阳离子聚丙烯酰胺处理含油污水的技术
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阳离子聚丙烯酰胺处理含油污水的技术

发布时间:2013-09-02 新闻来源:

  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——阳离子聚丙烯酰胺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。在不改变现有处理工艺的情况下,研制并应用高效絮凝剂,应该是三次采油处理污水较为经济的方法。下面将对近年来阳离子型有机高分子絮凝剂在油田污水处理中的应用作扼要的综述。

1、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。

1.1阳离子聚丙烯酰胺类
  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。其中改性CPAM以其更显著的性能而占有较大比例。CPAM的制备通常是季铵化的聚丙烯酰胺(AM),将一NH经过羟甲基化和季铵化而得,另外就是由AM与阳离子单体共聚合得到。

1.2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。

2、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。

2.1、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COD,SS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,COD,SS,A1¨的去除率能够分别提高1.8%~23.7%,50%和612%~85.5%,成本下降7%~34%。

2.2、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。用改性玉米淀粉絮凝剂对含油废水处理,加药量为12mg/L,对COD的去除率可达77.94%,对石油类的去除率可达61.2%,处理后水质透光率可达62.7%,对去除率可达79.96%。可以看出对含油污水的处理具有加药量低,处理效果好的优点。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、结束语

  从处理含油污水的效果来看,阳离子型高分子絮凝剂具有其他类型絮凝剂无可比拟的优点。国外学者对这方面的研究已经做了大量的工作,很多产品已经实现工业化。由于含油污水的复杂性以及人们对环保意识不断加强,开发新型阳离子型高分子絮凝剂将越来越重要。在应用过程中,与有机或无机高分子絮凝剂进行复配,可进一步提高絮凝性能和降低成本。改性阳离子型天然有机高分子絮凝剂因其原材料来源普遍、廉价、无毒、无公害等特点,而且克服非改性类电荷密度小,分子量较低等缺点,因此具有较高的开发价值,在含油污水处理应用中前景广阔。

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