Ti_(3)C_(2)T_(x)超薄纳米片高效率去除废水中重金属的研究

通过刻蚀剥离法制备了Ti_(3)C_(2)T_(x)超薄纳米片,探究了其对废水中重金属离子的吸附特性。通过SEM、XRD、AFM、FT-IR、Raman对Ti_(3)C_(2)T_(x)超薄纳米片的形貌和结构进行了表征,通过ICP-MS对处理前后水体中重金属离子的含量进行了测试。结果表明剥离的Ti_(3)C_(2)T_(x)超薄纳米片表面含有结构缺陷和羟基,当水体中Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)初始浓度为50 mg/L时,47.5 mg Ti_(3)C_(2)T_(x)超薄纳米片对其的去除效率高达90%以上,尤其是对Pb(Ⅱ)的去除效率达到了98.81%,吸附性能远高于大孔树脂、硅藻土和活性炭等常见吸附试剂。在Na(Ⅰ)、Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)4种离子共存溶液中,Ti_(3)C_(2)T_(x)超薄纳米片对于Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的去除依然可以达到92%以上。通过动力学和吸附等温拟合,Ti_(3)C_(2)T_(x)纳米片对Pb(Ⅱ)的吸附符合拟二级动力学模型和Langmuir等温模型,对Pb(Ⅱ)的最大吸附量和最低检出限分别为81.7 mg/g和0.0094 mg/L。Ti_(3)C_(2)T_(x)超薄纳米片对重金属离子的吸附特性在化学工业、食品加工的废水处理中具有良好的应用前景。

化学检验技术在工业废水成分检测中的应用

工业废水作为三废物质的重要来源,对区域内的水生态、土壤生态,乃至居民的健康安全都存在负面影响,因而有必要做好废水成分分析工作。本文对化学检验技术在工业废水成分检测中的应用进行分析时,首先从化学检验技术的应用流程进行分析,其次便是从化学检验技术在工业废水成分检测中的应用展开探讨。

化学氧化-絮凝工艺在压裂返排液除硼中的应用

为降低压裂返排液中的硼含量,满足水样回用配液或外排标准,以5口水平井压裂后的返排液为研究对象,考察了氧化剂类型、投加量、预处理条件、沉淀剂类型、投加量对化学氧化工艺的影响;在化学氧化工艺出水的基础上,考察了絮凝剂投加量、搅拌速度和加药时间间隔对絮凝工艺的影响,并监测了两者耦合联用后的效果。结果表明,H_(2)O_(2)和BaCl_(2)分别作为氧化剂和沉淀剂时,除硼效果较好,建立了最佳投加量与返排液中初始硼浓度相关的线性方程,便于现场快速选定加药浓度;当PAC浓度为80 mg/L、PAM浓度为5 mg/L、搅拌速度30 r/min、加药时间间隔30 s时,絮凝工艺的处理效果最优;将化学氧化-絮凝工艺耦合后,在氧化反应pH值为9、氧化反应时间为30 min,沉淀反应pH值为9和最佳絮凝工艺的条件下,可保证滤液中硼质量浓度小于5 mg/L,满足回用配液的要求。研究结果可为压裂返排液的高效、清洁处理提供实际参考。

电絮凝-三维电极深度处理油田采出水工艺研究

鉴于电化学工艺具有反应时间短、不添加化学药剂的特点,利用室内实验装置,采用电絮凝+三维电极的组合工艺实现对油田采出水的深度处理。文章通过控制变量法,考察了电极材料、电流密度、初始pH值和极板间距等因素对电絮凝工艺的影响,以及活性炭吸附率、电流和初始pH值等因素对三维电极工艺的影响,并监测两种工艺联合的处理效果。结果表明,以铁板为阳极,在电流密度50 mA/cm、初始pH值为8、极板间距40 mm、电解时间40 min的条件下,电絮凝工艺的处理效果最佳;在活性炭填充率90%、初始pH值为8、反应时间40 min的条件下,三维电极工艺的处理效果最佳。5次重复实验结果表明,两种工艺联合处理后的各项指标满足SY/T 5329—2022的注水水质要求。

