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        青海油田某采油廠污水處理系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整研究及應(yīng)用

        2021-11-09 13:14:23陳國(guó)泉
        關(guān)鍵詞:助凝劑激活劑混凝劑

        陳國(guó)泉

        1? 現(xiàn)狀

        青海油田某采油廠投入試注水開(kāi)發(fā)以來(lái),建成水處理系統(tǒng),但工藝流程、關(guān)鍵處理技術(shù)未進(jìn)行大的改變。在近20年的運(yùn)行過(guò)程中,污水處理系統(tǒng)出現(xiàn)的問(wèn)題不斷積累,矛盾逐年突出。首先是處理后的污水水質(zhì)不合格,對(duì)后端的注水系統(tǒng)造成嚴(yán)重的腐蝕結(jié)垢。其次是處理系統(tǒng)過(guò)水不暢,處理能力達(dá)不到油田開(kāi)發(fā)需要,注水工作嚴(yán)重滯后,另外還導(dǎo)致大量污水外排,造成水源浪費(fèi)、環(huán)境污染。更重要的是不合格的污水回注地下后,對(duì)注水井生產(chǎn)管柱、地層都造成了嚴(yán)重傷害,直接影響了油田的長(zhǎng)期持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)和高效開(kāi)發(fā),增加了開(kāi)采成本。為滿足增加的污水處理量的要求,聯(lián)合站系統(tǒng)擴(kuò)容工程重新開(kāi)建,擴(kuò)容工作的完成,系統(tǒng)最大處理能力可達(dá)20000方/天。投用后處理后的水質(zhì)穩(wěn)定,但因工藝特點(diǎn)加入了大量的石灰乳,導(dǎo)致系統(tǒng)污泥產(chǎn)生量大,處理后為污水pH值高,系統(tǒng)結(jié)垢嚴(yán)重,對(duì)油藏儲(chǔ)層巖芯滲透率傷害較大,為了解決污水處理系統(tǒng)存在的問(wèn)題,引進(jìn)預(yù)氧化污水處理技術(shù)和高效聚沉旋流污水處理技術(shù),日石灰乳加藥量由6噸降低至2噸,處理后的污水pH值6.5-6.7之間。為滿足更為嚴(yán)格的安全生產(chǎn)要求,該站污水處理過(guò)程中停止添加雙氧水,同時(shí)減少石灰乳的添加量直至不加。導(dǎo)致該聯(lián)合站、各分注站及各井口水質(zhì)均嚴(yán)重不達(dá)標(biāo),影響注水。

        2? 研究?jī)?nèi)容

        在現(xiàn)有工藝流程的基礎(chǔ)上,采用激活劑+高效活性預(yù)處理劑+高效復(fù)合混凝劑+助凝劑的方式對(duì)聯(lián)合站污水進(jìn)行處理,加藥的先后順序?yàn)榧せ顒?、高效活性預(yù)處理劑、高效復(fù)合混凝劑、助凝劑。確保聯(lián)合站凈化水罐出口水質(zhì)達(dá)標(biāo)。并達(dá)到以下四種目的:

        (1)通過(guò)優(yōu)化,操作人員可以熟練掌握尕斯聯(lián)合站污水處理的工藝流程、設(shè)備操作及水質(zhì)變化情況。

        (2)確定能夠滿足生的產(chǎn)加藥比,降低正式運(yùn)維后污水處理的費(fèi)用

        (3)確定設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)及操作規(guī)程。

        (4)確保水質(zhì)達(dá)標(biāo),指標(biāo)確定為凈化水罐出口機(jī)雜≤9mg/L,含油≤6mg/L,二價(jià)鐵≤1mg/L。

        2.1 室內(nèi)試驗(yàn)

        2.1.1技術(shù)思路

        從聯(lián)合站現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況分析,目前停用雙氧水和石灰乳,只采用水質(zhì)穩(wěn)定劑+助凝劑污水處理配方,水質(zhì)很難達(dá)標(biāo)。在不采用雙氧水和石灰乳,在現(xiàn)有工藝、設(shè)備、藥劑等不做大的變動(dòng)的情況下系統(tǒng)的解決水質(zhì)的凈化、穩(wěn)定及與儲(chǔ)層的配伍性問(wèn)題。具體思路如下:

        (1)通過(guò)采用激活劑去除水中的鐵;

        (2)采用預(yù)處理劑增加絮體重量,吸附水中的油,使絮體在旋流分離器中下沉;

        (3)采用混凝劑使水中機(jī)雜、預(yù)處理劑形成小的顆粒;

        (4)采用助凝劑使小顆粒抱團(tuán)、下沉。

        2.1.2 藥劑機(jī)理

        激活劑:是一種催化劑。當(dāng)溶解于水時(shí),催化劑即開(kāi)始與預(yù)處理劑產(chǎn)生催化反應(yīng),產(chǎn)生提高數(shù)倍的反應(yīng)速度,極大地縮短反應(yīng)時(shí)間??梢允硅F離子以絮凝的形式沉降下來(lái),從而降低出口水質(zhì)總鐵含量,使之達(dá)標(biāo)。

