油田開(kāi)采中后期的污水處理

閆方平 劉世恩 郭 紅 王 潔

1承德石油高等專(zhuān)科學(xué)校2中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司

油田開(kāi)采中后期的污水處理

閆方平1劉世恩1郭 紅1王 潔2

1承德石油高等專(zhuān)科學(xué)校2中國(guó)石油集團(tuán)東方地球物理勘探有限責(zé)任公司

絮凝—?dú)馀莘ㄌ幚砑夹g(shù)是在絮凝理論的基礎(chǔ)上再使用氣泡處理技術(shù)，二者結(jié)合使用達(dá)到油田污水處理效果。綜合試驗(yàn)分析可知，絮凝—?dú)馀莘?lián)合處理污水效果更好。油田廢水中原油乳化程度高、分散性高、穩(wěn)定性強(qiáng)、不易清除，加入配備的絮凝劑，使用氣泡進(jìn)行處理，提高絮體穩(wěn)定性和吸附面積，可以促進(jìn)顆粒和原油吸附在絮體上，從而達(dá)到良好處理污水效果。

油田；污水；絮凝；微納氣泡；處理技術(shù)

油田污水根據(jù)油田不同地區(qū)、不同底層、不同開(kāi)采方式等其含量及物質(zhì)濃度各不相同，污水成分十分復(fù)雜，包含多種有機(jī)物和無(wú)機(jī)物雜質(zhì)，含有各種油類(lèi)、鹽類(lèi)、添加劑等物質(zhì)。總體上，油田污水水質(zhì)具有一些共同性質(zhì)和特點(diǎn)，如固體懸浮物多、含油量高、礦化度高、含有各種無(wú)機(jī)鹽離子、容易結(jié)垢和腐蝕、細(xì)菌含量和化學(xué)需氧量（COD）較高、油田污水溫度較高。

油田污水含有多種有害物質(zhì)，對(duì)水源、土壤、人體都有較大的污染和傷害，直接回注對(duì)油藏也有較大的傷害。

1 絮凝—?dú)馀莘ㄎ鬯幚砑夹g(shù)

絮凝—?dú)馀莘ㄌ幚砑夹g(shù)是在絮凝理論的基礎(chǔ)上再使用氣泡處理技術(shù)，二者結(jié)合使用達(dá)到油田污水處理效果。絮凝技術(shù)是指根據(jù)油田污水成分和性質(zhì)特征配備對(duì)應(yīng)的絮凝溶劑，通過(guò)反應(yīng)或結(jié)合效應(yīng)將污水中的顆粒、油污、膠體等形成絮狀物沉淀的物質(zhì)，然后進(jìn)行分離清除。氣泡處理技術(shù)是利用微納氣泡，其直徑＜50μm，在水中上浮速度慢、停留時(shí)間長(zhǎng)，破裂時(shí)產(chǎn)生的·OH自由基可以吸附油滴、懸浮顆粒等，能處理污水中的有害有機(jī)物。絮凝—?dú)馀莘ㄌ幚砑夹g(shù)可以對(duì)油田污水進(jìn)行充分處理，回收再利用。

2 試驗(yàn)原理及方法

選取某油田污水作為試驗(yàn)對(duì)象，配備相應(yīng)的絮凝劑，準(zhǔn)備有效的微納氣泡發(fā)生器，試驗(yàn)原理及方法如下：

（1）選取某油田污水樣品，對(duì)其污水水質(zhì)進(jìn)行分析。從分析結(jié)果中可以看出，污水中的Ca2+、Mg2+含量比較高，礦化度、含油量、固體懸浮物含量都較高，pH呈弱堿性。

（2）配備絮凝劑PFSS。取定量Na2SiO3·9H2O于容器中并加入相應(yīng)的去離子水，溶解后在攪拌作用下加入硫酸溶液，控制整體pH值為1.5左右。再將溶液放入40℃的恒溫條件下，加入一定比例的FeSO4·7H2O，同時(shí)加入一定量的氧化劑NaClO3，混合均勻后稀釋到濃度為10 g/L，即得到絮凝劑溶液。

（3）單獨(dú)進(jìn)行絮凝試驗(yàn)和氣泡處理試驗(yàn)。對(duì)油田污水單獨(dú)進(jìn)行絮凝處理試驗(yàn)和氣泡處理試驗(yàn)，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和記錄，以便與絮凝—?dú)馀莘ㄌ幚碓囼?yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，容易得出結(jié)果并分析。

（4）絮凝—?dú)馀莘ㄌ幚砦鬯Ｈ? L油田污水于氣泡發(fā)生器水槽中，在快速攪拌下瞬間加入一定量的絮凝劑溶液，1min后變成慢速攪拌10min，取樣測(cè)溶液pH值、離子含量、懸浮物含量、油污含量；打開(kāi)氣泡發(fā)生開(kāi)關(guān)產(chǎn)生氣泡，從水槽充滿(mǎn)氣泡時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，每30min取樣測(cè)其溶液pH值、離子含量、懸浮物含量、油污含量，同時(shí)分析配聚效果。

