电化学技术在处理油田采出水中的应用研究

论文摘要

随着原油开发的进程,我国的油田大多已到了开采的中后期,油田开采加工过程中产生的油田污水也日益增多,如不加以治理,不但会污染生态环境,还会影响注水开发油田的水平,使油田不能正常运转。对油田污水处理并回注使用,是油田开发和解决水资源短缺的正确途径。从保护环境和合理利用资源的角度出发,如何经济、有效地处理油田污水,是目前油田良性循环发展的关键和研究重点。目前,国内外各大油田正在寻求有效的污水处理技术。与其他的污水处理方法相比,电化学方法因其不需要添加药剂,避免了二次污染问题,通过控制电位,可使电极反应具有高度的选择性,处理效果好等优点,开始受到人们的重视。本研究采用热分解法制备钛基二氧化钌电极,采用热丝化学气相沉积法(HFCVD)在钽基底上沉积掺硼金刚石薄膜电极。综合考虑电化学污水处理对电极性能的要求,分析了目前常见的几类电极,并将钛基二氧化钌电极与掺硼金刚石薄膜电极进行实验对比,最终选取钛基二氧化钌电极为电化学实验的阳极。本文以油田采出水为研究对象,采用电化学氧化法处理油田污水,研究了电解时间、电流密度及电极间距对铁去除率的影响;并对其工作参数进行优化,以提高处理效率。实验结果表明,电化学氧化法除铁具有很好的氧化能力和处理效果。对油田采出水进行电解除油实验,考察其除油效果。电化学工艺在不投加药剂的条件下,具有较好的除油效果;与此同时可以在进行油田污水处理的时候,从中分离出石油,不但经济环保,而且还具有巨大的社会和经济效益。采用电解阳极催化氧化技术处理石油污水,研究试样COD去除率。实验结果表明,该法具有较强的氧化降解能力,工作过程中电极自身不溶解,对水体无二次污染,COD去除效果明显。利用钛基二氧化钌电极对采油废水进行电解杀菌,通过测试,说明不但杀菌效果可靠,并且还有持续杀菌作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 油田污水的来源、特点及危害
• 1.2.1 油田污水的来源
• 1.2.2 油田污水的特点
• 1.2.3 油田污水的危害
• 1.3 国内外油田污水处理研究现状和发展趋势
• 1.3.1 国内油田污水处理现状
• 1.3.2 国内外油田污水处理技术和发展趋势
• 1.4 电化学技术的优点与发展概况
• 1.4.1 电化学技术的优点
• 1.4.2 电化学技术的发展概况
• 1.5 本文的研究目的和内容
• 1.5.1 研究目的
• 1.5.2 研究内容
• 第二章 电化学处理方法及技术
• 2.1 电化学处理方法
• 2.1.1 电化学氧化
• 2.1.2 电化学还原
• 2.1.3 电絮凝
• 2.1.4 电气浮
• 2.1.5 电化学杀菌
• 2.1.6 电化学破乳
• 2.2 电极材料
• 2.2.1 电化学对电极材料的要求
• 2.2.2 几类常见电极
• 2.3 本章小结
• 第三章 阳极材料的特性、制备与选择
• 3.1 钛基涂层电极的特性与制备
• 3.1.1 钛基涂层电极的特性
• 3.1.2 钛基二氧化钌电极的制备
• 3.2 金刚石薄膜电极的特性与制备
• 3.2.1 金刚石薄膜电极的特性
• 3.2.2 金刚石薄膜的制备技术及原理
• 3.2.3 金刚石薄膜的制备实验
• 3.2.4 沉积结果的表征
• 3.3 阳极材料实验对比分析
• 3.3.1 实验装置与方法
• 3.3.2 实验水样
• 3.3.3 实验分析仪器及药品
• 3.3.4 实验过程
• 3.3.5 实验对比分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 电化学处理油田污水实验研究
• 4.1 电化学除铁实验研究
• 4.1.1 电化学除铁原理
• 4.1.2 实验装置和方法
• 4.1.3 实验水样
• 4.1.4 分析方法
• 4.1.5 实验结果与讨论
• 4.1.6 小结
• 4.2 电化学除油实验研究
• 4.2.1 电化学除油原理
• 4.2.2 分析方法
• 4.2.3 实验分析仪器和设备
• 4.2.4 实验所用试剂
• 4.2.5 实验效果影响因素分析
• 4.2.6 实验结果与讨论
• 4.2.7 经济效益分析
• 4.2.8 小结
• 4.3 电化学氧化降解废水中有机物的实验研究
• 4.3.1 电化学降解有机物原理
• 4.3.2 分析方法
• 4.3.3 实验分析仪器及型号
• 4.3.4 实验步骤
• 4.3.5 实验结果与讨论
• 4.3.6 小结
• 4.4 电化学杀菌实验研究
• 4.4.1 电化学杀菌原理
• 4.4.2 余氯的测量
• 4.4.3 小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