含油污水处理站不同结构过滤罐运行效果分析

随着三采开发规模不断扩大,污水处理系统采出水成分日趋复杂,造成含油污水处理站的过滤罐在生产运行过程中出现憋压、滤料流失、处理效果差、内部构件损坏及腐蚀等问题,严重影响了正常生产和出水水质达标。同时,不同时期建设的过滤罐种类多样,主要结构不尽相同,其水质适应性需要评价。为了解决以上问题,文章对某油田含油污水处理站在用过滤罐的结构类型及存在的问题进行调研,结合除油率和故障率对运行效果进行分析对比,判断产生问题的主要影响因素,得出水驱污水站使用上、下筛管结构过滤罐,聚驱污水站使用上筛筐、下筛管结构过滤罐效果较好的结论,为今后的滤罐改造及选型方向提供技术支持。

高含液油泥调质离心处理技术研究

针对塔河油田某处理站高含液油泥减量化进行了室内调质离心处理模拟实验以及现场设备处置应用。实验调质药剂选用破乳剂、聚合氯化铝(PAC)及聚丙烯酰胺(PAM),通过相关正交实验,获得了含油污泥减量处置所需调质时间和药剂加入量等数据。实验结果表明:含油污泥温度在65~85℃,调质时间为12 min,浓度0.1%的破乳剂溶液加入量0.2 mL,浓度0.1%的PAC溶液加入量0.5 mL,浓度0.1%的阳离子PAM溶液加入量0.2 mL时,处理后含油污泥的固相含液率≤45%,分离出的液相含油率≥20%,实现了含油污泥减量处理及原油回收,为调质离心处置工艺在现场应用提供了有效支持。

季铵盐型水处理剂处理钻井压滤液的研究

水基钻井压滤液富含各类有机添加剂,色度大、矿化度高、处理难,严重影响生态环境的安全性。文章分析了某油田废水基钻井压滤液的性质,利用自制和市售的季铵盐型水处理剂对其处理,考察了两种药剂投加量对压滤液色度、总有机碳(TOC)、化学需氧量(COD)、阴离子的处理效果。结果表明,在投加量为6 mL/L时,色度、TOC、COD达到最佳去除率,分别为98.01%,54.1%和29.9%,对阴离子SO_(4)^(2-)和Cl^(-)的去除率分别达到40.6%和21.9%。Zeta电位结果表明,自制型水处理剂能对胶体发生电中和作用,长链结构能起到吸附和架桥作用,有效实现了污染物的快速絮凝沉降。此外,与购置的水处理剂性能及药剂成本对比,发现合成的水处理剂具有更好的处理效果,并展现出低廉的药剂成本。

油泥热解废水处理工艺中试应用

针对油泥热解废水高含油、高氨氮、高COD、难处理的问题,使用GC-MS定性分析发现废水中含有52种有机物,采用“预处理+芬顿氧化+生化+芬顿氧化+BAF”工艺处理油泥热解废水,连续6 d检测各单元处理后的水质,结果表明:通过本工艺处理后的油泥热解废水中COD浓度≤150 mg/L,NH_(4)^(+)-N浓度≤25 mg/L,石油类≤10 mg/L,满足GB 8978—1996《污水综合排放标准》二级排放标准要求;酸性条件下使用膨润土作吸附预处理,对热解废水中COD、石油类的去除率分别达到60%,72%~75%;氨氮主要在生化单元去除,膨润土吸附和芬顿氧化对氨氮的去除效果不明显。研究结果为油泥处理后衍生废水提供了新的处理思路,为油泥全流程无害化处理提供一定参考和借鉴。

