铝(PAC)、沉降时间均为30min时,浊度去除率为95.6%,生化出水完全能够满足超滤膜进水的要求,反渗透出水达到了替代清水用于热采锅炉的目的。
[硕士论文] 何飞
应用化学 西安石油大学 2009(学位年度)
摘要:随着现代工农业生产的发展,工业废水不断侵袭农田,氯代溶剂等有机污染物不断进入土壤。由于大部分有机污染物在水中的溶解度很小,而其密度大于水相密度,因此在研究中通称为重质非水相流体(Dense Non-aqueous Phase Liquids,DNAPLs)。DNAPLs在重力作用下通过饱和带会继续向下迁移,对于地下土壤污染带来严重的威胁,并对地下水造成次生污染,对农产品安全构成严重威胁。因此,保持土壤环境安全意义重大。
   本论文以DNAPLs为研究对象,应用密度调节法对DNAPLs污染物处理进行室内研究。借助电解质溶液对胶质液体泡沫(Colloidal Liquid Aaphron,CLA)破乳释放出轻质有机溶剂,DNAPLs与之混合溶解,随着轻质有机溶剂在水溶液中不断的上升,使得DNAPLs密度“减小”,使DNAPLs转化为小于水相密度的轻质非水相流体,结合表面活性剂清洗技术,从而去除DNAPLs。通过以三氯乙烯(Trichloroethylene,TCE)模拟DNAPLs污染物,分析TCE在土壤中的吸附状态;表征密度调节剂CLA的性质;探讨电解质溶液对CLA破乳的影响因素及破乳机理;考察流速、土壤粒径等因素对密度调节的影响,建立采用CLA对DNAPLs进行密度调节技术的室内评价。通过研究取得以下结论:
   (1)TCE在土壤中的吸附经历四个阶段,其吸附等温线符合线性模型;吸附过程是TCE通过分配作用分配到土壤有机质中;吸附过程中分子间作用力以TCE与土壤有机质间的疏水键力为主。
   (2)CLA结构呈现近似球状的紧密排列;CLA表现出非牛顿流体行为,其流变行为符合Herschel-Bulkley模式;CLA表现出剪切稀释特性和触变性。
   (3)电解质溶液对CLA破乳能力次序为:三价阳离子>二价阳离子>一价阳离子;确定浓度为0.05mol/L的AlCl3作为破乳剂;确定CLA的最佳相体积比(PVR为20。
   (4)密度调节技术优化工艺:采用PVR为20的CLA作为密度调节剂,控制流速为2.5mL/min,输送至污染物区域→采用浓度为0.05mol/L的AlCl3作为破乳剂,控制流速为1.5mL/min,输送至污染物区域与CLA进行破乳反应→采用浓度为0.01mol/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液作为清洗液,控制流速为1.5mL/min,对整个污染物区域进行冲洗→采用气相色谱分析排出液,得到DNAPLs的去除率大于80%,达到高效去除DNAPLs污染物的目标,为DNAPLs引起的土壤含水层污染修复技术的应用提供理论依据。
[硕士论文] 任毛毛
应用化学 西安石油大学 2009(学位年度)
摘要:天然气开采及废水处理中产生的污泥,在污泥干化过程中普遍存在着污泥干化周期长、含水率高、体积大、堆放、运输困难等问题。污泥中含有大量的水(60%~99%),只要除去部分的水,就可大大缩小污泥的体积,以便于进一步处理。同时含油含醇污泥中含有较多油类、甲醇、无机盐及金属离子,未经处理排放于环境会对人类和整个生态环境造成危害。
   本文通过对处理一厂、二厂含油含醇污泥的特性分析,利用自然沉降法筛选出合适的污泥脱水剂,研究了脱水剂的类型、投加量、助剂投加量、脱投加顺序因素对污泥脱水性能的影响;同时考察了温度、pH值对污泥脱水效率的影响;在此基础上通过离心脱水试验考察了离心机转速及离心时间对脱水效率的影响;并用正交试验确定污泥脱水处理的最佳投加方案及影响污泥脱水效率的主要因素;最后结合现场试验结果确定合适的含油含醇污泥处理工艺。
