專利名稱：藻酸鹽改進(jìn)的制作方法
藻酸鹽改進(jìn)本發(fā)明涉及通過(guò)混入能與一價(jià)、二價(jià)或多價(jià)陽(yáng)離子交聯(lián)的水膠體來(lái)從連續(xù)流動(dòng)的液體流中除去有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物的方法，其中水中存在的此類離子由于水中的化學(xué)組成而失去它們的連接/交聯(lián)能力或隨后如果向水中加入額外離子則會(huì)失去這些能力，其中如隨后的權(quán)利要求I 一開(kāi)始中所示，根據(jù)本發(fā)明能給這些離子足夠時(shí)間以連接/交聯(lián)已附著到污染物上的水膠體。更詳細(xì)地，本發(fā)明涉及使水膠體與連續(xù)液體物流中的污染物接觸、接著使該水膠體與附著的污染物反應(yīng)以與能夠連接/交聯(lián)該水膠體的離解陽(yáng)離子金屬鹽連接/交聯(lián)從而形成大的強(qiáng)絮凝物以便容易分離的方法。具體而言，本發(fā)明涉及在存在于或添加到水中的連接/交聯(lián)陽(yáng)離子由于完全或部分被水中存在的其它化學(xué)品或陰離子占用而失去連接/交聯(lián)能力時(shí)活化所述連接/交聯(lián)陽(yáng)離子的方法。
此外，本發(fā)明涉及NaOH和/或KOH和/或Ca (OH) 2和水膠體和/或能夠連接/交聯(lián)該水膠體的一價(jià)、二價(jià)或多價(jià)陽(yáng)離子金屬鹽的混合序列方法和隨后除去絮凝物。本發(fā)明還涉及與壓降結(jié)合地混入水膠體以活化水中存在的失活的連接/交聯(lián)陽(yáng)離子的程序。本發(fā)明還涉及該方法用于給定工藝的用途。本發(fā)明涉及通過(guò)添加一種能與離解陽(yáng)離子交聯(lián)的水膠體或其混合物來(lái)除去含有未離解的一價(jià)、二價(jià)或多價(jià)陽(yáng)離子的連續(xù)液體物流中的有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物的技術(shù)。優(yōu)選的水膠體是藻酸鹽、角叉菜膠、羧甲基纖維素(CMC)或果膠，其通過(guò)包封單粒子反應(yīng)，然后與已根據(jù)本發(fā)明變成反應(yīng)性離解態(tài)的先前未離解的陽(yáng)離子連接/交聯(lián)。如果該液體中沒(méi)有足量的連接/交聯(lián)離子存在，可以通過(guò)將連接/交聯(lián)離子添加到水流中來(lái)引發(fā)反應(yīng)，以在分離前形成含有污染物的凝膠。目前使用的已知方法已知的是，分別從褐藻和紅藻中提取的藻酸鹽和角叉菜膠以及從水果中提取的果膠是水溶性生物聚合物并在水中形成水膠體溶液。這些水膠體的粘度形成特性取決于分子尺寸。藻酸鹽含有交替甘露糖醛酸酯嵌段、古羅糖醛酸酯嵌段(MG-嵌段)、甘露糖醛酸酯嵌段(M-嵌段)和古羅糖醛酸酯嵌段(G-嵌段)，藻酸鹽的凝膠形成特性取決于古羅糖醛酸酯嵌段的含量及其長(zhǎng)度。藻酸鹽的形成凝膠的能力源于嵌入G-嵌段結(jié)構(gòu)中并由此將藻酸鹽聚合物結(jié)合在一起和形成連續(xù)網(wǎng)絡(luò)的二價(jià)陽(yáng)離子(例如C++)或其它多價(jià)離子。這一機(jī)理迄今已主要用于成膜、食品材料、藥品、織物、色料和紙產(chǎn)品中的凝膠形成。在用于除去顆粒物的廢水凈化中，已嘗試根據(jù)與使用電解質(zhì)相同的原理(僅包封)來(lái)使用藻酸鹽——獨(dú)自使用或在使用其它絮凝劑時(shí)作為助凝劑，隨之作為輔助凝結(jié)劑。尤其從JP 10076274中獲知使用無(wú)機(jī)凝結(jié)劑，如Fe3+，隨后添加水溶性大分子尺寸的羧酸鹽以包封凝結(jié)材料，然后添加多價(jià)離子以增強(qiáng)該凝結(jié)材料。從KR 9609380中進(jìn)一步獲知，pH 1-4的O. 5-1%藻酸鹽水溶液在混入溫度20-40° C的含重金屬的水中后可以在20至40分鐘后濾出重金屬。