微生物修复石油污染地下水的实验研究

为修复陕北黄土区石油污染地下水，采用优化土著微生物菌群的生物技术，进行了地下水中石油的降解与修复实验研究。在实验装置内加入了1．5％的优化菌群制剂，优化出的菌群初步鉴定主要有：假单胞菌属、微球菌属、放线菌属、真菌类的青霉属和曲霉属等。实验结果显示，在实验装置中人为添加石油含量为182．5mg／l、862．5mg／l、1695．0mg／l时，经过28～37d的微生物修复，地下水中石油的降解率为27．47％-92．46％，而无菌对照中的石油含量变化在5％以内，说明在无菌条件下地下水中石油降解缓慢。该实验过程验证了微生物修复技术在地下水石油污染修复中的有效性，探索了应用的可行性。

NB35-2油田多元热流体热采水处理工艺

海上油田实施多元热流体热采作业,由于受平台空间、水源及经济等方面限制,水源选择、供水流程优化是必须考虑的首要问题。根据海上油田作业环境及注热设备性能特点,选择油田地热水作为热采水源,引进反渗透水处理设备对水源进行淡化处理,使其满足注热设备供水水质要求。同时,优化供水流程,一方面可有效保障水处理设备的安全运行,另一方面提高了多元热流体发生器的供水温度,从而提高多元热流体发生器的注入能力,降低燃料消耗。现场应用表明,水处理流程设计合理,保障了注热设备平稳运行,有效缩短了注热工期、降低了热采作业费用。

聚合物驱采油污水中乳化活性物质对污水处理的影响

研究了聚合物驱采油污水中乳化活性亚组分及亚组分与水解聚丙烯酰胺(HPAM)之间的相互作用对絮凝剂破乳絮凝效果的影响,提出了含聚污水的处理对策。结果表明,高相对分子质量、强极性亚组分SF42及高酸值亚组分SF31与HPAM共同稳定的乳状液比弱极性亚组分SF2所稳定的乳状液更难破乳絮凝;在不含盐的模拟体系中,高相对分子质量絮凝剂聚合铝(PAC)、阳离子聚丙烯酰胺(CPAM-1)与HPAM有较弱的协同絮凝作用,协同作用机制以桥连作用为主;HPAM的盐敏效应导致含聚污水盐质量浓度超过7000 mg/l以后,其中油珠zeta电位由负值变成正值,使得具有一定阳离子度的高相对分子质量絮凝剂CPAM-1对含盐、含HPAM模拟乳状液及实际污水的破乳絮凝效果明显优于其它絮凝剂,且CPAM-1与污水中HPAM在较宽的浓度范围内都有很强的协同絮凝作用。

油田开采水中铁的去除及其对浊度的影响

研究了加氢氧化钠去除油田开采水中铁和出水含铁质量浓度对浊度的影响。铁的测定使用邻二氮菲吸收光谱法,浊度采用便携式浊度仪测定。实验结果表明,进水pH对去除铁、降低浊度、处理装置防腐有重要影响。当pH小于7时,除铁效果不理想而且不能抑制处理装置的腐蚀,铁的去除率为负数。pH在8.3左右较佳,此时能达到除铁和抑制装置腐蚀的双重目的,出水总铁含量和浊度可以满足SY/T 5329-94碎屑岩油藏注水水质推荐指标中A1类标准的要求,出水放置2.5 h浊度几乎保持不变。而在pH值为6.6和7.3下由于氢氧化亚铁被氧化使水呈黄色而导致放置水样浊度缓慢上升。理论分析表明混凝剂能促进氢氧化亚铁的沉降,铁的去除机制主要是沉降、过滤拦截、吸附;在低pH值时,由于电化学腐蚀使得处理装置向水体中释放铁,导致出水铁浓度高于进水,在高pH值时,由于保护膜形成和阴极反应受到抑制而阻断了电化学腐蚀。

