高分子聚合物型废弃钻井液的稳定机理及超声脱稳机制研究

高分子聚合物型废弃钻井液具有极高稳定性,难以固液分离,成为制约其资源化循环利用的关键瓶颈问题.本研究拟揭示高分子聚合物型废弃钻井液的稳定机理,并探究超声对废弃钻井液的脱稳效果和机制.采用X射线能谱和红外光谱等表面分析技术,结合胶体化学方法研究了钻井液的空间分子结构、稳定机理和超声脱稳机制.结果表明,钻井液中的颗粒以未包覆和高聚物表面包覆两种形式存在,共同形成高分子稳定颗粒体系.其中,未被高聚物包覆的岩屑颗粒遵循空位稳定和DLVO稳定机理,被高聚物表面包覆的加重材料遵循空间稳定和DLVO稳定机理.超声脱稳实验结果表明,在1000 W功率下超声处理5 min后,耦合添加0.02%阳离子型聚丙烯酰胺,脱水率高达81.0%,泥饼含水率低至29.3%,获得了优良的固液分离效果.超声通过破坏高分子聚合物长链结构实现高分子聚合物型废弃钻井液的脱稳.本研究为高分子聚合物型废弃钻井液脱稳技术的研发提供了理论支撑和研发方向.     

油田措施废液絮凝剂优化与应用

文章以油田措施废液为研究对象,开展絮凝处理实验,筛选出最佳絮凝剂体系,并对絮凝工艺参数进行优化。现场应用结果表明,筛选出的絮凝剂体系H3+X5最佳工艺条件为:H3+X5用量(300+100)mg/L、pH值7.4~8.2、温度25~35℃、混合强度1 300~1 500s~(-1)、混合时间20~30s,优化后斜板直接出水SS由34.71mg/L降至1.77mg/L,去除效果明显,同时药剂加量减少60%,处理成本降低20.5%。     

高效絮凝剂产生菌的分离筛选及培养条件优化

从活性污泥中分离得到两株高效的微生物絮凝剂产生菌MBP-31和MBG-15.通过培养条件优化,考察各种因素,如碳源、氮源、pH值、碳氮比、培养时间、絮凝剂投加量对絮凝效果的影响.结果表明,MBP-31对高岭土悬浊液的最佳絮凝条件为:碳源为葡萄糖,氮源为尿素,pH值为7.0～8.0,碳氮比为25,培养时间为48 h,絮凝剂投加量为1 mL.MBG-15对高岭土悬浊液的最佳絮凝条件为: 碳源为葡萄糖,氮源为蛋白胨,pH值为7.0～8.0,碳氮比为25,培养时间为96 h,絮凝剂投加量为2 mL.在最佳絮凝条件下进行絮凝试验,MBP-31、MBG-15对高岭土悬浊液的絮凝率分别达到89.87%、91.25%.对两菌株所产微生物絮凝剂的活性分布、热稳定性进行了研究,两种微生物絮凝剂均分布在发酵液离心后的上清液中,MBG-15有较好的热稳定性.     

改性膨润土对水中磷和藻类的同步去除

为快速去除富营养化水体中的磷和藻类,制备了絮凝剂-镧复合改性膨润土(聚合氯化铝铁-镧复合改性膨润土(PAFC-La)、聚合硫酸铝-镧复合改性膨润土(PAS-La)、聚合硫酸铁-镧复合改性膨润土(PFS-La)、聚合氯化铝-镧复合改性膨润土(PAC-La)),对材料进行表征,通过吸附动力学和等温吸附模型比较4种复合改性膨润土的除磷性能,并探究投药量和pH对复合改性膨润土除磷除藻的影响。结果表明,4种材料吸附磷的过程均能由准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型描述。其中,PAC-La的磷吸附容量最大(44.677 mg/g);投药量为300 mg/L时,总磷(TP)去除率最高的是PAC-La(94.1%),叶绿素a(Chla)去除率最高的是PFS-La(78.2%);在pH为5～10时,PAC-La除磷除藻效果受pH影响最小。实验结果表明,采用絮凝剂-镧复合改性膨润土能够同步去除富营养化水体中的磷和藻类,尤其是采用PAC-La性能最优。     

页岩油压裂返排液处理技术进展

随着页岩油地质特点的差异化与压裂液体系的变革,亟需低成本、高效的返排液回用处理技术。文章基于不同压裂液体系的油田返排液,对比分析了常规与非常规返排液的特征,明确严重影响页岩油返排液回用处理的关键污染特性是黏度大、悬浮物、油含量高。针对关键技术难题,分别探究了氧化破胶技术与混絮凝剂的研究进展,发现任何单一处理剂均难以解决其破胶、脱稳与分离难题,需要研发并优化复合功能型药剂,确保页岩油压裂返排液高效资源化处理,支撑页岩油规模化绿色开发。     

SiO23-离子的加入对脉冲倒极电解合成PASiC的研究

探索了试验过程中SiO23-离子团的加入对脉冲自动倒极电解法合成聚合氯化硅酸铝中Alb含量的影响.通过试验确定了最佳摩尔比.在脉冲倒极周期和电解槽电流一定的情况下,当总铝AlT与SiO23-的摩尔比为101～201时;在此合成条件下制备液中Alb含量超过80%;处理模拟水样最佳投药量为0.5～5 mg Al2O3/L.在制备过程中,极化现象得到了极好的控制,电解槽电压和电流十分稳定.     

