Xử lý tách dầu ở thể nhũ tương trong nước thải nhiễm dầu bằng phương pháp vi sóng điện từ và tuyển nổi áp lực

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Lê Thị Phượng XỬ LÝ TÁCH DẦU Ở THỂ NHŨ TƯƠNG TRONG NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP VI SÓNG ĐIỆN TỪ VÀ TUYỂN NỔI ÁP LỰC (DAF) KẾT HỢP HỆ HÓA PHẨM PHÁ NHŨ CHUYÊN DỤNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HOÁ HỌC Hà Nội - 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Lê Thị Phượng XỬ LÝ TÁCH DẦU Ở THỂ NHŨ TƯƠNG TRONG NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP VI SÓNG ĐIỆN TỪ VÀ TUYỂN NỔI ÁP LỰC (DAF) KẾT HỢP HỆ HÓA PHẨM PHÁ NHŨ CHUYÊN DỤNG Chuyên ngành: Mã số: Kỹ thuật hóa học 62443501 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HOÁ HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS TS ĐÀO VĂN TƯỜNG TS NGUYỄN ĐỨC HUỲNH Hà Nội - 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu Các kết luận án trung thực chưa công bố công trình tác giả khác Hà Nội, ngày tháng TM Tập thể hướng dẫn Nghiên cứu sinh GS.TS Đào Văn Tường Lê Thị Phượng năm 2015 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến GS TS Đào Văn Tường, TS Nguyễn Đức Huỳnh trực tiếp hướng dẫn, đạo nghiên cứu khoa học giúp đỡ trình thực luận án Tôi xin chân thành cảm ơn Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Viện đào tạo Sau Đại học tạo điều kiện, giúp đỡ trình thực luận án Tôi xin chân thành cảm ơn thày cô giáo Bộ môn Công nghệ Hữu – Hoá dầu giảng dạy hướng dẫn khoa học cho tôi, giúp đỡ hoàn thành luận án Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Tập đoàn Dầu khí Việt Nam (PVN), Ban lãnh đạo Viện dầu khí Việt Nam (VPI), Trung tâm ứng dụng chuyển giao công nghệ - Viện Dầu khí, Trung Tâm nghiên cứu ứng dụng dịch vụ kỹ thuật - Chi nhánh tổng công ty dung dịch khoan hóa phẩm dầu khí (DMC) đồng nghiệp tạo điều kiện, động viên giúp đỡ trình thực luận án Cuối cùng, xin dành lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình bạn bè thân thiết, người bên cạnh, ủng hộ, động viên giúp đỡ chặng đường Xin chân thành cảm ơn! Nghiên cứu sinh Lê Thị Phượng MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU/NƯỚC KHAI THÁC TRONG CÔNG NGHIỆP KHAI THÁC DẦU KHÍ VÀ QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH NHŨ TƯƠNG TRONG NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU/NƯỚC KHAI THÁC 1.1.1 Ảnh hưởng nước khai thác tới môi trường 1.1.2 Khối lượng nước khai thác 1.2 NHŨ TƯƠNG DẦU MỎ 1.2.1 Quá trình hình thành loại nhũ tương dầu mỏ 1.2.2 Độ bền nhũ tương 1.2.2.1 Độ bền động học (sa lắng) 1.2.2.2 Độ bền tập hợp 1.3 CÔNG NGHỆ XỬ LÝ TÁCH DẦU Ở THỂ NHŨ TƯƠNG TRONG NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU 10 1.3.1 Các yếu tố định lựa chọn công nghệ xử lý nước thải nhiễm dầu .10 1.3.1.1 Nồng độ dầu nước thải nhiễm dầu 10 1.3.1.2 Mục đích việc xử lý nước thải nhiễm dầu 11 1.3.2 Công nghệ xử lý tách dầu nước thải nhiễm dầu .12 1.3.2.1 Các công nghệ xử lý tách dầu phổ biến 12 1.3.2.2 Xử lý nước thải nhiễm dầu phương pháp vi sóng điện từ 12 1.3.2.3 Xử lý nước thải nhiễm dầu công nghệ tuyển 18 1.4 SO SÁNH LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ XỬ LÝ TÁCH DẦU Ở THỂ NHŨ TƯƠNG TRONG NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU 23 1.4.1 So sánh phương pháp xử lý 23 1.4.2 Phân cấp lựa chọn công nghệ xử lý 24 1.4.3 Lựa chọn công nghệ để xử lý thu hồi dầu thể nhũ tương nước khai thác 27 1.5 HỆ HÓA PHẨM HỖ TRỢ PHÁ NHŨ 29 1.5.1 Các tính hoạt động hệ hóa phẩm hỗ trợ phá nhũ 29 1.5.2 Khái niệm chất hoạt động bề mặt 29 1.5.2.1 Khái niệm chung .29 1.5.2.2 Phân loại chất hoạt động bề mặt 30 1.5.3 Các hệ hóa phẩm sinh học 31 1.5.4 Thành phần hệ hóa phẩm 31 1.5.5 Các tác động hệ hóa phẩm 31 1.5.6 Cơ chế phá nhũ 32 1.6 ĐỊNH HƯỚNG NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN 35 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 36 2.1 CHẾ TẠO CÁC MẪU NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU DẠNG NHŨ TƯƠNG DẦU/NƯỚC TỪ DẦU THÔ BẠCH HỔ 36 2.1.1 Tiến hành tạo mẫu nhũ tương dầu/nước từ dầu thô Bạch Hổ 36 2.1.2 Kiểm tra độ bền nhũ tương phương pháp ly tâm siêu tốc 37 2.1.3 Xác định kích thước hạt nhũ tương hiển vi điện tử truyền qua (TEM) 38 2.2 KHẢO SÁT HIỆU SUẤT XỬ LÝ TÁCH DẦU Ở THỂ NHŨ TƯƠNG TRONG NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP VI SÓNG ĐIỆN TỪ .38 2.2.1 Sơ đồ khối chức thiết bị vi sóng điện từ .38 2.2.2 Khảo sát hiệu suất xử lý tách dầu thiết bị vi sóng điện từ 39 2.2.2.1 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất tách dầu 40 2.2.2.2 Khảo sát ảnh hưởng thời gian chiếu xạ đến hiệu suất tách dầu 40 2.2.2.3 Khảo sát ảnh hưởng công suất chiếu xạ đến hiệu suất tách dầu 41 2.2.2.4 Khảo sát ảnh hưởng pH đến hiệu suất tách dầu 41 2.2.2.5 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng dầu NTND đến hiệu suất tách dầu 41 2.3 CHẾ TẠO HỆ HÓA PHẨM HỖ TRỢ PHÁ NHŨ TỪ MỠ CÁ BA SA ĐỂ XỬ LÝ TÁCH DẦU CHO PHƯƠNG PHÁP TUYỂN NỔI ÁP LỰC 42 2.3.1 Chế tạo methyl este từ acid béo mỡ cá ba sa 43 2.3.1.1 Chế tạo hệ vật liệu xúc tác dị thể MgO-ZrO2/γ-Al2O3 .43 2.3.1.2 Các phương pháp hóa-lý xác định tính chất đặc trưng xúc tác 45 2.3.1.3 Khảo sát đặc trưng sản phẩm methyl este 48 2.3.2 Tổng hợp acid alkyl hydroxamic từ methyl este mỡ cá ba sa .48 2.3.2.1 Hóa chất 48 2.3.2.2 Phản ứng amid hoá 48 2.3.