三元復合驅采出污水處理絮凝劑的篩選研究

單秀華

摘 要： 針對三元復合驅采出污水性質(zhì)特點，采用化學絮凝法對采出污水進行處理，但不同類型的絮凝劑處理效果不同。室內(nèi)對油田三元復合驅采出污水進行絮凝處理，從污水處理后水中含油量和濁度兩方面，分析評價不同類型絮凝劑的污水處理效果。經(jīng)室內(nèi)評價表明：高分子無機絮凝劑處理效果優(yōu)于低分子無機絮凝劑；無機絮凝劑與有機絮凝劑復配使用污水處理效果優(yōu)于無機或有機絮凝劑單劑。經(jīng)室內(nèi)評價實驗，優(yōu)選出三元復合驅采出污水處理的最佳絮凝劑復配配方，達到最優(yōu)污水處理效果。

關鍵詞： 三元復合驅； 采出污水； 絮凝劑； 含油量； 復配配方

中圖分類號： TE 357 文獻標志碼： A 文章編號： 1671-2153（2018）02-0102-03

0 引 言

近年來，為進一步提高原油采收率，各大油田相繼進入三次采油階段，且三次采油階段中的化學驅應用最為廣泛?；瘜W驅包括聚合物驅、堿驅、二元復合驅（PS驅和AP驅）、三元復合驅（ASP驅）等，三元復合驅（ASP驅）驅油體系因其較高的原油采收率[1-3]，被越來越多的應用于油田開發(fā)生產(chǎn)中。但隨著開采的進行，原油含水率逐漸增高，甚至高達90%以上[4]，油田采出水的處理問題又成為各油田所要解決的重要難題。

三元復合驅采出水中因聚合物、堿、表面活性劑的存在使得污水體系成分較為復雜，污水中的乳狀液及懸浮物更加穩(wěn)定，污水處理要比水驅、聚驅更為困難[5]，原有的污水處理方法已基本不能達到污水回注指標。本研究在污水處理方法調(diào)研的基礎上，重點研究化學絮凝法的污水處理技術。因此，針對ASP復合驅采出污水特性，對有機絮凝劑、無機絮凝劑、復配配方絮凝劑進行室內(nèi)可行性實驗評價，篩選出具有較優(yōu)污水處理效果的絮凝劑配方，為后續(xù)油田現(xiàn)場污水處理方案的設定提供依據(jù)。

1 實 驗

1.1 實驗污水

實驗污水：油田現(xiàn)場提供陳化污水，礦化度為4684.2 mg/L，水質(zhì)指標如表1所示。

1.2 藥劑及儀器

實驗藥劑：無機絮凝劑為Al2（SO4）3，F(xiàn)eCl3，PAC，PAFC；有機絮凝劑為CPAM 20，CPAM 1000，CPAM 1200，由山東泰和水處理有限公司提供；NFH-ID（A劑）和NFH-IB（B劑），由油田現(xiàn)場提供。

實驗設備：SGZ-數(shù)顯濁度儀，電數(shù)顯恒溫水浴鍋，IKA RW200 Digital攪拌器，756PC型紫外可見分光光度計。

1.3 方 法

根據(jù)SY/T5796-93《絮凝劑評定方法》進行絮凝劑的篩選。

絮凝實驗使用IKA RW200 Digital攪拌器。向各燒杯中加入定量污水并置入50℃恒溫水浴中，使用IKA RW200 Digital攪拌器，在150 r/min高速攪拌下瞬時加入各質(zhì)量濃度的絮凝劑，攪拌1 min后低速50 r/min攪拌5 min，觀察絮體產(chǎn)生的速度、大小、沉降速度等現(xiàn)象，然后測定在50 ℃恒溫箱中放置30 min后污水的中上層清液的含油量和濁度，以此確定各絮凝劑最佳投藥的質(zhì)量濃度和操作方法。

2 結 果

2.1 無機絮凝劑的篩選

取現(xiàn)場陳化污水，測定懸浮物121 mg/L，含油量998 mg/L，污水濁度為423NTU。燒杯法進行絮凝實驗，觀察實驗過程中的實驗現(xiàn)象，30min后測定污水的中上層清液的含油量和濁度，實驗數(shù)據(jù)如表2所示。

據(jù)表2中實驗數(shù)據(jù)分析得知：低分子無機絮凝劑Al2（SO4）3的污水處理效果要優(yōu)于FeCl3；低分子無機絮凝劑在加藥濃度高的情況下，除油率與去濁率都較低，污水處理效果較差，處理效果不如高分子絮凝劑。且經(jīng)實驗觀察，低分子無機絮凝劑產(chǎn)生絮體零散、細碎、較少、懸浮度較高；高分子無機絮凝劑產(chǎn)生絮團大、多且部分下沉。在質(zhì)量濃度為800 mg/L的投藥量下，PAFC的除油率為89.86%，去濁率為62.88%；NFH-ID（A劑）的除油率為90.00%，去濁率為68.79%，均高于其他無機絮凝劑的除油率和去濁率。所以選定PAFC和NFH-ID（A劑）作為污水處理的無機絮凝劑。

2.2 有機絮凝劑的篩選

所用實驗污水及絮凝方法同上，有機絮凝劑加藥質(zhì)量濃度為10 mg/L，觀察實驗現(xiàn)象，測定放置30 min后污水中層清液的含油量和濁度。實驗數(shù)據(jù)如表3所示。

據(jù)表3數(shù)據(jù)分析得，單一有機絮凝劑當投藥量為10 mg/L時，污水處理效果也并不理想，污水處理后含油量和濁度遠不能達到污水處理水質(zhì)標準。但所提供的有機絮凝劑中，CPAM1200和NFH-IB（B劑）的處理效果較好，CPAM1200的除油率為69.1%，去濁率為54.4%；NFH-IB（B劑）的除油率為74.3%，去濁率為48.9%，且污水處理過程中產(chǎn)生絮體蓬松下沉，絮體相對較多。有機絮凝劑處理成本較高，且單一有機絮凝劑仍達不到污水處理標準，因此常將無機絮凝劑與有劑機絮凝劑進行復配使用，這樣不但降低了污水處理成本，還提高了污水處理效率。因此，選用CPAM1200和NFH-IB（B劑）作為后面復配實驗用的有機絮凝劑。

2.3 復配配方的確定

將上述篩選出的最佳無機絮凝劑與有機絮凝劑進行復配，其中復配組合為PAFC和CPAM1200，NFH-ID（A劑）和NFH-IB（B劑）；絮凝方法為先加無機絮凝劑以150 r/min高速攪拌1 min后，再加入質(zhì)量濃度為5 mg/L有機絮凝劑繼續(xù)攪拌1 min，然后以50 r/min低速攪拌3min，觀察實驗現(xiàn)象，取其中上層污水測定含油量與濁度，篩選出最佳絮凝劑復配質(zhì)量濃度，為污水處理提供經(jīng)濟高效的絮凝劑復配配方。實驗結果如表4所示。