油田污水處理設備磁分離技術
磁分離技術(以下簡稱磁分離)是利用外部磁場增加絮凝效果,使油吸附在磁顆粒上,然后通過磁分離裝置將磁性物質及其吸附油從水中分離,達到油水分離的目的,是一種高效的.節能.省地.磁種回收利用率高的技術。現有研究人員將其應用于各種含油廢水的處理中,取得了顯著成效。以下是利用磁分離處理污水的研究,分析并提出未來的發展趨勢。
1.單磁粉分離法
20世紀90年代,研究人員開始使用單一的磁粉法分離油和水。該方法操作簡單,操作簡單。.不需要使用大型儀器.低成本的優點。國內外學者采用直接投資Fe3O4磁粉或通過調整pH將亞鐵鹽轉化為值Fe3O4.使污水中含有的油表面活性劑等細微懸浮物吸附在磁粉表面,從而降低污水中總有機碳含量,去除鋅.錳等重金屬離子。
但直接用磁粉處理含油污水,水含油量難以達到標準,這是因為磁粉顆粒大,一般為幾十微米,重力大,難以在污水中均勻分散,無法實現與水中油和絮體的強相互作用,導致含油污水處理效果一般。
2.磁流體分離法
納米級磁性顆粒(Fe3O4).載體(親油或親水活性劑表面)與分散劑融合形成的膠體,由于磁性和流動性,能更穩定地分散在水中,與含油污水相互溶解“溶液”。
2.親水性磁流體
姜翠玉課題組首先采用發散法將乙二胺(EDA).丙烯酸甲酯(MA).甲醇等原料合成磁性PAMAM實驗結果表明,當樹形大分子處理油田污水時,n(EDA)/n(MA)=1/8.溶劑甲醇體積分數30%.合成磁流體質量濃度為70mg/L除油率可達85.懸浮物減少52%.9%,除油效果遠好于市場上銷售的藥劑。再加以。Fe3+.Fe2+為原料.聚乙二醇為表面活性劑制備了良好的超順磁水基磁流體,其中磁粒的平均粒徑為31.98nm,飽和磁強度為55.82emu/g,通過對草西聯合站油田污水的處理,結果表明磁流體的效率更加顯著。添加量為單磁粉的25%,懸浮物含量降低到原來的30%,絮體沉降時間縮短一半,處理后污水含油量為1mg/L,懸浮物含量降至3mg/L以下。
曹平等利用乙醇和硬脂酸Fe3O4.磁種表面經表面有機改性處理,加入破乳劑(聚合氯化鋁),用于油田污水處理。結果表明,當改性磁種的質量濃度為100時mg/L.破乳劑質量濃度為50mg/L油污地下水除油率提高到96.7%。佟瑞利等采用簡單的化學沉淀法,在堿性環境中逐步制備納米級。Fe3O4顆粒,然后使用Fe3O4納米粒徑小(9)nm),低于飽和磁化強度(53).279emu/g)處理油田污水等優點,處理后的水中含油濃度是直接使用市售磁粉的1/3。
2.2親油性磁流體
采用化學共沉淀法制備親油性磁流體是一種常用的方法,合成過程簡單.高效.低成本的優點。潘建新采用化學共沉淀法制備了親油磁流體(MCSMs),并應用于湛江煉油廠含油污水的凈化過程。結果表明,強酸性環境不利于吸附重金屬離子,提高磁場強度,加快攪拌速度,提高除油效果,最高除油率可達90%。同時,利用相關表征手段探討了磁流體的除油原理,認為覆蓋在油珠表面的表面活性劑被破壞,在磁場作用下與水分離被磁流體吸附,完成油水分離。王婷等人采用共沉淀法制備納米Fe3O4磁流體,在軟酸環境中,.室溫下.納米四氧化三鐵的質量濃度為4.0g/L時,吸附3h之后,含油量減少70.5%,同時使用XPS磁納米分析Fe3O4對含油污水溶液進行模擬Pb2+.Cr3+同步吸附。
對于一些粒徑較小的油珠,在重力和磁力的共同作用下,吸附在油珠表面的磁性顆粒可以形成沉積物并下沉。對于一些粒徑較大的油珠,磁性顆粒與油珠表面活性劑吸附,破壞油珠表面的界面膜,最終導致油水分離,油性物質與磁性顆粒一起沉積。但由于含油污水乳化程度高,只有單親性(親油性)的磁流體無法實現真正均勻分散,處理效果難以直接達到回注標準,需要與其他方法配合進行預處理或二次凈化。
3.混合型綜合磁分離技術
三次采油技術的應用大大提高了油田污水的乳化穩定性。因此,需要將磁處理與其他技術混合使用,以達到油水分離的目的。
3.1氣浮-磁分離
磁分離前,油田污水采用氣浮法進行預處理,目的是去除乳化液中分散的油成分,以便下一步深度磁吸附分離油和聚合物。
許浩偉等人利用高效溶氣氣浮和磁分離處理山東孤島油田含油廢水,處理后水中含油量下降70%.懸浮物質量濃度為3.5mg/L,水質達到油田要求的回注標準,用這種方法處理污水的時間很短(不到8)min)。針對大慶油田第二采油廠污水處理技術不完善的問題,夏江峰開展了磁分離技術處理和氣浮聯合注水干線沖洗水,優化了處理效果,控制了處理成本,研究了成套移動撬裝設備的適應性。
3.2.混凝-磁分離
在混凝過程中,磁種被絮體包裹,與絮體一起增加重量,提高沉淀速度。
曾勝、朱又春利用混凝磁分離混合法處理廚房含油污水(也是油水混合溶液,含油量和懸浮物濃度高,可視為模擬油田污水)。其出水含油量和懸浮物分別降低到原來的3%和23%,沉降時間大大降低,使用的設備占地面積僅為原設備的1/2。張太亮等人采用混凝磁分離法處理四川某頁巖氣田污水,在破膠劑中加入納米磁粉,調查處理后的水質指標。結果表明,破膠劑的質量濃度與磁粉的質量濃度比為5∶8.破膠時間為0.6h當含油量降到原來的5%,絮凝物含量降低1000倍,處理后主要水質指標均達到GB8978-2002一級排放標準要求。
磁分離等技術聯合處理油田污水,雖然處理效果較好.速度快.可以達到回注標準,但聯合技術的增加必然導致成本的增加.設備復雜等缺點,不適用于大量含油污水的處理。