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ thời gian đến giảm giá trị số este 49 2.3.2.4 Xác định hiệu suất phản ứng qua phương pháp đánh giá giá trị số este .49 2.3.2.5 Đánh giá sản phẩm acid alkyl hydroxamic phổ hồng ngoại (IR) 49 2.3.3 Chế tạo hệ hóa phẩm hỗ trợ phá nhũ .49 2.3.3.1 Xác định hàm lượng dầu NTND thông qua phép đo độ đục 49 2.3.3.2 Các hóa phẩm sử dụng thực nghiệm 50 2.3.3.3 Xác định tỷ lệ tối ưu acid alkyl hydroxamic methyl este 51 2.3.3.4 So sánh hiệu tách dầu hệ hóa phẩm phá nhũ tổng hợp từ acid alkyl hydroxamic methyl este mỡ cá ba sa với hệ hóa phẩm phá nhũ hãng BASF 51 2.3.3.5 Đánh giá hiệu tách dầu hệ hóa phẩm hỗ trợ phá nhũ từ mỡ cá ba sa kết hợp với hệ hóa phẩm phá nhũ Alcomer 7125 hãng BASF .51 2.4 KHẢO SÁT HIỆU SUẤT XỬ LÝ TÁCH DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP TUYỂN NỔI ÁP LỰC KẾT HỢP HỆ HÓA PHẨM CHẾ TẠO TỪ MỠ CÁ BA SA 52 2.4.1 Sơ đồ khối hệ thống thiết bị tuyển 52 2.4.2 Khảo sát hiệu suất xử lý tách dầu 52 2.4.2.1 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng hệ hóa phẩm 53 2.4.2.2 Khảo sát ảnh hưởng pH nước thải nhiễm dầu .53 2.4.2.3 Khảo sát ảnh hưởng thời gian tách .53 2.4.2.4 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng dầu nước thải nhiễm dầu 54 2.5 XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUANG PHỔ HUỲNH QUANG CỰC TÍM RF-1501 .54 2.5.1 Các yếu tố ảnh hưởng .54 2.5.2 Thiết bị, dụng cụ .55 2.5.3 Hóa chất 55 2.5.4 Quy trình phân tích 55 CHƯƠNG 58 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 58 3.1 CHẾ TẠO CÁC MẪU NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU DẠNG NHŨ TƯƠNG DẦU/NƯỚC TỪ DẦU THÔ BẠCH HỔ 58 3.1.1 Các đặc trưng lý-hóa dầu thô Bạch Hổ 58 3.1.2 Các đặc trưng lý-hóa nước biển dùng để chế tạo mẫu nhũ tương dầu/nước 59 3.1.3 Kiểm tra độ bền nhũ tương dầu/nước .59 3.1.4 Kiểm tra kích thước hạt nhũ phương pháp hiển vi điện tử truyền qua (TEM) 61 3.2 KHẢO SÁT HIỆU SUẤT XỬ LÝ TÁCH DẦU Ở THỂ NHŨ TƯƠNG TRONG NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP VI SÓNG ĐIỆN TỪ .62 3.2.1 Khảo sát hiệu suất xử lý tách dầu phương pháp vi sóng điện từ .62 3.2.1.1 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất tách dầu 62 3.2.1.2 Khảo sát ảnh hưởng thời gian chiếu xạ đến hiệu suất tách dầu 64 3.2.1.3 Khảo sát ảnh hưởng công suất chiếu xạ đến hiệu suất tách dầu .65 3.2.1.4 Khảo sát ảnh hưởng pH đến hiệu suất tách dầu .67 3.2.1.5 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng dầu nhũ tương đến hiệu suất tách dầu 69 3.3 CHẾ TẠO HỆ HÓA PHẨM HỖ TRỢ PHÁ NHŨ TỪ MỠ CÁ BA SA ĐỂ XỬ LÝ TÁCH DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP TUYỂN NỔI ÁP LỰC 73 3.3.1 Chế tạo methyl este từ acid béo mỡ cá ba sa 73 3.3.1.1 Khảo sát tính chất hệ vật liệu xúc tác cho phản ứng este hóa chéo acid béo từ mỡ cá ba sa .73 3.3.1.2 Khảo sát đặc trưng sản phẩm methyl este 80 3.3.2 Tổng hợp acid alkyl hydroxamic từ methyl este mỡ cá ba sa .83 3.3.2.1 Ảnh hưởng nhiệt độ thời gian đến giảm giá trị số este 83 3.3.2.2 Khảo sát sản phẩm acid alkyl hydroxamic phổ hồng ngoại (IR) .84 3.3.3 Chế tạo hệ hóa phẩm hỗ trợ phá nhũ .85 3.3.3.1 Xác định tỷ lệ tối ưu acid alkyl hydroxamic methyl este 85 3.3.3.2 So sánh hiệu tách dầu hệ hóa phẩm phá nhũ tổng hợp từ acid alkyl hydroxamic methyl este mỡ cá ba sa với hệ hóa phẩm phá nhũ hãng BASF 86 3.3.3.3 Đánh giá hiệu tách dầu hệ hóa phẩm hỗ trợ phá nhũ từ mỡ cá ba sa kết hợp với hệ hóa phẩm phá nhũ Alcomer 7125 hãng BASF .87 3.4 KHẢO SÁT CÁC ĐIỀU KIỆN ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU SUẤT XỬ LÝ TÁCH DẦU BẰNG PHƯƠNG PHÁP TUYỂN NỔI ÁP LỰC KẾT HỢP HỆ HÓA PHẨM CHẾ TẠO TỪ MỠ CÁ BA SA 88 3.4.1 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng hệ hóa phẩm 88 3.4.2 Khảo sát ảnh hưởng pH 90 3.4.3 Khảo sát ảnh hưởng thời gian tách .92 3.4.4 Khảo sát ảnh hưởng hàm lượng dầu 93 3.5 SO SÁNH HIỆU SUẤT TÁCH DẦU GIỮA PHƯƠNG PHÁP VI SÓNG ĐIỆN TỪ VÀ PHƯƠNG PHÁP TUYỂN NỔI 96 3.5.1 Hiệu suất tách dầu phương pháp tách vi sóng điện từ phương pháp tuyển áp lực .96 3.5.2 So sánh lựa chọn công nghệ vi sóng điện từ công nghệ tuyển theo phương pháp xếp hạng bậc 99 3.5.2.1 So sánh ưu nhược điểm hai công nghệ vi sóng điện từ công nghệ tuyển 99 3.5.2.2 Xếp hạng cho hệ thống xử lý nước thải nhiễm dầu công nghệ vi sóng điện từ công nghệ tuyển 100 KẾT LUẬN 102 CÁC ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN .103 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT %kl Phần trăm khối lượng %V Phần trăm thể tích API American Petroleum Institute (Viện Dầu mỏ Hoa Kỳ) ASTM American Society for Testing and Material BET Brunauer-Emmentt-Teller DAF Dissolved Air Flotation (Tuyển áp lực) GC-MS Gas Chromatography Mass Spectroscopy (Sắc ký khí/khối phổ) HĐBM Hoạt động bề mặt HP Hóa phẩm NKT Nước khai thác NTND Nước thải nhiễm dầu IR Infrared (Phổ hồng ngoại) IUPAC International Union of Pure and Applied Chemistry (Hiệp hội Quốc tế Hóa học tinh khiết Hóa ứng dụng) TEM Transmission Electron Microscopy (Kính hiển vi điện tử truyền qua) TPD-NH3 Ammonia Temperature Programmed Desorption (Giải hấp chương trình nhiệt độ amoniac) v/p Vòng/phút XRD X-Ray Diffaction (Nhiễu xạ tia X) DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Thành phần hóa học tính chất hóa phẩm 50 Bảng 2.2 Số liệu xây dụng đường chuẩn máy quang phổ huỳnh quang cực tím RF-1501 55 Bảng 3.1 Các đặc trưng lý-hóa dầu thô Bạch Hổ 58 Bảng 3.2 Các đặc trưng lý-hóa nước biển dùng để chế tạo mẫu nhũ tương dầu/nước 59 Bảng 3.3 Kết đo độ bền nhũ tương mẫu nhũ chế tạo từ dầu thô Bạch Hổ mẫu NTND từ giàn khai thác dầu phương pháp ly tâm siêu tốc 60 Bảng 3.4 Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất tách dầu phương pháp vi sóng .62 Bảng 3.5 Ảnh hưởng thời gian chiếu xạ đến hiệu suất tách dầu phương pháp vi sóng 64 Bảng 3.6 Ảnh hưởng công suất chiếu xạ đến hiệu suất tách dầu phương pháp vi sóng 66 Bảng 3.7 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất tách dầu phương pháp vi sóng 68 Bảng 3.8 Ảnh hưởng hàm lượng dầu đến hiệu suất tách dầu phương pháp vi sóng 69 Bảng 3.9 Kết khảo sát mẫu MgO-ZrO2/γ-Al2O3 phương pháp XRD 75 Bảng 3.10 Kết xác định bề mặt riêng kích thước mao quản γ-Al2O3 phương pháp BET 75 Bảng 3.11 Kết xác định bề mặt riêng kích thước mao quản MgO-ZrO2/γ-Al2O3 phương pháp BET .76 Bảng 3.12 Diện tích bề mặt riêng kích thước mao quản γ-Al2O3 MgO-ZrO2/γAl2O3 77 Bảng 3.13 Dữ liệu TPD-NH3 mẫu γ-Al2O3 77 Bảng 3.14 Dữ liệu TPD-NH3 hệ xúc tác MgO-ZrO2/γ-Al2O3 78 Bảng 3.15 Ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất chuyển hóa phản ứng 81 Bảng 3.16 Thành phần cấu tử methyl este 81 Bảng 3.17 Ảnh hưởng thời gian nhiệt độ đến độ giảm giá trị số este 83 Bảng 3.18 So sánh đỉnh điển hình phổ hồng ngoại sản phẩm methyl este acid alkyl hydroxamic 84 Bảng 3.19 Kết đo độ đục (NTU) mẫu nhũ tương sau xử lý hệ hóa phẩm acid alkyl hydroxamic methyl este với tỉ lệ khối lượng khác 85 Bảng 3.20 Kết đo độ đục (NTU) mẫu