月桂酸改性生物质材料处理乳化油的机理

油污染对环境、生物和经济产生了不利的影响。目前,诸多研究均希望得到一种有效、简单且价廉的除油方法。为了提高对含乳化油废水的处理效果,以玉米芯和花生壳为原料,采用月桂酸对其进行改性,并且利用扫描电镜、比表面积测试和红外光谱等测试手段研究生物质材料的改性和处理含乳化油废水的机理。研究发现,月桂酸改性是利用月桂酸上含有的羧基和生物质材料的纤维素、半纤维素和木质素上含有的羟基发生的酯化反应,形成的酯基链接月桂酸本身的烷基链,增强了亲油疏水性,同时也有造孔的作用即进一步增大微孔和提高孔隙率,由于改性材料是通过亲油性烷基链和微孔吸附油粒子,因此这两者的共同作用提高了材料的吸油能力。利用石油醚萃取水中油分,采用紫外分光光度法测定水中的油浓度。这种方法能够更加直接地看出含乳化油废水的处理程度,也更加贴近实际工程概况。研究表明,原始玉米芯和花生壳对含乳化油废水的油吸附容量分别是6.86 mg·g-1和5.21 mg·g-1,经月桂酸改性后,其吸附容量有了较大提高,分别达到了10.79 mg·g-1和7.44 mg·g-1。因此,当处理含乳化油废水时,利用月桂酸改性玉米芯和花生壳不仅能高效率除油,而且基于以废治废,是一项相当环保的措施。

不同杀菌剂抑制渤海湾海域高温油藏中硫酸盐还原菌活性效力研究

为控制渤海湾海域油藏中硫酸盐还原菌(SRB)引发的危害,采用改进的API RP-38培养基从两个高温油田(S、K油田)油藏采出液中富集了SRB,并通过批次培养试验在60℃下评价了次氯酸钠、四羟甲基硫酸磷(THPS)、氨基三甲基氯化铵(BTAC)、溴硝醇、戊二醛及其复配对SRB活性及数量的抑制效应。结果表明,5种杀菌剂抑制S油田中SRB的最低抑菌质量浓度(MIC)分别为>500 mg/L、60mg/L、200 mg/L、10 mg/L和>300 mg/L,抑制K油田SRB的MIC分别为>500 mg/L、50 mg/L、200 mg/L、15 mg/L和300 mg/L。溴硝醇与BTAC复配呈现协同抑制效应,与THPS复配则表现出拮抗效应,THPS与BTAC的复配为无关作用。延长接触时间有助于提高杀菌效率。单独使用低质量浓度的溴硝醇、THPS以及溴硝醇与BTAC复配均可有效抑制渤海湾海域高温油藏中SRB的活性与数量,在这些油藏酸化控制中具有较好的应用潜力。

某油田地下水污染特征及其机理分析

在对某油田石油类污染物分布特征研究的基础上,对其进入地下水的途径进行分析。研究表明,除石油类外,CODMn、Cl-、NO3-N和TDS具异常变化,这些异常变化已成为石油类污染的参考指标。含水层污染程度主要以严重污染和中度污染为主,下段含水层中的石油类污染物的浓度明显高于上段含水层。地下水遭受污染的途径类型分为地表渗透型和优势通道渗漏型,但地表渗透型污染对研究区地下水的威胁性相对来说较小。由构造活动、地下水开采引发的地裂缝形成的优势通道渗漏型污染是地下水污染的主要途径。

油田地面集输系统沉积物组成分析及处理工艺优化

聚合物驱油在提高采收率的同时也会产生大量的采油污水,确定油田污水的组成及时高效的处理污水是油田高效、可持续开发的基本前提。本文通过采用红外光谱、扫描电子显微镜、酸溶-煅烧-原子吸收法以及X射线衍射法等表征手段,对油田集输系统的沉降节点、提温节点以及净化油缓冲罐节点的携带物组成进行全面分析,确定其携带物各组分的含量。采用比较分析法,比较各节点处的携带物组成及含量,分析各物质组成特性、差异和控制因子,为高浓度聚合物驱油采出液处理技术提供基本根据。结果表明沉降节点携带物的主要成分是硅酸盐;提温节点携带物的主要成分是碳酸钙、碳酸镁;净化油缓冲罐节点携带物的主要成分是有机物。通过对油田高浓度聚合物驱油采出液处理工艺进行评价和改进,确定最佳运行参数和清淤周期,提高污水处理效率降低生产成本。

