關(guān)于Fenton試劑法處理油田采油廢水技術(shù)研究

劉康飛(長(zhǎng)慶油田分公司第五采油廠)

關(guān)于Fenton試劑法處理油田采油廢水技術(shù)研究

劉康飛(長(zhǎng)慶油田分公司第五采油廠)

油田采油廢水分布在不同油層當(dāng)中，是從原油脫水工藝處理中產(chǎn)生的廢水，采油廢水形成過程較為復(fù)雜，廢水中夾雜的無機(jī)離子、硫化物、有機(jī)酚、固體顆粒等促使不能達(dá)到回注地層水質(zhì)要求，更不能達(dá)到水質(zhì)排放指標(biāo)，由此，加強(qiáng)油田采油廢水處理至關(guān)重要。

石油資源；采油廢水；技術(shù)研究

油田開發(fā)就是一個(gè)能量消耗的過程，一個(gè)油田在正式投產(chǎn)后，因?yàn)闆]有驅(qū)油能量的補(bǔ)給，致使開采時(shí)間延長(zhǎng)，當(dāng)油層壓力持續(xù)降低，低于飽和壓力后將使天然氣釋放出來，從而使石油開采效率降低。為了使油層壓力維持在穩(wěn)定狀態(tài)，需要向地層中注入流體，以對(duì)原油在油層中的空隙體積增大，注水采油技術(shù)依然是現(xiàn)今維持油層壓力達(dá)到石油高產(chǎn)的重要方法，但此過程會(huì)產(chǎn)生大量廢水，油田廢水回注成為維持油層壓力的重要方法，可減少對(duì)環(huán)境污染，提高石油質(zhì)量。

1 試驗(yàn)材料與方法

(1)試劑與儀器 應(yīng)用Orion3-Star型精密pH計(jì)，電子天平為104-IC，水浴振動(dòng)器為SH2-80A，速測(cè)儀為CTL-12A COD ，紫外線分光光度計(jì)為UV2600，應(yīng)用DH101型烤箱。試劑為氫氧化鈉、聚合硫酸鐵以及硫酸、雙氧水[1]。

(2)分析方法 依據(jù)《水質(zhì)pH值測(cè)定方法》以及《水質(zhì)氧量測(cè)定》；測(cè)定色度依據(jù)《水質(zhì)色度測(cè)定與稀釋倍數(shù)法》；總懸浮物測(cè)定按照《水質(zhì)懸浮物測(cè)定以及重量法》[2]。

(3)試驗(yàn)步驟 試驗(yàn)溫度控制在12～25℃左右，廢水流量控制在2m2/h，先應(yīng)用高效聚結(jié)除油器將油去除，然后將廢水注入到混凝氣浮系統(tǒng)中，加入工業(yè)硫酸，調(diào)節(jié)廢水pH值，在混凝系統(tǒng)內(nèi)加入無機(jī)藥劑(PFS)，與藥劑充分?jǐn)嚢柚?0min，廢水在氣浮區(qū)保持15min左右[3]。充分反應(yīng)以后穩(wěn)定以后，將氣浮取出，測(cè)定色度、SS、COD等水質(zhì)指標(biāo)。

2 結(jié)果分析

(1)pH值對(duì)預(yù)處理效果的影響 投入的PFS為600mg/L，Potenflol31201為120mg/L，調(diào)整pH值，對(duì)SS、COD、色度等指標(biāo)歐進(jìn)行檢測(cè)與評(píng)價(jià)，得到的結(jié)果如圖1。

通過觀察圖1可發(fā)現(xiàn)，pH值在接近5．57時(shí)，渾濁度與色度以及COD去除率達(dá)到峰值[4]，但當(dāng)pH值降低時(shí)去除率下降，可以判斷，廢水處理最佳狀態(tài)值為5．57。

圖1 pH值度混凝土處理效果的影響

圖2 PFS投入濃度對(duì)混凝土處理的影響

(2)增加PFS濃度的影響 當(dāng)pH值為55．57時(shí)，投入的Potenflol31201藥劑濃度為60mg/L時(shí)，并且對(duì)PFS投入濃度進(jìn)行優(yōu)化以后，樣本取出后色度、COD、SS濃度如圖2。

通過圖2可發(fā)現(xiàn)，當(dāng)PFS濃度增大時(shí)，各個(gè)不同水項(xiàng)指標(biāo)去除率接近峰值，當(dāng)濃度達(dá)到700mg/L時(shí)，不同水項(xiàng)指標(biāo)去除率達(dá)到峰值，繼續(xù)將PFS濃度增大，去除率開始下降。原因是在PSF濃度增大下，膠體可對(duì)雙電層與吸附電進(jìn)行壓縮，可以使膠體間絮凝效果提高，形成更強(qiáng)的靜電排斥力，凝聚反應(yīng)降低從而將色度升高。由此可見，PFS最佳投入濃度為700mg/L。

(3)Potenflol1315投入濃度對(duì)混凝土效果的影響 當(dāng)Potenflol1315濃度增大時(shí)，出水指標(biāo)去除率增大，但當(dāng)濃度降低時(shí)，達(dá)到40mL左右時(shí)，去除率達(dá)到峰值，繼續(xù)增加濃度，去除率不再增大，反而降低。這是因?yàn)镻otenflol1315增加會(huì)使膠體顆粒間吸附增大，高分子絮凝藥劑以長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)存在，可與膠體表面的基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)并且相互吸附，還能出現(xiàn)較大膠體顆粒產(chǎn)生更大絮凝。如果不繼續(xù)增加濃度，有機(jī)分子將形成新的膠體粒子，致使COD增多[5]。另外，H2O2與Fe2+物質(zhì)量比在增大下，會(huì)使Fe2+的濃度降低，但色度保持不變。Fenton試劑氧化反應(yīng)中，F(xiàn)e2+的催化作用顯著，當(dāng)升高到一定水平或者階段以后，會(huì)使部分H2O2消耗掉，從而使Fenton試劑氧化效率降低。

3 結(jié)語

強(qiáng)化混凝預(yù)處理階段的最佳反應(yīng)條件為：pH值為5．57，PFS最佳投入濃度為700mg/L，Potenflol1315濃度為40mL，H2O2濃度達(dá)到30mg，F(xiàn)enton試劑氧化組合工藝出水CoD達(dá)50mg/L。應(yīng)用Fenton試劑氧化工藝在處理采油廢水上有著顯著效果，可以達(dá)到采油廢水排放標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)。

[1]汪嚴(yán)明,趙昕,徐麗娜,倪晉仁.Fenton氧化與生化組合技術(shù)處理油田采油廢水的研究[J].環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備,2010,11:74-78.

[2]王娜.Fenton預(yù)氧化—生化法處理聚丙烯酰胺污水的實(shí)驗(yàn)研究[D].中國(guó)海洋大學(xué),2010.

[3]魏祥甲,耿翠玉,喬瑞平,俞彬,田媛,李海洋,王洋,楊曙光.強(qiáng)化混凝與Fenton試劑氧化處理含聚采油廢水的中試研究[J].環(huán)境工程,2015,S1:170-173+243.

[4]馬虹.油田采出水中多環(huán)芳烴的光催化氧化處理方法研究[D].華北電力大學(xué),2012.

[5]王海蒙.預(yù)處理+生物法處理壓裂廢水的實(shí)驗(yàn)研究[D].西安建筑科技大學(xué),2013.