CN108862528A - 诱导聚丙烯酰胺类聚合物沉淀的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种诱导聚丙烯酰胺类聚合物沉淀的方法，属于采油污水处理技术领域。本发明是将臭氧通入含聚丙烯酰胺类聚合物的水溶液中，然后对溶液施加低压电场作用，聚合物以絮状沉淀从水中析出，有效分离出水溶液中的聚合物，无需添加絮凝剂，相对现有方法实现了含聚合物水溶液的连续处理。本发明设计科学合理，处理时间短，减少了污泥量，处理水质达到了油田回注用水要求，聚合物除去率达到98％以上。

Description

诱导聚丙烯酰胺类聚合物沉淀的方法
技术领域
本发明涉及一种诱导聚丙烯酰胺类聚合物沉淀的方法，属于采油污水处理技术领域。
背景技术
石油开采是目前国内聚丙烯酰胺(PAM)用量最大的领域，其消费量占国内总需求量的56％。我国许多大型油田如大庆、胜利、中原、华北、辽河、大港等已进入开采中后期，为了稳定油田产量一般采用3次采油技术。大庆油田已工业性推广应用聚合物驱油技术，胜利、辽河油田也进行了聚合物驱油试验，取得了较好的增油效果。随着石油开采技术已进入三次采油阶段，作为三次采油技术之一的聚合物驱采油技术，在极大的提高了石油的采收率的同时，也产生了新型的三次采油污水-油田含聚污水。由于污水特有的含聚、高油、高悬浮等特点，导致其处理难度极大，处理费用极高，处理非常困难。普通采油污水处理主要采用三段式处理方式即：1)自然除油、2)混凝除油、3)过滤，但采用该流程处理含聚污水，混凝除油阶段需要加入高达1700mg/L的混凝剂，澄清时间长，并产生大量的污泥，后续污泥处理难度大。
除了混凝除油之外，如需处理水中聚合物驱油剂，一般使用臭氧处理水中的聚合物。《化工学报》于2015年6月第66卷第6期发表了一篇题为“超声强化臭氧降解三元驱采油污水聚丙烯酰胺机制”的文章，其用超声协同O3降解处理PAM后黏度变化率可达到86.1％。《中国卫生工程学》于2004年5月第3卷第2期发表了一篇题为“臭氧氧化法在粪便处理车间除臭的研究”的文章，其使用臭氧处理水中的聚合物，经过臭氧处理后水中的COD和PAM去除率分别为37.1％和83.4％。《化工进展》于2007年第26卷第9期发表了一篇题为“高压脉冲介质阻挡放电协同臭氧溶气降解聚丙烯酰胺模拟废水”的文章，其使用高压脉冲介质放电协同臭氧溶气降解法处理，可降解51％的聚丙烯酰胺驱油剂。
以上对聚合物的处理，均需要将聚合物降解为小分子有机物，处理时间较长，而且最终对聚合物的去除率有限。
发明内容
本发明的目的在于提供一种诱导聚丙烯酰胺类聚合物沉淀的方法，其设计科学合理，处理时间短，减少了污泥量，处理水质达到了油田回注用水要求，聚合物除去率达到98％以上。
本发明所述的诱导聚丙烯酰胺类聚合物沉淀的方法，是将臭氧通入含聚丙烯酰胺类聚合物的水溶液中，然后对溶液施加低压电场作用，聚合物以絮状沉淀从水中析出，，有效分离出水溶液中的聚合物，无需添加絮凝剂，相对现有方法实现了含聚合物水溶液的连续处理。其机理如图1所示。
优选的，臭氧的浓度为5mg/L～50mg/L。
将臭氧通入含聚丙烯酰胺类聚合物的水溶液后，150～600r/min条件下搅拌5min以上。
所述施加低压电场时采用高频静电处理器。
优选的，施加低压电场的频率为15Hz～60Hz。
