電化學預氧化技術在聯合站污水處理中的應用

張春榮

【摘 要】勝利油田現河采油廠史南站原有工藝處理后的污水存在有熱力學穩定性差的缺點。通過引入電化學預氧化技術，提高了其熱穩定性，使處理后的污水懸浮固體含量不會在外輸過程中逐漸增加，沿程腐蝕速率明顯降低達到標準，污水成分變化較小，與當地地層水配伍性較好，滿足低滲透油藏的注水要求，本文對此進行了詳細論述。

【關鍵詞】電化學預氧化技術；水質；腐蝕

0 前言

勝利油田現河采油廠史南聯合站年處理污水5000-6000m3，原有污水處理工藝流程中，污水依次進入兩個串聯的500m3一次除油罐、一個1000m3二次沉降罐、兩個并聯的200m3緩沖罐，然后加壓通過三級過濾，最后進入兩個并聯的200m3注水罐，外輸至配水間、井口，注入地層。取過濾后出水分析：總鐵含量超過12mg/L，懸浮固體含量僅為10mg/L左右；然而處理后的污水在外輸過程中顏色不斷加深，輸送到配水間和井口時已變為深黃色，其懸浮固體含量超過50mg/L，且沿途輸水管線穿孔現象較為嚴重。污水穩定性差的原因是原有污水處理流程未考慮來水中二價鐵離子的去除問題。

引入電化學預氧化技術，將污水中的二價鐵離子氧化成三價鐵離子，加混凝劑沉降，即可在較低pH值下實現鐵離子的去除，保持水質穩定。

1 電化學預氧化技術原理

電化學預氧化技術是通過電化學的方法先對來水進行預氧化處理，在殺滅細菌的同時，將污水中的二價鐵離子氧化成具有凝聚作用的三價鐵離子，使其成為對污水凈化有益的組分，并將水中的硫化物氧化成單質硫，在混凝藥劑的共同作用下徹底打破污水中固有的膠體平衡和弱酸弱堿緩沖體系，將地面條件下容易產生腐蝕、結垢的成份，在污水處理過程中通過混凝沉降而分離去除，使污水中的懸浮物、乳化油等雜質小顆粒聚集成大顆粒，形成體積大、密度高、沉降快的絮體，從水體中完全沉降、分離出來，使水質得以凈化達標，實現殺滅細菌、控制腐蝕、抑制結垢和水質達標的目的。

2 電化學預氧化技術在史南站污水處理中的成效

2.1 史南站電化學預氧化工藝流程概況

為解決經過處理的污水熱力學穩定性差的問題，在2008年初現河采油廠史南聯合站通過對原有污水處理工藝流程的改造，引入了電化學預氧化技術，現有工藝流程為：污水依次進入電化學預氧化裝置、兩個串聯的500m3一次除油罐、混合反應器、兩個并聯的1000m3二次沉降罐、兩個并聯的200m3緩沖罐，然后通過三級過濾，最后進入兩個并聯的200m3注水罐，外輸至配水間、井口，注入地層。

2.2 出水水質

在引入電化學預氧化技術以后，史南站經過處理的污水水質得到了明顯提高，從有關測試數據上我們可以看出兩種工藝處理后的出水水質情況，特別是采用電化學預氧化工藝后，二價鐵和硫化物都得到了有效去除，含油量和懸浮物含量也有所降低。

2.3 注水水質

史南站的污水經過處理后需要經過較長距離的輸送才能到達配水間，井口，注入地下，這也導致了站內出水水質和注水水質存在一定差別。在原有污水處理工藝下由于二價鐵的影響，水質在輸送過程中不斷變差，而電化學預氧化工藝的引入很好的解決了這一問題。從兩種污水處理工藝的沿程水質存檔數據我們可以看出：使用電化學預氧化工藝處理后的污水經過長距離的輸送，懸浮物沒有明顯的增多，腐蝕速率也沒有明顯加快，且沒有滋生出SRB菌，有著更好的穩定性，從而很好的解決了站內出水合格，注水不合格的問題。

