对西峰油田含油污水的超声波技术处理研究

【摘要】：超声一混凝气浮组合是一种处理含油污水的有效方式。在对超声波、气浮工艺尤其是溶气气浮工艺的发展现状系统总结的基础上,基于超声波和气浮理论的最新进展,本文提出并设计了超声波一气浮组合实验处理系统,并对该装置处理油田含油污水的性能进行了深入的实验研究。 气浮装置采用竖流圆柱形式,气泡与絮体在柱体内接触,发生碰撞并相互粘附,形成气泡-絮体共聚体,共聚体上浮从而从排渣口排出。溶气系统采用压缩空气与水在溶气罐中压力溶气方式,溶气水经节流阀减压释放。排渣形式采用水力自动排渣。 超声波处理含油污水是基于超声波作用于性质不同的流体介质产生的位移效应来实现油水分离。由于超声波在油中和水中均具有较好的传导性,所以这种方法适用于各种类型的乳状液。 文中通过对长庆油田西峰汕田采油厂污水处理站取得的含油污水及现场从长庆油田咸阳炼油厂取得的含油污水实验对组合实验装置进行了系统的试验研究,得出以下结论： (1)对溶气系统的性能测试实验表明,在溶气压力为0.28～0.30MPa,进水量为300L/h左右时溶气系统可以达到较好的运行工况,溶气效率达到90%以上,产生的微气泡粒径为600.m左右,可以满足气浮工艺对气泡粒径的要求。 (2)在气浮实验中选用聚合氯化铝作为混凝剂,通过该实验得出聚合氯化铝的最佳量为50mg/L,实验表明：原水和溶气水进口距离为200cm,回流比为70%,原水的水流量达到200-400L/h时,溶气压力为0.3MPa,含油污水pH值为6.3-8时可以得到较好的处理效果； (3)在超声实验中,最佳声强为0.61W/cm2；频率为28.7kHz：辐照时间5-10mmin,温度为70℃。 (4)超声波一气浮法处理含油污水实验证明了超声波—气浮组合试验对净化原油污水、减少原油污水中含油量有很好的效果,此方法具有可行性。超声波一气浮组合实验与使用气浮装置实验相比,在较短的时间内,就将含油污水含油量降至4mg/L,这就进一步说明了超声一气浮组合实验方法的优越性。 (5)利用超声一气浮组合装置对长庆油田咸阳炼油厂污水处理站取得的含油污水进行了现场实验,得到了以下结论：在超声试验运行条件为：功率50W,声强为0.61W/cm2频率为28.7kHz；辐照时间5分钟,温度为70℃,气浮实验运行条件为；溶气压力0.3MPa,原水流量300L/h,回流比70%的条件下,PAC的最佳投加量为40mg/L时,超声一气浮组合实验装置的除油率达到94.1%。 【关键词】：超声波 含油污水 溶气气浮 絮凝
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-22
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 含油污水的来源及危害11-12
• 1.3 污水处理工艺及国内外研究现状12-16
• 1.3.1 含油污水的分类12-13
• 1.3.2 含油污水处理方法13-16
• 1.4 目前西峰含油污水处理现状16-19
• 1.4.1 西峰油田采出水处理工艺16-17
• 1.4.2 处理原则17-19
• 1.4.3 采出水处理工艺技术19
• 1.5 研究内容19-22
• 第二章 超声波技术22-30
• 2.1 超声波技术的发展22
• 2.2 超声波在含油污水处理中的应用22-23
• 2.2.1 超声－臭氧氧化技术联用23
• 2.2.2 超声－光催化技术联用23
• 2.2.3 超声－生物法联用23
• 2.2.4 超声－气浮法联用23
• 2.3 超声波处理含油污水原理23-25
• 2.3.1 空化作用24
• 2.3.2 自由基的氧化作用24
• 2.3.3 超临界水氧化[30]24-25
• 2.4 影响超声波处理含油污水的因素25-26
• 2.4.1 功率强度25
• 2.4.2 频率25
• 2.4.3 反应器的结构25
• 2.4.4 pH 值25
