湿气环境中CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)密排面上吸附与点蚀机理研究

目的从微观尺度探究CO_(2)-H_(2)S(CO_(2)和H_(2)S共存)在湿气管道顶部的吸附特性,进而揭示点蚀机理。方法基于密度泛函理论的第一性原理,利用Materials Studio构建CO_(2)、H_(2)S和CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)密排面的吸附模型,对CO_(2)、H_(2)S和CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)面的吸附能、局域态密度、分波态密度和差分电荷密度进行仿真;利用高温高压釜模拟CO_(2)-H_(2)S-Cl^(-)腐蚀环境,分析L360钢在湿气环境中的腐蚀行为;最后,揭示含Cl^(-)湿气管道顶部CO_(2)-H_(2)S吸附机制与点蚀机理。结果CO_(2)、H_(2)S、CO_(2)-H_(2)S及CO_(2)-H_(2)S-Cl^(-)在最稳定位置时的吸附能分别为-4.065、-3.961、-8.538、-12.775e V,表明相较于CO_(2)与H_(2)S单独吸附,CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)面的吸附能更负,Cl^(-)会进一步降低CO_(2)-H_(2)S的吸附能;且CO_(2)在与H_(2)S竞争环境电子中占优势;Cl^(-)会使CO_(2)-H_(2)S的局域态密度峰值降低,转移趋势为失去电子,基体和腐蚀介质的电子向着低能级跃迁释放出更多能量,进而加强了Fe与CO_(2)-H_(2)S间的化学键强度;Cl^(-)的2p轨道与Fe的3d轨道在-6.8 eV和-5.7 eV发生重叠,Cl^(-)被吸附到Fe表面并与Fe形成化学键生成氯化物,进而改变腐蚀产物膜的组分与结构,削弱产物膜的致密性和稳定性,减弱腐蚀阻抗力。在含Cl^(-)湿气的CO_(2)-H_(2)S环境中,液相中的Cl^(-)浓度升高,使L360钢的气相平均腐蚀速率逐渐增大,最高达2.935mm/a,点蚀越发严重。结论CO_(2)与H_(2)S在α-Fe(110)面吸附存在一定的协同和竞争作用,协同促进金属的腐蚀,FeCO3会优先沉积成膜,但H_(2)S会抑制FeCO3的生长,腐蚀产物以FeS为主;Cl^(-)会增强CO_(2)-H_(2)S与α-Fe(110)面间的作用力,弱化腐蚀产物膜层的保护性,进一步加速金属腐蚀、尤其是点蚀。

沉淀法回收对甲酚模拟废水中酚的研究

用离子沉淀法回收对甲酚模拟废水中的酚,考察了不同的金属离子沉淀剂、沉淀剂加量、温度与pH值对酚去除率的影响。结果表明,最优的沉淀剂为BaCl_(2);对于50 mL、5000 mg/L的对甲酚模拟废水,当温度为25℃,pH值为14,BaCl_(2)溶液加量为18 mL,酚去除率可达52.3%。将收集的酚钡盐沉淀用稀HCl中和,用乙酸丁酯为萃取剂进行萃取,对甲酚的萃取回收率达到99.69%,为高含酚废水的资源化利用提供了思路和方法。

含油污泥共热解的研究进展

对含油污泥共热解现状进行了概述,包括与生物质、煤、生活废弃物等进行共热解,对共热解的影响因素以及共热解残渣应用现状等方面的总结,明确了在共热解过程中,含油污泥与不同添加剂共热解的协同作用机制以及共热解残渣的应用是今后的重点研究方向,以期为含油污泥共热解技术开发及共热解残渣的资源化利用提供合理、可行的路径。

基于问卷调查的环境专业双语教学模式研究

高等教育的质量直接塑造人才培养的水平,而人才培养的水平则直接影响科技创新的质量。双语课程教学是加强新工科建设、培养具备国际竞争力高素质复合型人才的重要途径。该研究以环境工程专业课物理性污染控制双语课程为例,采用问卷调查的形式,对双语专业课中存在问题进行详细分析。旨在通过解析了解课程问题、反思不足并总结经验,为更好地推动双语教学成为教育强国建设的引领力量,为中国教育事业的发展指明明确的方向的开展提供新的思路。

