含油污水過(guò)濾處理技術(shù)研究

【摘要】：在油氣田開發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生了大量的含油污水,如聯(lián)合站產(chǎn)出水、洗井回水以及鉆井廢水等。與此同時(shí),在油氣田開發(fā)后期,油氣井大量出水,地層能量衰竭。為了保持地層壓力,需要大量注水。把油、氣井產(chǎn)水經(jīng)過(guò)處理回注地層,既可以保持地層壓力,維持產(chǎn)能,又可以減少污水排放,形成產(chǎn)與注平衡的良性循環(huán),具有十分重要的工業(yè)與環(huán)境保護(hù)意義。對(duì)含油污水進(jìn)行處理后進(jìn)行回注不但具有重要的社會(huì)意義,而且也具有巨大的經(jīng)濟(jì)意義。 本文就針對(duì)含油污水的過(guò)濾處理技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)的研究。首先分析了含油污水過(guò)濾過(guò)程機(jī)理研究。微觀上,污水中懸浮物的去除過(guò)程包括懸浮物顆粒的遷移、附著和脫落過(guò)程。其中,污染物在濾料表面的附著過(guò)程主要通過(guò)兩種機(jī)理:一是當(dāng)懸浮顆粒接觸濾料表面時(shí)由于范德華引力大于雙電層的斥力而產(chǎn)生的附著:另一種是懸浮顆粒與濾料表面間借高分子物質(zhì)所起的架橋作用而產(chǎn)生的附著。遷移過(guò)程則主要包括篩濾、攔截、慣性、沉淀、擴(kuò)散和動(dòng)力效應(yīng)等幾種遷移機(jī)理。 污水過(guò)濾過(guò)程的數(shù)學(xué)模型包括固體濾料相和液體污水相的物料衡算方程。在本文中根據(jù)這些方程,采用了有限差分和特征線法。以及適當(dāng)取用含深度步長(zhǎng)的參數(shù)α,得到簡(jiǎn)化模型等三種算法對(duì)固定床的過(guò)濾過(guò)程進(jìn)行了模擬計(jì)算分析,然后以固定床過(guò)濾過(guò)程模擬終了時(shí)濾層內(nèi)污水懸浮物體積分?jǐn)?shù)與比沉積量分布作為初始條件又對(duì)移動(dòng)床過(guò)濾過(guò)程模擬分析。 考慮到過(guò)濾操作中涉及到許多復(fù)雜和隨機(jī)的因素,認(rèn)識(shí)過(guò)濾過(guò)程還必須依靠實(shí)驗(yàn)手段,因此文中分別針對(duì)移動(dòng)床過(guò)濾過(guò)程濾料、再生過(guò)程進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。以便于在今后的過(guò)濾過(guò)程操作設(shè)計(jì)有一定的依據(jù),為連續(xù)過(guò)濾工藝選擇合適的濾料再生方式,并對(duì)再生裝置的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化配置。 針對(duì)濾料再生過(guò)程的機(jī)理進(jìn)行了分析,認(rèn)為濾料反洗過(guò)程中濾料顆粒表面懸浮物的去。除可能會(huì)同時(shí)受到水流剪切力和顆粒之間以及顆粒與固體表面之間碰撞摩擦作用的影響,但究竟哪種作用起主導(dǎo)作用要取決于具體的反洗工作條件。闡述了濾料的三種再生方式:流化、水力旋流和機(jī)械攪拌。同時(shí)還運(yùn)用紊流流體力學(xué)和液固兩相流的基本理論,建立過(guò)濾過(guò)程中污水的紊流流動(dòng)方程和濾料顆粒運(yùn)動(dòng)方程,并針對(duì)實(shí)際過(guò)濾過(guò)程建立相應(yīng)的定解條件和求解方法。 【關(guān)鍵詞】：含油污水 濾料 再生器 固定床 移動(dòng)床 有限差分 特征線法
【學(xué)位授予單位】：西南石油學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號(hào)】：X741
【目錄】：

