孤东油区高含聚采油废水药剂处理研究

学术理论《科技与企业》杂志2011年第3期73孤东油区高含聚采油废水药剂处理研究257062胜利油田技术检测中心(山东东营)刘超马文峰【摘要】针对孤东采油废水含聚合物浓度较高，可生化性比较差的特点，向高含聚采油废水中分别加入四种不同的单一絮凝剂，考察其处理效果并找出最佳投加浓度。针对四种无机絮凝剂的最佳投加量进行无机、有机复配药剂处理实验，考察其处理效果并找出最佳复配方案。【关键词】聚合物；采油废水；絮凝剂；复配1、研究目的和意义孤东油区经过多年的开发建设，其石油开采已处于“三高”阶段，采出液的综合含水率达90%以上，每天产生大量的采油废水。虽然大部分采油废水用于回注或回灌，但由于废水量过大，每天仍有约20000m3废水无法正常回注或回灌。随着孤东油区进入开发后期，利用清水配注聚合物的“三次采油”技术大面积推广，其采出液含水率将逐年上升，由此造成了废水量增加，注水难度增大，使得今后相当长的时间内采油废水及污染物排放量居高不下，并且总体上呈逐年增加的趋势。由于这些废水中含有大量的COD和石油类等污染物，流到周围土壤或河流中会给周围环境造成严重污染。因此，为保障油田正常生产和保护环境，认真做好采油废水的治理工作，实现废水达标排放具有重要的现实意义。2、孤东油区高含聚采油废水水质特点由于孤东油区采取的上产措施较多，投加药剂数量多、浓度大，增加了水处理的难度。孤东采油废水具有高温（温度35℃～50℃）、高盐（Cl-浓度6000mg/L以上）的特点。此外，孤东采油废水BOD值比较低，在20mg/L左右，可生化系数BOD/COD＜0.2。含聚合物浓度比较高。聚合物是难以生物降解的物质，它将直接影响出水COD值。这些特点造成了采油废水的可生化性比较差，增大了生化处理的难度。因此，通过深入研究并优化絮凝药剂配比等物理化学处理方法，达到提高采油废水中聚合物等难生化降解污染物的去除率，以确保高含聚采油废水达标处理甚为关键。3、孤东外排采油废水药剂处理实验方案3.1实验药品及仪器PAM(阳离子型)，水解度60%；水合醋酸钠，醋酸，碘化钾，氯化镉，可溶性淀粉，饱和溴水，甲酸钠，邻菲
啉，硫酸铁铵，重铬酸钾以上药品均为分析纯；PAC含Al2O3质量分数30%左右，PFS含Fe2O3的质量分数大于18%，PAC-PFS含Al2O3质量分数10%左右，聚合铝硅含SiO2质量分数2%左右。722型紫外可见分光光度计、90-2恒温磁力搅拌器。3.2实验方法取500mL高含聚采油废水样置于500mL的烧杯中，放在磁力搅拌器上搅拌，加入一定量的絮凝剂，快速搅拌2min，若复配加入PAM(阳离子型)絮凝剂则先向水样学术理论74《科技与企业》杂志2011年第3期中加入无机絮凝剂，快速搅拌2min，再加入PAM(阳离子型)絮凝剂快速搅拌1min后慢速搅拌1min。此时水溶液中出现了絮状沉淀，取上清液后测定其中的聚合物PAM浓度，具体测试方法采用淀粉一碘化镉光度法。4、研究的结果分析及结论4.1单一无机药剂处理实验向水样中投加一定量的絮凝剂PAC,PFS，PAC-PFS，聚合铝硅。图1和图2分别为加入絮凝剂充分絮凝后上清液中PAM的剩余浓度。从图中可以看出随着PFS和聚合铝硅投加量的增加，上清液中PAM的剩余浓度随之下降，当PAM浓度降至一定值时继续增加这两种絮凝剂的用量，上清液中PAM的剩余浓度不再发生变化，而是出现了一个浓度平台。而另外两种絮凝剂PAC和PAC-PFS:则呈现了不同的情况，随着絮凝剂用量的增加，上清液中PAM的剩余浓度先减少后增加，曲线中存在一个最小值，即最佳絮凝剂投加点。虽然加入的絮凝剂不同，但是絮凝后上清液中PAM浓度最小值均在20-25mg/L之间，去除率可达55%以上。从图中还可以看出，PAC和PAC-PFS以及PFS和聚合铝硅的最佳投加值相差不大，对于孤东含聚废水加入PAC-PFS后形成团状絮体，絮体较为密实，沉降速度快。而其他三种絮凝剂形成的絮体为片状，絮体疏松,沉降速度慢。加入过多的PFS，处理后的溶液中会带有一定程度的色度。比较四种絮凝剂发现絮凝处理孤东含聚废水使用PAC效果最佳。对于PFS和聚合铝硅加入过量的絮凝剂，PAM的去除率出现了一个平台，加入最佳絮凝剂量时PAM与絮凝剂之问的吸附絮凝作用已经达到饱和，过量的絮凝剂不能与PAM继续发生作用。而对于PAC和PAC-PFS情况却不同，当絮凝剂的加入量超过最佳值时，PAM残留量增加，絮凝效果变差。这可能是过多的絮凝剂继续吸附于絮体上，使絮体带有电荷，由于电荷间的斥力作用使絮体能够分散稳定存在。因此一定要严格控制絮凝剂的用量，过多的投加絮凝剂不仅造成浪费，而且也会影响最终的絮凝效果。3.3.3复配药剂处理实验通过单一无机药剂的实验后，我们得到了这4种无机絮凝剂的最佳投加量，然后我们再针对最佳投加量进行无机、有机复配药剂处理实验。图3和图4分别为加入复配絮凝剂充分絮凝后上清液中PAM的剩余浓度。比较四种絮凝剂复配实验发现絮凝处理孤东含聚废水使用聚合铝硅复配效果最佳，可将水样中的聚合物去除80%以上。对于PFS和聚合铝硅加入有机絮凝剂后PAM编辑：康原的去除率出现了一个平台，加入最佳絮凝剂量时PAM与絮凝剂之间的吸附絮凝作用已经达到饱和，过量的有机絮凝剂会增加PAM在水样中的浓度。而对于PAC和PAC-PFS情况也近似相同，当絮凝剂的加入量超过最佳值时，PAM残留量将不断增加。4、结论通过采用药剂处理对孤东采油废水进行实验，可以得出以下结论：1、孤东高聚物采油废水达标处理的关键是强化前期混凝气浮等预处理措施，有效地去除水体中的水解性聚丙烯酰胺，提高聚合物等难生化降解的污染物的去除率。2、四种无机絮凝剂均可有效的去除水体中的水解性聚丙烯酰胺，加入PAC-PFS后形成团状絮体，絮体较为密实，沉降速度快。而其他三种絮凝剂形成的絮体为片状，絮体疏松,沉降速度慢。加入过多的PFS，处理后的溶液中会带有一定程度的色度。比较4种絮凝剂发现絮凝处理孤东含聚废水使用PAC效果最佳。3、四种絮凝剂复配实验发现絮凝处理孤东含聚废水使用聚合铝硅复配效果最佳，可将水样中的水解性聚丙烯酰胺去除80%以上。对于四种无机复配有机絮凝剂，PAM的去除率会出现了一个最佳值，当PAM与絮凝剂之间的吸附絮凝作用达到饱和后，过量的有机絮凝剂会增加PAM在水样中的浓度。综合考虑后可使用聚合铝硅复配PAM(阳离子型)絮凝剂进行孤东油区高含聚采油废水的药剂处理。