在含聚廢水的處理過程中,大部分研究人員關(guān)注的焦點(diǎn)是解決乳化油的破乳問題。BiaoW等和大批研究人員發(fā)現(xiàn),絮凝和破乳在去除穩(wěn)定的乳化油滴時至關(guān)重要,破乳是進(jìn)行油水分離的有效措施,從這些研究中我們可以發(fā)現(xiàn),在進(jìn)行含聚廢水的處理過程中,從機(jī)理角度入手研究開發(fā)油水分離的工藝是最科學(xué)的做法。但是目前含聚廢水的破乳機(jī)理仍未完全被認(rèn)知,還沒有一項(xiàng)工藝可以適合所有水質(zhì)狀況的廢水。
經(jīng)過對大量參考文獻(xiàn)的總結(jié)發(fā)現(xiàn),堿、表面活性劑和聚合物對油滴的Zeta電位、油水界面張力、乳化液黏度、界面剛性等的影響是研究的重點(diǎn)。其中ShuboD等發(fā)現(xiàn)聚合物可以增加采出水的粘度,因此降低油滴的上升速率。在聚合物濃度低于200mg/L時,含油量隨聚合物濃度增高而降低,隨后再增加聚合物濃度,含油量上升;在整個過程中粘度一直隨聚合物濃度升高而增加。這表面雖然聚合物增加了乳化液的穩(wěn)定性,但是仍有助于油水分離,原因是由于聚合物的絮凝作用。他們還發(fā)現(xiàn)表面活性劑可以持續(xù)增加乳化液的含油量,直到達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。在堿濃度達(dá)到200mg/L之前有助于油水的穩(wěn)定,增加含油量,隨著堿濃度的增加,含油量降低。
從微觀方面分析,隨著堿濃度的增加,界面張力持續(xù)降低,然而聚合物濃度對界面張力的影響甚微,表面活性劑在400mg/L之前,可以迅速降低界面張力,隨后不在產(chǎn)生明顯變化;然而對于Zeta電位,聚合物可以持續(xù)降低Zeta負(fù)電位,表面活性劑在200mg/L之前迅速降低Zeta負(fù)電位,隨后不再產(chǎn)生明顯降低。而堿濃度在400mg/L之前可以降低Zeta負(fù)電位,隨后呈上升趨勢,這可能是由于開始堿和采出水中的酸性物質(zhì)產(chǎn)生類表面活性劑物質(zhì),之后增加是由于壓縮雙電層作用;聚合物和表面活性劑可持續(xù)增強(qiáng)油水的界面剛性,在堿濃度達(dá)到200mg/L之前,增加界面剛性,隨后呈降低趨勢。具體聯(lián)系污水寶或參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
由此看出,表面活性劑是產(chǎn)生油水乳化的重要原因,它可以降低油水界面張力和Zeta,增加界面剛性,使得油水乳化液更加穩(wěn)定。聚合物主要在低濃度增加采出水粘度產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng),在高濃度下的絮凝作用產(chǎn)生正面作用。而堿在低濃度下與水中酸類物質(zhì)反應(yīng)產(chǎn)生類表面活性劑,增加負(fù)電荷密度并增加界面剛性,產(chǎn)生負(fù)面效應(yīng),而高濃度下的負(fù)電荷密度和界面剛性均降低。
ZhangR等作了相同的研究,發(fā)現(xiàn)了相似的規(guī)律,并采用破乳劑,取得較好的處理效果;BiaoW等另外對粘彈性系數(shù)做了研究發(fā)現(xiàn),堿和表面活性劑有助于降低粘彈性系數(shù),而聚合物對其影響甚微。此外,還采用一種堿性泥漿的浸出液作為破乳劑促進(jìn)了油滴的聚結(jié)上浮,處理水滿足油田回注水標(biāo)準(zhǔn)。
由于CO2采油技術(shù)的發(fā)展,油田采出水中溶解有大量CO2,使得采出水的水質(zhì)產(chǎn)生新的變化。一方面pH下降,造成采出水呈酸性水;另一方面,鈣、鎂、鐵離子及碳酸根、碳酸氫根的變化明顯。通入CO2產(chǎn)生的固體顆粒是Fe(OH)3,并伴有其他的雜質(zhì);隨著CO2壓力的增加,產(chǎn)生的固體顆粒粒徑先由小變大并出現(xiàn)兩極分化,后均勻化,分散度先減小后增大。固體顆粒的含量及大小直接影響油水的乳化程度及乳狀液的穩(wěn)定性。pH對于油水乳化液的影響表現(xiàn)在對表面活性劑的影響。Chin-MingC等分別對含有兩種表面活性劑的乳化液進(jìn)行pH影響研究,發(fā)現(xiàn)pH對TritonX-100這種非離子表面活性劑的影響甚微,而對TritonSP-190的影響比較顯著。文中指出pH可以阻止TritonSP-190表面活性劑的表面活性,因而加劇了油滴的聚結(jié)上浮。APinotti等對食品乳化液進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)絮凝階段,pH可以影響絮凝劑的絮凝效果。
綜上所述,若從機(jī)理方面研究油田采出水處理工藝,可以從Zeta電位、界面張力、粘度、界面流變性、界面剛性等角度入手,進(jìn)而通過測定乳化液處理后剩余含油量來評估乳化油的穩(wěn)定性。