從US 5，520，819中進(jìn)一步獲知，在廢水漿(淤渣脫水)中添加和此后溶解藻酸鹽和阻滯劑，其中基本上將藻酸鹽粉末與作為阻滯劑混入漿料中的碳酸鹽或磷酸鹽或檸檬酸鹽混合，其中多價(jià)離子是該漿料的一部分，以致不會(huì)造成金屬離子的過(guò)早膠凝和該漿料中的固體物質(zhì)的不完全附聚和凝結(jié)。該方法描述了添加多價(jià)離子以使液體材料、粒子、阻滯劑和中和的多價(jià)離子反應(yīng)。實(shí)例在此表明，添加大量粉末且處理時(shí)間為數(shù)小時(shí)。水和顆粒物分開(kāi)并可分離。實(shí)例表明必須隨后用無(wú)機(jī)凝結(jié)劑處理該水。也從專利N0326276 和專利申請(qǐng) N020071122 和 PCT/N007/00121 和 US20070235391中描述的本發(fā)明人的現(xiàn)有技術(shù)中獲知，交聯(lián)水膠體可通過(guò)在連續(xù)流中均勻剪切混合而用于水處理。發(fā)明人的現(xiàn)有技術(shù)還公開(kāi)了在用于含有大量交聯(lián)陽(yáng)離子，如Ca2+、Ba2+等的水中的污染物的交聯(lián)絮凝形成時(shí)，通過(guò)在所述混合之前在淡水中充分稀釋水膠體，可以避免過(guò)早膠凝。
也已知的是，在用于來(lái)自油氣工業(yè)的大多數(shù)采出水時(shí)，盡管水中有大量連接/交聯(lián)陽(yáng)離子(參考表I)，但水膠體不交聯(lián)。也已知的是，在用于海水時(shí)，盡管海水中有大量連接/交聯(lián)陽(yáng)離子(參考表3)，但水膠體不連接/交聯(lián)。發(fā)明詳述使混入來(lái)自油氣工業(yè)的采出水和污水以及海水中的水膠體交聯(lián)的幾種嘗試失敗了。根據(jù)發(fā)明人的現(xiàn)有技術(shù)通過(guò)使用水膠體的溶液稀釋和接著將交聯(lián)陽(yáng)離子添加到水中來(lái)進(jìn)行這些嘗試。污水對(duì)交聯(lián)陽(yáng)離子的抑制性化學(xué)性質(zhì)是失敗的原因。然后，令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，通過(guò)使用本發(fā)明的方法，無(wú)論化學(xué)組成或水中存在的抑制劑或清除劑如何，每次都能設(shè)法實(shí)現(xiàn)交聯(lián)。進(jìn)一步的研究表明，通過(guò)同時(shí)或在如圖I中所示的pH峰的時(shí)間范圍內(nèi)將水膠體混入連續(xù)物流中，每次都發(fā)生交聯(lián)。如果在峰后在緩沖反應(yīng)完成時(shí)進(jìn)行水膠體的混合，決不發(fā)生交聯(lián)。我們不知道確切機(jī)理，不受制于理論，這可能如下解釋；Ca2+的化合價(jià)之一可能已被HC03-、HS03_、HS04或可用于結(jié)合(engage)0H基團(tuán)的其它陰離子之一或組合占據(jù)，并且不發(fā)生交聯(lián)。在提聞pH時(shí),可能發(fā)生下列反應(yīng)A. ) pH 提高Ca2+2HC03>20r — 2C032>Ca2++2H20 (快速反應(yīng))B.)沉淀C032>Ca2+ — CaC03+2H+ 緩慢反應(yīng)第一反應(yīng)是瞬間的，第二反應(yīng)花費(fèi)大約10-15秒完成。第二反應(yīng)造成pH降低。在足量Ca2+根據(jù)方程式A.)可供交聯(lián)時(shí)，通過(guò)在pH提高之前、之中或之后在幾秒時(shí)間范圍內(nèi)進(jìn)行水膠體混合和交聯(lián)過(guò)程，根據(jù)本發(fā)明利用上述反應(yīng)動(dòng)力學(xué)差異。在根據(jù)方程式B.)