本文關鍵詞：硫酸鈣在改性粘土顆粒表面的沉積性質研究

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【摘要】：地處鄂爾多斯盆地的延長、長慶油田,開發(fā)層位多、水型多(如CaCl_2、Na_2SO_4型),礦化度高且變化大(4000mg/L~94000mg/L),不同水型的污水混合處理時會因離子間的反應而結垢。采出水處理后主要用作注水開發(fā)過程的注入水水源,微生物處理采油污水已經(jīng)成為該類污水處理重要的發(fā)展方向。在降解不同水型混合污水中的污染物時,微生物表面會產(chǎn)生一種膠狀、粘性、附著力很強的多糖類物質,處理這種易結垢水時,水中的硫酸鈣垢晶體會在這些多糖類物質表面聚集、沉積,阻礙微生物與外界物質及能量的交換,影響處理效率及效果。為了闡明硫酸鈣在附著有多糖類物質的微生物表面的沉積規(guī)律,論文以負載多糖的改性粘土顆粒為模擬研究對象,探索了垢在改性顆粒表面的沉積規(guī)律。本文將膨潤土進行酸化活化處理,通過吸附方式使活化處理后的膨潤土吸附殼聚糖來制備表面負載多糖的改性粘土。通過XRD、FTIR、SEM等手段,確定殼聚糖在粘土顆粒表面為物理吸附,且最大吸附量為243.70mg/g土。將改性土置于易結垢水中,通過水的電導率測定,探索硫酸鈣在改性粘土表面的沉積過程。結果表明:0~14min為結垢的誘導期,體系處于亞穩(wěn)定狀態(tài);14min~45min為晶核的形成階段,電導率迅速減小;45min~60min為晶粒長大階段,電導率下降緩慢。硫酸鈣晶核形成速率常數(shù)為0.00451min~(-1),晶粒長大速率常數(shù)為0.00019321min~(-1)。硫酸鈣沉積過程混合顆粒的Zeta電位在-2mV~2mV之間,體系一直處于強凝聚和沉淀不穩(wěn)定狀態(tài)。沉積過程中晶核的產(chǎn)生是體系顆粒的平均粒徑增大,當晶體穩(wěn)定增長后,平均粒徑開始出現(xiàn)增大再減小的過程。隨著改性粘土顆粒在水中加入量的增加,溫度升高、攪拌速率增大,會縮短結垢誘導期,加快晶核形成速率,加快硫酸鈣的生長速率;Ca~(2+)和(SO_4)~(2-)濃度的改變影響溶液的過飽和度,當離子濃度較低時,無法形成硫酸鈣晶體或晶體形成速率緩慢,當增大成垢離子濃度,成垢速率明顯增大。
【關鍵詞】：殼聚糖 改性粘土 硫酸鈣結垢 電導率
【學位授予單位】：西安石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ132.32
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-19
• 1.1 課題的研究目的及意義8
• 1.2 油田污水結垢8-10
• 1.2.1 油田污水結垢影響因素8-9
• 1.2.2 結垢實驗方法研究9
• 1.2.3 硫酸鈣結垢預測方法9-10
• 1.3 成垢過程研究10-13
• 1.3.1 垢的生長10-11
• 1.3.2 成垢動力學研究進展11-13
• 1.4 膨潤土的應用13-15
• 1.4.1 膨潤土的工藝特性13-14
• 1.4.2 膨潤土的酸活化14-15
• 1.5 殼聚糖改性土的研究進展15-17
• 1.5.1 殼聚糖的性質、結構及應用15-16
• 1.5.2 殼聚糖改性膨潤土的研究及應用16-17
• 1.6 論文的研究內容17
• 1.7 技術路線17-19
• 第二章 殼聚糖改性膨潤土的制備19-33
• 2.1 儀器與試劑19-20
• 2.1.1 主要儀器19
• 2.1.2 主要試劑19-20
• 2.2 實驗方法20-23
• 2.2.1 膨潤土的提純、鈉化、酸化20
• 2.2.2 殼聚糖改性膨潤土的制備20-21
• 2.2.3 殼聚糖負載量的測定21-23
• 2.2.4 膨潤土的表征23
• 2.3 結果與討論23-31
• 2.3.1 膨潤土的性能檢測23
• 2.3.2 殼聚糖改性土的表征23-30
• 2.3.3 殼聚糖吸附量隨硫酸濃度和殼聚糖濃度的變化30-31
• 2.4 本章小結31-33
• 第三章 硫酸鈣垢在改性粘土顆粒表面沉積研究33-44
• 3.1 試劑及儀器33-34
• 3.2 實驗方法34
• 3.2.1 硫酸鈣垢在改性粘土懸浮液表面沉積實驗方法34
• 3.2.2 硫酸鈣垢在改性粘土懸浮液表面沉積測定方法34
• 3.3 結果與討論34-42
• 3.3.1 硫酸鈣沉積的顯微觀察34-37
• 3.3.2 CaSO_4沉積過程電導率及Ca~(2+)濃度的變化37-38
• 3.3.3 CaSO_4晶體的成核速率方程和生長速率方程38-40
• 3.3.4 硫酸鈣沉積過程中平均粒徑和Zeta電位變化40-42
• 3.3.5 硫酸鈣沉積pH變化42
• 3.4 本章小結42-44
• 第四章 硫酸鈣沉積的影響因素44-52
• 4.1 實驗試劑及儀器44-45
• 4.2 實驗方法45
• 4.3 結果與討論45-51
• 4.3.1 攪拌強度的影響45-46
• 4.3.2 粘土溶液加量的影響46-47
• 4.3.3 成垢離子濃度的影響47-51
• 4.4 本章小結51-52
• 第五章 結論52-53
• 致謝53-54
• 參考文獻54-57
• 攻讀學位期間發(fā)表的論文57-58

【參考文獻】

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本文編號：1055124