基于校园PM_(10)监测及重金属风险评价的综合性教学实验设计

本综合性实验以大学校园大气中颗粒物作为研究对象,探究了校园不同功能区内颗粒物的分布情况,分析了颗粒物中重金属的含量,对暴露在此环境下学生的健康风险进行了评估。该综合性实验与实际问题紧密结合,强化实验设计原则、采样点设置、监测方法、元素分析和环境影响评价等知识点,有助于调动学生主观能动性,能够使学生体会学有所用、学以致用,从而提升了他们的学习兴趣,优化课程实验教学效果。

页岩气中甲烷在返排液中溶解度的研究进展

天然气在清洁能源市场中占据越来越重要的地位,在“碳达峰”与“碳中和”的战略背景下,非常规天然气—页岩气开采行业正面临甲烷逸散治理的严峻挑战。压裂、生产过程中甲烷大量无规则的逸散不仅浪费资源,更对周边环境乃至全球生态系统都构成了巨大的威胁。如何精确了解甲烷排放速率,是构建页岩气排放评估体系把控手段中重要的一环。甲烷溶解度的变化直接影响甲烷的逸散速率与总量,因此,对其规律的探索成为当前研究的重中之重。本文在前人实验的基础上,对影响甲烷溶解度的温度、压力以及矿化度等因素进行了深入论述,有助于构建排放评估体系、优化工艺设计,为实现减排目标提供理论支持。

基于PMS活化的类Fenton高级氧化技术在水处理中的应用

过一硫酸盐(PMS)活化的类Fenton高级氧化技术在废水处理中应用领域广阔,多孔结构载体(如碳基材料、分子筛或MOFs)的引入可有效提高体系对有机物的降解能力,改善金属活性组分的分散性及稳定性,抑制金属浸出。本文综述了在PMS活化的类Fenton高级氧化技术中,过渡金属-碳基材料、过渡金属-分子筛以及MOFs等复合体作为非均相催化剂活化PMS处理有机废水的研究现状,探讨了催化剂种类和载体差异对活化机理的影响,提出了未来催化剂改进提升的方向。

高含酚废水的资源化处理技术研究进展

我国将高含酚废水列为水污染控制中重点解决的有害废水之一,其中富含大量挥发性和不挥发性酚类物质。由于酚类物质难以降解且具有较高毒性,对环境和人体都带来巨大危害。苯酚及其他酚类化合物作为重要的精细化工原料广泛应用于各种化学工业生产领域。因此,对高含酚废水进行有效处理对于化学工业生产具有重要意义。本文综述了国内外关于高含酚废水资源化处理技术的研究进展,并简要分析了各种方法的优缺点,并对其未来发展进行了展望。

化学破乳/超声协同处理气田废弃油基泥浆

气田废弃油基泥浆是气田钻井过程中产生的一种成分复杂的乳状液体系,组成复杂且性质稳定、处理难度大,未经处理直接外排对环境危害大。采用化学破乳-超声-离心方法对其进行处理,结果表明:当化学破乳段的体系pH值为5—6,温度为60℃,200 r/min下搅拌时间40 min,AR36型破乳剂的加量8 mg/L;超声强化段的频率25 kHz,功率30 W,超声时间11 min;混凝及离心处理段的阳离子PAM加量60 mg/L,混凝后搅拌时间15 min,离心机转速3000 r/min,离心时间20 min时,油回收率和减量化率均达到94%以上,回收油中含水率降低至0.5%以下,底泥中含油率降低至5%以下。扫描电镜分析表明,在破乳剂/超声的协同作用下,油水固稳定的乳化状态可被打破。

