長(zhǎng)慶油田采油三廠

油田污水化學(xué)處理方法及回用技術(shù)

廖鑫海

長(zhǎng)慶油田采油三廠

在分析油田污水化學(xué)處理技術(shù)理論的基礎(chǔ)上，提出電化學(xué)—絮凝法進(jìn)行油田污水處理，選取PAC和CPAM兩種絮凝劑與電化學(xué)法結(jié)合進(jìn)行化學(xué)處理實(shí)驗(yàn)研究。對(duì)比分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，電化學(xué)—絮凝法對(duì)油田污水進(jìn)行處理不但處理效果比單一化學(xué)絮凝法和單一電化學(xué)法好，而且絮凝劑用量少，可節(jié)省大量污水處理成本。根據(jù)油田污水處理研究結(jié)果提出污水回用技術(shù)，污水回用技術(shù)比普通污水處理技術(shù)工藝難度高，但能節(jié)省水資源且保護(hù)環(huán)境。

污水；化學(xué)處理；回用技術(shù)；絮凝劑；實(shí)驗(yàn)

油田污水化學(xué)處理技術(shù)是針對(duì)油田污水中的各種油污、雜質(zhì)物質(zhì)離子、懸浮物等加入相應(yīng)的化學(xué)藥劑，通常包括殺菌劑、防垢劑、緩蝕劑、絮凝劑、除硫劑、除油劑等，雖然各油田水質(zhì)成分具有差異，要求回注用水的水質(zhì)也有不同的標(biāo)準(zhǔn)，但是在化學(xué)處理技術(shù)中可選用有針對(duì)性化學(xué)處理劑和處理技術(shù)措施，達(dá)到對(duì)油田污水進(jìn)行深度處理。在分析油田污水化學(xué)處理方法基礎(chǔ)上，提出了油田污水回用技術(shù)對(duì)策。

1 電化學(xué)—絮凝劑污水處理方法

目前油田污水處理使用最多的是化學(xué)絮凝法，該方法使用絮凝劑量大、成本高。本文通過電化學(xué)法和絮凝法結(jié)合使用而形成一種新的化學(xué)處理方法，并對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析以驗(yàn)證其處理效果。

實(shí)驗(yàn)采用固定鋁電極極板，在燒杯中加入油田污水樣本，測(cè)量透光率和污水成分，接通電源調(diào)節(jié)電流密度、電極板間距、電解時(shí)間等觀察污水成分。絮凝法處理實(shí)驗(yàn)采用常用的燒杯實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行操作。實(shí)驗(yàn)材料有聚合氯化鋁（PAC）、陽(yáng)離子聚丙烯酰胺（CPAM）等絮凝劑。

選取某油田污水作為樣本水質(zhì)，以實(shí)驗(yàn)后污水的透光率為準(zhǔn)，衡量污水處理效果。

1.1 電化學(xué)實(shí)驗(yàn)

進(jìn)行多組實(shí)驗(yàn)，測(cè)定電化學(xué)處理后的污水透光率，以判定處理效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，電流密度對(duì)電化學(xué)處理效果較為明顯，是影響電化學(xué)處理法的主要因素。由此對(duì)比分析得出電化學(xué)處理最佳實(shí)驗(yàn)條件：電極板間距10mm、電解時(shí)間16min、電流密度1 000 A/m2，此時(shí)處理后污水透光率達(dá)到94.3%。

1.2 電化學(xué)結(jié)合PAC對(duì)比實(shí)驗(yàn)

選擇兩組實(shí)驗(yàn)設(shè)備，里面加入等量等質(zhì)的油田污水。一組單獨(dú)加入絮凝劑PAC，邊加大絮凝劑用量邊測(cè)量透光率，處理結(jié)果如圖1所示；另一組先按照上述電化學(xué)條件進(jìn)行電化學(xué)處理，將處理后的污水再用PAC進(jìn)行絮凝處理，邊加大絮凝劑用量邊測(cè)量透光率，處理結(jié)果如圖2所示。

圖1 絮凝劑PAC絮凝實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖2 電化學(xué)—絮凝劑PAC化學(xué)處理結(jié)果

由圖1油田污水透光率變化趨勢(shì)可以看出，絮凝劑PAC對(duì)污水進(jìn)行化學(xué)絮凝處理具有一定的效果，但是使用的絮凝劑用量太大，最佳處理效果時(shí)的透光率為94.8%，絮凝劑濃度達(dá)到900mg/L左右。由圖2可以看出，電化學(xué)—絮凝法進(jìn)行油田污水化學(xué)處理效果比單獨(dú)絮凝處理效果好很多，并且使用的絮凝劑用量少：絮凝劑PAC的濃度為300mg/L左右時(shí)處理效果達(dá)到最佳（98.3%）。

