水質特性對污水處理效果的影響

周迎梅

(中國石油大學勝利學院，山東 東營 257601)

水質特性對污水處理效果的影響

周迎梅

(中國石油大學勝利學院，山東東營257601)

分析研究了水質特性對污水處理工藝的影響，王崗污水具有高溫、高鹽、弱酸性的特點。通過投加復合堿調整pH值至7.0，可使污水腐蝕速率降低至達到注水標準要求，同時加入聚鋁混凝劑(30mg/L)和PAM絮凝劑(3mg/L)，可加速重力混凝沉降，使得污水含油量在10mg/L以內，懸浮物含量小于10mg/L，凈化效果良好。同時該污水改性后水質穩定，與地層來水有良好的配伍性。

污水；腐蝕；凈化

現階段勝利油田采出液綜合含水率已達到90%以上[1]，油田采出水含有石油、固體懸浮物、可溶性礦物質、細菌以及破乳劑、絮凝劑、殺菌劑等多種化學藥劑，具有嚴重的環境污染問題，必須通過污水處理工藝處理達標后才可回注[2]。

王崗污水站主要負責王崗地區的污水處理任務，采用的是“水質改性+重力混凝沉降+過濾”工藝。本文主要研究分析了水質改性對污水處理工藝的影響。

1 水質檢測及水質特性分析

依據行業標準SY/T 5329-2012《碎屑巖油藏注水水質指標及分析方法》、SY/T 0026-1999《水腐蝕性測試方法》、SY/T 5523-2001《油氣田水分析方法》中規定的檢測方法，對王崗污水站來水、一次除油罐出水、外輸水及注水站、配水間、井口進行水質檢測，檢測結果如表1所示。

表1 王崗污水站及沿程水質檢測

表1(續)

對王崗污水站來水進行離子分析，分析結果見表2。

表2 王崗污水站來水離子分析

由表中數據分析可知：污水站來水、外輸水游離CO2含量分別為35mg/L、31mg/L，采出水pH值為6.5，屬于弱酸性；王崗污水站來水礦化度較高(25451.62mg/L)、氯離子含量較高(15493.13mg/L)，屬于高鹽污水。

2 水質改性效果分析

針對王崗污水的特點，通過投加復合堿(主要成分石灰乳)調整pH值，并考察pH升高后對凈化處理效果的影響。

2.1 水質改性對污水腐蝕性的影響

對不同pH值條件下的王崗污水，檢測其腐蝕速率，結果如表3。

表3 改性腐蝕試驗結果表

由表中數據可見，王崗污水腐蝕速率(0.0425mm/a)較大，這主要是因為王崗站內水溫接近60℃，腐蝕速度越快；王崗污水站采出水pH值為6.5，氫離子濃度較高，影響金屬表面氧化膜的形成和溶解，能夠加劇腐蝕；王崗污水Cl-含量高，Cl-離子會吸附在金屬的某些部位上,使得所吸附的部位受到活化,導致金屬材料的電化學腐蝕，并且Cl-離子的穿透能力很強，能穿透保護膜，從而加速對金屬的腐蝕作用[1]。

隨著pH值的增加，王崗污水腐蝕速率隨之降低。當pH值調制7.85時，緩蝕率為50.35%，室內靜態腐蝕速率為0.0211mm/a。

但pH值過高會引發地層堿敏、污泥增多等問題，因此為避免pH調整幅度較大，進行弱改性條件下(pH值=7)，選擇抗點蝕效果較好緩蝕劑進行篩選。

2.2 水質改性對凈化處理效果的影響

對油站分離器出水進行空白靜態沉降試驗，沉降時間為6h，每隔1h取中層水樣進行懸浮物和含油量的檢測，王崗污水站來水空白靜態沉降試驗結果、沉降時間與懸浮物和含油量[4]的關系見表4所示。

表4 王崗污水自然沉降試驗

自然沉降2h以上，含油量降為85.7mg/L，懸浮物含量為35.2mg/L，自然沉降2h后污水基本達到進入絮凝沉降段入水要求。采用自然沉降2h后的污水作為試驗介質，試驗過程保持水溫為58℃，加入復合堿調節溶液pH值為7.0。加入聚鋁混凝劑(30mg/L)和PAM絮凝劑(3mg/L) ，每隔30min取中層水樣進行懸浮物和含油量的檢測，來考察改性前后沉降時間與含油量和懸浮物的關系。沉降時間與懸浮物和含油量的關系如圖1、2所示。

