油田水处理絮凝剂综述 3页

油田水处理絮凝剂综述历阳摘要：简要介绍了絮凝剂在油田水处理中的应用的基本情况，综述了絮凝剂的种类、原理及开发情况，重点介绍了各种絮凝剂的优缺点，并提出了当前絮凝剂发展的“瓶颈”及将来絮凝剂的研究发展方向。关键字：絮凝剂综述瓶颈发展方向OilfieldwatertreatmentflocculantswerereviewedLiYang,SunZhikaiAbstract：thispaperbrieflyintroducestheflocculantsinoilfieldapplicationinwatertrealinenlwerereviewed,thebasicsituationofflocculantsspecies,theprincipleandthedevelopmentsituation,thispaperintroducestheadvantagesanddisadvantagesofvariousflocculants,andpulforwardthecurrentflocculantsdevelopmentbythe"bottleneck”offlocculantsandfutureresearchdirectionofdevelopment.Keyword：flocculantsreviewbottleneckdevelopmentdirection0引言随着右油工业的不断发展，人们对右油资源的大量开采和我国油山采用的注水开发方式使得采出的原油的含水量不断上升，由原油脱水而形成的含油污水量也大大捉高，给污水处理带來了更大的压力。由于含油污水中含有许多机械杂质悬浮物，以及油水分离后的残余油珠，如果采用机械法如沉降、过滤等很难达到浄化的能力。因此在污水处里过程中加入絮凝剂等可以使油珠、机械杂质及其他悬浮物絮凝沉降，然后再经滤池过滤,可以使污水较好的净化。所以，絮凝剂在油山污水处里中起到重要的作用。因此，开发出一种高效环保的絮凝剂來净化油田污水极为迫切，意义重大。1絮凝剂的作用机理[1]凡是用來使溶液中的溶质、胶体或者悬浮物颗粒产生絮状沉淀的物质都叫做絮凝剂。加入絮凝剂挣化污水的主要原理是使胶体聚集。1.1促进胶体凝聚的方法有以下几种：(1)加入带相反电荷的胶体；此时水中原有胶体和加入胶体发生电中和，使两种胶体的负电位都减少。(2)添加和胶粒电荷符号相反的髙价离子，从而降低胶粒的负电位，因为高价反离子较易由扩散层进入到吸附层。1.2水质净化过程中，大致包括三种基本反应机理.1.2.1疑结作用微细粒子的表面电荷经中和后，利用粒子与粒子间彼此微弱的吸引力而形成凝聚作用.这种力量非常薄弱，容易受到机械力的破坏.凝结作用可借助化学药剂的加入而完成，现在所使用的聚合铝型净水剂就是依靠屮和粒子上的电荷而凝集的。1.2.2架桥作用在两个或多个固体细微粒子间,利用絮凝剂起架桥作用,使细微粒子聚集较大的颗粒的絮体。有机絮凝剂则主要依靠架桥作用使粒子沉降。1.2.3沉降作用絮体一旦形成，便在静止状态下借重力而沉降。由絮体沉降的快慢可测知形成絮体的大小，如果絮体具有足够的沉降速度，能于较短时间在沉降\n区完全沉淀卞來，则可得到非常清澈的水质。2絮凝剂类型絮凝剂主要可分为无机絮凝剂与有机絮凝剂。2.1无机絮凝剂的种类及代表物［2］无机絮凝剂是最早使用的第一代絮凝剂，它应用范围非常广泛，设备及技术上已经相当成熟，并在实际应用当中取得较好成效。按金属盐可分为铝盐系及铁盐系两类；按阴离子成分又可分为盐酸盐系和硫酸盐系两类；按分子量的大小还町分为低分子系和高分子系两类。无机絮凝剂主要代表物是聚铝类无机高分子絮凝剂、聚铁类无机高分子絮凝剂、硅酸盐类无机高分子絮凝剂和无机高分子改性产品等。2.11聚铝夷无机高分子末凝刑一般认为聚铝是一种高效的无机髙分子，是指A13+盐到A1（OH）3Z间的一系列准稳态物质，即二铝到十三铝的粉基络合物。它的研究开发对整个无机高分子絮凝剂的发展产生着极大的影响。通常，聚合铝的盐度越高，絮凝效果越强，但过高时会失去稳定而生成难溶解的氢氧化铝沉淀，导致絮凝效果降低。盐基度以75%〜85%为最佳［3］。聚铝应用虽然广泛、工艺成熟，但是铝的水解范围小，对处理的水的PH值的要求太高或太低，文献⑷报道了其很多缺点，比如低温除污能力差易受盐类的影响、除磷效果差等。2聚铁类无机高分子絮凝剂聚铁类无机高分子絮凝剂主要使Fe离子与水（H20）形成多核梵基络合物，水解反应物随PH的变化不同。聚铁的盐基读需要控制的较低，一般比值控制在8%〜15%。超出这个范围，铁水解反应突然变化，从高价聚合态梵基络离子转化为高聚态的低价的凝胶产物。