nhũ tương dầu/nước sau xử lý hệ hóa phẩm khác .86 Bảng 3.21 Hiệu xử lý nước thải nhiễm dầu dạng nhũ tương hỗn hợp Alcomer 7125 hệ hóa phẩm phá nhũ từ mỡ cá ba sa 87 Bảng 3.22 Ảnh hưởng hàm lượng hệ hóa phẩm đến hiệu suất tách dầu phương pháp tuyển 88 Bảng 3.23 Ảnh hưởng pH nhũ tương đến hiệu suất tách dầu phương pháp tuyển 90 Bảng 3.24 Ảnh hưởng thời gian tách đến hiệu suất tách dầu phương pháp tuyển 92 Bảng 3.25 Ảnh hưởng hàm lượng dầu nhũ tương đến hiệu suất tách dầu phương Hàm lượng dầu Hàm lượng dầu lại (mg/L) Mẫu nhũ Vi sóng Tuyển (mg/L) Hiệu suất tách dầu (%) Vi sóng Tuyển 16 170,00 2,55 4,20 98,5 97,5 17 180,00 2,72 4,45 98,5 97,5 18 190,00 2,86 4,71 98,5 97,5 19 200,00 2,99 5,97 98,5 97,0 20 210,00 3,11 6,23 98,5 97,0 21 220,00 3,27 6,58 98,5 97,0 22 230,00 3,45 6,88 98,5 97,0 23 240,00 3,58 7,15 98,5 97,0 24 250,00 3,72 7,44 98,5 97,0 25 260,00 3,86 7,77 98,5 97,0 26 270,00 4,05 8,06 98,5 97,0 27 280,00 4,15 11,18 98,5 96,0 28 290,00 5,74 11,62 98,0 96,0 29 300,00 5,95 12,01 98,0 96,0 30 310,00 6,15 12,36 98,0 96,0 31 320,00 6,38 12,75 98,0 96,0 32 330,00 9,87 13,17 97,0 96,0 33 340,00 10,18 17,03 97,0 95,0 34 350,00 10,51 17,52 97,0 95,0 35 360,00 14,46 17,98 96,0 95,0 36 370,00 14,91 18,47 96,0 95,0 37 380,00 15,30 19,00 96,0 95,0 38 390,00 15,69 19,48 96,0 95,0 39 400,00 16,11 19,95 96,0 95,0 97 Hàm lượng dầu Hàm lượng dầu lại (mg/L) Mẫu nhũ Vi sóng Tuyển (mg/L) Hiệu suất tách dầu (%) Vi sóng Tuyển 40 410,00 16,41 20.38 96,0 95,0 41 420,00 21,08 42,00 95,0 90,0 42 430,00 21,55 43,03 95,0 90,0 43 440,00 22,13 44,03 95,0 90,0 44 450,00 22,52 67,47 95,0 85,0 45 460,00 23,24 69,01 95,0 85,0 46 470,00 23,47 70,50 95,0 85,0 Từ bảng 3.26 ta có đồ thị hình 3.29 so sánh hiệu suất tách dầu phương pháp vi sóng điện từ tuyển Hình 3.29 So sánh hiệu suất tách dầu phương pháp vi sóng điện từ tuyển Từ kết trình bày hình 3.29 đưa nhận xét sau: Hiệu suất tách dầu phương pháp vi sóng điện từ tuyển hiệu cho vùng nồng độ dầu NTND từ 20-470mg/L Chỉ có khác biệt nhỏ hiệu suất tách dầu phương pháp vùng nồng độ ban đầu vùng nồng độ cuối Ở vùng hàm lượng dầu 20-60mg/L hiệu suất tách phương pháp tuyển cao so với phương pháp vi sóng Điều có tác động trực tiếp hệ HP khoảng nồng độ thấp hệ nhũ tương phương pháp tuyển [87] Còn vùng nồng độ cuối, 420-470mg/L, hiệu suất tách phương pháp vi sóng trội so phương pháp tuyển ảnh hưởng thời thời gian đến hiệu suất tách dầu phương pháp vi sóng điện từ lớn so với phương pháp 98 tuyển [17, 27] Còn vùng nồng độ 70-410mg/L hiệu suất hai phương pháp tương đương Điều phù hợp với thông tin thu phần tổng quan chương rằng, phương pháp tuyển cho hiệu suất tách không tốt hàm lượng nhũ tương dầu/nước >500mg/L Vì vậy, xem hiệu suất tách dầu phương pháp tách vi sóng tương tự phương pháp tuyển truyền thống Việc so sánh hai phương pháp hoàn thiện xét thêm đến khía cạnh: Giá thành xử lý, mức độ phức tạp vận hành thiết bị yêu cầu bảo dưỡng thiết bị,…mà phương pháp xếp hạng bậc [24, 36, 43, 74] cho công nghệ vi sóng điện từ công nghệ tuyển thực phần 3.5.2 So sánh lựa chọn công nghệ vi sóng điện từ công nghệ tuyển theo phương pháp xếp hạng bậc Sau có kết thực nghiệm hai phương pháp tách vi sóng điện từ phương pháp tuyển nổi, tiêu chí: “Lựa chọn công nghệ xử lý tách dầu theo phương pháp xếp hạng bậc” đề cập chương vận dụng để phân loại tổng thể xếp hạng cho hệ thống xử lý NTND công nghệ vi sóng điện từ công nghệ tuyển [43, 55, 91] Cùng với kết thực nghiệm, tiêu chí quan trọng với kết thực nghiệm để so sánh hiệu suất xử lý tách dầu hai phương pháp, giúp đánh giá xác hiệu suất tách dầu hai công nghệ 3.5.2.1 So sánh ưu nhược điểm hai công nghệ vi sóng điện từ công nghệ tuyển Từ đồ thị hình 3.29, cho ta kết so sánh ưu nhược điểm công nghệ vi sóng điện từ công nghệ tuyển bảng 3.27 Bảng 3.27 So sánh ưu nhược điểm công nghệ vi sóng điện từ công nghệ tuyển So sánh Vi sóng điện từ Tuyển Ưu điểm - Trong vùng nồng độ dầu 20-470mg/L - Trong vùng nồng độ dầu 20hiệu suất tách tốt, đạt 94,0-98,5% 150mg/L hiệu suất tách cao, đạt 98% - Không có quán tính nhiệt - Thời gian tách (trích ly) nhanh, sản phẩm - Hoạt động liên tục tách chất lượng cao - Phạm vi ứng dụng rộng rãi - Có tác dụng đặc biệt với phân tử - Chi phí đầu tư vận hành không phân cực lớn, thiết bị đơn giản - Vận hành thiết bị đơn giản, tự động, - Vận tốc lớn vận tốc lắng, nhân công thu hồi cặn, tạp chất - Sinh lợi nhiều, rút ngắn thời gian hoàn - Tuyển kèm theo thổi khí, vốn làm giảm nồng độ chất HĐBM - Không để lại tượng ô nhiễm thứ cấp chất dễ bị oxy hóa - Dễ dàng lắp đặt gần với nguồn phát sinh nhũ tương nên việc xử lý nhanh chóng 99 So sánh Nhược điểm Vi sóng điện từ Tuyển - Nhiệt độ sôi dung môi đạt - Trọng lượng hạt thường nhanh, dễ gây nổ không lớn, thường khoảng 0,2 đến 1,5mm - Phụ thuộc vào số lượng bọt khí nên đòi hỏi kích thước bọt khí ổn định - Cần thêm hệ HP 3.5.2.2 Xếp hạng cho hệ thống xử lý nước thải nhiễm dầu công nghệ vi sóng điện từ công nghệ tuyển Dựa vào tiêu chí đề “Lựa chọn công nghệ xử lý tách dầu theo phương pháp xếp hạng bậc” lập bảng xếp hạng bậc cho công nghệ vi sóng điện từ công nghệ tuyển đây: Bảng 3.28 Xếp hạng bậc cho công nghệ vi sóng điện từ công nghệ tuyển Số bước Chỉ tiêu Vi sóng điện từ Tuyển Bước % loại bỏ chất bẩn >95; Xếp hạng: (dầu) >95; Xếp hạng: Bước Mức độ tiêu thụ Tương đối thấp; Xếp hạng: nguồn lực Trung bình; Xếp hạng: Bước Có yêu cầu xử lý Mức một: điều chỉnh pH, làm phụ trước sau mềm nước, thêm hóa chất, loại xử lý bỏ chất rắn lơ lửng, loại dầu, lọc cát…Xếp hạng: Mức một: điều chỉnh PH, làm mềm nước, thêm hóa chất, loại bỏ chất rắn lơ lửng, loại dầu, lọc cát…Xếp hạng: Bước Độ ổn định công Chu kỳ tự động bơm đơn giản Chu kỳ tự động bơm đơn nghệ xử lý cần phải điều chỉnh giản cần phải điều chỉnh Xếp hạng: Xếp hạng: Bước Khả di chuyển Có khả di chuyển hoàn Có khả di chuyển công nghệ toàn Xếp hạng: phần Xếp hạng: 1.5 xử lý Bước Mức độ nhiễm bẩn Trung bình: amoniac, ion nước thải cứng, BTEX, khí hòa tan, hạt dầu nhỏ, ion kim loại… Trung bình: amoniac, ion cứng, BTEX, khí hòa tan, hạt dầu nhỏ, ion kim loại… TDS: 5.000-10.000mg/L TDS: 5.000-10.000mg/L TOC, TPH: > 