樁西聯(lián)合站污水處理系統(tǒng)腐蝕情況及改進(jìn)措施

何海龍

【摘要】本文調(diào)研了樁西聯(lián)合站污水處理設(shè)備的腐蝕情況，詳細(xì)分析了樁西聯(lián)合站污水進(jìn)水水質(zhì)、腐蝕影響因素。針對該聯(lián)合站的水質(zhì)情況，通過對殺菌劑和緩蝕劑的篩選試驗(yàn)和配伍試驗(yàn)等，篩選了符合樁西污水的藥劑、合適的投加濃度，有力地降低了樁西聯(lián)污水處理系統(tǒng)的腐蝕。

【關(guān)鍵詞】污水處理；腐蝕因素；藥劑

前言

樁西采油廠開發(fā)已30多年，進(jìn)入了開采的中后期，采出液綜合含水高達(dá)96%，地層采出水礦化度高，pH值在7.1左右，微生物含量較高。樁西聯(lián)污水處理站負(fù)責(zé)樁西采油廠和海洋開發(fā)公司的污水處理及外輸任務(wù)，年處理采油污水約700×104m3，目前污水處理后全部用于回注地層。由于污水系統(tǒng)投運(yùn)時間長，水質(zhì)復(fù)雜，處理設(shè)備和流程管線已存在不同程度的腐蝕，影響了生產(chǎn)的正常進(jìn)行，因此，研究污水處理系統(tǒng)的腐蝕原因，采取必要的控制措施，對保障正常生產(chǎn)，降低運(yùn)營成本意義重大。

1、污水處理系統(tǒng)腐蝕情況及水質(zhì)特點(diǎn)

1.1污水系統(tǒng)腐蝕情況

樁西聯(lián)合站是樁西采油廠唯一的一座聯(lián)合站，原油處理能力250×104t/a，污水處理能力700×104m3/a。樁西污水站的基本工藝流程見圖1。

主要污水處理設(shè)備有分水器、沉降罐、斜板罐和過濾罐，其腐蝕情況見表1。

1.2污水水質(zhì)特點(diǎn)

樁西污水站污水為CaCl2型，礦化度高達(dá)12329mg/L，進(jìn)站污水水質(zhì)情況見表2。從表2中數(shù)據(jù)看出，該污水水溫、Cl-、HCO3-、硫酸鹽還原菌（SRB）含量較高，溶解氧含量較少，pH為7.1。

影響樁西污水處理系統(tǒng)的影響因素很多，經(jīng)來水的水性分析以及現(xiàn)場腐蝕產(chǎn)物的垢樣分析，造成腐蝕的原因主要有以下幾個方面：

1.2.1SRB菌

細(xì)菌是引起管線腐蝕最重要的因素，SRB是一種生長在水中的厭氧菌，由于油田回注水水質(zhì)條件適合SRB的生長，導(dǎo)致SRB大量繁殖， 造成油套管和污水管線等設(shè)備的腐蝕穿孔。SRB菌腐蝕的作用機(jī)理主要是陰極去極化理論。SRB所含的氫化酶能使其利用在陰極區(qū)產(chǎn)生的氫將硫酸鹽還原成硫化氫，從而在厭氧電化學(xué)腐蝕過程中，起到了陰極去極化劑的作用，導(dǎo)致金屬腐蝕加速。SRB對鋼鐵腐蝕作用機(jī)理總反應(yīng)式為：

16Fe+4SO42-+22H2O+3O2→4FeS+12Fe（OH）3+8OH-

經(jīng)過對管線內(nèi)的腐蝕產(chǎn)物進(jìn)行X射線衍射分析，發(fā)現(xiàn)腐蝕產(chǎn)物主要是FeS，其次為FeC03和Fe2O3，證明管線腐蝕的主要原因是SRB菌的大量滋生。

1.2.2Cl-含量

黎洪珍[2]等人的研究指出，Cl-主要使油管腐蝕成點(diǎn)孔狀，這是由于凝析液、地層水、殘酸中的Cl-擊穿油管壁上的液膜，導(dǎo)致點(diǎn)蝕核的產(chǎn)生，在Cl-擊穿的地方就成為陽極，未被擊穿的地方就成為陰極，這樣以來就形成腐蝕電池。由于陽極面積比陰極面積小得多，陽極電流密度很大，因此，油管外壁很快腐蝕成小坑。同時由于天然氣中的硫化氫溶解后離解使鐵原子間鍵的強(qiáng)度減弱，鐵更容易進(jìn)入溶液，加速陽極腐蝕并防止點(diǎn)孔鈍化，使點(diǎn)孔腐蝕加劇。經(jīng)對來水進(jìn)行水性分析，Cl-濃度高達(dá)6779mg/L，也是造成腐蝕加劇的因素之一。