2.4 輸送過程中的腐蝕

長期以來，史南站輸水管線的腐蝕問題一直存在，這是由于經過處理后的污水依然含有少量能引起腐蝕的物質，長時間不間斷的作用在輸水管線上，也會對輸水管線造成較為嚴重的腐蝕，尤其是局部的嚴重腐蝕更是會引起管線穿孔。盡管這樣，史南站使用原有污水處理工藝時的管線頻繁穿孔依然讓人揪心，回注水的白白流失和不斷地堵漏既浪費了大量的物力、人力和財力，又增加了污水處理的成本，這也是現河采油廠史南站決定引入電化學預氧化工藝的一個重要原因。

在使用電化學預氧化工藝以后，在污水的處理過程中，將引起水質不穩定的二價鐵離子和引起SRB菌滋生的硫化物去除，污水中的腐蝕物質便不能隨著時間增長而迅速攀升，輸水管線的腐蝕狀況得了有效的控制，尤其是后半程的輸水管線穿孔現象大大減少。

2.5 與地層水的配伍性

污水經電化學預氧化處理前后的6項離子分析濃度（單位：mg/L）分別為：

處理水1（K++Na+ 12.582；Ca2+337；Mg2+ 56；Cl- 19.702；SO42-106；HCO3-704；總礦化度33.487）；

處理水2（K++Na+12.925；Ca2+326；Mg2+59；Cl-20.152；SO42-112；HCO3-815；總礦化度34.389）；

處理水3（K++Na+12.789；Ca2+320；Mg2+51；Cl-19.928；SO42-109；HCO3-785；總礦化度33.982）；

處理水平均（K++Na+12.746；Ca2+328；Mg2+55；Cl-19.927；SO42-109；HCO3-768；總礦化度33.960）；

來水平均（K++Na+13.034；Ca2+370；Mg2+57；Cl-20.324；SO42-133；HCO3-906；總礦化度34.824）。

由上述可知，污水處理前后出總鐵外的其余各項離子濃度沒有明顯的改變，只是Ca2+、HCO3-離子濃度略有下降。由于污水pH調整到7.0，污水中部分HCO3-轉化成CO32-，打破了CO32-與Ca2+的原有平衡關系，以致部分CO32-與Ca2+形成CaCO3沉淀。去經電化學預氧化工藝處理后的污水，按照不同比例與地層水進行混配，在70℃的烘箱中恒溫放置7天，分析恒溫后污水中Ca2+、Mg2+濃度（單位：mg·L-1）結果為：

（地層水 ：處理水）： 0：5 / 1：4 / 2：3 / 3：2 / 4：1 / 5：0；

（加熱前Ca2+、Mg2+）：393.0/ 398.4/ 404.8/ 410.2/ 416.5/ 423.0；

（加熱后Ca2+、Mg2+）：375.2/ 78.7/ 382.4/ 385.2/ 389.8/ 394.6；

（Ca2+、Mg2+離子下降）：17.8/ 19.7/ 22.4/ 25.0/ 26.7/ 28.4。

污水加熱后Ca2+、Mg2+濃度較加熱前的濃度下降量越大，說明污水的結垢越嚴重。從上述數據中可得出：恒溫后的Ca2+、Mg2+下降量隨著處理后污水比例的增加逐漸減少，結垢趨勢減弱，說明處理后的水和地層水的配伍性良好。

3 結論

現河采油廠史南聯合站在引入電化學預氧化技術以后，史南地區的注水水質得到了明顯的改善，有效的提高了注水效率，從而使原油產量得到了保障。同時，處理后的污水腐蝕速率在輸送過程中變化較小，減輕了對管線的腐蝕，管線的使用年限增長。電化學預氧化技術在史南站的成功應用，也使得近年來該技術在周圍站點得到一定的推廣應用。

[責任編輯：曹明明]