气田废弃油基钻井泥浆处理及循环利用技术研究

对延长气田钻井过程产生的废弃泥浆进行固液分离、油/水循环利用、底泥的固化等处理。研究表明,废泥浆固液分离后,减量化率达82.11%,油回收率和回收油中的含水率分别为94.50%,0.43%;分离出水经过化学氧化—絮凝—过滤处理后,透光率可达98.5%以上,可用于油田工作液的再配制;底泥中的含油率为4.56%,经固化处理后,抗压强度可达15.977 MPa,可用于油气田现场铺设井场或道路,固化体浸出液满足《污水综合排放标准》中的水质要求。

油气田含硫污水处理技术研究进展

综述了国内外油气田含硫污水处理技术进展,内容如下。①国内油气田含硫污水分布及其中S的存在形式;②含硫污水物理化学处理方法,包括汽提法、各种氧化法、中和法、真空抽提法、化学沉淀法、电化学法;③含硫污水生物处理法,包括厌氧和好氧氧化法;④各种方法比较;⑤选用原则。

灰关联分析法研究中原油田文一污水的腐蚀因素

根据中原油田文一污水站水质分析和腐蚀监测结果,应用灰关联分析方法对中原油田文一污水站腐蚀状况进行了分析,灰关联度的计算结果表明:影响中原油田文一污来水腐蚀性的主要因素是∑Fe含量、pH值、Fe3 +浓度、SRB(硫酸盐还原菌)含量、HCO3 -浓度和TGB(腐生菌)含量;影响中原油田文一污处理后水腐蚀性的主要因素是矿化度、Ca2 +、Mg2 +、Cl-、SO42 -和Na+浓度.对中原油田文一污来水、处理后水的水质与腐蚀速率的进行了比较结果表明:提高来水的pH值、控制污水中SRB及TGB含量、降低污水中∑Fe浓度,对于降低腐蚀速率意义重大;同时也进一步证明了灰关联分析结果符合实际情况.

固化法处理含油污泥的室内研究

以水泥作为固化剂对中原油田文一污的含油污泥进行了固化处理,测定了固化后产物的抗压强度和浸出液的COD、含油量及有毒元素的含量.结果表明:当固化块中水泥与污泥的质量比为2.0∶1.0时,抗压强度可以达到16MPa,当添加适量的外加剂后,固化块的强度可以达到20MPa以上.当水泥与污泥的重量比大于1.0,在50℃、12h后,其浸出液的COD均低于150mg/L.水泥/污泥比值在1.0∶1.0～1.8∶1.0范围内,在25℃、120h后,所做固化块浸出液的污油浓度低于5mg/L,毒性化合物含量符合GB5085.3-1996的要求.

阳离子聚合物处理油田采油污水研究

为了使油田含油污水处理后能达到回用标准,通过阳离子聚合物与聚合铝复配对油田采油污水处理进行了研究.结果表明：聚合物分子量为120万,加入浓度为0.5～1.0 mg/L时,与聚合铝复配后,对采油污水中的悬浮物、含油量及CODcr的去除率分别达到99.7%,97.7%及92.0%,并使处理后水中悬浮物及含油量分别降低到1.2 mg/L及5.0mg/L,达到了油田回用水水质标准.复配体系对含油污水的处理效果受污水pH值及温度的影响,但影响比单独使用聚合铝时小.

P(AM-DM)的反相乳液聚合研究

应用反相乳液聚合方法研究了二甲基二烯丙基氯化铵(DM)与丙烯酰胺(AM)的共聚物P(AM-DM)合成过程中单体质量分数、引发剂质量分数、体系的pH值、反应温度、反应时间等对所得聚合物特征黏数的影响.结果表明:以VA-044为引发剂且质量分数为0.3%、单体质量分数为20%、DM/AM物质的量比为0.4、体系pH为5、在55℃反应5 h、油的体积分数为30%时,所得产物的特征黏数达12以上.用所得的P(AM-DM)聚合物处理辽河油田、胜利油田的含油污水,当特征黏数超过12且使用浓度为1.0 mg/L时,处理后水的透光率可达到90%以上.