的緩沖完成時(shí)，交聯(lián)又變不可能(參考圖I)。在具有高C02和Ca(HC03)2的水中在發(fā)生突然壓降時(shí)可能發(fā)生二價(jià)陽(yáng)離子的相同釋放，因?yàn)镠C03平衡隨之被驅(qū)向左側(cè)并可為交聯(lián)供應(yīng)二價(jià)陽(yáng)離子。本發(fā)明的目標(biāo)是提供通過(guò)摻入溶解在淡水中或作為漿料中的固體粉末(其中該漿料液體不溶解該水膠體)的水膠體來(lái)從連續(xù)液體物流中除去有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物的新型改進(jìn)的方法和工藝，且其中在該液體物流中存在或添加交聯(lián)陽(yáng)離子，但其中該液體物流中的液體的化學(xué)性質(zhì)會(huì)使或已使陽(yáng)離子失去交聯(lián)性質(zhì)。本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供通過(guò)在臨加入水膠體之前、同時(shí)或剛加入水膠體之后計(jì)量加入提高PH的反應(yīng)物，優(yōu)選NaOH、KOH或Ca(OH) 2或其混合物來(lái)實(shí)現(xiàn)上述情況的新型改進(jìn)的方法，此后該連續(xù)液體物流中存在的現(xiàn)有失活的交聯(lián)陽(yáng)離子在緩沖大大減少離解的交聯(lián)陽(yáng)離子之前變得能用于交聯(lián)，此后有可能機(jī)械分離膠凝的水膠體和污染物的大的附聚物。本發(fā)明的另一目標(biāo)是提供瞬時(shí)連續(xù)混合的新型改進(jìn)的 方法，由置于該連續(xù)液體物流中的靜態(tài)混合器或離心泵提供所述混合。本發(fā)明的目標(biāo)還在于通過(guò)在臨加入水膠體之前、同時(shí)或剛加入水膠體之后將能使連續(xù)液體物流中的失活陽(yáng)離子交聯(lián)的PH換成突然壓降來(lái)提供用于上述方法的新型改進(jìn)的方法。本發(fā)明的方法和用途以隨后的獨(dú)立權(quán)利要求中的特征中出現(xiàn)的要素為特征。在從屬權(quán)利要求中給出本發(fā)明的其它要素。根據(jù)本發(fā)明，由此提供通過(guò)摻入溶解在淡水中或作為漿料中的固體粉末(其中該漿料液體不溶解該水膠體)的水膠體來(lái)從連續(xù)液體物流中除去有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物的新型改進(jìn)的方法，且其中在該液體物流中存在或添加交聯(lián)陽(yáng)離子，但其中該液體物流中的液體的化學(xué)性質(zhì)會(huì)使或已使該陽(yáng)離子失去交聯(lián)性質(zhì)。此外，提供通過(guò)在臨加入水膠體之前、同時(shí)或剛加入水膠體之后計(jì)量加入提高pH的反應(yīng)物，優(yōu)選NaOH、KOH或Ca (OH) 2或其混合物來(lái)實(shí)現(xiàn)上述情況的新型改進(jìn)的方法，此后該連續(xù)液體物流中存在的現(xiàn)有的失活的交聯(lián)陽(yáng)離子在緩沖大大減少離解的交聯(lián)陽(yáng)離子之前變得能用于交聯(lián)，此后有可能機(jī)械分離膠凝的水膠體和污染物的大的附聚物。還提供瞬時(shí)連續(xù)混合的新型改進(jìn)的方法和工藝，由置于該連續(xù)液體物流中的靜態(tài)混合器或離心泵提供所述混合。還通過(guò)在臨加入水膠體之前、同時(shí)或剛加入水膠體之后將能使連續(xù)液體物流中的失活陽(yáng)離子交聯(lián)的PH換成突然壓降來(lái)提供用于上述方法的新型改進(jìn)的方法。