3 試驗(yàn)分析

3.1 單一試驗(yàn)結(jié)果

進(jìn)行污水絮凝處理試驗(yàn)時(shí)，為方便分析，取絮凝劑PFSS含量（以Fe濃度為準(zhǔn)）50和200mg/L，分兩組進(jìn)行，單獨(dú)進(jìn)行微納氣泡處理試驗(yàn)時(shí)連續(xù)處理180min，中間記錄各項(xiàng)成分的變化情況數(shù)據(jù)。從最終成分測(cè)量數(shù)據(jù)分析結(jié)果看出，PFSS溶劑對(duì)油田污水進(jìn)行絮凝處理可以在一定程度上降低污水中的Mg2+、Ca2+、HCO3-含量，以及污水的礦化度、含油量和固體懸浮物含量，且隨著絮凝劑劑量的增加，各種物質(zhì)成分具有進(jìn)一步減少的趨勢(shì)。當(dāng)加入PFSS含量為50和200 mg/L時(shí)，礦化度分別降低2.5%、4.8%，油含量下降21.2%、33.2%，固體懸浮物含量下降39%、63.2%。對(duì)污水進(jìn)行氣泡處理時(shí)，礦化度、油含量和固體懸浮物含量分別下降5.4%、51.6%和50.7%。

3.2 絮凝—?dú)馀莘ㄌ幚碓囼?yàn)結(jié)果

為了更好地對(duì)比絮凝—?dú)馀莘ê蛦我惶幚矸▽?duì)污水處理的效果，對(duì)絮凝—?dú)馀莘ㄌ幚碛吞镂鬯囼?yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，從Mg2+、Ca2+、HCO3-含量，污水的礦化度、含油量和固體懸浮物含量等指標(biāo)的變化趨勢(shì)進(jìn)行對(duì)比分析。

（1）污水中離子含量的變化。分別取絮凝劑PFSS含量為50和200mg/L，同時(shí)進(jìn)行微納氣泡法處理，得絮凝—?dú)馀莘ㄌ幚砦鬯畷r(shí)污水中離子含量的變化趨勢(shì)。從變化趨勢(shì)中可看出：進(jìn)行絮凝—?dú)馀莘ㄌ幚碛吞镂鬯畷r(shí)，污水中的Mg2+、Ca2+、HCO3-含量逐步降低，且降低的幅度和最終降低的值比單一處理結(jié)果要大，處理效果要好；絮凝劑PFSS量較大時(shí)處理效果較好，而且處理速度較快，在60 min后，污水中的離子含量基本無(wú)變化?？傮w上，絮凝—?dú)馀莘ㄌ幚碛吞镂鬯葐为?dú)絮凝處理法或氣泡處理法效果好。

（2）污水中pH值的變化。該試驗(yàn)用油田污水呈弱酸性，通過(guò)試驗(yàn)觀察pH值變化趨勢(shì)可以看出，進(jìn)行絮凝—?dú)馀莘ㄌ幚碛吞镂鬯畷r(shí)，污水中pH值的變化幅度和最后穩(wěn)定值都比單一處理方法pH值大。這說(shuō)明絮凝—?dú)馀莘ㄌ幚碇率褂吞镂鬯扇跛嵝跃徛兂扇鯄A性或中性，污水中的酸性鹽離子物質(zhì)得到有效清除，污水質(zhì)量逐漸達(dá)到油田回注水質(zhì)的要求，從pH值變化可以得出絮凝—?dú)馀莘ㄌ幚碛吞镂鬯Ч^優(yōu)。

（3）污水中油污含量的變化。油田污水中油含量直接影響了水質(zhì)能否達(dá)到回注利用的要求，因此對(duì)污水中油含量進(jìn)行清除處理具有十分重要的意義。從試驗(yàn)中油含量變化趨勢(shì)可以看出，進(jìn)行絮凝—?dú)馀莘ㄌ幚碛吞镂鬯畷r(shí)，污水中油含量的降低效果比單一試驗(yàn)要明顯，經(jīng)過(guò)90min后，污水中油含量的降低趨勢(shì)變緩，這說(shuō)明絮凝—?dú)馀莘ㄌ幚砦鬯荒苓_(dá)到一定的程度，但是卻可以良好處理污水中的油含量。

（4）污水中固體懸浮物含量的變化。對(duì)污水中固體懸浮物含量的變化情況進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果顯示，進(jìn)行絮凝—?dú)馀莘ㄌ幚碛吞镂鬯畷r(shí)，污水中固體懸浮物含量的降低效果比單一處理方法好，特別是在增加絮凝劑PFSS劑量時(shí)，固體懸浮物的降低效果更明顯，這說(shuō)明增加PFSS量時(shí)可以提高絮凝—?dú)馀莘ㄌ幚砦鬯男Ч?/p>

3.3 試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

綜上試驗(yàn)和分析可以看出，絮凝—?dú)馀莘?lián)合處理污水效果更好。油田廢水中原油乳化程度高，分散性高、穩(wěn)定性強(qiáng)、不易清除，加入配備的絮凝劑，使用氣泡處理，提高絮體穩(wěn)定性和吸附面積，可以促進(jìn)顆粒和原油吸附在絮體上，從而達(dá)到良好處理污水效果。

4 建議

（1）使用絮凝法處理油田污水時(shí)，要根據(jù)污水水質(zhì)情況進(jìn)行反復(fù)配備，以確保絮凝效果達(dá)到最佳。

（2）現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行油田污水處理時(shí)，可以適當(dāng)增加絮凝劑量，提高氣泡產(chǎn)生速度和氣泡數(shù)量，確保良好的污水處理效果和處理速度。

（欄目主持張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.6.031