水質(zhì)特性對(duì)污水處理效果的影響

周迎梅

(中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院，山東 東營(yíng) 257601)

水質(zhì)特性對(duì)污水處理效果的影響

周迎梅

(中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院，山東東營(yíng)257601)

分析研究了水質(zhì)特性對(duì)污水處理工藝的影響，王崗污水具有高溫、高鹽、弱酸性的特點(diǎn)。通過(guò)投加復(fù)合堿調(diào)整pH值至7.0，可使污水腐蝕速率降低至達(dá)到注水標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)加入聚鋁混凝劑(30mg/L)和PAM絮凝劑(3mg/L)，可加速重力混凝沉降，使得污水含油量在10mg/L以?xún)?nèi)，懸浮物含量小于10mg/L，凈化效果良好。同時(shí)該污水改性后水質(zhì)穩(wěn)定，與地層來(lái)水有良好的配伍性。

污水；腐蝕；凈化

現(xiàn)階段勝利油田采出液綜合含水率已達(dá)到90%以上[1]，油田采出水含有石油、固體懸浮物、可溶性礦物質(zhì)、細(xì)菌以及破乳劑、絮凝劑、殺菌劑等多種化學(xué)藥劑，具有嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題，必須通過(guò)污水處理工藝處理達(dá)標(biāo)后才可回注[2]。

王崗污水站主要負(fù)責(zé)王崗地區(qū)的污水處理任務(wù)，采用的是“水質(zhì)改性+重力混凝沉降+過(guò)濾”工藝。本文主要研究分析了水質(zhì)改性對(duì)污水處理工藝的影響。

1 水質(zhì)檢測(cè)及水質(zhì)特性分析

依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5329-2012《碎屑巖油藏注水水質(zhì)指標(biāo)及分析方法》、SY/T 0026-1999《水腐蝕性測(cè)試方法》、SY/T 5523-2001《油氣田水分析方法》中規(guī)定的檢測(cè)方法，對(duì)王崗污水站來(lái)水、一次除油罐出水、外輸水及注水站、配水間、井口進(jìn)行水質(zhì)檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如表1所示。

表1 王崗污水站及沿程水質(zhì)檢測(cè)

表1(續(xù))

對(duì)王崗污水站來(lái)水進(jìn)行離子分析，分析結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 王崗污水站來(lái)水離子分析

由表中數(shù)據(jù)分析可知：污水站來(lái)水、外輸水游離CO2含量分別為35mg/L、31mg/L，采出水pH值為6.5，屬于弱酸性；王崗污水站來(lái)水礦化度較高(25451.62mg/L)、氯離子含量較高(15493.13mg/L)，屬于高鹽污水。

2 水質(zhì)改性效果分析

針對(duì)王崗污水的特點(diǎn)，通過(guò)投加復(fù)合堿(主要成分石灰乳)調(diào)整pH值，并考察pH升高后對(duì)凈化處理效果的影響。

2.1 水質(zhì)改性對(duì)污水腐蝕性的影響

對(duì)不同pH值條件下的王崗污水，檢測(cè)其腐蝕速率，結(jié)果如表3。

表3 改性腐蝕試驗(yàn)結(jié)果表

由表中數(shù)據(jù)可見(jiàn)，王崗污水腐蝕速率(0.0425mm/a)較大，這主要是因?yàn)橥鯈徴緝?nèi)水溫接近60℃，腐蝕速度越快；王崗污水站采出水pH值為6.5，氫離子濃度較高，影響金屬表面氧化膜的形成和溶解，能夠加劇腐蝕；王崗污水Cl-含量高，Cl-離子會(huì)吸附在金屬的某些部位上,使得所吸附的部位受到活化,導(dǎo)致金屬材料的電化學(xué)腐蝕，并且Cl-離子的穿透能力很強(qiáng)，能穿透保護(hù)膜，從而加速對(duì)金屬的腐蝕作用[1]。

隨著pH值的增加，王崗污水腐蝕速率隨之降低。當(dāng)pH值調(diào)制7.85時(shí)，緩蝕率為50.35%，室內(nèi)靜態(tài)腐蝕速率為0.0211mm/a。

但pH值過(guò)高會(huì)引發(fā)地層堿敏、污泥增多等問(wèn)題，因此為避免pH調(diào)整幅度較大，進(jìn)行弱改性條件下(pH值=7)，選擇抗點(diǎn)蝕效果較好緩蝕劑進(jìn)行篩選。

2.2 水質(zhì)改性對(duì)凈化處理效果的影響

對(duì)油站分離器出水進(jìn)行空白靜態(tài)沉降試驗(yàn)，沉降時(shí)間為6h，每隔1h取中層水樣進(jìn)行懸浮物和含油量的檢測(cè)，王崗污水站來(lái)水空白靜態(tài)沉降試驗(yàn)結(jié)果、沉降時(shí)間與懸浮物和含油量[4]的關(guān)系見(jiàn)表4所示。

表4 王崗污水自然沉降試驗(yàn)

自然沉降2h以上，含油量降為85.7mg/L，懸浮物含量為35.2mg/L，自然沉降2h后污水基本達(dá)到進(jìn)入絮凝沉降段入水要求。采用自然沉降2h后的污水作為試驗(yàn)介質(zhì)，試驗(yàn)過(guò)程保持水溫為58℃，加入復(fù)合堿調(diào)節(jié)溶液pH值為7.0。加入聚鋁混凝劑(30mg/L)和PAM絮凝劑(3mg/L) ，每隔30min取中層水樣進(jìn)行懸浮物和含油量的檢測(cè)，來(lái)考察改性前后沉降時(shí)間與含油量和懸浮物的關(guān)系。沉降時(shí)間與懸浮物和含油量的關(guān)系如圖1、2所示。

