中原油田馬寨污水站水質(zhì)改性技術(shù)研究

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(1.濮陽市環(huán)境監(jiān)察支隊，河南 濮陽 457000；2.濮陽泓天威藥業(yè)有限公司，河南 濮陽 457000；3.蔚林新材料科技股份有限公司，河南 濮陽 457000；4.濮陽福德科技有限公司，河南 濮陽 457000)

1 馬寨污水站概況

馬寨污水站來水水質(zhì)存在“四高一低”的特點，即礦化度高(87059 mg/L)、游離CO2及HCO3-含量高(HCO3-含量較高，為115 mg/L)、多價金屬離子含量高(Ca2+、Mg2+、Fe3+、Fe2+)、細(xì)菌含量高(SRB 、TGB含量均在103左右)、pH值低(在5.5～6.0之間)[1-4](具體數(shù)據(jù)見表1)，這些特點導(dǎo)致污水的性質(zhì)極不穩(wěn)定[2]。另外，馬寨地層水突出表現(xiàn)了含鐵高、含硫高、pH值低的特點，并含有一定量的H2S、CO2及硫酸鹽還原菌，這決定了馬寨污水站站內(nèi)污水具有極強的腐蝕性[5-8]，水處理工藝難度大，處理后水質(zhì)不易穩(wěn)定。

表1 馬寨污水站來水水質(zhì)

2 注水水質(zhì)惡化原因分析

2.1 注水井結(jié)垢原因分析

馬寨污水站注水井外壁普遍存在結(jié)垢現(xiàn)象，且油管越深結(jié)垢越嚴(yán)重的問題。通過對垢樣和水質(zhì)的分析，綜合分析結(jié)垢的主要原因。 垢樣元素組成見表2，垢樣礦物組成見表3。

表2 垢樣元素組成 %

表3 垢樣礦物組成 %

由垢的元素組成和礦物分析，可以看出垢樣的組成主要以鈣、鐵的硫酸鹽、硫化物為主。關(guān)于油田水結(jié)垢機理方面的研究，一致認(rèn)為是由于溫度、壓力等熱力學(xué)條件的改變以及離子組成或不相容水的相互混合而引起[9-13]。

2.2 回注水流程水質(zhì)及結(jié)垢趨勢變化

回注水流程水質(zhì)變化及結(jié)垢趨勢見表4。

表4 回注流程水質(zhì)及結(jié)垢趨勢變化

由表4可以看出，馬寨回注水流程硫化物含量上升很快，細(xì)菌增長很明顯，pH值沿流程下降很快，水井進(jìn)口pH值明顯偏低，并有輕微的結(jié)垢趨勢。

3 污水處理工藝優(yōu)化

針對馬寨產(chǎn)出水的現(xiàn)有特性及注水井存在結(jié)垢現(xiàn)象，重新進(jìn)行室內(nèi)優(yōu)化實驗，對所投加的各種藥劑的性能和濃度進(jìn)行了重新評價。

3.1 氧化劑的優(yōu)化評價

評價方法：取馬寨產(chǎn)出水2000 mL于燒杯中，在不加其它任何藥劑的情況下投加氧化劑，觀察其處理后水中的Fe2+、S2-殘存情況(來水Fe2+18.42 mg/L，S2-20.84 mg/L)。結(jié)果見表5。

由表5可以看出，氧化劑過量對水質(zhì)沒有大的影響，再根據(jù)成本核算和現(xiàn)場加藥現(xiàn)狀，使用H2O2效果好、危險性小、投資小。

表5 氧化劑的評價實驗

3.2 pH值的優(yōu)化評價

評價方法：取馬寨產(chǎn)出水2000 mL于燒杯中，按照順序加入各種藥劑只是A劑的投加量不同而達(dá)到pH值不同的目的，待水沉降30 min后，取上層清液經(jīng)砂濾器過濾評價水的各項指標(biāo)。結(jié)果見表6。

表6 pH值對水質(zhì)和污泥的影響

注：氧化劑50 mg/L，水質(zhì)調(diào)理劑100 mg/L，助凝劑150 mg/L。

由表6可以看出，當(dāng)A劑加量為400～500 mg/L時，處理后水的各項指標(biāo)均能滿足回注水要求。

3.3 現(xiàn)場實施

按照氧化劑50 mg/L，A劑450 mg/L，水質(zhì)調(diào)理劑100 mg/L，助凝劑150 mg/L進(jìn)行現(xiàn)場應(yīng)用，3天后取樣測試結(jié)果見表7。

表7 優(yōu)化后加藥方案現(xiàn)場應(yīng)用

由表7可以看出，優(yōu)化加藥方案后馬寨濾后水質(zhì)有所提升和表3優(yōu)化前MF為42提高到44，回注水硫化物含量基本穩(wěn)定，水井進(jìn)口pH值保持在6.5，結(jié)垢趨勢并不明顯，和表3優(yōu)化前指標(biāo)有所提高。

4 結(jié)論

(1)馬寨回注水垢流程硫化物含量上升很快，細(xì)菌增長很明顯，pH值沿流程下降很快，水井進(jìn)口pH值明顯偏低，并有輕微的結(jié)垢趨勢；

(2)按照氧化劑50 mg/L，A劑450 mg/L，水質(zhì)調(diào)理劑100 mg/L，助凝劑150 mg/L進(jìn)行現(xiàn)場應(yīng)用，馬寨濾后水質(zhì)有所提升，回注水硫化物含量基本穩(wěn)定，水井進(jìn)口pH值保持在6.5，結(jié)垢趨勢并不明顯。