中原油田低污泥污水處理新技術(shù)研究

鄭瑞謙 閆吉華 楊永霞 齊相禮 孫蘭芳

（1.濮陽泓天威藥業(yè)有限公司，河南 濮陽457000；2.中原油田采油四廠 油氣集輸大隊(duì)，河南 濮陽457176）

0 前言

中原油田文二污水站日處理污水量14000m3左右，產(chǎn)出污泥殘?jiān)?4 噸以上，全年達(dá)到5100 多噸。 該污水站目前采用“預(yù)氧化污水處理技術(shù)”處理污水，該技術(shù)需提高含油污水的pH 值，為鐵離子及其他有害離子的沉降提供適當(dāng)?shù)膲A性環(huán)境，控制污水處理系統(tǒng)pH 值為7.5～8.5，外輸水pH 值控制在7.0～7.5，目前能夠滿足SY/T5329-94 《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法》的指標(biāo)要求。 由于pH 值的提高，污水中大部分離子形成固體物沉淀在含油污泥中，造成巨大的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)壓力， 并且pH 值由于的存在隨著系統(tǒng)達(dá)到端點(diǎn)站降低明顯，導(dǎo)致水質(zhì)穩(wěn)定較差。

“中原油田低污泥污水處理新技術(shù)”是結(jié)合污水站來水、補(bǔ)充清水現(xiàn)狀(見表1)，本著“減少污泥、降低成本、友好環(huán)境”的原則，作者結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，進(jìn)行了大量的理論論證和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，利用無機(jī)鹽調(diào)理劑雙水解聯(lián)合站來水中的CO2及，打破產(chǎn)出水的C02和構(gòu)成的弱酸性緩沖體系， 從而使水中的離子達(dá)到一個(gè)新的熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)的穩(wěn)定分布狀態(tài)，以利于控制腐蝕、抑制結(jié)垢、殺滅細(xì)菌、破乳除油及提高水的注入性能，提高水驅(qū)開發(fā)效果。

表1 文南油田水源水性數(shù)據(jù)表

1 低污泥污水處理新技術(shù)原理

1.1 技術(shù)原理

無機(jī)鹽調(diào)理劑主要是成分是硫酸鋁，具有很強(qiáng)的水解、吸附、混凝作用，當(dāng)呈弱酸性的和調(diào)理劑同時(shí)存在于水溶液中時(shí)，弱酸的酸根與弱堿的陽離子同時(shí)存在于水溶液中時(shí)，弱酸的酸根水解生成的氫氧根離子與弱堿的陽離子水解生成的氫離子反應(yīng)生成水而使兩種離子的水解平衡向水解方向移動(dòng)而互相促進(jìn)水解， 使水解完全，而和調(diào)理劑互相反應(yīng)能促進(jìn)水解生成CO2氣體和氫氧化物沉淀，反應(yīng)式如下：

當(dāng)來水中有大量的S2-離子時(shí)，調(diào)理劑也能夠促進(jìn)雙水解的發(fā)生，反應(yīng)式如下：

生成的CO2、H2S 隨著反應(yīng)的發(fā)生而被驅(qū)替出液相中，打破由CO2和形成的弱酸性緩沖體系， 使反應(yīng)向形成CO2的方向進(jìn)行，離子的減少，可減少CaCO3、FeCO3等的形成，從而可以達(dá)到防止結(jié)垢、降低污泥殘?jiān)康淖饔谩?/p>

圖1

1.2 工藝流程

將投加過無機(jī)鹽調(diào)理劑的產(chǎn)出水按照文二污水站目前相同的污水處理流程（處理工藝流程見圖1）和方法進(jìn)行處理，評(píng)價(jià)其處理效果。

2 實(shí)驗(yàn)研究

2.1 實(shí)驗(yàn)儀器和藥品

分析天平、分光光度計(jì)、測鐵、硫比色管、細(xì)菌測試瓶、砂柱過濾器、恒溫箱、砂濾器、濾膜儀、秒表、酸堿滴定管、酸度計(jì)、量筒、比色皿、三角瓶。

無機(jī)鹽調(diào)理劑、氧化劑、復(fù)合堿、助凝劑、水質(zhì)穩(wěn)定劑、無水乙醇、丙酮、硫酸鈉、硝酸銀、氯化鋇、鹽酸、氫氧化鈉、鉻黑T、鈣指示劑、酚酞、甲基橙、鉻酸鉀、EDTA。

2.2 依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

SY/T5329-1994 《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法》[1]、SY/T 5523-2000《油氣田水分析方法》[2]。

2.3 實(shí)驗(yàn)過程

取文二污水站產(chǎn)出水進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)過程為：

①取文二污水站產(chǎn)出水， 除去油污后按照試驗(yàn)要求加入調(diào)理劑；②慢速攪拌1h 后測定污水的、含油、懸浮物含量、pH 值；③取②處理過的污水，準(zhǔn)確量取一定體積置于2000ml 燒杯中，加入氧化劑反應(yīng)1min；④分別按實(shí)驗(yàn)要求加入各種復(fù)合堿、助凝劑、水質(zhì)穩(wěn)定劑等污水處理藥劑；⑤快速攪拌2min，再慢速攪拌5min；⑥靜置30min；⑤分別取上部清水，經(jīng)砂濾后置于燒杯中待用，按SY/T 5329-94《碎屑巖油藏注水水質(zhì)指標(biāo)推薦指標(biāo)及分析方法》進(jìn)行水質(zhì)分析。 ⑥取下層泥漿進(jìn)行抽濾，80℃烘干、干燥冷卻后稱重。

2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

2.4.1 投加調(diào)理劑后產(chǎn)出水水質(zhì)變化

投加調(diào)理劑調(diào)整產(chǎn)出水中的離子平衡，1h 后取收油罐出水測定、含油、懸浮物含量、pH 值，結(jié)果見表2。

表2 無機(jī)調(diào)理劑投加濃度對(duì)收油罐出水的影響

2.4.2 投加水處理藥劑后水質(zhì)變化

取加入無機(jī)鹽調(diào)理劑處理過的產(chǎn)出水加入水處理藥劑，投加濃度分別為：、氧化劑：60mg/l、復(fù)合堿：200mg/、助凝劑：90mg/l、水質(zhì)穩(wěn)定劑：50mg/l；按SY/T 5329-94《碎屑巖油藏注水水質(zhì)指標(biāo)推薦指標(biāo)及分析方法》進(jìn)行水質(zhì)分析；下層泥漿進(jìn)行抽濾，80℃烘干、干燥冷卻后稱重，結(jié)果見表3。

表3 “低污泥污水處理新技術(shù)”處理污水后水質(zhì)及污泥量的關(guān)系

由表3 以看出，“低污泥污水處理新技術(shù)”處理后的污水水質(zhì)有所提高，污泥量在現(xiàn)在基礎(chǔ)上降低了31.89%。

3 結(jié)論

（1）無機(jī)鹽調(diào)理劑打破了CO2和形成的平衡狀態(tài)，減少了在水處理系統(tǒng)的含量，從而控制外輸水中主要結(jié)垢反應(yīng)的發(fā)生，可以延長水處理設(shè)備使用周期。

（2）“低污泥污水處理新技術(shù)”處理后的污水水質(zhì)有所提高，污泥量在現(xiàn)在基礎(chǔ)上降低了31.89%。

［1］SY/T 5329-94 碎屑巖油藏注水水質(zhì)指標(biāo)推薦指標(biāo)及分析方法[S].

［2］SY/T 5523-2000.油氣田水分析方法進(jìn)行分析[S].