圖1 王崗污水改性前后懸浮物含量比較

圖2 王崗污水改性前后油含量比較

從圖中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，水質(zhì)改性前后經(jīng)自然沉降污水中的懸浮物和油含量都是持續(xù)降低的。改性前自然沉降1h(總的沉降時(shí)間3h)后污水中的懸浮物和油的含量趨于平緩，最終自然沉降3h(總的沉降時(shí)間5h)后，懸浮物含量為26.2mg/L，含油量降為43.1mg/L。

污水改性后靜態(tài)沉降1.5h含油曲線趨于平緩，基本穩(wěn)定在10mg/L以?xún)?nèi)；懸浮物沉降過(guò)程由于改性后形成的Ca(OH)2等堿性微粒粒徑較小，沉降較為緩慢，沉降2h后，懸浮物含量小于10mg/L。

由此可得出王崗污水調(diào)整pH值為7.0時(shí)，投加聚鋁混凝劑(30mg/L)、PAM絮凝劑(3mg/L)，經(jīng)過(guò)2～3h的沉降，凈化效果較好，自然沉降時(shí)間大大縮短?？紤]到現(xiàn)場(chǎng)沉降時(shí)，水流擾動(dòng)對(duì)小顆粒沉降效果影響較大，結(jié)合其他改性站的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況，建議現(xiàn)場(chǎng)沉降時(shí)間為3～5h。

2.3 水質(zhì)穩(wěn)定與配伍情況

對(duì)改性前后的王崗污水進(jìn)行離子分析預(yù)測(cè)，結(jié)果見(jiàn)下表。由表中數(shù)據(jù)可見(jiàn)，改性前后水型沒(méi)有改變，為氯化鈣水型；改性后礦化度略有降低，主要是Mg2+、Ca2+、Sr2+均等成垢離子形成垢晶微粒，與懸浮物等機(jī)械雜質(zhì)沉降析出。

改性后采出水礦化度略有降低，含鹽量降低，則其電導(dǎo)率降低，低含鹽減緩電化學(xué)腐蝕[5]，腐蝕速率隨含鹽量的降低而降低。

表5 改性前后離子變化情況表(單位：mg/L)

分析項(xiàng)目改性前改性后分析項(xiàng)目改性前改性后F-0.000.00Li+0.000.00CI-15324.9015316.40Na+8123.508297.40Br-38.6923.33K+40.6053.40NO-30.000.00NH+450.3046.70陰離子SO2-48.247.62陽(yáng)離子Mg2+200.40124.20OH-0.000.00Ca2+1286.101234.78CO2-30.0023.26Sr2+60.4056.40HCO-3289.72212.86Ba2+0.000.00礦化度25422.8525396.35水型氯化鈣氯化鈣備注改性前pH值為6.5,改性后pH值為7.0。

將改性水與地層水按照不同比例進(jìn)行混配，在70℃的烘箱中恒溫放置7天，測(cè)定恒溫放置前后水中的Ca2+、Mg2+離子含量變化，結(jié)果見(jiàn)表6。

表6 改性后污水與地層水配伍性表

表6數(shù)據(jù)表明，加熱前后不同配比混合水中Ca2+、Mg2+離子含量變化不大，表明改性水與地層水離子差異不大，混合后穩(wěn)定性較好，水型配伍。

4 結(jié)論

通過(guò)研究可以得出以下結(jié)論：(1))采用水質(zhì)改性后出口污水含油可達(dá)到0～10mg/L；懸浮物可達(dá)到0～5mg/L；腐蝕率控制在0.076mm/a以下。處理后污水水質(zhì)可以達(dá)到B3級(jí)，滿(mǎn)足油藏的注入要求；(2)處理后污水水質(zhì)穩(wěn)定，與地層來(lái)水有良好的配伍性。

[1] 魏 敏 ， 鄒曉蘭 ， 賀瑩.油田采油污水處理技術(shù)及面臨的問(wèn)題[J].山東化工. 2007,36(5):19-21.

[2] 曹淮山, 姜紅等. 勝利油田回注污水處理技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].油田化學(xué), 2009, 26(2):218-226.

[3] 譚斯予.污水管道腐蝕機(jī)理及防護(hù)措施[J]. 城市建設(shè)理論研究:電子版.2015. 5(24).

[4] 賈文玲，李現(xiàn)林.對(duì)油田污水含油量測(cè)定方法的改進(jìn)[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督, 2003.19 (10) :10-12.

[5] 魏金生，高 瑋，等.江漢油田站場(chǎng)綜合防腐措施及其應(yīng)用[J].石油工程建設(shè).2003.5:31-34.

(本文文獻(xiàn)格式：周迎梅.水質(zhì)特性對(duì)污水處理效果的影響[J].山東化工，2017，46(16)：193-195.)

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：A

：1008-021X(2017)16-0193-03

2017-06-08

通訊聯(lián)系人：周迎梅(1982—)，女，山東臨清人，中國(guó)石油大學(xué)勝利學(xué)院，講師，碩士。