30-100mg/L TOC, TPH: >30-100mg/L Xếp hạng: Xếp hạng: 100 Bước cuối Tính toán phân cấp tổng thể dựa tiêu chí phân cấp Sau đánh giá bậc bước bước, công thức cuối mô tả sau dùng để tính toán phân cấp tổng thể Thứ hạng cao công nghệ xử lý với bậc cao khẳng định có hiệu suất tốt, có tính kinh tế tính linh hoạt cao thứ hạng thấp thang điểm Công thức phân cấp tổng thể là: [(bước + bước + bước + bước + bước 5)] (3.3) bước Dựa vào kết bảng xếp hạng bước (bảng 3.28) tính toán cụ thể cho phân cấp tổng thể cho công nghệ vi sóng điện từ tuyển bảng 3.29 Bảng 3.29 Phân cấp tổng thể cho công nghệ vi sóng điện từ tuyển Công nghệ vi sóng điện từ Công nghệ tuyển kết hợp chất phá nhũ Bước 1: Hiệu suất thu hồi (chất nhiễm bẩn) 5 Bước 2: Mức tiêu hao nguồn lực Bước 3: Yêu cầu tiền xử lý 4 Bước 4: Độ ổn định hệ thống xử lý 3 Bước 5: Khả di chuyển thiết bị xử lý 1.5 Bước 6: Mức độ nhiễm bẩn dòng thải 4 4,750 4,125 Chỉ tiêu Xếp hạng tổng thể Kết cho thấy, hiệu suất tách dầu công nghệ vi sóng điện từ tuyển tốt cho vùng hàm lượng dầu NTND từ 20-470mg/L Chỉ có khác biệt nhỏ hiệu suất tách hai công nghệ tách dầu vùng nồng độ ban đầu vùng nồng độ cuối Ở vùng hàm lượng dầu từ 20-60mg/L hiệu suất tách công nghệ tuyển cao không đáng kể so với công nghệ vi sóng, vùng nồng độ cuối từ 420-470mg/L hiệu suất tách công nghệ vi sóng trội tuyển Cả hai công nghệ vi sóng điện từ tuyển công nghệ hữu hiệu quan trọng cho việc xử lý NTND nói riêng nước thải nói chung, công nghệ vi sóng điện từ hiệu công nghệ tuyển mức tiêu hao nguồn lực khả di chuyển thiết bị xử lý 101 KẾT LUẬN Đã chế tạo mẫu nhũ tương dầu/nước từ dầu thô Bạch Hổ nước biển; hàm lượng dầu nhũ từ 20-470mg/L (mỗi mẫu cách 10mg/L); nhũ tương có độ bền kích thước hạt tương tự mẫu nhũ tương tồn NTND tự nhiên, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cho thí nghiệm luận án Nghiên cứu xử lý tách dầu phương pháp vi sóng điện từ: Khảo sát thông số ảnh hưởng đến hiệu tách dầu tìm điều kiện tối ưu với mẫu nhũ có hàm lượng dầu 150mg/L là: Thời gian tách 40giây; Công suất thiết bị tách vi sóng 1,5KW; Nhiệt độ tách dầu 55oC; pH mẫu Với điều kiện hiệu tách dầu đạt 98,5%; Đánh giá hiệu tách dầu điều kiện tối ưu với mẫu có hàm lượng dầu từ 20-470mg/L cho hiệu tách từ 94-98,5% Từ xác định vùng hàm lượng dầu tối ưu phương pháp vi sóng điện từ 110-280mg/L cho hiệu tách 98,5% Đã nghiên cứu tổng hợp hệ hóa phẩm hỗ trợ phá nhũ thân thiện môi trường từ mỡ cá ba sa với nội dung: Điều chế hệ vật liệu xúc tác dị thể MgO-ZrO2/γAl2O3; Điều chế methyl este qua phản ứng este chéo hóa mỡ cá ba sa với methanol sử dụng xúc tác dị thể MgO-ZrO2/γ-Al2O3, chất lượng methyl este đảm bảo để chế tạo acid alkyl hydroxamic làm nguyên liệu cho hệ HP; Acid alkyl hydroxamic điều chế từ methyl este với hydroxylamin; Đã thiết lập công thức phối trộn hệ hóa phẩm hai thành phần acid alkyl hydroxamic/methyl este với tỷ lệ (khối lượng) 1:10 cho hiệu tách dầu cao hệ HP cho hiệu tách dầu NTND mức trung bình so sánh với hệ HP nhập ngoại hãng BASF; Đã nghiên cứu kết hợp hệ hóa phẩm cho hiệu tách dầu tốt với hệ hóa phẩm hãng BASF (Alcomer 7125) tìm tỷ lệ (khối lượng) tối ưu 4:1 độ giảm độ đục cao (56,5%), tăng gần 40% so với dùng Alcomer 7125 Nghiên cứu xử lý tách dầu phương pháp tuyển nổi; Khảo sát thông số ảnh hưởng đến hiệu tách dầu tìm điều kiện tối ưu với mẫu nhũ có hàm lượng dầu 150mg/L là: Hàm lượng hệ hóa phẩm từ mỡ cá ba sa 15mg/L; pH mẫu 7; Thời gian tách: 50phút Với điều kiện hiệu tách dầu đạt 98% Đánh giá hiệu tách dầu điều kiện tối ưu với mẫu có hàm lượng dầu từ 20-470mg/L cho hiệu tách từ 85-98% Từ xác định vùng hàm lượng dầu tối ưu phương pháp tuyển 20-150mg/L cho hiệu tách 98% Đã so sánh hiệu suất tách dầu hai công nghệ vi sóng điện từ tuyển nổi: Hiệu suất tách dầu hai công nghệ hiệu vùng hàm lượng dầu NTND từ 20 đến 470mg/L; vùng nồng độ nhỏ 20-60mg/L, công nghệ tuyển đạt hiệu suất tách 98%, công nghệ vi sóng đạt 94-97%; vùng từ 420 đến 470mg/L, công nghệ vi sóng đạt hiệu suất tách 95%, công nghệ tuyển đạt 85-90% Cả hai công nghệ vi sóng điện từ tuyển công nghệ hữu hiệu quan trọng cho việc xử lý NTND nói riêng nước thải nói chung Công nghệ vi sóng điện từ hiệu công nghệ tuyển mức tiêu hao nguồn lực khả di chuyển thiết bị xử lý 102 CÁC ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN Đã nghiên cứu, khảo sát tìm điều kiện tối ưu để xử lý tách dầu dạng nhũ tương NTND có nguồn gốc dầu thô Bạch Hổ công nghệ vi sóng điện từ tuyển Đã chế tạo hệ hóa phẩm sinh học thân thiện môi trường từ mỡ cá ba sa Việt Nam hệ xúc tác MgO-ZrO2/γ-Al2O3, phù hợp với tính chất paraffinic dầu thô Bạch Hổ đánh giá tìm tỷ lệ tối ưu cho hiệu tách dầu hệ HP Đã nghiên cứu kết hợp hệ hóa phẩm chế tạo từ mỡ cá ba sa với hệ hóa phẩm Alcomer 7125 hãng BASF tìm tỷ lệ cho hiệu tách dầu cao Kết ban đầu mở triển vọng thay phần hệ HP nhập ngoại ngành dầu khí Việt Nam mở hướng nghiên cứu nhằm nâng cao hiệu xử lý tách dầu hệ HP ngành công nghiệp dầu khí Việt Nam Đề xuất ứng dụng phương pháp “So sánh lựa chọn công nghệ xử lý tách dầu theo phương pháp xếp hạng bậc” giúp so sánh ưu nhược điểm hai công nghệ vi sóng điện từ tuyển luận án chuẩn xác, mở triển vọng ứng dụng phương pháp cho đơn vị sản xuất ngành dầu khí 103 TÀI LIỆU THAM KHẢO I TÀI LIỆU TIẾNG VIỆT [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] Bùi Thị Bửu Huê, Hà Thanh Mỹ Phương (2010) Tổng hợp Alkanolamit Alkanediamit từ Oleic Axit Tạp chí Hóa Học, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, 4B, tr 75 Đào Thị Hải Hà, Hoàng Linh, Lương Văn Tuyên (2013) Tổng hợp phụ gia giảm nhiệt độ đông đặc cho dầu thô nhiều paraffin mỏ Bạch Hổ khai thác vận chuyển ester polytriethanolamine Tạp chí Dầu khí 5/2013 Lê Thị Thanh Hương (2011) Nghiên cứu tổng hợp biodiesel phản ứng ancol phân mỡ cá đồng sông Cửu Long xúc tác axit bazơ Trường đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh Lưu văn Bôi (2008) Nghiên cứu, chế tạo phụ gia giảm nhiệt độ đông đặc dầu thô Việt Nam giàu paraffin Mã số đề tài: ĐTĐL 2003/05.2008 Lưu Thị Kiều Oanh, Trần Thanh Thảo Bùi Thị Bửu Huê (2010) Biến đổi cấu trúc mỡ cá tra, cá basa ứng dụng tổng hợp mỡ bôi