        預(yù)處理劑:提高絮體密實(shí)度以及比重,使絮體在尕斯聯(lián)合站高礦化度水中保持下沉狀態(tài)。

        混凝劑:混凝劑是通過(guò)雙電層作用機(jī)理、吸附架橋機(jī)理、網(wǎng)捕作用機(jī)理將水中的膠體微?;蚣?xì)微懸浮物相互粘結(jié)和聚集在一起。

        助凝劑:是為了強(qiáng)化和改善混凝過(guò)程而加入的一種輔助藥劑,可以增加絮體密度,提高混凝效果,有利于水中鐵和含油的去除。

        2.1.3配方確定

        實(shí)驗(yàn)用藥劑:

        激活劑

        預(yù)處理劑? ? ? ? 硅藻土、膨潤(rùn)土

        混凝劑? ? ? ? ? 聚合氯化鋁(四種)

        助凝劑? ? ? ? ? 聚丙烯酰胺

        實(shí)驗(yàn)儀器:500ml燒杯、玻璃棒、PH計(jì)、電子天平、量筒、移液管、容量瓶

        含油污水:取自聯(lián)合站調(diào)儲(chǔ)罐出口,水溫52℃,pH值為6.8。

        實(shí)驗(yàn)方法:

        取500ml未處理含油污水于燒杯中,加入定量的PH調(diào)節(jié)劑攪拌均勻,測(cè)定水樣PH;然后順次加入一定量的絮凝劑、助凝劑后,攪拌并計(jì)時(shí),90s后停止攪拌并觀察絮凝現(xiàn)象,靜置0.5h,1h后測(cè)定燒杯上清液的PH,通過(guò)分析上清液的PH值、含油、鐵含量等確定各種藥劑的最佳加藥范圍。

        2.1.4實(shí)驗(yàn)結(jié)果

        通過(guò)連續(xù)7天的室內(nèi)實(shí)驗(yàn),最終確定藥劑的最佳加藥量,為現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

        2.2技術(shù)特點(diǎn)

        1、處理方法綜合了化學(xué)絮凝、物理吸附、催化等多種反應(yīng)機(jī)理,充分發(fā)揮多種藥劑的相結(jié)合的效應(yīng),處理工藝簡(jiǎn)易。

        2、出水效果好,懸浮物及鐵含量更低。

        3、比傳統(tǒng)的預(yù)氧化方法更為穩(wěn)定,故障率低。

        4、反應(yīng)時(shí)間較短,投資較少。

        5、藥劑法中使用部分為常規(guī)藥劑,非常規(guī)藥劑都是在原有常規(guī)藥劑基礎(chǔ)上的改良和復(fù)配,安全性能高,不存在二次污染等問(wèn)題。

        3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

        3.1 凈化水出口含油、機(jī)雜、總鐵變化曲線

        1)凈化水出口機(jī)雜變化曲線

        從曲線中我們可以明顯看出,凈化水出口機(jī)雜逐步減小,目前可以達(dá)到15mg/L左右,雙濾料22日開(kāi)啟后,雙濾料出口達(dá)標(biāo),7月29日后,機(jī)雜可以完全達(dá)到10mg/L以下。

        2)凈化水出口含油變化曲線

        從曲線中我們可以明顯看出,凈化水出口含油逐步減小,目前可以達(dá)到15mg/L以下,雙濾料22日開(kāi)啟后,雙濾料出口達(dá)標(biāo),7月29日后,含油可以完全達(dá)到10mg/L以下。

        3)凈化水出口總鐵變化曲線

        從曲線中我們可以看出,未加激活劑時(shí),總鐵指標(biāo)并沒(méi)下降,而是隨著來(lái)水總鐵的含量變化而變化。加入激活劑后,總鐵指標(biāo)保持在1mg/L及以下。二價(jià)鐵保持在0.6-0.8之間。

        3.2 加藥量變化曲線

        從曲線中我們可以看出,助凝劑的用量變化不大,隨著水質(zhì)的不同,預(yù)處理劑和混凝劑的用量需要進(jìn)行調(diào)整來(lái)保證旋流出口水質(zhì)達(dá)標(biāo)。

        4? 結(jié)論及建議

        (1)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用共經(jīng)歷3個(gè)階段: 第一階段未加激活劑,機(jī)雜28.7mg/L,含油18.6mg/L,二價(jià)鐵6.5mg/L;第二階段加入激活劑進(jìn)入第二階段,機(jī)雜19.6mg/L,含油16.5mg/L,二價(jià)鐵1mg/L;第三階段開(kāi)啟雙濾料過(guò)濾裝置,雙濾料出口達(dá)標(biāo),凈化水罐出口水質(zhì)完全達(dá)標(biāo)(機(jī)雜≤9mg/L,含油≤6 mg/L,二價(jià)鐵≤1 mg/L),保證聯(lián)合站平穩(wěn)運(yùn)行,現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用取得成功。

        (2)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用期間確定不同的加藥量來(lái)應(yīng)對(duì)各種來(lái)水情況。如果調(diào)儲(chǔ)罐出口含油大于3000 mg/L,且持續(xù)半個(gè)小時(shí)以上,則需關(guān)閉雙濾料和1號(hào)凈化水罐,開(kāi)啟2號(hào)凈化水罐,當(dāng)水質(zhì)穩(wěn)定后再行開(kāi)啟雙濾料和1號(hào)凈化水罐,關(guān)閉2號(hào)凈化水罐,確保凈化水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。

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