張鳳桂

隨著對工業(yè)污水危害性的認識和全球?qū)o污染工業(yè)生產(chǎn)過程的重視,以及面臨人類賴以生存的水資源衰竭等現(xiàn)狀,世界各國科研工作者越來越多的致力于工業(yè)污水的治理和綜合利用方面的研究,取得了很大進展。目前已有典型的生物處理技術、光催化氧化處理技術、電催化氧化處理技術、氧化床處理技術、超臨界處理技術、膜分離處理技術和目前較廣泛使用的絮凝處理技術等。但是,這些技術在不同程度上都存在一定的局限性,國內(nèi)某油田介紹采用“四劑法”處理含油污注水的技術和方法,但該法不僅需要分次分過程添加絮凝劑、阻垢劑、防腐劑和殺菌劑,在操作上有諸多不便,而且處理效果無法達到預期的結(jié)果,藥劑無協(xié)同效應,造成藥劑的浪費和處理費用增高。該方法采用實驗室合成的Z-10多功能藥劑及配套的方法,對含油污水進行綜合治理,使絮凝、阻垢、防腐和殺菌過程一步完成,簡化了污水處理工藝,降低了處理費用。

一、Z-10藥劑特性和綜合處理實驗

1.綜合處理方法和工藝。該研究以管式反應為基礎,在HCO₃^-水系或從脫水站脫出的含油污水輸送管道中加入Z-10多功能藥劑,然后與CaCl₂水系相混,進入沉淀池富集和分離沉淀的污泥。在這一工藝中關鍵是多功能藥劑的研制和使用,Z-10藥劑除具備一般絮凝劑特點外,還具有結(jié)合Ca²⁺、Mg²⁺、Ba²⁺和Sr²⁺離子的作用,結(jié)合了這些離子后,不僅可以加速絮凝速度,而且去除污水中的成垢離子,起到了從根本上防止注水過程中的結(jié)垢問題;同時Z-10藥劑中還含有防腐和殺菌組分,在組成上這些物質(zhì)作為多功能藥劑的必要成分,協(xié)同對含油污水進行綜合處理。經(jīng)凈化處理的水根據(jù)處理要求分別達到回注或回灌甚至外排水標準,設備要求簡單,操作方便。

2.絮凝實驗。處理過的水樣經(jīng)K₂Cr₂O₇法測定COD值,并分析色度和懸浮物含量

3.緩蝕實驗。在40±2℃將處理過的標準試片掛于處理過的水樣中48h,取出試片,洗滌干燥,測定腐蝕情況。試片為化工機械研究院生產(chǎn)的標準掛片,20#碳鋼,表面積20cm²。

4.靜態(tài)阻垢實驗。采用EDTA法滴定處理過水樣中的Ca²⁺、Mg²⁺濃度,求得阻垢率

5.殺菌試驗。處理過的水樣用絕跡稀釋法測定SRB含量,計算殺菌率。

二、綜合處理結(jié)果和討論

1.Z-10加藥量對處理結(jié)果的影響。綜合處理前后的關鍵水質(zhì)指標和結(jié)果。隨著Z-10多功能藥劑加入量的增加,含油污水中的Ca²⁺+Mg²⁺、HCO₃^-、COD、含油量、懸浮物和SRB含量普遍大幅度降低,其中Z-10達15～20mg/l時,所有測定指標的去除率均達98%以上。相比之下,[Ca²⁺+Mg²⁺]、HCO3-和SRB含量的降低需要的藥劑濃度較低,10mg/l的Z-10就能去除其大部分,而COD、含油量和懸浮物則要求Z-10濃度較大,以15～20mg/l較好。

2.pH值對處理結(jié)果的影響。處理過程的酸堿度對處理效果有很大的影響,最佳綜合處理的pH值范圍為4～7,但是考慮到實際應用和工業(yè)設施的要求,該處理過程的實際操作pH值范圍為5.5～7,經(jīng)處理的水達標率在96%以上,滿足油田注水的基本要求。

3.助凝劑對處理結(jié)果的影響。助凝劑的使用可以很好地改變絮體的大小和聚集及沉淀的速度,并且還能提高處理水的達標率。在本研究使用的陰、陽和非離子助凝劑中,經(jīng)反復實驗,發(fā)現(xiàn)陽離子助凝劑更適合綜合處理體系,其用量與處理水達標率之間的變化關系如圖4所示。很少量的助凝劑就能顯著加速沉降過程,并且有利于水質(zhì)的達標率的提高,但是,助凝劑的量很大時,水質(zhì)的達標率反而降低,對水凈化不利。最佳助凝劑/Z-10的質(zhì)量比范圍為0.05～0.2,在此范圍內(nèi)處理水的達標率≥96%,絮體的沉降時間在10s內(nèi),適合大量廢水處理的條件要求。在40±2℃,20#碳鋼在處理過水樣中經(jīng)48h跟蹤測試和觀察,發(fā)現(xiàn)緩蝕率達90%以上,證明該藥劑具有較好的防腐作用。

4.工藝過程對處理結(jié)果的影響。污水處理是一個非常復雜的過程,涉及的影響因素較多,除藥劑本身性能和加量外,還有加料次序的影響。研究中發(fā)現(xiàn)在使用多功能藥劑處理含油污水中,最理想的方法為先在污水中添加石灰水,使體系的pH值≥8,然后加入Z-10藥劑及助凝劑,使體系的pH值最終達到5.5～7.5。經(jīng)這種方法處理的水,鹽分少,濃縮倍數(shù)可達4～5倍,有效地改進了油田含油污水的處理?！?/p>

(編輯/穆楊)