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含油污水处理的灵丹妙药--阳离子型有机高分子絮凝剂时间:2018-05-02

       绝大部分油田的开采已经进入三次采油阶段。为了提高采收率,化学驱技术得到广泛应用。油层中采出的污水和地面处理、钻井、作业过程中排出的污水汇聚在一起,造成污水中驱油剂、油、悬浮物、泥砂以及机械杂质等含量高,使水质的净化很难处理。目前油田污水的净化广泛使用的方法是絮凝沉淀法,也就是向水中加入絮凝剂。单独使用无机絮凝剂,存在加药量大,水中生成沉淀较多,易产生大量污泥和浮渣,且对加药设备、管线的防腐有较高要求等缺点,已经很难满足水处理的要求。

       阳离子有机絮凝剂不仅克服无机絮凝剂的这些缺点,而且在强化絮凝除去难生物降解有机污染物方面表现出了巨大的优势和应用前景。近些年来发展的将二者复配得到广泛应用,具有很好的环境和经济效益。

阳离子型人工合成有机高分子絮凝剂

       阳离子型人工合成有机高分子絮凝剂是一种高分子聚电解质,具有分子量大、链的伸展度大,可以起到电性中和、吸附架桥、使体系中的微粒脱稳聚结等作用。由于合成的阳离子聚电解质的应用性能很好,因而很多学者在这方面开展了十分广泛的研究。

1、聚丙烯酰胺类

阳离子聚丙烯酰胺类

       随着油田开发时间的延长及各种提高采收率技术的实施,三次采油化学驱技术的推广使用,油田采出水的成份中也含有相应的驱油剂成分,这就使得采出水的性质更加复杂。研究发现含油污水中所含悬浮物和胶体颗粒以及阴离子聚丙烯酰胺(HPAM)水解之后带负电荷,阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)可与水中的微粒同时起到电中和及吸附架桥作用,从而使污水中的微粒脱稳、絮凝而达到良好的处理效果J。其中改性CPAM以其更显著的性能而占有较大比例。

复配阳离子聚丙烯酰胺类
       大量的实践表明,若把两种或两种以上的絮凝剂通过分别投加而进行复配使用、或在一定条件下通过混合或反应形成一种复合絮凝剂产品使用,药剂间具有协同效应,可提高药剂单独使用的效果。CPAM的处理效果好于元机絮凝剂,但其成本高,单独使用无机絮凝剂其加药量又太大。表1列出了已知的几种配方成分复配药剂处理油田污水效果。

2、聚二甲基二烯丙基氯化铵类

聚二甲基二烯丙基氯化铵类

       二甲基二烯丙基氯化铵的均聚物和共聚物具有很高的电荷密度,极易溶于水并具有优良的破乳絮凝性能,为季铵盐型强阳离子型聚电解质,是靠带强阳电荷的大分子链进行中和、吸附、架桥来完成絮凝过程的。而大分子在水中呈完全溶解状态且用量很少(相当于聚合氯化铝(PAC)用量的10%一20),其本身不是产生渣源的因素J。它所具有的强电中和性能可使水包油乳液破坏,油珠迅速上浮,废水中的悬浮物絮凝沉降,因而能达到理想的油水分离效果。

复配聚二甲基二烯丙基氯化铵类

3、聚环氧氯丙烷与胺的反应物类

       这类阳离子高分子絮凝剂与其他阳离子絮凝剂相比,最大的特点是它们能使用在含氯分散相的水分散体中而不与氯化物起作用,从而在含氯分散相的水分散体系中使用时不会降低其絮凝效果。

4、聚乙烯咪唑啉类

       具有一剂多效作用的聚2一乙烯咪唑啉,它包括聚2一乙烯咪唑啉、聚2一乙烯咪唑啉硫酸/盐酸盐引,可采用乙二胺与丙烯腈合成法制得。聚一2一乙烯咪唑啉可用于水的净化和污泥脱水处理,特别适宜除去水中的阴离子水溶物,可与无机混凝剂复配使用。当用于污泥脱水中,不仅具有投加量小(相应污泥产生量少),而且还有脱水快脱水量大等优异性能,是无机絮凝剂无法比拟的。除用作絮凝剂外,分子量低的产品也可以用作缓蚀剂和破乳剂。

阳离子型天然有机高分子絮凝剂

       阳离子型天然有机高分子絮凝剂以其优良的絮凝性、安全性、原料来源广泛且价格低廉等特点显示出良好的应用前景。此类絮凝剂更多的是对天然有机高分子改性提高产品的絮凝性能。为了降低原油开采成本,同时提高水处理剂的净水效率,减少处理费用以及二次污染,此类絮凝剂具有一定的发展空间。

1、壳聚糖类

       甲壳素经脱乙酰化处理后得到的产物壳聚糖只能在酸性水溶液中溶解,且絮凝性能欠佳,使其应用受到限制。因此人们对其进行不断的改性来提高其性能。壳聚糖分子结构中有很多的一NH和一0H,分子上活跃的一NH与水里的H质子化形成阳离子聚合电解质,对于含油污水去除CODSS和金属离子,效率更高。除了对壳聚糖改性之外,还有就是采用壳聚糖和无机或者有机絮凝剂复配、复合,也具有较强的应用性。Zeng等以壳聚糖、PAC、硅酸盐制得复合絮凝剂,在同样的条件下处理废水,与PAC相比,CODSSA1¨的去除率能够分别提高18%~237%,50%和612%~855%,成本下降7%~34%。

2、改性淀粉类

       由于水处理中大部分微细颗粒和胶体都带有负电荷,对淀粉进行阳离子改性后,其活性基团数目大大增加,聚合物呈枝化结构,分散的絮凝基团对悬浮体系中颗粒物有较强的捕捉与促沉作用。硫酸铝与淀粉改性絮凝剂复配处理大庆三元复合驱油田污水,阳离子淀粉改性絮凝剂的絮凝效果好于非离子淀粉改性絮凝剂。在50mg/LSC,油、聚合物、悬浮物含量均达到理想效果。

3、木质素类

       木质素作为植物中蕴藏量仅次于纤维素的高聚物,是~种廉价易得、储量丰富、环境友好的可再生天然资源。同时,它也是造纸黑液的主要成分。研究者利用木质素分子结构非常复杂的特点,将其改性使其形成更多的活性基团,然后再与一些单体聚合制得特殊功能的水处理剂。杨林以碱木素为原料,通过化学改性,制备出含二硫代氨基甲酸盐基团的改性木质素除油絮凝剂。当含油废水的pH67,絮凝剂的质量浓度为35mgL时,废水中的油、COD固体悬浮物和色度的去除率分别达到882%,715%,905%和937%。,经对比其絮凝性能明显优于PAMPAC和聚合硫酸铁等高分子絮凝剂。

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