• 2.4.5 温度25-26
• 2.4.6 溶解气体26
• 2.4.7 液体理化性质[42]26
• 2.5 超声场的基本物理量及超声空化计算26-29
• 2.5.1 声压26-27
• 2.5.2 声速27
• 2.5.3 声强27
• 2.5.4 声功率27-28
• 2.5.5 声阻抗28-29
• 2.6 本章小结29-30
• 第三章 气浮除油工艺30-37
• 3.1 气浮技术发展史30-32
• 3.1.1 气浮理论的发展30-31
• 3.1.2 气浮技术分类31-32
• 3.2 气浮工艺的发展概况32-33
• 3.2.1 气浮法总体发展概况32-33
• 3.2.2 溶气气浮工艺的发展33
• 3.2.3 气浮柱的研究概况33
• 3.3 气浮法的特点33-34
• 3.4 气浮技术的工艺参数34-35
• 3.4.1 絮凝体颗粒的要求34
• 3.4.2 微气泡大小的要求34
• 3.4.3 反应搅拌强度的要求34
• 3.4.4 絮凝对时间的要求34-35
• 3.5 气浮处理含油污水原理35
• 3.6 气浮除油效率的影响因素35-36
• 3.6.1 气泡尺寸35
• 3.6.2 气水比35-36
• 3.6.3 含盐量36
• 3.6.4 浮选剂36
• 3.6.5 实验药剂的选择36
• 3.7 本章小结36-37
• 第四章 气浮法处理含油污水实验研究37-50
• 4.1 含油污水敏感波长及标准曲线绘制37-39
• 4.1.1 原油污水的来源37-38
• 4.1.2 标准曲线的绘制38-39
• 4.1.3 PH 值测定方法39
• 4.2 检验性气浮实验39-41
• 4.2.1 实验过程39-40
• 4.2.2 实验结果分析40-41
• 4.3 气浮装置实验41-48
• 4.3.1 气浮时间对除油效果的影响42
• 4.3.2 药剂量 PAC 投加量对除油效果的影响42-43
• 4.3.3 污水 PH 值对除油效果的影响43-44
• 4.3.4 原水－溶气水进口间距对除油效果的影响44-45
• 4.3.5 溶气压力对除油效果的影响45-46
• 4.3.6 回流比对除油效果的影响46-47
• 4.3.7 污水流量对除油效果的影响47-48
• 4.4 本章小结48-50
• 第五章 超声波处理含油污水实验研究50-59
• 5.1 实验原理和装置50-51
• 5.1.1 超声波净化含油污水的实验原理50
• 5.1.2 实验装置50-51
• 5.1.3 实验原料51
• 5.2 超声波处理含油污水的实验过程51
• 5.3 重要参数的测定51-53
• 5.3.1 声强的测定方法51-53
• 5.3.2 含油污水密度的测定53
• 5.4 含油污水的超声处理实验及结果53-58
• 5.4.1 不同初始浓度对污水超声除油效果的影响54
• 5.4.2 频率对超声除油效果的影响54-55
• 5.4.3 声强对超声除油效果的影响55-56
• 5.4.4 辐照时间对超声除油效果的影响56-57
• 5.4.5 温度对超声除油效果的影响57-58
• 5.5 本章小结58-59
• 第六章 超声波－气浮组合的含油污水实验研究59-65
• 6.1 实验原理和装置59
• 6.1.1 实验原理59
• 6.1.2 实验装置59
• 6.2 超声波－气浮组合实验及结果59-62
• 6.2.1 实验过程59-60
• 6.2.2 实验结果及分析60-62
• 6.3 现场污水超声波－气浮组合实验62-64
• 6.4 本章小结64-65
• 第七章 研究结论与展望65-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-72
• 攻读学位期间发表的论文72-73
• 详细摘要73-90

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