本發(fā)明因此涉及從連續(xù)液體物流中除去有機(jī)和/或無(wú)機(jī)污染物的方法，其中能夠連接/交聯(lián)水膠體的陽(yáng)離子的至少一個(gè)化合價(jià)被HC03-、HS03-、HS04或可用于結(jié)合OH基團(tuán)的其它陰離子中的一個(gè)或多個(gè)占據(jù)，其中借助引入的PH峰或引入的壓降使所述連接/交聯(lián)陽(yáng)離子從被HC03_、HS03_、HS04或可用于結(jié)合OH基團(tuán)的其它陰離子占據(jù)中釋放出來(lái)以變成與它們各自的陰離子一起100%離解，并且在pH峰或壓降中，添加并與該液體物流中的污染物接觸的水膠體在PH峰后獲得完全緩沖之前或在壓降后恢復(fù)離子平衡之前與離解的陽(yáng)離子連接/交聯(lián)。此外，本發(fā)明的特征在于，該水膠體在pH提高后幾秒時(shí)間范圍內(nèi)在pH峰后在連續(xù)液體物流中發(fā)生緩沖之前或在連續(xù)液體物流中壓降后幾秒內(nèi)在恢復(fù)離子平衡之前反應(yīng)以交聯(lián)。本發(fā)明的特征在于，在臨引入pH峰或壓降之前、之中或剛引入pH峰或壓降之后將水膠體計(jì)量并混入該連續(xù)液體物流中。
本發(fā)明的特征還在于，水膠體在計(jì)量并混入該連續(xù)液體物流中之前溶解在淡水中，或以作為粉末懸浮在不溶解該水膠體的流體中的漿料形式計(jì)量并混入該連續(xù)液體物流中。此外，本發(fā)明的特征在于，通過(guò)計(jì)量并混入NaOH、Κ0Η、Ca (OH) 2或其混合物之一來(lái)獲得pH峰。此外，本發(fā)明的特征在于，在不存在交聯(lián)離子的情況下，可以在引入pH峰之前、之中或之后加入此類離子，但在完成pH緩沖之前或在壓降后恢復(fù)離子平衡之前在幾秒時(shí)間范圍內(nèi)可供連接/交聯(lián)。此外，本發(fā)明的特征在于，pH峰添加劑、水膠體添加劑和任選額外的連接/交聯(lián)陽(yáng)離子添加劑的混合機(jī)構(gòu)(train)布置在輸送連續(xù)液體物流的管道中。 此外，本發(fā)明的特征在于，布置所述混合機(jī)構(gòu)以在陽(yáng)離子由于pH峰而釋放它們的所有化合價(jià)的幾秒時(shí)間范圍內(nèi)混合并使所有所述添加劑反應(yīng)。此外，本發(fā)明的特征在于，閥提供壓降并布置混合機(jī)構(gòu)以在幾秒時(shí)間范圍內(nèi)混合并使水膠體和任選添加的連接/交聯(lián)陽(yáng)離子反應(yīng)。絮凝是指分散的液滴或粒子聚集成較大粒子或聚集體或附聚物的過(guò)程。這包括溶解的大分子聚結(jié)成粒子。稀溶液是指水膠體以優(yōu)選低于臨界重疊濃度的濃度存在的溶液，其中臨界重疊濃度是其中沒(méi)有形成多糖分子的連續(xù)網(wǎng)絡(luò)的濃度。優(yōu)選的水膠體是藻酸鹽。優(yōu)選的藻酸鹽具有足夠高的G-嵌段含量以足以形成足夠強(qiáng)的絮凝物以通過(guò)所述方法從污染的液體物流中分離。該藻酸鹽應(yīng)具有高于30%，優(yōu)選高于40%，最優(yōu)選高于50%的G-含量。另一水膠體是角叉菜膠。該角叉菜膠可以是K、t、λ、K -2類型或其它變體。該角叉菜膠應(yīng)優(yōu)選為通過(guò)多價(jià)離子交聯(lián)的類型，如λ角叉菜膠。另一水膠體是果膠。果膠可以是高甲基化或低甲基化果膠類型，優(yōu)選為可用多價(jià)陽(yáng)離子交聯(lián)的低甲基化類型。另一水膠體是羧甲基纖維素(CMC)。本發(fā)明的新方法的優(yōu)點(diǎn)本方法的優(yōu)點(diǎn)在于，可以使水膠體與要在在線流中處理的水中存在的陽(yáng)離子抑制劑連接/交聯(lián)并由此有可能在含有阻垢劑、緩蝕劑、H2S清除劑的水中和也在含有天然交聯(lián)陽(yáng)離子抑制劑如HC03-、HS03-、HS04或可用于結(jié)合OH基團(tuán)的其它陰離子的水中使用水膠體。該反應(yīng)瞬時(shí)發(fā)生，并可以在在線流中的各階段中在數(shù)毫秒內(nèi)進(jìn)行混合，這允許在線處理每小時(shí)幾千立方米的采出水流。僅引入pH峰是相當(dāng)節(jié)省成本的，因?yàn)閜H不必永久提高且水中的緩沖沒(méi)有任何顯
