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随着我国各大油田相继进入稠油开采阶段,为了降低稠油开采的难度,蒸汽驱采技术得以逐渐推广和广泛应用,随之产生的稠油污水量持续增加。稠油污水经除油处理后仍含有大量可循环回收的水资源,但必须经过深度处理后才能回注热汽锅炉。目前针对稠油污水中硅含量过高,尚无经济可行的方法进行处理。本文针对稠油污水除硅这一技术难题展开了相关研究。本文制备出稠油采出污水模拟水样后,首先研究了不同除硅剂对模拟水样的除硅效果,确定铝系复合药剂AM作为后续试验除硅药剂;研究了药剂AM投加量,反应pH和反应温度对除硅效果的影响,并通过吸附试验对除硅作用机理进行了初步探索;完成了稠油污水除硅中试试验,试验涉及的除硅一体化设备运行稳定,各项出水指标满足回用要求;利用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射图谱(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对中试试验沉淀物进行表征,利用OLIScaleChem结垢模拟软件对回用水回注锅炉后的硅垢生成趋势进行预测分析,初步探析了药剂AM的除硅作用机理。研究结果如下:(1)除硅药剂AM对稠油污水模拟水样有较好的处理效果。当模拟水样初始的全硅含量为400mg/L,处理后模拟水样的全硅含量降至84.67mg/L,去除率高达78.83%。最佳反应条件为:药剂AM投加量200mg/L(以Al计),反应温度90℃,反应pH=9,快速搅拌强度为150rpm,快速搅拌时间为1min,慢速搅拌强度为50rpm,慢速搅拌时间为9min,静置沉淀时间为30min。(2)稠油污水模拟水样的除硅药剂复配试验,最佳反应条件为除硅药剂AM的投加量为100mg/L(以Al计),反应pH=9时,无需复配阳离子型和阴离子型有机药剂,可使处理后全硅去除率可达42.50%。(3)中试试验除硅一体化设备进水流量为0.7m3/h,药剂AM投加量为100mg/L(以Al计),无需控制反应pH,在进水全硅含量均值为193.25mg/L时,可使处理后出水全硅含量均值降至99.87mg/L。出水总铁,悬浮物,硬度等指标均满足回用水质要求。除硅药剂AM及配套工艺设备对稠油污水实际水样处理效果良好,具有工程推广的价值和意义。(4)通过红外光谱、X射线衍射和X射线光电子能谱对中试试验沉淀物进行表征,结合药剂AM除硅过程的吸附试验以及中试出水回注锅炉后结垢趋势的软件模拟,研究发现药剂AM对稠油污水除硅效果良好,处理后的回用水回注锅炉硅垢生成趋势显著降低,初步推测药剂AM的除硅作用机理为吸附电中和。