路建萍，李俊華

（陜西省石油化工研究設(shè)計(jì)院，陜西 西安710054）

油田污水具有pH 值低、含鐵量高、細(xì)菌含量高、懸浮物量高的特征，具有較強(qiáng)的腐蝕性和結(jié)垢性，直接影響油田的正常生產(chǎn)[1]?，F(xiàn)要求污水處理后回注，為確保注水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，解決旬邑采油廠油田采出水處理系統(tǒng)及注水系統(tǒng)的腐蝕結(jié)垢問(wèn)題，本文通過(guò)對(duì)油田采出水離子含量、細(xì)菌含量、腐蝕速率、pH 值等測(cè)定，優(yōu)選pH 值調(diào)節(jié)劑和除鐵劑，并與絮凝藥劑聯(lián)合，對(duì)油田采出水進(jìn)行室內(nèi)絮凝處理研究。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

無(wú)水乙醇、AgNO3、Na2S2O3、乙二胺四乙酸二鈉、鉻酸鉀、HCl、NH3·H2O、Na2CO3、NaOH、H2SO4、氨水、NH4Cl、乙酸銨、鹽酸羥胺、鄰菲啰呤，均為分析純；SRB- 硫酸鹽還原菌測(cè)試瓶、TGB- 腐生菌測(cè)試瓶、FB- 鐵細(xì)菌測(cè)試瓶；PAC、PFC、PAM、除鐵劑，均為工業(yè)品；旬邑采油廠采出水；A3 鋼片。

UV-1750 紫外- 可見(jiàn)分光光度計(jì)、pHS-3C 精密pH 酸度計(jì)、FA2004 分析天平、SHB-Ⅲ循環(huán)水式多用真空泵、玻璃砂芯過(guò)濾裝置、101-2AB 型電熱鼓風(fēng)干燥箱、濾膜（0.45μm）、無(wú)菌注射器。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 采出水的性質(zhì)分析 油田采出水的性質(zhì)如離子含量、細(xì)菌含量、平均腐蝕率、懸浮物含量，水質(zhì)離子含量分析依據(jù)SY/T 5523-2000《油氣田水分析方法》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行；腐蝕速率測(cè)定依據(jù)SY/T 5373-2000《油田采出水用緩蝕劑性能評(píng)價(jià)方法》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定測(cè)定；細(xì)菌含量、懸浮物含量的測(cè)定依據(jù)SY/T 5329-2012《碎屑巖石注入水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行。

1.2.2 采出水的絮凝處理 采出水的絮凝實(shí)驗(yàn)依據(jù)SY/T 5796-1993《絮凝劑評(píng)定方法》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

2 結(jié)果與討論

2.1 油田采出水水質(zhì)分析

旬邑采油廠采出水的水質(zhì)分析結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 油田回注水水質(zhì)分析Tab.1 Water quality analysis of oilfield water injection

從表1 可知，油田采出水具有pH 值較低、鐵含量高、細(xì)菌含量高、平均腐蝕率高等特點(diǎn)。

2.2 油田污水的絮凝處理

對(duì)于鐵含量較高的油田采出水來(lái)說(shuō)，影響污水絮凝處理的重要因素為污水體系的pH 值、絮凝劑種類及投加量、除鐵劑投加量。藉此進(jìn)行污水絮凝處理優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，對(duì)處理后絮體情況、沉降性能、水透光率等進(jìn)行考察。各影響因素的基本條件為污水體系pH 值7.5，無(wú)機(jī)絮凝劑加量為90mg·L-1，有機(jī)絮凝劑加量為5mg·L-1，除鐵劑加量為50mg·L-1。

2.2.1 體系pH 值對(duì)水處理效果的影響 考慮到油田 采 出 水 中 含 有Ca2+、Mg2+、Ba2+等 離 子，選 用Na2CO3或生石灰調(diào)節(jié)污水pH 時(shí)，會(huì)增加產(chǎn)泥量或加大水中Ca2+含量而引起結(jié)垢問(wèn)題[2]，則用NaOH作為pH 調(diào)節(jié)劑。其他影響因素同2.2，不同體系pH值對(duì)水處理效果影響見(jiàn)表2。

表2 不同pH 值對(duì)水處理效果的影響Tab.2 Influence of the different pH to watertreatment effectiveness

由表2 可知，在6.5～8.0 范圍內(nèi)，隨著pH 值升高，絮體逐步變大，且形成速度加快、沉降加快，上清液清澈，透光率上升，這主要是pH 值變化對(duì)絮凝劑形成絮體的速度及大小影響較大[3]。綜合處理效果和經(jīng)濟(jì)成本，選擇污水體系pH 值為7.5。

2.2.2 無(wú)機(jī)絮凝劑對(duì)水處理效果的影響 其他影響因素同2.2，針對(duì)油田采出水特點(diǎn)，研究了無(wú)機(jī)絮凝劑PFC 和PAC 對(duì)水處理效果的影響，其結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 無(wú)機(jī)絮凝劑種類及加量對(duì)水處理效果的影響Tab.3 Influence of the inorganic flocculant typeand dosage to water treatment effectiveness