   结果表明:处理一厂、二厂含油含醇污泥具有高比阻、高有机物含量、低含油率、高含水率、高含醇的特征;处理一厂污泥脱水最佳试验方案为:pH值6~7,CaO粉末625mg/L,搅拌15s后再加入0.1%CPAM256.3mg/L,离心转速2000r/min,离心8min。根据以上试验方案,现场中试试验经离心脱水后污泥含水率小于52%,且处理后的污泥重金属离子含量均未超过国家标准。
   在分析上述试验结果的基础上,提出了调质—脱水—焚烧这一简单易行、处理效率高的含油含醇污泥无害化处理工艺。应用于处理一厂并取得了令人满意的效果。
[硕士论文] 刘晓平
化学工程 山东大学 2009(学位年度)
摘要:聚丙烯酰胺(PAM)是一种线型水溶性高分子,是水溶性高分子化合物中应用最为广泛的品种之一,广泛应用于石油、化工、水处理等领域。 石油作为重要的能源和化工原料,是一种有限的不可再生资源,其储量正在不断地减少。为保证石油长期稳定供应,满足人类的需求,必须研究和发展新的石油采收技术。目前,国内使用的部分水解聚丙烯酰胺由于抗温抗盐抗剪切性能较差,应用受到很大的限制。因此,为了提高采油助剂的耐温、耐盐和耐剪切性能,开展了疏水缔合型聚丙烯酰胺的研究。 本文以丙烯酰胺为亲水单体,2-乙烯基吡啶为疏水单体,过硫酸钾和偶氮化合物AM-01为复合引发体系,通过水溶液自由基共聚后水解的方法,合成了一种新的疏水缔合型聚丙烯酰胺。 研究了单体浓度、引发温度、引发剂种类及用量、pH值、疏水单体含量及添加剂等聚合反应条件对聚合物相对分子质量的影响,确定了最佳合成条件:单体质量分数30%,引发温度12℃,pH值为5.0,疏水单体摩尔分数0.4%,引发剂AM-01和K2S2O8的浓度分别为0.025%和0.0025%,添加剂尿素加量为5%。用黏度法测定了聚合物的分子量,运用红外光谱和核磁共振对聚合物结构进行表征。考察了聚合物溶液的浓度、温度、盐浓度及剪切速率对聚合物溶液性质的影响。疏水缔合型聚丙烯酰胺水溶液的表观粘度随其浓度的增加,出现了一个临界缔合浓度(CAC)。与部分水解的聚丙烯酰胺产品相比,疏水缔合型聚丙烯酰胺具有更好的耐温、耐盐和耐剪切性能。并且当剪切应力消失后,疏水缔合聚丙烯酰胺溶液的表观粘度逐渐恢复,表现出剪切作用的可逆性,对实际应用有重要的意义。 同时,随着淡水资源的日益匮乏和人们对环境保护的日渐重视,水处理用絮凝剂的研制受到越来越多的关注。水溶性阳离子型聚丙烯酰胺作为一种有效的絮凝剂,广泛应用于生活污水以及石油、造纸和冶矿等领域。目前国内阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂的生产技术水平还落后于国外,急需生产出一种低成本、高性能的产品。 因此,本文以丙烯酰胺(AM)为分子骨架,丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)和二烯丙基二甲基氯化铵(DMDAAC)为阳离子单体,通过水溶液共聚合的方法,合成了一种阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂P(AM-DAC-DMDAAC)。确定了反应的最佳合成条件:单体质量分数30%,引发温度12℃,pH值为5.0,阳离子单体含量25%,引发剂AM-01和K2S2O8的浓度分别为0.03%和0.003%。用黏度法测定了聚合物的相对分子质量,运用红外光谱和核磁共振对聚合物结构进行分析,并用合成的絮凝剂对城市生活污水进行絮凝试验,测定其絮凝性能。
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