稠油污水除硅技术的研究(8)

第三章除硅的正交实验５５４５倒絮鍪３５２５ｌ麓§｜ｌ怒船恐。０４０５０６０７０５８０９０１００温度／＇Ｃ图３—１６数据影响分析图从表３一１３及图３—１６中可以看出，随着反应温度的升高，硅的去除率也在逐渐变大。当温度为８０。Ｃ时，除硅效率已经达到了７５％。所以选择温度为８０＂Ｃ。从上述单因素分析的实验中可以确定污水除硅的最优条件：温度为８０＂Ｃ、ＣａＯ用量为Ｏ．３５９／Ｌ、反应时间为３ｈ时除硅效果最好，污水中的二氧化硅的浓度可从原来的２００ｍｇ／Ｌ降到５０ｍｇ／Ｌ，其降硅率为７５％。以上三种除硅剂的除硅效率均能达到国家标准，ＣａＣｌ２用量是０．７５９／Ｌ、反应温度为６０℃、反应时间为３ｈ时除硅率为７５％。ＭｇＣｌ２用量为Ｏ．６９／Ｌ、反应温度为７０＂Ｃ、反应时间为４ｈ时除硅率为７９．５％。ＣａＯ用量为０．３５９／Ｌ、反应温度为８０＂Ｃ、反应时间为３ｈ时除硅率为７５％。从以上的三种除硅剂进行对比发现：当反应温度为８０＂Ｃ、除硅剂的用量均为Ｏ．５９／Ｌ、反应时间为３ｈ时，ＣａＣｌ２除硅效率为７３．３％、ＭｇＣｌ２除硅效率为８２．２％、ＣａＯ除硅效率为８７．５％。由此可见ＭｇＣｌ２和ＣａＯ的除硅效果较好。西安石油大学硕士学位论文第四章除硅絮凝实验加入除硅剂后形成的颗粒细小，不易沉淀，需要加入絮凝剂以提高去除率。目前絮凝剂有很多种，主要分为无机絮凝剂和有机高分子絮凝剂两大类。有机高分子絮凝剂种类繁多，与无机絮凝剂相比较，有机高分子絮凝剂有许多优点：用量少、絮凝能力强、效果好、絮体粗大，沉降速度快、处理过程时间短、效率高。在有机高分子絮凝剂中，聚丙烯酰胺是世界上应用最广、用量最大、效果最好的有机高分子絮凝剂，其产量占人工合成有效高分子絮凝剂产量的８０％以上。聚丙烯酰胺有阳离子型、阴离子型、非离子型和两性型，较常用的是阳离子型、阴离子型和非离子型聚丙烯酰胺。阳离子聚丙烯酰胺具有优良的絮凝性能，作为一种有机高分子絮凝剂，阳离子聚丙烯酰胺的特点是其高分子长链和带正电荷的活性基团，以吸附电中和及吸附架桥双重作用凝聚水中的杂质粒子。絮凝效果较好，本实验对复配阳离子聚丙烯酰胺强化化学药剂除硅的效果进行了实验研究。４．１ＣａＣｌ２的絮凝实验本实验采用阳离子聚丙烯酰胺作为絮凝剂。选择絮凝剂用量和搅拌强度。在搅拌速度为１００ｒ／ｍｉｎ的情况下，对阳离子聚丙烯酰胺溶液浓度进行了选择。当污水ｐＨ为７．０、Ｓｉ０２含量为２００ｍ【ｇ／Ｌ、反应时间为３ｈ、反应温度为６０＂Ｃ、除硅药剂ＣａＣｌ２用量为０．７５ｇ／Ｌ时，在１０００ｍｌ污水中加入分子量为１２００万的阳离子聚两烯酰胺溶液，首先研究其浓度对除硅效率的影响，如表４－１所示。表４－１阳离子聚丙烯酰胺溶液浓度与除硅效率的关系从表４－ｌ中可以看出：在阳离子聚丙烯酰胺用量、搅拌强度相同的情况下，所配阳离子聚丙烯酰胺溶液浓度过高或过低均对絮凝不利。浓度太低时，“桥联”效果较差，形成絮体的速度及大小受到限制，处理效果较差；而浓度过高时，絮凝剂分子的扩散能力降低，处理效果也较差。