一种新型复合纳滤膜对污水的深度处理研究

考察了一种新型荷负电羧甲基甲壳素／聚丙烯腈复合纳滤膜对污水（中水）的处理效果。结果表明：在1．0MPa、30L／h、室温下，经纳滤膜处理后，溶解态总磷、硝态和亚硝态总氮及CODCr的平均截留率分别可达70％、83％和94％以上，而色度几乎可完全去除。纳滤膜出水CODCr为3．0～10．2mg／L，达到GB3838-2002地面水Ⅰ类水质标准；硝态和亚硝态总氮（以氮计）质量浓度为2．7～3．5mg,／L，达到GB5749—85生活饮用水标准；溶解态总磷（以磷计）质量浓度为1．0～1．7mg,／L，已接近1mg／L的污水GB8978-1996Ⅱ级排放标准。提出，由于PO4^3-与水体中H^＋、Ca^2＋、Mg^2＋等阳离子较易形成缔合离子或络合离子，减弱了与荷负电的纳滤膜的库仑排斥作用，从而使其截留率小于NO3^-或NO2^-；该纳滤膜适于油田采出污水处理、污水（中水）脱磷、氮和CODCr的深度处理及含磷废水的脱磷处理。

磁分离技术处理炼油厂高浓度废水的研究

为了处理炼油厂污水处理场隔油池高浓度出水,通过采用磁分离技术进行净化。研究了磁分离处理效果并与污水处理场多级气浮工艺效果相比较。结果为,经磁分离工艺处理后COD平均去除率近60%,比现有多级气浮效果相对优异。待磁助剂回收利用后,药剂成本将与气浮药剂成本相当,但电耗较之大大降低,是污水处理场节能减排的新方向。

水体石油类污染中红外波段吸收特征分析

2008年5月21～26日在辽宁省盘锦市辽河油田境内的双台子河和绕阳河，沿河流采集了水体样本28个，并且利用取自辽河油田的稠油和稀油标样，以及污水处理厂自然污水，进行水槽配比试验，获取不同油浓度水体样本9个；在此基础上，利用红外分光光度计测定水样中的石油类污染浓度和其在3．0～4．1μm（波数2400～3300cm^-1）波长范围内的透过率；采用朗伯-比尔（Lamber—Beer）定律，计算吸光度，分析有石油类污染水体在中红外波段3．0—4．1μm（波数为2400～3300cm^-1）的吸收特征。研究结果表明：（1）水体石油类污染在中红外的吸收特征主要体现在3．3～3．7μm（2700～3000cm^-1）范围内，在3．0～3．3μm（2400～2700cm^-1）和3．7～4．1μm（3000～3300cm^-1）表现不明显；（2）在3．3～3．7μm（2700～3000cm^-1）范围内有两个吸收峰，较强的吸收峰约位于3．412μm（2925cm^-1）处，次强的吸收峰约位于3502nm（2850cm^-1）处；（3）在3．3～3．7μm（2700～3000cm^-1）范围内，随着波长变化，石油类物质吸收光谱曲线呈现规则的变化趋势，随着浓度的增加，吸收峰强度增强。本研究结果对于拓展中红外波段在探测水体油膜以及水环境和土壤石油类污染方面的应用可提供一定的参考。

油-水-气三相旋流器分离验证及气-液腔结构优化

采用Fluent软件数值模拟了新型油-水-气三相旋流器的分离性能,并以分离效率为目标函数对气-液分离腔主要尺寸进行了优化设计。结果表明,该型油-水-气三相旋流器在油滴与气泡直径为50μm时具有最优的分离效率,且其气泡迁移效率较油滴迁移效率高.当气泡直径为50μm时,气-液分离效率达到99%以上;当气泡直径小于40μm时,气-液分离效率随直径的减小显著下降;当气泡直径小于10μm时,气-液分离效率趋近于零.经对比分析建立了溢流口直径与分流比的线性关系式,且得到优选后气-液分离腔最优主要结构尺寸:分离腔长度203mm,分离腔直径60mm,溢流口插入长度20mm.