trơn sinh học Tạp chí Khoa học, Trường Đại học Cần Thơ, 15a, tr 28-37 Ngô Thị Ngọc Hân, Bùi Thị Bửu Huê (2010) Tổng hợp mỡ bôi trơn sinh học từ mỡ cá tra, cá basa dầu ăn qua sử dụng Tạp chí Khoa Học, Trường Đại Học Cần Thơ, 13.2010, tr 20-28 Nguyễn Hồng Quân, Nguyễn Thị Vân Anh cộng (2012) Nghiên cứu tổng hợp chất phá nhũ (hệ hóa phẩm phá nhũ tương dầu/nước) để xử lý nước nhiễm dầu công nghiệp khai thác Dầu khí Báo cáo tổng kết đề tài cấp ngành Dầu khí Việt Nam, 10.2012 Nguyễn Việt Anh, Nguyễn Mạnh Hùng, Vũ Thị Minh Thanh (2013) Kết nghiên cứu công nghệ xử lý nước cấp-Tuyển áp lực Tập chí Khoa học Công nghệ, Xây dựng, 15/3.2013 Nguyễn Văn Ngọ (2008) Nghiên cứu chế tạo phụ gia giảm nhiệt độ đông đặc, cải thiện tính lưu biến áp dụng cho xử lý dầu thô mỏ Rồng Báo cáo tổng kết đề tài Cấp Bộ Công Thương Nguyễn Việt Anh, Phạm Văn Ánh, Mai Văn Tiệm, Nguyễn Hữu Tuyên, Nguyễn Mạnh Hùng nhóm nghiên cứu (2008) Nghiên cứu phát triển công nghệ tuyển áp lực để xử lý nước bùn cặn xử lý nước cấp đô thị với nguồn nước mặt Hà Nội Báo cáo tổng kết đề tài Nghiên cứu khoa học Công nghệ, cấp thành phố Hà Nội Nguyễn Võ Duy, Nguyễn Trương Việt Thư, Lê Thị Kiều Loan, Bùi Thị Bửu Huê (2010) Tổng hợp chất hoạt động bề mặt cation từ mỡ cá Basa Tạp chí Khoa Học, Trường Đại Học Cần Thơ, 16a Phạm Thị Thanh Nga Bùi Thị Bửu Huê (2011) Tổng hợp chất hoạt động bề mặt anion sodium amidopropoxyacetate từ mỡ cá basa Tạp chí Khoa học, Trường đại học Cần Thơ, 2011.20b, tr 267-271 Trần Thị Như Mai, Ngô Minh Đức cộng (2013) Nghiên cứu chế tạo hệ xúc tác lưỡng chức axit-bazơ K, Mg, Zn, La/ γ-Al2O3-SO42- mao quản trung bình làm xúc tác cho phản ứng este chéo hóa triglyxerit ancol” Tạp chí Hóa học, 6, tr 51 Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam (2012) Hoàn thiện công nghệ sản xuất dầu diesel sinh học gốc (B100) từ nguồn dầu mỡ động thực vật Việt Nam xúc tác dị thể hệ dây truyền Pilot công suất 200 tấn/năm Dự án sản xuất thử nghiệm, Bộ Khoa học Công nghệ [15] Vũ An các tác giả (2014) Nghiên cứu công nghệ xử lý chất thải hoạt động thăm dò, khai thác dầu khí thu dọn mỏ Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ Công Thương 6/2014 II TÀI LIỆU TIẾNG ANH [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] A.A Hafiz, H M El-Din, A M Badawi (2005) Chemical destabilization of oilin-water emulsion by novel polymerized diethanolamines Journal of Colloid and Interface Science 284 (2005), pp 167-175 Abdurahman, H N and Rosli, M (2006) A comparative study on emulsion demulsification by microwave radiation and conventional heating Journal of Applied Science (10), pp 2307-2311 Adel Sh Hamadi, Luma H Mahmood 2002 Demulsifiers for Simulated Basrah Crude Oil Eng and Tech J., Vol 28 Adewumi, M.A., J.E Erb, and R.W Watson (1992) Initial Design Considerations for a Cost Effective Treatment of Stripper Oil Well Produced Water In Produced Water, J.P Ray and F.R Engelhart (eds.), Plenum Press, New York Ali, M.F., Alqam, M.H (2000) The role of asphaltenes, resins and other solids in the stabilization of Water-in-Oil Emulsions and its effects on oil production in Saudi oil fields Fuel,79:1309-1316.DOI:10.1016/S0016 2361(99)00268-9 ALL, (2003) Handbook on Coal Bed Methane Produced Water: Management and Beneficial Use Alternatives prepared by ALL Consulting for the Ground Water Protection Research Foundation, U.S Department of Energy, and U.S Bureau of Land Management, July.2003 Al-Shamrani, A.A., James, A., Xiao,H (2002) Separation of oil from water by dissolved air flotation, 209(1), pp.15-26 Anisa, A.N.I., Nour, A.H (2009) Emulsion Separation Rate Enhancement via Microwave Heating Tech., National Conference on Postgraduate Research (NCON-PGR), UMP Conference Hall, Malaysia Anne Rhodes (1994) New process effectively recover oil from refinery waste streams Oil & Gas Journal API (2000) Overview of Exploration and Production Waste Volumes and Waste Management Practices in the United States Prepared by ICF Consulting for the American Petroleum Institute, Washington, DC, May Appleton, R.I.Colder (2003) Microwave Technology for energy - Efficient Processing of wastewater Arnaud, J (2004) Methods and apparatus for oil demulsification and separation of oil and suspended solids from produced water US Patent 2004/0031472 A1 A.S.C Chen, T.T Flynn, R.G Cook, A.L (1991) Casaday, Removal of oil, grease and suspended solids from produced water using ceramic crossflow microfiltration SPE Production Engineering, 5-1991 Bancquart, S., Vanhove, C., Pouilloux, Y., Barrault, J (2001) Glycerol transesterification with methyl stearate over solid basic catalysts: I Relationship between activity and basicity Applied Catalysis A: General, Vol.218, pp 1-11 Bancroft, W.D (1912) Theory of emulsification IV Journal of Physical Chemistry 16 (9), pp 739-758 [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] Becher, P ed (1998) 082471878x-Encyclopedia of Emulsion Technology, Vol Basic Theory, Measurement and Applications New York: Dekker Brendehaug, J., S Johnsen, K.H Bryne, A.L Gjose, and T.H Eide, (1992) Toxicity Testing and Chemical Characterization of Produced Water - A Preliminary Study In Produced Water, J.P Ray and F.R Englehart (eds.), Plenum Press, New York Caetano, C.S., Fonseca, I.M., Ramos, A.M., Vital, J., Castanheiro, J.E (2008) Esterification of free fatty acids with methanol using heteropolyacids immobilized on silica Catalysis Communications, Vol.9, pp 1996-1999 Calla, O.P.N., Bohra, D and Mishra (2007) Effect of microwave radiation on the electrical parameters of soil Indian Journal of Radio and Spaces Physic Vol.36, June 2007, pp 229-233 Capps, R.W., Metelli, G.N., Bradford, M.L (1993) Reduce oil and grease content in wastewater Hydrocarbon Processing (June), pp 102-110 Caudle, D.D., (2000) Treating Produced Water - Back to Basics Presented at the 10th Produced Water Seminar, Houston, TX, Jan, pp 19-21 Charles C Ross, P.E; G.E Valentine Jr; Brandon M Smith P.E; J Patrick Pierce, E.I.T (2012) Recent Advances and Applications of Dissolved Air Flotation for Industrial Pretreatment Environmental Treatment Systems Inc.1500 Wilson Way Suite 100 Smyrna, Georgia 30082 Charles, G E., Mason, S G., (1960) The mechanism of partial coalescence of liquid drops at liquid/liquid interfaces Journal of Colloid Science 15 (2), pp.105-122 Chen, G and Towner, J.W (2001) Study of Dynamic Interfacial Tension for Demulsification of Crude Oil Emulsions Presented at the SPE International Symposium on Oilfield Chemistry, Houston, Texas, 13-16 February 2001 SPE65012-MS Clark, C.E., and J.A Veil (2009) Produced Water Volumes and Management Practices in the United States A.N Laboratory Cottrell, F G., Speed, J B., (1911) Separating and collecting particles of one liquid suspended in another liquid US Patent 987,115 Coulon, C., Faure, L., Salmon, M., Wattelet, V and Bessoule, J.