优选的，低压电场的电压为5V～12V。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明采用低压静电作用诱导部分氧化的聚丙烯酰胺通过亲/疏水作用重新组装、团聚。部分被氧化的聚丙烯酰胺上带负电荷的亲水侧链减少，聚乙烯主链裸露后疏水性增强。在静电作用下，聚合物在电极部位浓度增加，聚合物间由于疏水作用相互组装、团聚，整体团聚的聚合物最终形成沉淀析出，污水中聚合物的含量下降。不需要将聚合物降解为小分子有机物，无需调节pH值，大大缩短了处理时间。该方法不同于传统混凝或电絮凝法，通过破坏水溶性基团降低溶解度，实现聚合物的电诱导亲/疏水组装、沉淀，可减少污泥量，处理水质达到了油田回注用水要求，聚合物除去98％以上。
附图说明
图1是本发明所述的聚合物在水中分离聚集/沉淀的机制示意图；
图2是所述的高频静电处理器结构图；
图3是含聚合物污水经过臭氧处理、高频振荡后，最终经过过滤得到的水；其中A为含聚合物污水；B为经过臭氧处理的污水；C为经过高频震荡处理的污水；D为最终得到的澄清水。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但其并不限制本发明的实施。
实施例1
取50L的油田含聚污水(类型Ⅰ)，成分如表1所示。向污水中加入一定浓度的臭氧(浓度为22.6mg/L)，150r/min条件下搅拌5min，以5L/min的速度通过5V静电处理器(结构如图2所示)，溶液变化如图3所示。取上清液测定水体中的油和悬浮物含量，其中固体悬浮物(SS)采用重量法测定，油含量采用紫外分光光度法测定，结果如表2所示，含油量3mg/L，固体悬浮物4mg/L，达到油田回注水标准。
表1含油、含聚污水成分(类型Ⅰ)
表2经过处理的含油、含聚污水成分(类型Ⅰ)
单独使用臭氧(浓度为22.6mg/L)处理类型Ⅰ废水后5min，结果如表3所示，聚合物含量仅下降13.1％，含有量基本不变。
表3经过臭氧单独处理的含油、含聚污水成分(类型Ⅰ)
实施例2
取50L的油田含聚污水(类型Ⅱ)，成分如表3所示。向污水中加入一定浓度的臭氧(浓度为21.0mg/L)，400r/min条件下搅拌20min，以5L/min的速度通过12V静电处理器。取上清液测定水体中的油和悬浮物含量，其中固体悬浮物(SS)采用重量法测定，油含量采用紫外分光光度法测定，结果如表4所示，含油量2mg/L，固体悬浮物4mg/L，聚合物达到油田回注水标准。
表4含油、含聚污水成分(类型Ⅱ)
表5经过处理的含油、含聚污水成分(类型Ⅱ)
单独使用臭氧(浓度为21.0mg/L)处理类型Ⅱ废水后5min，结果如表6所示，聚合物含量仅下降10.3％，含有量基本不变。
表6经过臭氧单独处理的含油、含聚污水成分(类型Ⅱ)

Claims (6)

1.一种诱导聚丙烯酰胺类聚合物沉淀的方法，其特征在于：将臭氧通入含聚丙烯酰胺类聚合物的水溶液中，然后对溶液施加低压电场作用，聚合物以絮状沉淀从水中析出。
2.根据权利要求1所述的诱导聚丙烯酰胺类聚合物沉淀的方法，其特征在于：臭氧的浓度为5mg/L～50mg/L。
3.根据权利要求1所述的诱导聚丙烯酰胺类聚合物沉淀的方法，其特征在于：将臭氧通入含聚丙烯酰胺类聚合物的水溶液后，150～600r/min条件下搅拌5min～30min。
4.根据权利要求1所述的诱导聚丙烯酰胺类聚合物沉淀的方法，其特征在于：施加低压电场时采用高频静电处理器。
5.根据权利要求1所述的诱导聚丙烯酰胺类聚合物沉淀的方法，其特征在于：施加低压电场的频率为15Hz～60Hz。
6.根据权利要求1所述的诱导聚丙烯酰胺类聚合物沉淀的方法，其特征在于：低压电场的电压为5V～12V。
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