微生物降解典型高分子量多环芳烃的研究进展

高分子量多环芳烃（high molecular weight polycyclic aromatic hydrocarbons,HMW-PAHs）属于持久性污染物,与低分子量多环芳烃（low molecular weight polycyclic aromatic hydrocarbons,LMW-PAHs）相比更难被降解.微生物修复是解决HMW-PAHs污染问题的有效手段.该文以2种典型HMW-PAHs——芘和苯并[a]芘为例,对影响其微生物降解效率的因素、提高降解率的强化手段和主要降解途径进行阐释,深入剖析微生物的降解调控机制,并对未来的研究和发展提出了展望,以期为微生物降解HMW-PAHs的相关研究提供参考.结果表明:①大多数微生物在中温、中性条件下对HMW-PAHs具有较好的降解性能,不同多环芳烃在降解过程中存在相互作用;②就HMW-PAHs的微生物强化降解手段而言,表面活性剂吐温80对降解的促进作用较为明显,生物炭是较为优良的固定化材料,在受体菌株中表达降解基因以构建基因工程菌是促进HMW-PAHs微生物降解的有效方式;③芘和苯并[a]芘主要通过K区氧化和LMW-PAHs途径降解;④由双加氧酶催化的羟基化是HMW-PAHs降解过程中的重要步骤;⑤多环芳烃的初始氧化过程也涉及细胞色素P450单加氧酶的活性.目前,基因工程菌的长效稳定性是限制相关技术广泛应用的瓶颈问题,未来需要综合多组学数据从基因、转录、蛋白和代谢水平对HMW-PAHs的微生物降解机制进行全面、深入地解析,为构建高效稳定的重组菌株提供理论支撑.      

克雷伯氏菌NY1产絮凝剂的阳离子修饰研究

为简化微生物絮凝剂投加步骤,消除由于助凝剂添加而引起的环境二次污染问题,以3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CTA)修饰荷负电的微生物絮凝剂(~-54mV),从而获得荷正电的改性絮凝剂.实验结果显示,CTA与NaOH的摩尔比值是影响阳离子修饰效果的主要因素;阳离子修饰的的最佳条件为:10g微生物絮凝剂, 0.015mol CTA,20%含水率,CTA与NaOH的摩尔比为0.95,80℃反应2h后.在最佳条件下所得阳离子化微生物絮凝剂的Zeta电位可达+16mV,其对高岭土的絮凝率也由阳离子化前的60.5%上升至91%.由阳离子化絮凝剂的结构表征可知,阳离子修饰过程并未改变微生物絮凝剂的根本结构,只是在原微生物絮凝剂基础上引入阳离子基团,从而增加了絮凝剂整体分子量;同时,由于阳离子基团的大量引入,絮凝剂的结晶度增加,从而使其溶解度增加.将阳离子化前后微生物絮凝剂应用于去除铜绿微囊藻,当阳离子化后微生物絮凝剂添加量为40mg/L时,其对藻类的去除率超过98%;而未阳离子修饰的微生物絮凝剂对该藻几乎没有去除效果.     

淀粉废水生产微生物絮凝剂及发酵动力学特征

以淀粉生产废水为原料制备微生物絮凝剂,考察了外加磷酸盐、氮源对微生物絮凝剂产量和絮凝活性的影响,分析了絮凝菌的生长与代谢特征,检测了发酵过程中pH值、COD、氨氮、及总磷的变化规律,分别利用Logistic和Luedeking-Piret模型对絮凝菌生长和代谢产物生成的动力学过程进行了拟合,并探索了微生物絮凝剂对淀粉废水的絮凝沉降性能.结果表明,外加6g/L的磷酸盐（K2HPO4：KH2PO4=2：1,w/w）和2g/L的尿素,所制备微生物絮凝剂的产量和絮凝活性分别显著提高至0.96g/L和92.8%.在对数生长期,菌体干重、细胞浓度OD₆₀₀和菌落数分别迅速增加至1.58g/L、0.86和5.3×10⁷cfu/mL,淀粉废水培养基的COD、氨氮、总磷分别由7836、975、712mg/L迅速降低至1736、188、146mg/L. 絮凝菌发酵结束后,发酵培养基的pH值由6.8略降至6.5.絮凝菌代谢获得的微生物絮凝剂中多糖含量为96.2%,基本不含蛋白质.Logistic和Luedeking-Piret模型的拟合结果能够较好地描述絮凝菌生长和代谢产物生成的动力学过程.此外,本实验制备的微生物絮凝剂在投加量为30mg/L时,能够去除淀粉废水中48.6%的COD和71.9%的浊度.     

水性碳

正水性碳是一种最新科技研发的纳米复合高分子材料,具有活性炭不具有的主动吸附性、易喷涂性和流动性特点。水性碳喷涂在物体表面形成吸附膜层,可清除99%以上的甲醛等有害物质,从根源上清除污染,消除异味;也可保持长效吸附作用,持续吸收游离在空气中的有害物质,净化环境。