因此，阳离子聚丙烯酰胺浓度为０．１％时较为合适。其他条件不变，以阳离子聚丙烯酰胺浓度为０．１％，在１０００ｍｌ污水中分别加入１５、２０、２５、３０ｍｌ阳离子聚丙烯酰胺溶液即加入浓度为１５、２０、２５、３０ｍｇ／Ｌ作实验，结果见表４．２所示。第四章除硅絮凝实验从表４．２中可以看出：加入量增多，硅的去除率上升，但用量超过一定值以后，除硅效果增加幅度减缓。因此实验过程中浓度为Ｏ．１％阳离子聚丙烯酰胺的用量为２５ｍｌ，即加入浓度为２５ｍｇ／Ｌ。在阳离子聚丙烯酰胺浓度和用量选定的基础上进行搅拌强度的选择。结果见表４－３所示。表扣３不同搅拌强度与除硅效率的关系从表４．３中可以看出：搅拌强度对除硅率的影响较大，原因是由于絮凝剂与硅酸之间的吸附主要以物理吸附为主。随着搅拌强度的增大，去除率减小，当搅拌强度过大时，可能打断絮凝颗粒，从而造成除硅率的下降。按照实验结果，选择搅拌强度为１００ｒ／ｍｉｎ。４．２ＭｇＣｉ２的絮凝实验实验采用阳离子聚丙烯酰胺浓度为０．１０％，选择絮凝剂用量和搅拌强度。当Ｓｉ０２含量为２００ｍｇ／Ｌ、温度为７０＂Ｃ、反应时间为４ｈ、ＭｇＣｌ２用量为Ｏ．６９／Ｌ时，在相同的搅拌强度下（预选ｌＯＯｒ／ｍｉｎ）考察阳离子聚丙烯酰胺用量对除硅效率的影响如表４．４所示。表４－４不同用量的聚丙烯酰胺与除硅效率的关系３３西安石油大学硕士学位论文从表４－４中可以看出：随着絮凝剂用量的增大，硅的去除率上升，当阳离子聚丙烯酰胺浓度增大到３０ｍｇ／Ｌ之前，除硅效率增幅较大，浓度超过３０ｍｇ／Ｌ后，增幅减缓。因此选择阳离子聚丙烯酰胺浓度为３０ｍｇ／Ｌ。在阳离子聚丙烯酰胺浓度选定的基础上对搅拌强度进行选择。结果见表４－５所示。表４－５不同搅拌强度与除硅效率的关系从表４－５中可以看出：搅拌速度对于镁基除硅剂的除硅效率的影响不大，搅拌速度选择在８０～１２０ｒ／ｍｉｎ范围内均可。４．３ＣａＯ的絮凝实验实验采用阳离子聚丙烯酰胺浓度为Ｏ．１０％，选择絮凝剂用量和搅拌强度。当Ｓｉ０２含量为２００ｍｇ／Ｌ、温度为８０。Ｃ、反应时间为３ｈ、ＣａＯ用量为Ｏ．３５９／Ｌ时，在相同的搅拌强度下（预选１００ｒ／ｍｉｎ）考察阳离子聚丙烯酰胺用量对除硅效率的影响如表４－６所示。表４－６不同用量的聚丙烯酰胺与除硅效率的关系从表４－６中可以看出：阳离子聚丙烯酰胺对ＣａＯ的除硅起到了一定的增强作用，使其去除率也有所增加，当阳离子聚丙烯酰胺浓度达到２０ｍｇ／Ｌ时，去除率达ＮＴ＂８３．Ｏ％。浓度超过２０ｍｇ／Ｌ后，除硅效率基本不再变化。在阳离子聚丙烯酰胺浓度选定的基础上对搅拌强度进行选择。结果见表４．７所示。整璺兰堕壁茎矍塞墼塞！：！至旦丝堂堡堡兰堕堡塾圣塑羞墨壁垄堕∑丝堑垄堕生：里！堕！６０８０ｌｏｏ１２００．０２５０．０２２Ｏ．０１９０，０１８壁三圭堕至丝７７．７８０．４８３．０８３．９１１竺！：！！！！ｉ：！从表４．７中可以看出：搅拌速度选择在１００－－１４０ｒ／ｍｉｎ范围内均可。当搅拌强度为ｌＯＯｒ／ｍｉｎ时，除硅效率可以达到８３．Ｏ％。