-J (2012) NAcylethanolamines and related compounds: Aspects of metabolism and functions Plant Science, 184, pp 129-140 D L Robinson (2010) Water Treatment In Oil And Gas Production - Does It Matter?, Filtration+Separation, (January/February (2010), pp.14-18 D Su, J Wang, K Liu, and D Zhou (2007) Kinetic Performance of Oil-field Produced Water Treatment by Biological Aerated Filter Chinese Journal of Chemical Engineering 15, pp 591-594 Edzwald, J K & Wingler, B J (I990) Chemical and physical aspects of dissolved air flotation for the removal of algae Wat.Supply Res Technol Aqua 39, pp 24-35 EPA, (2002) Exemption of Oil and Gas Exploration and Production Wastes from Federal Hazardous Waste Regulations, U.S Environmental Protection Agency, Oct F E Ciarapica G.Giacchetta (2012) The Treatment of "Produced Water" in Offshore Rig: Comparison Betwee Traditional Installations and Innovative Systems Department of Energy, Faculty of Engineering, University of Ancona via Brecce Bianche, 60131, Ancona, Italy [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] Fang, C S., Lai, P M C (1995) Microwave heating and separation of waterin-oil emulsion J Microw Power Electromagn Energy, 30 (1), pp 46-57 Favret, U.B., and K.A Doucet, (1999) Total System Design for the Treatment of Produced Water & Open Drains on Offshore Production Facilities, presented at the 9th Produced Water Seminar, Houston, TX, Jan, pp 21-22 Fillo, J.P., S.M Koraido, et al (1992) Sources, characteristics, and management of produced waters from natural gas production and storage operations Produced Water J.P Ray and F R Engelhardt New York, Plenum Press Finlayson, G M (1997) In-Filter DAF in Australia: The Rous Count Council application Dissolved Air Flotation Chartered Institution of Water and Environmental Management, London, Conference Proceedings Fossil Water Corporation, (2007) Scopping study: Produced Water Beneficial Re-Use-High TDS Water Franklin, B C., Wilson, D & Fawcett, N S J (1997) Ten years experience of dissolved air flotation in Yorkshire Water Dissolved Air Flotation Chartered Institution of Water and Environmental Management, London, Conference Proceedings Frost T.K., S Johnsen, and T.I Utvik (1998) Environmental Effects of Produced Water Discharges to the Marine Environment, OLF, Norway Funston R., Ganesh R., and Leong Lawrence Y.C (2002) Evaluation of Technical and Economic Feasibility of Treating Oilfield Produced Water to Create a “New” Water Resource Paper presented at the 2002 Ground Water Protection Council (GWPC) meeting Greenwood, P., (2003) Produced Water Management from An Offshore Operator’s Perspective Presented at the Produced Water Workshop, Aberdeen, Scotland, March pp 26-27 Gu, Chiang (1999) A novel flotation column for oily water cleanup, Separation and Purification Technology, 16, pp 193-203 Hakan Kolancilar (2004) Preparation of laurel oil alkanolamide from laurel oil, Journal of the American Oil Chemists' Society, Volume 81, Number 6, pp 597-598 Hayder A Abdulbari, N H Abdurahman, Y M Rosli1, Wafaa K Mahmood and H N.Azhari, H.N (2011) Demulsification of petroleum emulsions using microwave separation method International Journal of the Physical Sciences Vol 6(23), pp 5376-5382 Hayter S., Tanner S., Urbatsch E., and Zuboy J (2004) Saving Energy, Water, and Money with Efficient Water Treatment Technologies, DOE/EE-0294, A New Technology Demonstration Publication, Federal Energy Management Program, (June 2004) Hayward Gordon Ltd Oil & Gas Industry - Produced Water Chemical Treatment 101 PRODUCED_WATER_CHEMICAL_TREATMENT_101.pdf Hilvati, Wuryaningsih, M Nasir, Tasrif, T Bauna (2004) The Determination Of Optimum Condition For The Synthesis Of Alkyl Monoethanolamide From Palm Kernel Oil”, Indonesian Journal Of Chemistry, Vol.4, Issue.2, pp.88-93 Huijbregsen, C M., Appan, A & Bhat, G (2005) Dissolved air flotation/filtration pre-treatment in seawater desalination.International Desalination Association - World Congress on Desalination and Water Reuse, SP05-083, Singapore [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] J Daniel Arthur, P.E.Bruce G Langhus, Ph.D., C.P.G Chirag Patel (2005) Techinical summary of oil & gas produced water treament technologies 1718 South Cheyenne Ave., Tulsa, OK 74119 March 2005 John A Veil; Markus G Puder…(2007) A white paper describing produced water from production of crude oil Natural Gas and Coal bed Methane Agrone National laboratory Jemaat, Z., Yunus, R.M., Ripin, A., Hamza, H.A., Che Man, R., Jusoh M (2004) Microwave assisted demulsification of water-in-crude oil emulsions The 4th Annual Seminar of National Science Fellowship [ED08] John A Veil Markus G Puder Debora Elcock Robert J Redweik, Jr (2004) White Paper Describing Produced Water from Production of Crude Oil, Natural Gas, and Coal Bed Methane Prepared for U.S Department for Ernegy Technology Laboratory Under Contract W-31-109-Eng-38, Jannuary 2004 Jones, D A., Lelyveld, T P., Mavrofidis, S D., Kingman, S W., Miles, N J., (2002) microwave heating applications in env engr - a review Res Cons Recyc.34, pp 75-90 Kelland, M (2011) Tuning the Thermoresponsive Properties of Hyperbranched Poly(ester amide)s Based on Diisopropanolamine and Cyclic Dicarboxylic Anhydrides Journal of Applied Polymer Science, 121 (4), pp 2282-2290 Kenneth J Lissant, (1988) "Emulsification and De-emulsification, A Historical Overview", Colloids and surfaces, Vol 29, P 15 Kim, S.