圖1 王崗污水改性前后懸浮物含量比較

圖2 王崗污水改性前后油含量比較

從圖中的實驗結果可知，水質改性前后經自然沉降污水中的懸浮物和油含量都是持續降低的。改性前自然沉降1h(總的沉降時間3h)后污水中的懸浮物和油的含量趨于平緩，最終自然沉降3h(總的沉降時間5h)后，懸浮物含量為26.2mg/L，含油量降為43.1mg/L。

污水改性后靜態沉降1.5h含油曲線趨于平緩，基本穩定在10mg/L以內；懸浮物沉降過程由于改性后形成的Ca(OH)2等堿性微粒粒徑較小，沉降較為緩慢，沉降2h后，懸浮物含量小于10mg/L。

由此可得出王崗污水調整pH值為7.0時，投加聚鋁混凝劑(30mg/L)、PAM絮凝劑(3mg/L)，經過2～3h的沉降，凈化效果較好，自然沉降時間大大縮短。考慮到現場沉降時，水流擾動對小顆粒沉降效果影響較大，結合其他改性站的現場運行情況，建議現場沉降時間為3～5h。

2.3 水質穩定與配伍情況

對改性前后的王崗污水進行離子分析預測，結果見下表。由表中數據可見，改性前后水型沒有改變，為氯化鈣水型；改性后礦化度略有降低，主要是Mg2+、Ca2+、Sr2+均等成垢離子形成垢晶微粒，與懸浮物等機械雜質沉降析出。

改性后采出水礦化度略有降低，含鹽量降低，則其電導率降低，低含鹽減緩電化學腐蝕[5]，腐蝕速率隨含鹽量的降低而降低。

表5 改性前后離子變化情況表(單位：mg/L)

分析項目改性前改性后分析項目改性前改性后F-0.000.00Li+0.000.00CI-15324.9015316.40Na+8123.508297.40Br-38.6923.33K+40.6053.40NO-30.000.00NH+450.3046.70陰離子SO2-48.247.62陽離子Mg2+200.40124.20OH-0.000.00Ca2+1286.101234.78CO2-30.0023.26Sr2+60.4056.40HCO-3289.72212.86Ba2+0.000.00礦化度25422.8525396.35水型氯化鈣氯化鈣備注改性前pH值為6.5,改性后pH值為7.0。

將改性水與地層水按照不同比例進行混配，在70℃的烘箱中恒溫放置7天，測定恒溫放置前后水中的Ca2+、Mg2+離子含量變化，結果見表6。

表6 改性后污水與地層水配伍性表

表6數據表明，加熱前后不同配比混合水中Ca2+、Mg2+離子含量變化不大，表明改性水與地層水離子差異不大，混合后穩定性較好，水型配伍。

4 結論

通過研究可以得出以下結論：(1))采用水質改性后出口污水含油可達到0～10mg/L；懸浮物可達到0～5mg/L；腐蝕率控制在0.076mm/a以下。處理后污水水質可以達到B3級，滿足油藏的注入要求；(2)處理后污水水質穩定，與地層來水有良好的配伍性。

[1] 魏 敏 ， 鄒曉蘭 ， 賀瑩.油田采油污水處理技術及面臨的問題[J].山東化工. 2007,36(5):19-21.

[2] 曹淮山, 姜紅等. 勝利油田回注污水處理技術現狀及發展趨勢[J].油田化學, 2009, 26(2):218-226.

[3] 譚斯予.污水管道腐蝕機理及防護措施[J]. 城市建設理論研究:電子版.2015. 5(24).

[4] 賈文玲，李現林.對油田污水含油量測定方法的改進[J].石油工業技術監督, 2003.19 (10) :10-12.

[5] 魏金生，高 瑋，等.江漢油田站場綜合防腐措施及其應用[J].石油工程建設.2003.5:31-34.

(本文文獻格式：周迎梅.水質特性對污水處理效果的影響[J].山東化工，2017，46(16)：193-195.)

X703

：A

：1008-021X(2017)16-0193-03

2017-06-08

通訊聯系人：周迎梅(1982—)，女，山東臨清人，中國石油大學勝利學院，講師，碩士。