破乳—絮凝法处理含油污水的研究

【摘要】：含油污水处理不当不仅会造成大量的资源浪费,还会引起严重的环境破坏,因此,有效处理含油污水,成为石油工业亟待解决的问题。论文针对难处理的含油污水开展破乳-絮凝工艺研究,在破乳剂和絮凝剂评选的基础上,通过复配研制新型水处理剂YL-7,在50℃、静置沉降90 min、加入量110-320 mg/L时,污水除油率达到92.0-96.7%。采用层析分离、Zeta电位和TEM检测,发现油田含油污水中含有的高负Zeta电位的微生物絮体,增加了O/W型乳状液的稳定性,使得油水难以分离。为了降低水处理剂的加入量,引进有机硅表面活性剂321与YL-7复配,研制高效水处理剂NP-22,在45℃、静置沉降90 min、加入量为60-90 mg/L时,除油率达到90.7-95.3%。通过研究Zeta电位、油水界面张力、液滴分布,探讨了两种水处理剂的作用机理,YL-7中阳离子破乳剂能顶替油水界面活性组分,有效中和污水中油滴表面Zeta电位；絮凝剂主要发挥吸附架桥、网捕眷扫、电中和等作用,而具有很好的除油效果。NP-22中有机硅表面活性剂321,有效降低油水界面张力,减弱油水界面膜强度,从而更好发挥YL-7破乳絮凝效果,降低水处理剂的用量。将水处理剂YL-7/NP-22用于炼油厂减压蒸馏塔顶含油污水处理,结果表明,YL-7用量40 mg/L或NP-22用量15 mg/L时,除油率分别达到84.0%和80.1%；水处理剂的加入量和处理效果都优于现场使用除油剂,表明它们对含油污水处理的普适性。为了降低含油污水处理时间,采用化学共沉淀法制备Fe304颗粒,用IR、Raman、 XRD、TEM、SEM等方法对其组成和形貌进行表征。结果表明：在磁场作用下,立方晶型Fe304纳米颗粒与阳离子破乳剂LY复配使用可在10 min内,将模拟含油污水油含量由413.4 mg/L降至27.4 mg/L,且Fe304颗粒可用乙醇、去离子水超声清洗后重复使用,这对含油污水处理时间有较高要求的特殊场合(如海上平台等)具有一定的意义。 【关键词】：含油污水 破乳 絮凝 有机硅表面活性剂 Fe_3O_4纳米颗粒
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X74
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 前言9-24
• 1.1 课题背景与意义9
• 1.2 含油污水处理与研究进展9-20
• 1.2.1 影响含油污水稳定性的因素9-11
• 1.2.2 含油污水的处理方法11-18
• 1.2.3 有机硅表面活性剂在含油污水中的应用18-19
• 1.2.4 Fe_3O_4纳米颗粒在含油污水中的应用19-20
• 1.3 含油污水破乳除油机理研究20-21
• 1.4 本课题研究内容21-24
• 1.4.1 破乳-絮凝法的应用21-22
• 1.4.2 有机硅表面活性剂的应用22
• 1.4.3 水处理剂对X炼化减压蒸馏塔顶含油污水的处理效果研究22
• 1.4.4 Fe_3O_4纳米颗粒在含油污水中的应用22-24
• 第2章 实验方法24-31
• 2.1 原料性质24-26
• 2.1.1 A油田原油物性及含油污水水质分析24-25
• 2.1.2 X炼化减压蒸馏塔顶油物性及含油污水水质分析25
• 2.1.3 模拟含油污水性质25-26
• 2.2 含油污水处理方法26
• 2.3 水中油含量测定26-28
• 2.4 油滴分布测定28-29
• 2.5 Zeta电位测试方法29
• 2.6 油水界面张力的测定29
• 2.7 Fe_3O_4纳米颗粒的合成29-30
• 2.8 Fe_3O_4纳米颗粒在含有污水中的应用30
• 2.9 Fe_3O_4纳米颗粒的表征30-31
• 第3章 结果与讨论31-63
• 3.1 破乳-絮凝法在含油污水中的应用31-45
• 3.1.1 破乳剂的筛选31-33
• 3.1.2 絮凝剂的筛选33-36
• 3.1.3 破乳-絮凝条件优化36-38
• 3.1.4 破乳-絮凝机理研究38-44
• 3.1.5 小结44-45
• 3.2 有机硅改性水处理剂在含油污水处理中的应用45-51
• 3.2.1 有机硅表面活性剂的筛选45-46
• 3.2.2 YL-7与有机硅表面活性剂的配比优化46
• 3.2.3 NP-22破乳-絮凝条件对含油污水处理的影响46-48
• 3.2.4 破乳除油机理探讨48-50
• 3.2.5 小结50-51
• 3.3 水处理剂对X炼化减压蒸馏塔顶含油污水的处理效果51-56
• 3.3.1 水处理剂对减压蒸馏塔顶含油污水处理效果51
• 3.3.2 YL-7水处理剂条件的优化51-53
• 3.3.3 NP-22水处理剂的条件优化53-55
• 3.3.4 小结55-56
• 3.4 Fe_3O_4纳米颗粒在含油污水处理中的应用56-63
• 3.4.1 Fe_3O_4纳米颗粒合成温度对含油污水处理的影响56
• 3.4.2 Fe_3O_4纳米颗粒表征56-59
• 3.4.3 Fe_3O_4纳米颗粒除油性能的研究59-62
• 3.4.4 小结62-63
• 第4章 结论63-64
• 参考文献64-70
• 致谢70-71
• 攻读硕士期间发表论文及专利情况71

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