由表3 可見(jiàn)，兩種無(wú)機(jī)絮凝劑都有一定的處理效果，但PFC 的處理效果不如PAC，其形成的絮體較小，形成速度較慢且沉降較慢，上清液透光性能也較差，故無(wú)機(jī)絮凝劑選擇PAC。這主要無(wú)機(jī)絮凝劑的電荷密度大，形成的絮體速度較快[4]，但PFC降低污水pH 值的幅度較大，故處理效果較差。隨著PAC 加量由70mg·L-1增大到90mg·L-1，絮體變大且沉降速度快，上清液透光率由80.3%增加到95.5%，這是由于隨著無(wú)機(jī)絮凝劑加量的增加，污水中膠體體系穩(wěn)定性破壞越徹底，能更好的去除水中的懸浮物，增強(qiáng)水處理效果。因此，選擇無(wú)機(jī)絮凝劑PAC 的用量為90mg·L-1。

2.2.3 有機(jī)絮凝劑對(duì)水處理效果的影響 實(shí)驗(yàn)選用不同分子量的有機(jī)絮凝劑PAM 對(duì)污水進(jìn)行絮凝處理，其他影響因素同2.2，研究不同分子量、不同投加量的有機(jī)絮凝劑PAM 對(duì)水處理效果的影響，其結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 有機(jī)絮凝劑種類及加量對(duì)水處理效果的影響Tab.4 Influence of the organic flocculant typeand dosage to water treatment effectiveness

由表4 可見(jiàn)，在（900～1200）萬(wàn)范圍內(nèi)，水處理效果隨PAM 分子量的增大而增強(qiáng)；（1200～1400）萬(wàn)范圍內(nèi)，水處理效果隨PAM分子量的增大而降低。這是因?yàn)榫酆衔锓肿恿看螅肿渔溤鲩L(zhǎng)，橋聯(lián)作用強(qiáng)，水處理效果好[5,6]。但分子量過(guò)高時(shí)，分子在水中的運(yùn)動(dòng)會(huì)變得遲緩，吸附的固體顆粒空間距離也會(huì)變得太大，導(dǎo)致難以聚集，處理效果變差[7]。隨著PAM加量由3mg·L-1增大到5mg·L-1，水處理效果增強(qiáng)，但投加量再增大時(shí)，效果變化不明顯。所以有機(jī)絮凝劑PAM 與無(wú)機(jī)絮凝劑PAC 復(fù)配處理油田污水，分子量和投加量分別以1200 萬(wàn)和5mg·L-1為宜。

2.2.4 無(wú)機(jī)絮凝劑、有機(jī)絮凝劑與除鐵劑聯(lián)合作用對(duì)水處理效果的影響 其他影響因素同2.2，除鐵劑對(duì)水處理效果的影響結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 除鐵劑加量對(duì)水處理效果的影響Tab.5 Influence of the iron removal agent dosageto water treatment effectiveness

由表5 可以看出，除鐵劑加入后，絮體迅速地變大，沉降速度加快，且隨著加量的增大，除鐵率增大，水處理效果增強(qiáng)；但超過(guò)一定量時(shí)，水處理效果增強(qiáng)不明顯，且藥劑成本也相應(yīng)增加。綜合考慮，除鐵劑投加量以50mg·L-1為宜。

2.2.5 處理后水質(zhì)分析 油田采出水經(jīng)過(guò)絮凝綜合處理后，對(duì)其結(jié)果進(jìn)行水質(zhì)分析，并與注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 油田采出水處理前后結(jié)果對(duì)比Tab.6 Results contrast to untreated and treatedoilfield produced water

由表6 可以看出，油田采出水經(jīng)處理后滿足回注水要求。

3 結(jié)論

（1）對(duì)旬邑含鐵油田采出水絮凝處理的最佳實(shí)驗(yàn)條件為：污水體系pH 值7.5，無(wú)機(jī)絮凝劑PAC 濃度為90mg·L-1，有機(jī)絮凝劑PAM（1200 萬(wàn)）濃度為5 mg·L-1，除鐵劑濃度為50mg·L-1。

（2）在上述條件下，處理后水中懸浮物含量、含油量、總鐵量分別可降低到1.0、4.3、0.4mg·L-1，腐蝕速率、細(xì)菌含量分別降低到0.045mm·a-1和10 個(gè)·mL-1，水質(zhì)達(dá)到回注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

［1] 王玉春.綏靖油田腐蝕現(xiàn)狀及腐蝕機(jī)理研究［J].榆林學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，19（2）:62-64.

［2] 黃戰(zhàn)衛(wèi)，畢凱，包軍，等.油田采出水的改性回注處理工藝研究［J].西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010，25（6）:38-41.

［3] 屈撐囤，王新強(qiáng)，謝娟，等.陽(yáng)離子聚合物處理油田采油污水研究［J].西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2006，21（2）:23-25.

［4] 屈撐囤，王新強(qiáng).KY-3 型聚合物與聚合氯化鋁復(fù)配處理采油污水研究［J].油田化學(xué)，2000，17（4）:324-326.

［5] 蔣子鐸，樊西驚.膠體與界面化學(xué)原理及其應(yīng)用［M].武漢：湖北科學(xué)技術(shù)出版社，2001.

［6] 陳宗淇，王光信，徐桂英，等.膠體與界面化學(xué)［M].北京：高等教育出版社，2001.

［7] 屈撐囤，樊西驚，王耀武.PDMDAAC 與黏土的相互作用研究［J].油田化學(xué)，1996，13（1）:7-10.