1.2.3礦化度

劉晶姝等人的研究指出[3]，礦化度對腐蝕影響十分顯著，腐蝕速率隨礦化度的增加而增大，說明高礦化度是影響腐蝕速率的主要因素之一。

2、污水處理工藝的改進(jìn)

樁西聯(lián)污水處理工藝主要利用重力沉降原理和過濾介質(zhì)強(qiáng)化分離效果，去除水中的乳化油和機(jī)械雜質(zhì)，對水的化學(xué)性質(zhì)影響不大。為此，本文進(jìn)行了污水處理劑的篩選和工藝流程的改進(jìn)研究，減少了污水中影響腐蝕的物質(zhì)含量，降低了腐蝕速率。

2.1殺菌劑試驗(yàn)

根據(jù)中石化企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/SH 0355-2010《油田采出水處理用殺菌劑技術(shù)要求》，針對樁西污水SRB菌含量高的特點(diǎn)，進(jìn)行了殺菌劑藥劑篩選，試驗(yàn)結(jié)果見表3。從表中可以看出，相對于其他兩種殺菌劑DS-F在30mg/L時，對SRB有較好的殺菌效果。

2.2緩蝕劑試驗(yàn)

根據(jù)中石化企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q/SH CG40-2012《油田采出水處理用緩蝕劑技術(shù)要求》，采用動態(tài)腐蝕掛片法對優(yōu)選的緩蝕劑進(jìn)行了緩蝕性能評價，其試驗(yàn)結(jié)果見表4。其中CLW-03在40℃下，仍有較好的緩蝕效果，100mg/L時，緩蝕率為93.35%。

2.3殺菌劑、緩蝕劑配伍試驗(yàn)

試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)采用殺菌劑DS-F和緩蝕劑CLW-03同時加時，有更好的作用效果，兩種藥劑的配伍性很好。同時，在相同的防腐效果下，兩種藥劑的加藥濃度可以降低。根據(jù)緩殺菌劑和緩蝕劑的室內(nèi)篩選實(shí)驗(yàn)，殺菌劑采用DS-F型，投加濃度為30mg/L，緩蝕劑采用CLW-03，投加濃度為50mg/L，根據(jù)現(xiàn)場工藝流程進(jìn)行投加。

2.4污水加藥工藝

根據(jù)殺菌劑和緩蝕劑的作用機(jī)理及污水處理系統(tǒng)現(xiàn)有工藝流程特點(diǎn)，通過試驗(yàn)驗(yàn)證，改進(jìn)工藝流程如圖2。其中，在過濾系統(tǒng)前采取沖擊式投加方法，在接收罐前采取連續(xù)式投加，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果及時調(diào)整藥劑濃度。

3、結(jié)論與建議

3.1造成樁西污水站腐蝕超標(biāo)的主要因素是SRB菌超標(biāo)、Cl-濃度和礦化度較高，應(yīng)該進(jìn)行加藥體系的優(yōu)化。

3.2對殺菌劑和緩蝕劑進(jìn)行了室內(nèi)篩選實(shí)驗(yàn)，得出殺菌劑（DS-F型）和緩蝕劑（CLW-03）的投加濃度分別為30mg/L和50mg/L。

3.3工藝在樁西污水站應(yīng)用后，水質(zhì)的動態(tài)腐蝕速率由0.458mm/a降至0.032mm/a?，F(xiàn)場掛片實(shí)驗(yàn)表明點(diǎn)蝕、坑蝕現(xiàn)象得到了有效的控制，細(xì)菌總數(shù)控制在25個/mL。該項(xiàng)水處理技術(shù)，工藝簡單，投資小，見效快。有效地控制了腐蝕現(xiàn)象，減少了大量維修和腐蝕造成的損失，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

參考文獻(xiàn)

[1]葛芷淵，趙進(jìn)義，慕丹等.隴東油田污水腐蝕機(jī)理研究[J].遼寧化工，2012，41（12）：1273-1275.

[2]黎洪珍，羅立然，李婭等.油管腐蝕原因分析及腐蝕評價[J].天然氣工業(yè)，2003：23（增刊）：107-110.

[3]劉靜姝，李強(qiáng)，龍媛媛.勝利油田強(qiáng)腐蝕區(qū)塊管線腐蝕影響因素研究[J].腐蝕與防護(hù)，2006：27（6）299-302.