1.3 電化學(xué)結(jié)合CPAM對(duì)比實(shí)驗(yàn)

再另外選擇兩組實(shí)驗(yàn)設(shè)備，里面加入等量等質(zhì)的油田污水。一組單獨(dú)加入絮凝劑CPAM，邊加大絮凝劑用量邊測(cè)量透光率，處理結(jié)果見圖3；另一組同樣按照上述電化學(xué)條件進(jìn)行電化學(xué)處理，將處理后的污水再加絮凝劑CPAM進(jìn)行處理，邊加大絮凝劑用量邊測(cè)量透光率，處理結(jié)果見圖4。

圖3 絮凝劑CPAM絮凝實(shí)驗(yàn)結(jié)果

圖4 電化學(xué)—絮凝劑CPAM化學(xué)處理結(jié)果

由圖3可以看出，單獨(dú)使用絮凝劑CPAM進(jìn)行油田污水處理效果好，最佳透光效果達(dá)到96.7%，符合油田企業(yè)污水處理效果，但是此時(shí)使用的絮凝劑濃度達(dá)到250mg/L左右，絮凝劑用量較大。由圖4可以看出，電化學(xué)—絮凝法進(jìn)行油田污水處理效果比單獨(dú)絮凝處理效果好很多，在電化學(xué)處理的基礎(chǔ)上，使用絮凝劑CPAM進(jìn)行化學(xué)絮凝處理，最佳處理效果時(shí)的透光率達(dá)到98.2%，而且此時(shí)的絮凝劑濃度為40mg/L左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于單獨(dú)使用絮凝劑進(jìn)行處理的用量。

通過電化學(xué)污水處理、電化學(xué)—PAC絮凝處理、電化學(xué)—CPAM絮凝處理等試驗(yàn)結(jié)果分析可以看出，電化學(xué)—絮凝劑結(jié)合的化學(xué)處理法處理效果較好，且使用的絮凝劑用量少，既提高了效果又降低了成本，同時(shí)還起到了很好的環(huán)境保護(hù)作用。

2 污水處理回用技術(shù)分析

目前我國(guó)油田含油污水大約90%以上都是回注利用，另外一小部分的油田污水則是直接排放到外界環(huán)境中。近幾年來(lái)，由于油田開采規(guī)模的擴(kuò)大和水資源的逐漸缺少，對(duì)油田污水及外排掉的污水進(jìn)行回用顯得十分必要，主要用于油田鍋爐給水、設(shè)備沖洗等。油田污水回用一方面避免了污水外排造成的污染危害，另一方面有效利用污水熱能，可產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

油田污水回用技術(shù)就是采取一系列工藝對(duì)油田開采出的污水進(jìn)行處理，使其達(dá)到回用水質(zhì)的要求，然后將其應(yīng)用于油田相關(guān)區(qū)域或設(shè)備。將油田污水回用于熱采鍋爐，其經(jīng)濟(jì)效益和優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：一是用污水代替清水或地下水，可節(jié)省大量清水資源；二是污水進(jìn)行回用后，外排水量隨之減少，降低了排污費(fèi)用；三是回用污水溫度高，節(jié)省了能量和燃油（清水使用時(shí)需加熱）。回用污水要達(dá)到國(guó)標(biāo)和規(guī)范用水要求，就需要進(jìn)行污水處理，去除污水中含有的污油、懸浮物、堿性物、二氧化硅、可溶性固體、鐵離子等，降低水的礦化度。

回用污水處理技術(shù)與油田污水回注利用處理技術(shù)工藝類似，基本都是去除污水中的各項(xiàng)雜物，都是采用電化學(xué)—絮凝法去除污油和懸浮物，但是回用技術(shù)后續(xù)深度處理著眼于水質(zhì)軟化處理，和常規(guī)回注處理工藝相比，軟化處理技術(shù)難度大、要求高，因此，油田污水回用處理技術(shù)與油田污水處理技術(shù)類似，但是更加深入和徹底。

3 結(jié)論

（1）提出電化學(xué)—絮凝法進(jìn)行油田污水處理，選取PAC和CPAM兩種絮凝劑與電化學(xué)法結(jié)合進(jìn)行化學(xué)處理實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析了單獨(dú)使用絮凝化學(xué)處理法和電化學(xué)—絮凝法的污水處理效果。

（2）研究結(jié)果表明，電化學(xué)—絮凝法對(duì)油田污水進(jìn)行處理不但處理效果比單一化學(xué)絮凝法好，而且可節(jié)省大量的絮凝劑。

（3）根據(jù)油田污水處理研究結(jié)果提出污水回用技術(shù)，污水回用技術(shù)比普通污水處理技術(shù)工藝難度高，但能節(jié)省水資源且保護(hù)環(huán)境。

（欄目主持 張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.9.032