含油污泥固化处理技术研究

采用水泥为固化剂对辽河油田含油污泥进行了固化处理研究,探讨了固化块抗压强度与固化时间、材料配比、添加剂及加入量等的关系,测定了固化块浸出液的COD值。结果表明,污泥含水率为12．16％,固化28天,ω(污泥):ω(水泥):ω(水)=1．00:2．00:0．60的固化块抗压强度可达13．1 MPa;当污泥含水率由12．16％增加到61．57％时,固化块抗压强度由13.1 MPa降低到10．1 MPa。污泥含水率为12．16％,ω(污泥):ω(水泥):ω(水)由1．00:1．50:0．71改变为 1．00:2．43:0．71时,固化块抗压强度由10．4 MPa提高到16．1 MPa。污泥含水率为61．57％,污泥与水泥质量比为1．00:2．00,增强剂S加入量从5 mL增加到20 mL时,固化块的抗压强度从 10．24 MPa提高到16．0 MPa。污泥含水率为54．8％,40℃浸泡72 h,固化块中污泥与水泥质量比由1．00:1．60增高到1．00:2．00时,浸出液的COD值由218．3 mg／L降低到181．8 mg／L。

KY-3型聚合物与聚合氯化铝复配处理采油污水研究

运用KY 3型阳离子聚合物与无机聚合物复配对中原油田含油污水进行了处理。研究结果表明 :KY 3型聚合物的分子量、加入量、污水 pH值及温度等对处理效果影响较大。当聚合物相对分子质量为 12 0万时 ,处理效果随聚合物加入量增大、污水温度及pH值升高而增强。

聚二甲基二烯丙基氯化铵与粘土间的作用

采用吸附法、红外光谱法及X射线衍射法研究了聚二甲基二烯丙基氯化铵与安丘土之间的作用，考察了作用时间、温度、聚合物浓度和分子量的影响。研究结果表明，分子量较小时聚合物与安丘土之间的作用以吸附为主，分子量增大时桥联絮凝作用增强，即两者之间的作用是通过吸附、絮凝机理进行的。

港东采油污水回注可行性研究

回注地层是采油污水的最优出路.为了确保港东采油污水经过处理后回注地层,采用膨胀法、重量法、岩心流动实验法,对污水处理后回注的可行性进行了研究.结果表明：以10 mL3%KC l使1g黏土膨胀的体积为基准,矿化度为5 134.5 mg/L的处理污水的膨胀率为282.9%,而蒸馏水的膨胀率为392.25%,说明该处理污水可抑制黏土膨胀,适合回注.当处理污水pH值为7.0~7.3时,黏土膨胀率在194.7%~210.0%,结垢量在4.3~6.7 mg/L;污水中悬浮物、含油量控制在10 mg/L以下时,其对岩心渗透率的伤害在20%以下.因此,只要适当控制港东采油污水的pH和悬浮物、油含量,其回注是可行的.

降低采油污水处理中污泥产生量技术研究——室内试验研究——

为了降低采油污水处理过程中产生的污泥量,对“降低采油污水处理中污泥产生量技术”进行了研究,并在采油一厂文一污水站进行了为期66天的现场实验。结果表明,降低采油污水处理污泥产生量技术通过化学反应将污水中的部分离子转变为对污水净化有用的组分,并通过控制污水中的氧含量、pH及离子平衡,达到去除水中悬浮物、控制腐蚀、维持水中离子平衡的目的。当复合碱按600 mg/L加入并使系统的pH值控制在7.0～7.3且絮凝剂、助凝剂加入浓度分别为150 mg/L、100 mg/L时,污水的pH、含油量、总铁、悬浮物由处理前的6.0、109 mg/L、13.5 mg/L、78 mg/L下降为7.0、0、0～0.42、1～2,滤膜系数为35;污水腐蚀速率为0.0691 mm/a;处理后水中SRB、TGB含量分别为0、101个/mL;经中国科学院渗流流体力学研究所等单位监测和技术评价证实,处理后污水与地层水配伍性良好,对地层不伤害,所产生污泥可初步用做建筑材料。