油田污水回用采暖锅炉软化工艺技术研究

论文摘要

本文针对大庆油田污水水质和北方冬天供暖需求耗水量大的特点,提出一种新型油田污水处理方法:将油田污水软化处理后回用采暖锅炉。本课题是在离子交换技术理论的基础上,在实验室建立一套小型的柱状离子交换器,通过对常用树脂001×7凝胶型强酸阳树脂、D001强酸大孔阳离子树脂、D113大孔型弱酸阳离子树脂进行多个周期的试验研究。初步试验确定D113型树脂在处理量、运行周期、运行成本等方面优于其他型树脂,适用于大庆油田污水水质处理。在初步试验的基础上,对D113型树脂的水处理工艺性能进行研究,主要内容包括:树脂层水力特性的研究,离子交换运行流速对出水水质的影响,再生液浓度、温度、种类以及再生方式对离子交换树脂再生度的影响。在树脂层高度230mm的条件下进行试验研究,最终确定离子交换的最佳运行流速为约19.1m/h;盐酸再生的最佳工艺条件为:浓度4%,再生流速为4.25m/h;硫酸再生的最佳工艺条件为:第Ⅰ步:硫酸浓度1%,流速3m/h;第Ⅱ步:硫酸浓度3%,流速2m/h;用酸量:排出酸占进酸总量的2%~5%;随再生液温度越高再生效果越好,大约在40℃左右最适宜;并比较了两种再生剂的再生效果及再生费用问题。论文研究结果不仅对油田污水处理方法的研究起到了指导作用,而且对污水软化回用锅炉水生产中,为有效利用树脂、提高出水水质和周期制水量以及降低水处理成本奠定了理论基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 研究任务、研究方法及预期目标
• 1.2.1 研究任务及方法
• 1.2.2 预期目标
• 1.3 软化水技术研究现状
• 1.4 锅炉水水质指标
• 1.5 污水软化工艺的选择
• 1.6 离子交换应用技术概述
• 1.6.1 离子交换技术的发展
• 1.6.2 离子交换技术的应用
• 1.6.3 离子交换工艺及设备
• 第2章 离子交换基本理论研究
• 2.1 离子交换理论
• 2.1.1 离子交换反应
• 2.1.2 离子交换平衡
• 2.1.3 离子交换速度
• 2.1.4 离子交换树脂层的交换工作
• 2.1.5 离子交换树脂的再生
• 2.2 离子交换软化工艺的主要化学品
• 2.2.1 再生剂
• 2.2.2 离子交换剂
• 2.3 离子交换树脂
• 2.3.1 离子交换树脂的组成
• 2.3.2 结构
• 2.3.3 离子交换树脂的物理性能
• 2.3.4 离子交换树脂的化学性能
• 2.4 离子交换工艺的运行管理
• 2.4.1 运行前应准备的工作
• 2.4.2 交换床的运行
• 第3章 几种树脂的软化水试验研究及试验分析
• 3.1 实验目的
• 3.2 实验原理
• 3.2.1 离子交换原理
• 3.2.2 采样方法与测试指标
• 3.2.3 水质化验项目
• 3.2.4 水质化验方法
• 3.3 实验装置建立及调试
• 3.3.1 实验装置的建立
• 3.3.2 实验装置的检查调试
• 3.4 实验准备
• 3.4.1 污水的配制
• 3.4.2 树脂的预处理
• 3.5 试验数据处理
• 3.5.1 三种树脂运行结果
• 3.5.2 三种树脂试验结果比较
• 第4章 D113 型树脂的水处理工艺性能研究
• 4.1 树脂层水力特性的研究
• 4.1.1 试验仪器和装置
• 4.1.2 树脂层的水流阻力
• 4.1.3 树脂层反洗展开率
• 4.1.4 树脂颗粒沉降速度
• 4.2 运行流速对出水水质的影响
• 4.2.1 试验仪器及试剂
• 4.2.2 试验内容及结果
• 4.2.3 试验现象分析
• 4.3 本章小结
• 第5章 D113 型树脂的再生工艺性能研究
• 5.1 盐酸再生树脂工艺研究
• 5.1.1 盐酸再生试验设计
• 5.1.2 试验结果及数据处理
• 5.2 硫酸再生树脂工艺研究
• 5.2.1 硫酸再生试验设计
• 5.2.2 试验结果及数据处理
• 5.3 盐酸与硫酸再生效果的比较
• 5.4 盐酸浓度与树脂再生度的关系
• 5.5 本章小结
• 第6章 提高离子交换装置经济性的措施
• 6.1 再生剂用量、浓度、流速的合理控制
• 6.1.1 再生剂用量的控制
• 6.1.2 再生剂浓度的控制
• 6.1.3 再生液流速的控制
• 6.2 控制再生液的纯度
• 6.3 再生液的温度的合理控制
• 6.4 选用逆流再生方式
• 6.5 采用串联氢-钠离子处理工艺
• 6.6 回收利用废液
• 第7章 结论及进一步研究建议
• 7.1 结论
• 7.2 建议
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