-C., Chapman, K.D and Blancaflor, E.B (2010) Fatty acid amide lipid mediators in plants Plant Sci.,178, pp 411-419 Knudsen B.L., Hjelsvold M., Frost T.K., Svarstad M.B.E., Grini P.G., Willumsen C.F., and Torvik H Meeting the Zero-Discharge Challenge for Produced Water,” paper SPE 86671 presented at the 2004 SPE International Conference on Health, Safety, and Environment in Oil and Gas Exploration and Production, Calgary Kokal, S and Al-Juraid, J (1999) Quantification of Various Factors Affecting Emulsion Stability: Watercut, Temperature, Shear, Asphaltene Content, Demulsifier Dosage and Mixing Different Crudes Presented at the SPE Annual Technical Conference and Exhibition, Houston, Texas, 3-6 October 1999 SPE56641-MS Lang K., (4th Quarter 2000) Managing Produced Water Hart Energy Publications Excerpts in Petroleum Technology Transfer Council Network News Langevin, D., Poteau, S., Hénaut, I and Argillier, J.F (2004) Crude oil emulsion properties and their application to heavy oil transportation Oil & Gas Science and Technology Rev IFP, Vol 59, No 5, pp 511-521 Lau Onn Sein (2011) Removal of total suspended solids and grease using flotation unit Faculty of Engineering and Science Universiti Tunku Abdul Rahman Lidstrőm, P., Tierney, J., Wathey, B and Westman, J 2001 Microwave assisted organic synthesis: a review Tetrahedron 57: 9225- 9283, May 2011 Miranda, R.; Blanco, A.; de la Fuente, E.; Negro, C (2008) Separation of contaminants from deinking process water by dissolved air flotation: effect of flocculant charge density Sep Sci Technol 43, 3732 [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] Miranda, R.; Blanco, A.; Negro, C (2008) Accumulation of dissolved and colloidal material in papermaking - application to simulation Chem Eng J doi:10.1016/j.cej.2008.09.014 Miranda, R.; Negro, C.; Blanco, A (2008) Internal treatment of process waters in paper production by dissolved air flotation with new developed chemicals Part 1: Laboratory tests Ind Eng Chem Res Mohammed, R.A., Bailey, A.I., Luckham, P.F et al (1994) The effect of demulsifiers on the interfacial rheology and emulsion stability of water-incrude oil emulsions Colloids Surf., 91 (3 November), pp 129-139 Monte, M C.; Blanco, A.; Negro, C.; Tijero, J (2004) Development of a methodology to predict sticky deposits due to the destabilisation of dissolved and colloidal material in papermaking - application to different systems Chem Eng J.105, 21 Myers J.E., Jackson L.M., Bernier R.F., and Miles D.A (2001) An Evaluation of the Department of Energy Naval Petroleum Reserve No Produced Water Bio- Treatment Facility, paper SPE 66522 presented at the 2001 SPE/EPA/DOE Exploration and Production Environmental Conference, San Antonio, Texas Nadezda V Zelentsova, Sergei V Zelentsov, Yuri D Semchikov (2012) On the mechanism of microwave initialated reactions Nizhny Novgorod State University, Chem Dep., Nizhny Novgorod State University, Gagarin Ave., 23, Nizhny Novgorod, 603950, Russia, October 2012 Neas, M.J Collins, Microwave Heating-Theoretical concepts and equipment design American Chemical Society, Washington, DC, pp pp 7-32 Nemirosvkaya, G.B., Emel yanova A.S., and Ashmyan, K.D (2005) Methods of Analysis of High-Wax Crude Oils Resins, Asphaltenes, Paraffin Waxes Chemistry and Technology of Fuels and Oils 41:(3), pp 236-240 Nickols, A D & Crossley, i (1997) State of the art of dissolved air flotation in the United States of America Dissolved Air Flotation Chartered Institution of Water and Environmental Management, London, Conference Proceedings Nickols, D., Moerschell, G C & Broder, M V (1995) The first DAF water treatment plant in the United States Wat Sci Technol 31(3-4), pp 239-246 Nor Ilia Anisa, Binti Aris (2011) Demulsification of water in oil (w/o) emulsion by microway heating technology Faculty of Chemical and Natural Resource Engineering University Malaysia Pahang, February 2011 NWANKWOR Emeka Henry (2013) Effects of microwave irradiation on the characteristics of water - oil emulsions Dalhousie University Halifax, Nova Scotia August Patel, C (2004) Management of produced water in oil and gas operations, M S dissertation Texas A and M University, College Station, Texas PFC ROUNDUP (2012) Produced Water Treatment: Yesterday, Today, and Tomorrow Howard Duhon - A member of the Editorial Board of Oil and Gas Facilities Oil and Gas Facilities, February 2012 Pillarisetti, S., Alexander, C.W and Khanna, I (2009) Pain and beyond: fatty acid amides an fatty acid amide hydrolase inhibitors in cardiovascular and metabolic diseases Drug Discovery Today, 14, pp 1098-1111 Ponton, G (1997) Experience of DAF plants in West of Scotland Water Dissolved Air Flotation Chartered Institution of Watern and Environmental Management, London, Conference Proceedings [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] Rajaković, V and Skala, D (2006) Separation of water-in-oil emulsions by freeze/thaw method and microwave radiation Separation and Purification Technology 49, pp 192-196 Rao, K.S., Chandra, G and Rao, P.V.N ( 1988) Study on penetration depth and its dependence on frequency, soil moisture, texture and temperature in the context of microwave remote sensing Journal of the Indian Society of Remote Sensing, Vo.16, No.2, 1988 Reynolds Rodney R (2003) Produced Water and Associated Issues a manual for independent operator, Petroleum Technology Transfer Council Reza Mastouri Islamic Azad University (2010) A time to review the produced water treatment technologies - A time to look forward for new management Arak Branch Civil Engineering Faculty, Daneshgah Street Arak, Iran RPSEA Project 07122-12-November (2009) An integrated framework for treatment and management of produced water Technical assessment of produced water treatment technologies St Edition Rosen, M J (2004) Surfactant and interfacial phenomena New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., Hoboken