• 摘要2-4
• ABSTRACT4-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 引言10-11
• 1.2 含油污水過(guò)濾處理技術(shù)的應(yīng)用及研究狀況11-14
• 1.2.1 污水過(guò)濾處理技術(shù)概況11-13
• 1.2.2 污水過(guò)濾處理技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)13-14
• 1.3 立論依據(jù)及主要研究?jī)?nèi)容14-15
• 1.3.1 立論依據(jù)14
• 1.3.2 主要研究?jī)?nèi)容14-15
• 1.4 本文的創(chuàng)新點(diǎn)15-16
• 2 污水過(guò)濾過(guò)程機(jī)理研究16-20
• 2.1 污水過(guò)濾過(guò)程微觀機(jī)理16-18
• 2.1.1 遷移機(jī)理16-17
• 2.1.2 附著機(jī)理17
• 2.1.3 脫落機(jī)理17-18
• 2.2 影響固定床污水過(guò)濾過(guò)程的因素18
• 2.3 濾層移動(dòng)對(duì)污水過(guò)濾的影響18
• 2.4 本章小結(jié)18-20
• 3 污水過(guò)濾過(guò)程數(shù)學(xué)模型及求解20-39
• 3.1 污水過(guò)濾過(guò)程的簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)模型20-26
• 3.1.1 定解條件及有關(guān)參數(shù)確定22-23
• 3.1.2 用差分方法求解過(guò)濾過(guò)程的簡(jiǎn)化模型23-26
• 3.2 用差分方法求解污水過(guò)濾過(guò)程一般模型26-29
• 3.3 用特征線法求解污水過(guò)濾過(guò)程一般的數(shù)學(xué)模型29-35
• 3.4 移動(dòng)床過(guò)濾過(guò)程模擬結(jié)果及分析35-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 4 移動(dòng)床過(guò)濾過(guò)程小型實(shí)驗(yàn)研究39-48
• 4.1 移動(dòng)床過(guò)濾實(shí)驗(yàn)介紹39-41
• 4.1.1 移動(dòng)床過(guò)濾實(shí)驗(yàn)裝置39-40
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)相關(guān)參數(shù)及其測(cè)量40
• 4.1.3 過(guò)濾實(shí)驗(yàn)所用污水40
• 4.1.4 過(guò)濾實(shí)驗(yàn)所用濾料40-41
• 4.2 污水過(guò)濾過(guò)程實(shí)驗(yàn)研究41-46
• 4.2.1 過(guò)濾初步實(shí)驗(yàn)41-43
• 4.2.2 不同種類濾料過(guò)濾效果評(píng)價(jià)43-44
• 4.2.3 濾速對(duì)過(guò)濾過(guò)程影響44-45
• 4.2.4 移動(dòng)床過(guò)濾過(guò)程實(shí)驗(yàn)研究45-46
• 4.2.5 幾種連續(xù)過(guò)濾運(yùn)行方案的設(shè)想及驗(yàn)證46
• 4.3 本章小結(jié)46-48
• 5 濾料再生過(guò)程理論48-55
• 5.1 濾料再生過(guò)程機(jī)理分析48-49
• 5.2 流體運(yùn)動(dòng)的模型49-52
• 5.2.1 流體紊流運(yùn)動(dòng)的模型49-51
• 5.2.2 定解條件51
• 5.2.3 求解方法51-52
• 5.3 顆粒運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型52-54
• 5.3.1 顆粒運(yùn)動(dòng)方程52-53
• 5.3.2 定解條件53-54
• 5.3.3 求解方法54
• 5.4 本章小結(jié)54-55
• 6 濾料再生過(guò)程小型實(shí)驗(yàn)研究55-62
• 6.1 再生實(shí)驗(yàn)裝置介紹55-57
• 6.2 濾料再生效果評(píng)價(jià)指標(biāo)57
• 6.3 不同濾料再生方式實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較57-58
• 6.3.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較57
• 6.3.2 不同濾料再生方式實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析57-58
• 6.4 攪拌再生裝置分批操作實(shí)驗(yàn)研究58-60
• 6.4.1 轉(zhuǎn)速對(duì)機(jī)械攪拌式裝置效果的影響58-59
• 6.4.2 濾料攪拌時(shí)間對(duì)攪拌裝置效果的影響59-60
• 6.5 攪拌再生裝置連續(xù)操作實(shí)驗(yàn)研究60-61
• 6.5.1 濾料停留時(shí)間控制分析60-61
• 6.5.2 連續(xù)操作時(shí)濾料再生效果實(shí)驗(yàn)研究61
• 6.6 本章小結(jié)61-62
• 7 再生器結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)流場(chǎng)和顆粒運(yùn)動(dòng)的影響計(jì)算62-93
• 7.1 金杯狀結(jié)構(gòu)62-67
• 7.1.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)63
• 7.1.2 流場(chǎng)圖63-65
• 7.1.3 顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡65-67
• 7.2 簡(jiǎn)化金杯結(jié)構(gòu)67-70
• 7.2.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)67
• 7.2.2 流場(chǎng)圖67-69
• 7.2.3 顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡69-70
• 7.3 組合結(jié)構(gòu)70-73
• 7.3.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)70-71
• 7.3.2 流場(chǎng)圖71-73
• 7.3.3 顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡73
• 7.4 同心圓柱管結(jié)構(gòu)73-78
• 7.4.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)74
• 7.4.2 流場(chǎng)圖74-77
• 7.4.3 顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡77-78
• 7.5 倒錐管同心管結(jié)構(gòu)78-81
• 7.5.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)78-79
• 7.5.2 流場(chǎng)圖79-80
• 7.5.3 顆粒軌跡圖80-81
• 7.6 塔式結(jié)構(gòu)81-84
• 7.6.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)81
• 7.6.2 流場(chǎng)圖81-83
• 7.6.3 顆粒軌跡圖83-84
• 7.7 流化床式結(jié)構(gòu)84-87
• 7.7.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)84
• 7.7.2 流場(chǎng)圖84-86
• 7.7.3 粒子軌跡圖86-87
• 7.8 直筒式流化床結(jié)構(gòu)87-89
• 7.8.1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)87
• 7.8.2 流場(chǎng)圖87-88
• 7.8.3 顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡88-89
• 7.9 運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化89-91
• 7.10 本章小結(jié)91-93
• 8 結(jié)論與建議93-96
• 8.1 結(jié)論93-95
• 8.2 建議95-96
• 致謝96-97
• 參考文獻(xiàn)97-102

