气浮处理稠油污水用浮选剂制备及性能评价

【摘要】：目前我国在稠油污水处理的除油单元主要采用“重力沉降-混凝沉降-滤料过滤”工艺,并在混凝沉降时投加无机絮凝剂以提高除油效率。随着稠油污水水量的逐年增多,水质不断恶化,使用无机絮凝剂出现了用量大,絮凝慢,产泥量多,污泥难处理、堵塞滤料等一系列问题,导致了混凝沉降设备占地逐渐变大,基建、运行费用增高,含油污泥二次污染等后果。相比于其它处理方法,气浮法是一种高效的水处理技术,具有水力停留时间短、除油效果好、效率高,可回收浮油等优点,在国内外已得到广泛应用。在我国制约着气浮法使用的因素主要为高效浮选剂研制的滞后,现今国外主要使用乳液型浮选剂,其具有用量少、絮凝效果好的优点。此类浮选剂在我国的研制起步较晚,仍存在着乳液不稳定,形成絮体疏水性差、不易与气泡粘附等问题。因此,研制一种高效、稳定的乳液型浮选剂具有重要意义。针对反相乳液聚合制备乳液型浮选剂乳液稳定性差的问题,进行了乳化剂种类、加量,搅拌强度,反应温度等乳液稳定性影响因素的研究,最终通过使用非离子乳化剂与粉末乳化剂复配的复合乳化体系,高强度的搅拌,60℃的反应起始温度等条件的确定,获得了液滴粒径小(纳米级)、分布窄的稳定聚合物乳液。对聚合物乳液的贮藏、冻融、高温等稳定性能做了一系列测试,确定所制得的乳液具有较好的稳定性。同时,针对形成絮体疏水性差、与气泡的粘附不牢的问题,考虑到稠油污水的特点和气浮时的水力条件,浮选剂合成中加入了长碳链疏水性单体。通过观察气浮实验现象及红外光谱测定,确定疏水单体参与了聚合,并有效的改变了絮体表面润湿性,絮体-气泡间粘附牢固,在水力条件不利的情况下,絮体也不会在水中悬浮、下沉,仍可由其上粘附的气泡携带上浮。通过对制备的乳液浮选剂进行溶气气浮室内动态实验评价,以处理后的污水的透光率为评价指标,最终确定气浮效果最佳的浮选剂制备工艺条件,并同时确定了浮选剂的最佳投加量为30～40ppm,远远小于我国常用的无机浮选剂使用量。经过观察气浮实验中絮体生成速率,絮体气泡的粘附方式等现象,对制备的乳液型浮选剂作用机理进行初步阐释,为后续学者对该类型浮选剂的研究提供了一个较为合理的理论基础及合成思路。 【关键词】：气浮法 浮选剂 稳定乳状液 浮选机理 性能评价
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X741
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 研究的目的及意义9-10
• 1.2 气浮法10-12
• 1.2.1 气浮技术的发展10-11
• 1.2.2 气浮理论的发展11-12
• 1.3 气浮法的分类12
• 1.4 浮选剂12-14
• 1.4.1 浮选剂的发展12-13
• 1.4.2 浮选剂的分类13-14
• 1.5 我国浮选剂研究存在的问题14-15
• 1.6 研究内容15-17
• 第2章 浮选剂分子结构设计及理论依据17-31
• 2.1 浮选剂作用机理研究17-23
• 2.1.1 热力学理论17-19
• 2.1.2 动力学理论19-23
• 2.2 分子结构设计23-25
• 2.3 聚合方法的选择25-26
• 2.4 稳定乳液体系的选择26-29
• 2.5 引发剂的选择29-30
• 2.6 小结30-31
• 第3章 浮选剂的合成及性能测定31-61
• 3.1 浮选剂的合成31-32
• 3.1.1 实验药品及仪器31-32
• 3.1.2 浮选剂的制备步骤32
• 3.2 浮选剂聚合工艺的研究32-51
• 3.2.1 分散介质密度的确定32-33
• 3.2.2 油水比的确定33
• 3.2.3 乳化剂选择及加量的确定33-35
• 3.2.4 乳化时间的确定35-36
• 3.2.5 乳化剂配比的确定36-37
• 3.2.6 单体浓度的确定37-39
• 3.2.7 单体配比的确定39-40
• 3.2.8 丙烯酸十八酯用量的确定40-42
• 3.2.9 引发剂用量的确定42-44
• 3.2.10 聚合反应起始温度的确定44-46
• 3.2.11 聚合反应搅拌强度的确定46-47
• 3.2.12 聚合反应时间的确定47-48
• 3.2.13 反相剂的确定48-49
• 3.2.14 起泡剂用量的确定49-51
• 3.3 聚合物的结构表征51-53
• 3.3.1 产物的提纯52
• 3.3.2 红外光谱的原理52
• 3.3.3 样品的制备52-53
• 3.3.4 红外光谱分析53
• 3.4 聚合物乳液的基本参数测定53-60
• 3.4.1 实验药品及仪器53-54
• 3.4.2 乳液外观检测54-55
• 3.4.3 聚合物乳液固体含量的测定55
• 3.4.4 浮选剂的阳离子度的测定55
• 3.4.5 聚合物分子量的测定55-57
• 3.4.6 聚合物乳液稳定性的测定57-58
• 3.4.7 乳胶粒尺寸及尺寸分布的测定58-60
• 3.5 小结60-61
• 第4章 阳离子型乳液浮选剂的气浮性能评价61-71
• 4.1 气浮参数的确定62-63
• 4.1.1 溶气时间62
• 4.1.2 浮选剂用量的确定62-63
• 4.2 影响气浮效果的因素研究63-65
• 4.2.1 pH对气浮效果的影响63-64
• 4.2.2 浮选温度对浮选效果的影响64
• 4.2.3 NaCl对气浮效果的影响64-65
• 4.3 与其他浮选剂效果对比65-66
• 4.4 与无机高分子浮选剂的复配66-68
• 4.5 除油效率的测定68-69
• 4.5.1 绘制标准曲线68
• 4.5.2 水中含油量分析68
• 4.5.3 实验结果68-69
• 4.6 实验制备的浮选剂浮选机理分析69-70
• 4.7 小结70-71
• 第5章 结论及建议71-73
• 5.1 结论71-72
• 5.2 建议72-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-77
• 攻读硕士期间发表的论文77

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