著影響。通過(guò)連接/交聯(lián)水膠體，可以絮凝大流量的含烴的采出水，已知方法沒(méi)有響應(yīng)這種方法。靜態(tài)混合器混合機(jī)構(gòu)節(jié)省空間，帶有壓降閥的混合機(jī)構(gòu)節(jié)省空間。在根據(jù)本發(fā)明處理后，可以通過(guò)常規(guī)分離技術(shù)例如浮選、水力旋流器、緊湊型浮選旋流器、潷析器或沉降來(lái)處理反應(yīng)后的連續(xù)液體物流?？梢杂猛环椒ㄌ幚韽暮陀晁⒛酀{、洗滌劑和完井液不等的化學(xué)組成每小時(shí)嚴(yán)重變動(dòng)的污水。僅引入pH峰或壓降和在幾秒所述時(shí)間范圍內(nèi)的混合過(guò)程能使連接/交聯(lián)陽(yáng)離子與水膠體反應(yīng)，這允許用同一方法處理水污染的鉆探泥漿、完井液和來(lái)自所有種類的井作業(yè)的來(lái)自重化學(xué)污染水的廢水。由此可以使用水膠體從海水中交聯(lián)和除去污染物。用于產(chǎn)生pH峰(優(yōu)選至10. 5)的少量NaOH或KOH或Ca(OH) 2造成可忽略不計(jì)的
碳酸鹽沉淀。本發(fā)明與現(xiàn)有方法(其中使用聚合電解質(zhì)或其它絮凝劑除去液體物流中的污染物 的原理基于電荷中和或包封)的區(qū)別在于，通過(guò)在游離G-嵌段在該反應(yīng)中與過(guò)量的多價(jià)陽(yáng)離子完全結(jié)合之前混入水膠體，更快獲得結(jié)合到污染物上的凝膠的更大更強(qiáng)的附聚物。利用該水膠體對(duì)多價(jià)離子的高親合力實(shí)現(xiàn)快速絮凝。本發(fā)明與現(xiàn)有方法的區(qū)別在于可以在幾秒內(nèi)使水膠體在連續(xù)液體物流中連接/交聯(lián)，即使水的化學(xué)組成抑制存在于該液體物流中或添加到該液體物流中的連接/交聯(lián)陽(yáng)離子。本發(fā)明與現(xiàn)有方法的區(qū)別在于可以在連續(xù)流中在數(shù)毫秒內(nèi)發(fā)生瞬時(shí)混合，并在數(shù)秒內(nèi)發(fā)生反應(yīng)。本發(fā)明與現(xiàn)有方法的區(qū)別在于除水膠體外要求極少使用添加劑。本發(fā)明與現(xiàn)有方法的區(qū)別在于混合和反應(yīng)在在線高容量法中發(fā)生，其無(wú)論所述廢水的化學(xué)組成如何都有效。本發(fā)明與現(xiàn)有方法的區(qū)別在于混合可瞬時(shí)完成。就上文而言，本發(fā)明與其它方法的區(qū)別還在于，上述工藝步驟并非已知用于油床產(chǎn)油法中的油/水分離。此外，就上文而言，本發(fā)明與其它方法的區(qū)別還在于，上述工藝步驟在來(lái)自油氣工業(yè)的污水的凈化中不是已知的。此外，就上文而言，本發(fā)明與其它方法的區(qū)別還在于，上述工藝步驟在來(lái)自油氣工業(yè)的完井液的凈化中不是已知的。此外，就上文而言，本發(fā)明與其它方法的區(qū)別還在于，上述工藝步驟在來(lái)自油氣工業(yè)的污染的泥漿的凈化中不是已知的。此外，就上文而言，本發(fā)明與其它方法的區(qū)別還在于，上述工藝步驟在海水基廢水的凈化中不是已知的。在下列描述中參照實(shí)施例更詳細(xì)解釋本發(fā)明的方法，其中試驗(yàn)I.在I升海水中加入小份白粘土以實(shí)現(xiàn)目視渾濁。在剪切下快速混入O. 02%稀藻酸鈉。沒(méi)有觀察到絮凝物，盡管海水中存在足以形成絮凝物的天然Ca++。然后在該水中混入500ppm額外CaCl。仍沒(méi)有觀察到絮凝物。試驗(yàn)2.在I升海水中加入小份白粘土以實(shí)現(xiàn)目視渾池。pH最初為7. 9。