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移動(dòng)床水處理自動(dòng)控制裝置    方承惠;

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油田含油污水精細(xì)過(guò)濾技術(shù)及裝置研究    伍遠(yuǎn)平;程雁;周孫彪;何策;劉驍;游曉燕;

固定床內(nèi)氣固傳熱模型的研究進(jìn)展    楊鑫秋;王萌;黎志明;趙亮;董輝;

粗苯再生器排渣系統(tǒng)的改進(jìn)    王思潔;裴紅娜;毛東箭;王飛;李新美;賈印貴;

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濾料行業(yè) 未來(lái)5年或迎重組浪潮    本報(bào)記者 王穎春

黑龍江攻克含油污水再利用難題    張蓮英記者王喜林

高舉發(fā)展旗幟 做強(qiáng)做優(yōu)濾料產(chǎn)業(yè)    周廣成

“高精尖”撐起綠色油田    本報(bào)記者 幸福

化工過(guò)濾設(shè)備實(shí)現(xiàn)更新?lián)Q代    特約記者 鄭偉

一違法排水戶拒不整改被罰10萬(wàn)    記者 肖意　實(shí)習(xí)生 丁迎春

油田廢水處理技術(shù)國(guó)內(nèi)首創(chuàng)    許巍

首套固定床加氫制環(huán)戊醇裝置開車成功    王玲

中石油1938噸催化裂化裝置再生器封頂    盧慶毅

天津石化確保新建裝置清潔開車    周雨　王冬霞

含油污水過(guò)濾處理技術(shù)研究    呂尋貞

負(fù)載錳氧化物濾料對(duì)高錳地下水處理技術(shù)研究    李金成

移動(dòng)床高溫煤氣除塵基礎(chǔ)研究    吳晉滬

鋼鐵工業(yè)綜合廢水處理與資源化技術(shù)研究    張運(yùn)華

生活垃圾固定床熱解氣化特性的實(shí)驗(yàn)研究及其過(guò)程模擬    陳翀

廢棄鉆井液制備陶瓷濾料及其吸附染料污染物的研究    王眉山

多杯等流型油水分離器優(yōu)化設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究    劉保君

礦井水井下處理與復(fù)用技術(shù)研究    邵立南

移動(dòng)床中固體顆粒運(yùn)動(dòng)與傳熱的研究    武錦濤

城市生活垃圾中低溫?zé)峤馓匦匝芯?nbsp;   王艷

粒狀脫硫劑除塵性能的研究    楊全

天然α-生育酚脫色工藝研究    陳雋義

廢舊印刷電路板的熱解脫溴實(shí)驗(yàn)研究    陳波

生物質(zhì)熱解油氣化實(shí)驗(yàn)與模擬研究    賀瑞雪

殼聚糖吸附處理重金屬?gòu)U水的研究    黃達(dá)卿

含鈦分子篩催化汽油氧化脫硫    趙月峰

層燃式城市固體垃圾焚燒爐床內(nèi)燃燒過(guò)程試驗(yàn)研究    郭強(qiáng)

生物柴油固定床催化劑的研究    顏景濤

A～2/O法處理生活污水技術(shù)研究    張翠粉

基于高活性吸收劑的煙氣同時(shí)脫硫脫硝影響因素和機(jī)理研究    康璽