Saarimaa, V.; Sundberg, A.; Holmbom, B H.; Blanco, A.; Negro, C.; Fuente, E (2006) Purification of peroxide-bleached TMP water by dissolved air flotation Tappi J 2006, 5, 15 Saarimaa, V.; Sundberg, A.; Holmbom, B.; Blanco, A.; Fuente, E.; Negro, C (2006) Monitoring of dissolved air flotation by focused beam reflectance measurement Ind Eng Chem Res 45, 7256 Schramm, L L Petroleum Emulsion In.: Schramm, L.L (1992) Emulsions Fundamentals and Applications in the Petroleum Industry American Chemical Society, Washington DC Pp pp 1-45 Schubert, H and Armbroster, H (1992) Principles of Formation and Stability of Emulsions Intl Chem Eng 32 (1), 14 Steve King (1999) Small Quantity Generator Oily Wasterwater Management Study Final Report 11/2009 US EPA (2000) Wastewater Technology Fact Sheet - Trickling Filters, 832-F00-014, September 2000 Veil J.A., Puder M.G., Elcock D., and Redweik R Jr J.: (2004) A White Paper Describing Produced Water from Production of Crude Oil, Natural Gas, and Coal Bed Methane, US DOE W-31-109-Eng-38, January 2004 Z Khatib (1998) Handling, treatment and disposal of produced water in the offshore oil industry SPE Annual Technical Conference, New Orleans, September 1998, pp 27-30 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN [1] [2] [3] [4] [5] (2013) Phương pháp lựa chọn công nghệ xử lý nước khai thác công nghiệp dầu khí Tạp chí Dầu khí, số 2-2013, Tr 52-60 (2014) Ứng dụng polyelectrolyte làm chất phá nhũ để xử lý nhũ tương dầu/nước ngành công nghiệp dầu khí Tạp chí Dầu khí, số 2-2014, Tr 5358 (2014) Tổng hợp chất hoạt động bề mặt ankylhydroxamic acid từ metyl este nhận từ mỡ cá basa để chế tạo chất phá nhũ (deoiler) Tạp chí Xúc tác Hấp phụ, T.3, No.3-2014, Tr 115-120 (2014) Tổng hợp, đặc trưng đánh giá tính chất hệ xúc tác MgO -ZrO2 /γAl2O3 phản ứng este hóa chéo mỡ cá ba sa Tạp chí Hóa học, T.52 (5A), Tr.259-264 (2014) Nghiên cứu xác định tỷ lệ tối ưu amit/metyl este từ mỡ cá basa đánh giá hiệu tách dầu từ nhũ tương dầu/nước hệ hóa phẩm tổng hợp Tạp chí Hóa học, T.52 (6A), Tr 42-470 [...]... thời gian tách đến hiệu suất tách dầu bằng phương pháp tuyển nổi 92 Hình 3.28 Ảnh hưởng của hàm lượng dầu trong nhũ tương đến hiệu suất tách dầu bằng phương pháp tuyển nổi 95 Hình 3.29 So sánh hiệu suất tách dầu của 2 phương pháp tách vi sóng điện từ và tuyển nổi 98 MỞ ĐẦU Trong quá trình khai thác dầu khí thường sản sinh ra một lượng nước thải nhiễm dầu (NTND) được gọi là nước khai... thành phần và loại chất của hệ hóa phẩm hỗ trợ phá nhũ phải tương thích với tính chất của dầu thô ở dạng nhũ tương trong NTND [2, 7, 15] Với những lý do trên, nhiệm vụ luận án thực hiện nghiên cứu Xử lý tách dầu ở thể nhũ tương trong nước thải nhiễm dầu bằng phương pháp vi sóng điện từ và tuyển nổi áp lực (DAF) kết hợp hệ hóa phẩm phá nhũ chuyên dụng” 2 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU/NƯỚC KHAI... độ đến hiệu suất tách dầu của phương pháp vi sóng 63 Hình 3.7 Ảnh hưởng thời gian chiếu xạ đến hiệu suất tách dầu của phương pháp vi sóng 65 Hình 3.8 Ảnh hưởng công suất chiếu xạ đến hiệu suất tách dầu của phương pháp vi sóng .66 Hình 3.9 Ảnh hưởng pH đến hiệu suất tách dầu của phương pháp vi sóng 68 Hình 3.10 Ảnh hưởng hàm lượng dầu đến hiệu suất tách dầu của phương pháp vi sóng 72 Hình 3.11... tuyển nổi tự nhiên Đây là một trong những phương pháp tách truyền thống, phổ biến nhất, đang được sử dụng để xử lý nước thải nói chung và NTND nói riêng Phương pháp tuyển nổi áp lực được chúng tôi lựa chọn như phương pháp đối chứng cho phương pháp vi sóng điện từ Phương pháp tuyển nổi áp lực (DAF) phải sử dụng các hệ hóa phẩm hỗ trợ phá nhũ Hệ hóa phẩm hỗ trợ phá nhũ cần phải thỏa mãn: Tốc độ khử nhũ. . .pháp tuyển nổi 93 Bảng 3.26 So sánh hiệu suất tách dầu của 2 phương pháp tách vi sóng điện từ và tuyển nổi 96 Bảng 3.27 So sánh ưu nhược điểm của công nghệ vi sóng điện từ và công nghệ tuyển nổi 99 Bảng 3.28 Xếp hạng 5 bậc cho công nghệ vi sóng điện từ và công nghệ tuyển nổi 100 Bảng 3.29 Phân cấp tổng thể cho công nghệ vi sóng điện từ và công nghệ tuyển nổi .101 DANH... công nghiệp dầu khí nói chung, Tập đoàn Dầu khí Vi t Nam, nói riêng Tuy nhiên, chưa có công trình nghiên cứu chuyên sâu nào liên quan đến xử lý nhũ tương dầu trong nước (dầu/ nước) của NTND, đặc biệt là chưa có nghiên cứu nào đề cập tới vi c xử lý tách dầu ở thể nhũ tương trong NTND bằng phương pháp vi sóng điện từ Nguyên lý của phương pháp này là sử dụng sự rung nhanh của trường điện- điện từ tạo một... hạt dầu; Vận tốc hạt; Nồng độ của dầu trong nước thải; Mức độ nhũ hóa dầu trong nước thải, hay nồng độ nhũ tương dầu trong NTND Sự phân bố kích thước hạt và mức độ nhũ hóa dầu trong nước thải cho phép lựa chọn phương pháp tách Vận tốc hạt và nồng độ dầu cho phép lựa chọn kích thước riêng của hệ thống tách và dự báo hiệu quả của hệ thống xử lý mà ta lựa chọn 1.3.1.1 Nồng độ dầu trong nước thải nhiễm dầu. .. trong nhũ tương bền ra khỏi NTND bằng các công nghệ tách cơ học thông thường Nhũ tương dầu loại này phải được phá nhũ bằng hóa phẩm hoặc bằng các phương pháp điện, điện- từ khác… Nhũ tương không bền có thể hiểu đơn giản là loại nhũ tương có thể tách dầu ra khỏi nước thải bằng các phương pháp cơ học thông thường Loại nhũ tương này không bền vì không được ổn định bởi chất HĐBM hoặc không chịu tác động từ. .. thiết kế chỉ để tách dầu tự do thì không thể dùng để tách dầu trong NTND có chứa nhũ tương dầu/ nước, ngược lại, cũng sẽ không có hiệu quả và tốn kém rất nhiều khi dùng các thiết bị tách dầu trong NTND có chứa nhũ tương dầu/ nước cho vi c tách dầu tự do từ nước thải [27, 43, 50, 74] Có 4 thông số cho phép lựa chọn công nghệ chính xác để xử lý tách dầu (dạng nhũ tương dầu) cho bất kỳ loại nước thải nào [35,... tốc độ sa lắng của nước và tăng sự nổi lên bề mặt của dầu; - Một trường tĩnh điện được áp dụng Điều này làm tăng sự chuyển động của hạt tới các điện cực, nơi chúng được kết tập 9 1.3 CÔNG NGHỆ XỬ LÝ TÁCH DẦU Ở THỂ NHŨ TƯƠNG TRONG NƯỚC THẢI NHIỄM DẦU 1.3.1 Các yếu tố quyết định sự lựa chọn công nghệ xử lý nước thải nhiễm dầu Mỗi công nghệ xử lý tách dầu trong NTND bao gồm nguyên lý và tính năng hoạt