pH升至峰值10. 3并使其緩沖回到7. 95，此時(shí)在剪切下快速混入O. 02%稀藻酸鈉。沒(méi)有觀察到絮凝物。試驗(yàn)3在I升海水中加入小份白粘土以實(shí)現(xiàn)目視渾濁。pH最初為7. 9。pH升至峰值10. 3，此時(shí)在該峰的前幾秒內(nèi)在剪切下快速混入O. 02%稀藻酸鈉。觀察到立即形成絮凝物。試驗(yàn)4在I升海水中加入小份白粘土以實(shí)現(xiàn)目視渾濁。pH最初為7. 9。pH升至峰值10. 3，此時(shí)在加入NaOH的同時(shí)在剪切下快速混入O. 02%稀藻酸鈉。觀察到立即形成絮凝物。 試驗(yàn)5在I升海水中加入小份白粘土以實(shí)現(xiàn)目視渾濁。pH最初為7. 9。在將pH升至峰值10. 3之前幾秒在剪切下混入如前述實(shí)施例中的藻酸鈉。觀察到立即形成絮凝物。試驗(yàn)6通過(guò)包含O. 02%水稀釋的藻酸鈉計(jì)量站的處理裝置加工海上油田的采出水。ProPure MlOO靜態(tài)在線混合器將該溶液與I. 5立方米/小時(shí)的采出水流瞬時(shí)混合。壓力恒定5巴。Ca++含量為800ppm，并在該水中存在高CO2和HCO3含量。預(yù)先向水中加入阻垢劑以及緩蝕劑。在收集的樣品中沒(méi)有觀察到絮凝物形成。含有5ppm藻酸鈉溶液的I升瓶在灌裝時(shí)在取樣點(diǎn)下?lián)u振。獲得從5巴到大氣壓的壓降。觀察到立即和強(qiáng)的絮凝物形成。試驗(yàn)7重新安排實(shí)施例6中所述的采出水試驗(yàn)以包括用于NaOH并直接用法蘭連接在藻酸鈉混合器前方的附加ProPure MlOO在線混合器。采出水的pH為6. 9，另外含有烴和與試驗(yàn)6中類似的添加劑。pH達(dá)到峰值10. 5并在13秒后自然降至7. O。在從pH峰開(kāi)始小于3秒內(nèi)，藻酸鈉在第二混合器中反應(yīng)。觀察到含有烴的即時(shí)的強(qiáng)絮凝物，其容易在緊湊型浮選裝置中分離。試驗(yàn)4每天改變的海上污水在海岸處理設(shè)施每天滿載試驗(yàn)(full scale teSted)5個(gè)月。試驗(yàn)裝直包括步驟通過(guò)尚心栗在連續(xù)流中混入NaOH引發(fā)pH峰，在2秒后混入200ppm操酸鈉，然后立即，在處理純雨水的情況下作為保障，混入IOOOppm額外CaC12。所有混合在串聯(lián)的3個(gè)離心泵中進(jìn)行。從第一個(gè)泵到最后一個(gè)泵的混合所有成分的時(shí)間小于8秒。然后在Hiller 2相潷析器中分離固體，此后在潷析器后且在浮選前在該液體物流中再次加入5ppm藻酸鈉后，在浮選中分離殘留油。處理的水為含有少量油的雨水、其與鹽水、泥漿、皂和洗滌劑的混合物不等。該系統(tǒng)處理多達(dá)40%油基泥漿和60%水，復(fù)雜結(jié)合的甲酸鉀和甲酸鈉的飽和鹽水，和1000至IOOOOppm的Ca++含量，所有這些都每天改變。HC03的含量在95%的時(shí)間都極高，在該水中存在大量阻垢劑。試驗(yàn)表明，只有使用本發(fā)明的方法才能處理該水。本發(fā)明的方法以10立方米/小時(shí)的流量試驗(yàn)5個(gè)月，一旦pH達(dá)到峰值10. 5接著在引入pH峰后在8秒內(nèi)計(jì)量加入藻酸鈉和計(jì)量加入CaCl2，絮凝就不會(huì)失敗。此外發(fā)現(xiàn)，在浮選前在潷析器后嘗試計(jì)量加入藻酸鈉時(shí)，最初沒(méi)有獲得絮凝。從初始PH峰開(kāi)始的時(shí)間則為I分鐘。引入第二 ProPure MlOO混合器并引發(fā)第二 pH峰、接著在該峰緩沖之前的幾秒時(shí)間范圍內(nèi)計(jì)量加入藻酸鈉也在浮選池之前產(chǎn)生優(yōu)異絮凝。這表明，在從第一 pH峰結(jié)束緩沖后計(jì)量加入藻酸鈉不起作用，但引入另一峰并在該峰的幾秒時(shí)間范圍內(nèi)計(jì)量加入獲得良好結(jié)果。該方法結(jié)束時(shí)的pH等于水中的初始pH，NaOH的消耗可忽略不計(jì)。