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混凝—电凝聚—超滤技术处理三次采油废水

作　者: 朱茂森
导　师: 胡筱敏
学　校: 东北大学
专　业: 环境工程
关键词: 三次采油废水混凝电凝聚超滤化学需氧量
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

研究了三次采油废水的处理现状,针对三次采油过程中,聚合物驱采油废水产生量大、盐度高、有机污染物含量高,可生化性差的特点,并通过实验研究了有效去除废水中的有机污染物这一关键问题。首先分析了可用于聚合物驱采油废水处理的方法,总结了近年来国内外对三次采油废水的研究成果。在比较各种方法的特点后,确定以混凝-电凝聚-超滤法为主要处理方法去除废水中的有机污染物,以降低三次采油废水中的化学需氧量(CODCr)指标。以电凝聚法为研究中心,首先分析了废水水质,总结了水质特征和稳定机理,明确了处理三次采油废水的关键在于有效去除废水中的有机物,接着对混凝、电凝聚和超滤作用机理作了阐述,然后通过实验研究了影响混凝-电凝聚处理效果的几个重要因素,得出了在反应初期,三次采油废水CODCr去除率随反应时间和电流密度的增加而显著增大,然后趋于平稳；在偏酸性条件下,三次采油废水CODCr去除率随pH值得增加而增大,在偏碱性条件下,随pH值得增加而减小；在混凝剂投加量为50-300mg/L时随投加量的增加而增大,随后趋于平稳；接着通过改进实验设备,在混凝-电凝聚法对三次采油废水的良好处理效果的基础上,将超滤膜过滤技术引入混凝-电凝聚处理工艺,并对影响混凝-电凝聚-超滤技术处理效果的几个重要因素进行实验研究,得出了超滤膜通量在压力为0.02-0.08MPa时上升显著,随后趋于平稳,其他因素对水样CODCr去除率的影响与混凝-电凝聚实验结果吻合,并得出了最佳工艺处理条件；最后通过对超滤膜污染的理论分析,确定了减轻膜污染的有效措施。实验结果表明,采用混凝-电凝聚-超滤法技术处理三次采油废水时,对水样CODCr去除率可达到69.3%,出水CODCr值降至81.8mg/L,可达到国家《油田回注水主要水质标准》和《污水综合排放标准》一级标准要求。此方法和国内现有的处理方案相比在提高有机物去除率方面有一定的优势,具有一定的环保价值和工业推广价值。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-10
第一章绪论  10-22
  1.1 三次采油废水简介  10
  1.2 三次采油废水的水质特点  10-12
  1.3 三次采油废水的水质标准  12-13
  1.4 三次采油废水的稳定机理  13-14
  1.5 三次采油废水处理现状  14-18
    1.5.1 三次采油废水的处理方法  14-17
    1.5.2 三次采油废水的处理工艺  17-18
  1.6 现有三次采油废水处理技术的局限性  18-19
  1.7 电凝聚-超滤技术处理三次采油废水的优势  19-20
  1.8 课题研究内容及研究路线  20-22
第二章预处理工艺和水质分析  22-24
  2.1 大庆含油污水站预处理工艺流程  22-23
  2.2 预处理出水水质分析  23-24
第三章混凝、电凝聚及超滤机理研究  24-40
  3.1 混凝作用机理  24-28
    3.1.1 DLVO理论  24-25
    3.1.2 乳化油或悬浮颗粒的失稳过程  25-26
    3.1.3 失稳颗粒的絮凝过程  26-28
  3.2 电凝聚作用机理  28-33
    3.2.1 电化学反应  28-30
    3.2.2 电凝聚作用机理  30-32
    3.2.3 电解氧化与电解还原作用机理  32
    3.2.4 电凝聚过程影响因素  32-33
  3.3 超滤技术作用机理  33-40
    3.3.1 超滤作用基本原理  33-34
    3.3.2 超滤膜分离性能参数  34-35
    3.3.3 浓差极化与膜污染  35-36
    3.3.4 超滤过程影响因素  36-38
    3.3.5 超滤膜组件的主要形式  38-40
第四章混凝-电凝聚法处理三次采油废水  40-49
  4.1 实验装置及分析方法  40-42
    4.1.1 实验装置  40
    4.1.2 实验药品  40-41
    4.1.3 实验仪器  41
    4.1.4 电极清洗方法  41-42
  4.2 实验结果及讨论  42-48
    4.2.1 极板材料的选择  42
    4.2.2 反应时间对COD_(Cr)去除率的影响  42-43
    4.2.3 极板间距对COD_(Cr)去处率的影响  43-44
    4.2.4 混凝剂的筛选  44
    4.2.5 pH对COD_(Cr)去除率的影响  44-45
    4.2.6 电流密度对COD_(Cr)去除率的影响  45-46
    4.2.7 温度对COD_(Cr)去除率的影响  46
    4.2.8 混凝剂投加量对COD_(Cr)去除率的影响  46-47
    4.2.9 最佳操作条件验证实验  47-48
  4.3 本章小结  48-49
第五章混凝-电凝聚-超滤法处理三次采油废水  49-57
  5.1 实验装置及分析方法  49-50
    5.1.1 实验装置  49-50
    5.1.2 实验仪器  50
  5.2 实验结果及讨论  50-56
    5.2.1 跨膜压差对超滤膜通量的影响  50-51
    5.2.2 流速对水力停留时间的影响  51-52
    5.2.3 反应时间对COD_(Cr)去除率的影响  52
    5.2.4 电流密度对COD_(Cr)去除率的影响  52-53
    5.2.5 混凝剂投加量对COD_(Cr)去除率的影响  53-54
    5.2.6 pH对COD_(Cr)去除率的影响  54
    5.2.7 最佳操作条件验证实验  54-55
    5.2.8 膜污染及其控制  55-56
  5.3 本章小结  56-57
第六章总结与展望  57-59
  6.1 主要结论  57-58
  6.2 建议与展望  58-59
参考文献  59-62
致谢  62

混凝—电凝聚—超滤技术处理三次采油废水

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