聚铁虽然适用水体PH值较为广泛，絮凝体形成速度快、絮团密实、沉降速度快，对低温高浊度原水处理效果好等优点，但其缺点也不少［4］：原液的存储和稀釋稳定性差、3价铁盐不宜处理含硫废水等。1.23硅酸盐类无机高分子末凝剂硅酸盐类无机高分子絮凝剂具有价格便宜，处理后对水质无害，絮体体积较紧密，沉降速度快，脱水率高等优点。但是聚硅酸在PH中性的环境下的稳定性很差，在强酸性或者强碱性下稳定性才逐渐转好，而碱性金属离子的引入可以大大延长其凝絮时间，提高整个凝絮体的稳定性。1.34无机来聚剂的现状总Z,当前无机絮凝剂开发和发展的相当快，品种也不断增多，止向着复合型和环保型的方向发展，在不久的将來将会研制出一种适用范围广，高效，清洁的无机絮凝剂。2.2有机絮凝剂的种类及代表物有机絮凝剂可分为三大类：合成有机高分子絮凝剂、天然有机高分子改性絮凝剂和微纶物有机絮凝剂。1.4［合成有机高分子絮获剂近儿十年來，很多新型的合成有机高分子絮凝剂被开发出來，英应用范围也不断在扩大。例如以聚丙烯氤和双鼠钱（DCD）为原料，合成了有机絮凝剂PAN-DCD⑸，并确认它对染料的絮凝脱色效果在酸性时故好：采用烯丙基氯和二甲胺制备出二甲基二烯丙基氯化钱（PDM-DAAC）［6］；以聚丙烯酰胺与甲醛、二甲胺在缓和条件下进行反应，合成阳离子型聚丙烯酰胺［7-8101.52天然有机高分子改性来凝剂天然有机髙分子改性絮凝剂包括：淀粉、纤维素、含胶物质、多糖和蛋白质等类的衍生物。目前,其产最约占高分子絮凝剂总最的20%,主要包括以下几类：1）碳水化合物类（多聚糖）［9］这一类物质广泛存在于植物中，包括淀粉、纤维素、木质素等，其年产量达5000亿吨，而且其化合物含有多种活性基团，如疑基、酚瓮基等，表现出较为活泼的化学性质。由于其木身的絮凝效果有局限性，为提高其絮凝作用，需要对它改性，即通过梵基的酯化、醯化、氧化、交联、接枝共聚等化学改性，增加共活性基团，捉高絮凝效果。2）甲壳素类［10］甲壳素是自然界中含量仅次于纤维素的天然有机高分子化合物。由于壳聚糖类物质分子中含有酰胺基、疑基和梵基，因而具有絮凝吸附等作用。但由于其有利的氨基可接受质子和盐，因而在酸性水溶液屮可溶解而流失。为使英广泛被使用，有必要对其进行改性。比如程刚等［11］研制成水溶性壳聚糖，扩大了应用范Ifl,还通过甲壳素和氯乙酸反应引入耗甲基，同时进行水解脱水酸化，并选择分子结构中的含壮基醛，制成的两性壳聚糖可显著提\n简脱色及COD去除效果。2.23微生物有机索凝剂随着生物技术的不断发展和人们环保意识的提高，微生物絮凝剂的研发越來越受人瞩目。微生物絮凝剂是利用生物技术，通过微生物的发酵、抽提精制而得到的，是一种无毒的生物高分子化合物，包括机能性蛋白质或多糖类物质。它具有髙效而且自然降解、无二次污染、使用方便、安全、应用范围广等特点。但是国内对问生物的研制起步较晚，实验性报道较少，对微生物培养与筛选等方面的技术还不够成熟，所以，在此方面的广泛应用还要有很长的时间。参考文献：2.24有机絮凝剂的现状总Z,有机絮凝剂还在不断地快速发展2中，止在逐渐从传统的产品向安全高效可生物降解的新产品方向发展。3结论综上所述，当今国内外对絮凝剂的研发工作还在继续，共发展方向是有无机向有机、低分子向高分子，由单一型向复合型、合成型向天然型，由传统型向微生物絮凝剂方向发展。[11陈永凯•油田水处理中使用絮凝剂的研究与探讨[J]•大庆师范学院学报.2007.27(5):130-1311.2邹明华，都芳兰.赵林，等•无机絮凝剂在油田水处理中的应用发展[J].断层油气田,2006.13(6):76〜781.3隋永强•梁成浩，姜毅•絮凝剂的应用现状及发展趋势[J]•石油化工腐蚀与保护,2003.20(6):14〜17⑷李强，张小霞,胡星琪•絮凝剂的研究现状与应用前景[J]•化工时刊，2005,19(11):42〜461.4余颖，等•絮凝剂PAN-DCD的结构和性质研究[J].城市环境与城市生态，1991,20(1)：87-901.5常青，等•二甲基二烯丙基氯化钱的合成[J]•环境科学.1991.20(1)：87-901.6陈菊勤•等•胺甲基聚丙烯酰胺的合成及其絮凝作用考察[JJ.I业水处理.1991.13(5)：23-261.7张祥丹•阳离子型及两性絮凝剂现状及发展方向[J]•工业水处理.2001.21(1)：1-41.8陈元彩，等.天然有机高分子絮凝剂研究与应用[J].环境科学发展J999.7(3)：84-88[10]邹龙生，等•有机絮凝剂的现状和未来[J]•化工技术与开发.2002,31(4)[11]程刚，等•水溶性壳聚棘的制备及其在工业水处理中的应用[J].陕西化工，2000.29(2)：29-32