試驗(yàn)5含有60/40水/油比的10立方米污染的廢油基鉆探泥漿具有13%細(xì)粒形式的干固體含量。該泥漿使水/固體和油保持在穩(wěn)定乳液中。首先通過(guò)rpm 3900的2相漢析器以3立方米/小時(shí)加工該泥衆(zhòng)以分離該2相固 體和油/水。發(fā)生差分離且?guī)缀鯖](méi)有除去固體。其次通過(guò)包含2個(gè)rpm 3500的離心泵的混合滑道以3立方米/小時(shí)加工該泥衆(zhòng)，其中首先計(jì)量加入200ppm能用鉀和Ca2+連接/交聯(lián)的角叉菜膠,并計(jì)量加入IOOOppmCaC12。這兩個(gè)混合點(diǎn)之間的停留時(shí)間為4秒。在如第一試驗(yàn)中所述的潷析器中直接加工該泥漿。發(fā)生差分離且?guī)缀鯖](méi)有除去固體。第三，通過(guò)包含3個(gè)rpm 3500的離心泵的混合滑道以3立方米/小時(shí)加工該泥漿，其中首先用NaOH獲得10. 5的pH峰，然后計(jì)量加入200ppm能用鉀和Ca2+連接/交聯(lián)的角叉菜膠，第三計(jì)量加入IOOOppm CaC12。這三個(gè)混合點(diǎn)之間的停留時(shí)間為8秒。在如第一和第二試驗(yàn)中所述的潷析器中直接加工該泥漿。發(fā)生優(yōu)異分離且?guī)缀醭ニ泄腆w。水/油相在浮選中非常容易分離，沒(méi)有固體殘留。該試驗(yàn)表明，泥漿中存在的鉀和在泥漿中添加的Ca2+連接/交聯(lián)了角叉菜膠。最后實(shí)施與上文相同的程序，不同之處在于添加Ca2+。仍發(fā)生優(yōu)異分離并除去幾乎所有固體。水/油相在浮選中非常容易分離，沒(méi)有固體殘留。該最后試驗(yàn)表明，泥漿中存在的受抑制的鉀和Ca2+在pH峰過(guò)程中離解且本發(fā)明的方法非常有效。表I采出水
總計(jì) Na Cl Ca K HC03 SrBa Hg
Is/L! ig/Ll [g/L| |g/L! |g/L| [ /L| [ /L| |g/L|
Statfj ord24.642 8.64 14,3 0.3 ().19 1.10.05 0.62
水中的鹽含量表2C02溶解度vs壓力
權(quán)利要求
1.從連續(xù)液體物流中除去有機(jī)和/或無(wú)機(jī)污染物的方法，其中能夠連接/交聯(lián)水膠體的陽(yáng)離子的至少一個(gè)化合價(jià)被HCO3' HSO3' HS04或可用于結(jié)合OH基團(tuán)的其它陰離子中的一個(gè)或多個(gè)占據(jù)，其特征在于借助引入的PH峰或引入的壓降使所述連接/交聯(lián)陽(yáng)離子從它們被HCO3' HSO3' HS04或可用于結(jié)合OH基團(tuán)的其它陰離子占據(jù)中釋放出來(lái)以變成與它們各自的陰離子一起100%離解，并且在pH峰或壓降中，在pH峰后獲得完全緩沖之前或在壓降后恢復(fù)離子平衡之前，用離解的陽(yáng)離子連接/交聯(lián)添加并與所述液體物流中的污染物接觸的水膠體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的方法，其特征在于所述水膠體在pH提高過(guò)程之中/之后幾秒時(shí)間范圍內(nèi)在緩沖已發(fā)生至不再可為水膠體提供足以連接/交聯(lián)的量的離解陽(yáng)離子的程度之前或在連續(xù)液體物流中壓降后幾秒內(nèi)恢復(fù)離子平衡之前反應(yīng)以連接/交聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2的方法，其特征在于水膠體在計(jì)量并混入連續(xù)液體物流中之前溶解在淡水中，或以作為粉末懸浮在不溶解所述水膠體的流體中的漿料形式計(jì)量并混入連續(xù)液體物流中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3的方法，其特征在于通過(guò)在連續(xù)液體物流中計(jì)量并瞬時(shí)混入NaOH, K0H、Ca (OH) 2或其混合物之一來(lái)使pH優(yōu)選升至10. 5的峰值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4的方法，其特征在于在不存在連接/交聯(lián)陽(yáng)離子的情況下，在引入pH峰之前、之中或之后加入此類陽(yáng)離子，但在完成pH緩沖之前或在壓降后恢復(fù)離子平衡之前在幾秒時(shí)間范圍內(nèi)可供交聯(lián)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5的方法，其特征在于pH峰添加劑、水膠體添加劑和任選額外的交聯(lián)陽(yáng)離子添加劑的混合機(jī)構(gòu)布置在輸送連續(xù)液體物流的管道中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6的方法，其特征在于布置所述混合機(jī)構(gòu)以在足量的能夠交聯(lián)水膠體的陽(yáng)離子由于PH峰而釋放它們的化合價(jià)的時(shí)間范圍內(nèi)混合并使所有所述添加劑反應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7的方法，其特征在于閥提供壓降并布置混合機(jī)構(gòu)以在足量的能夠交聯(lián)水膠體的陽(yáng)離子由于HC03平衡被推向左側(cè)而釋放它們的化合價(jià)的時(shí)間范圍內(nèi)和在連續(xù)液體物流中恢復(fù)離子平衡之前混合并使水膠體和任選添加的交聯(lián)陽(yáng)離子反應(yīng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8的方法用于交聯(lián)與連續(xù)液體物流中的污染物接觸的水膠體、接著機(jī)械分離和/或浮選和/或沉降交聯(lián)的絮凝物的用途。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-8的方法在來(lái)自油氣工業(yè)的采出水排放入海之前用于絮凝接著機(jī)械分離或浮選其中的污染物的用途。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-8的方法在來(lái)自油氣工業(yè)的污水排放入海之前用于絮凝接著機(jī)械分離或浮選其中的污染物的用途。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-8的方法用于絮凝接著機(jī)械分離或浮選來(lái)自油氣工業(yè)的完井液中的污染物的用途。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-8的方法用于絮凝接著機(jī)械分離來(lái)自油氣工業(yè)的廢鉆探泥漿中的污染物的用途。
全文摘要
本發(fā)明描述了使用水膠體從連續(xù)液體物流中除去有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物的方法，其中該水的化學(xué)組成抑制用于連接/交聯(lián)水膠體的反應(yīng)物。該方法包括活化液體物流中存在的所述反應(yīng)物并使它們與已與污染物附著的水膠體反應(yīng)的步驟，此后絮凝物的形成允許分離。還描述了該方法的用途。
文檔編號(hào)C02F1/52GK102811954SQ201180011441
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2011年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月19日
發(fā)明者A·M·耶里坎加斯 申請(qǐng)人:索爾博水技術(shù)公司