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低溫酸化緩蝕劑 |
油田含聚污水常用處理技術
國內外文獻中有關油田含聚污水處理方法和工藝很多，總體來說主要分為物理法、化學法、電化學法和生化法幾種，其中物理法主要是在一級處理中用于除去油田廢水中的表面浮油及懸浮性雜質，包括重力分離法、浮選及離心分離法等；化學法主要是在二級處理中與過濾及粗粒化等方法結合用于破乳及除去污水表面的分散油污，包括藥劑法及化學氧化法等；電化學方法是利用電子作為反應劑，以電場能作為反應動力，是一種不需要添加化學試劑，從而避免二次污染的環境友好方法；生化法包括活性污泥法及生物膜法等。其中每種方法中又包含很多已經成熟的方法及新發展起來的方法。在進行油田污水處理的過程中通常是各種物理和化學及生化方法聯用，以下就簡要介紹一些油田水處理中的常用方法。
1.1絮凝沉降法
絮凝沉降技術是一項廣泛應用于油田水處理中的技術。絮凝沉降過程一般是加入合適的絮凝劑，通過絮凝劑的壓縮雙電層、電性中和、吸附橋聯、網絡卷帶等作用使污水中的乳化油、細小懸浮物等形成較大的絮體，最終沉降除去。
絮凝沉降法具有操作簡單，去除效果較好的特點，比較適合實驗室和現場處理操作，因而被廣泛采用。但是由于絮凝沉降法去除的污染物的種類有限，并且耗用絮凝劑量大，大多數情況下還涉及到絮凝劑的選型及使用方法，因此絮凝沉降法一般作為油田水處理工藝流程的預處理。
Baoyu Gao, Yuyan Jia等針對難處理的聚驅污水的高聚物濃度、高粘度和乳化的特點，利用二硫代氨基甲酸鹽絮凝劑螯合Fe2+產生的聚合物基體網絡有效地捕捉和去除油滴，對模擬部分水解聚丙烯酰胺濃度為0，200，500，900 mg/L的污水進行了除油率的有效性方面的研究。研究了絮凝劑的用量，HPAM 的濃度和Fe2+離子的影響。結果表明，當絮凝劑的用量低于20 mg/L 時，HPAM對除油率有不利影響。然而，當絮凝劑用量達到30 mg/L 時，不同濃度的HPAM的試樣中的殘油濃度都降到10 mg/L 以下。在2–12 mg/L 范圍內，初始廢水中的Fe2+濃度對除油率有輕度的影響。Fe3+ 不能代替Fe2+，因為在絮凝條件下Fe3+不能與DTC 反應。也研究了礦物鹽離子的影響。
盧瑜林等通過選擇合適的絮凝劑和投加方式，使江漢油田現場處理懸浮物的去除率達到了86.4%，且使沉降罐的功能得到了充分發揮，縮短了處理時間。李桂華等利用自行研制的LN-A系列絮凝劑對聚合物驅采出水進行處理，比較了受pH、溫度、聚丙烯酰胺含量等因素的影響，結果表明LN-A系列絮凝劑可使出水的懸浮物和殘余油量指標完全符合回注水標準。
絮凝沉降法作為水處理工藝流程中一個重要的步驟，不但應用于油田水處理中，其與氧化、吸附以及現代污水處理手段相結合的方法等在各種種類的污水處理中得到了廣泛應用。
楊志剛等在最佳條件下，采用聚合硫酸鐵為絮凝劑首先絮凝沉降處理采油污水30min，然后采用Fenton法氧化處理120min，最后利用活性炭吸附處理120min，結果使污水含油量、懸浮物和CODCr值分別降至5 mg/L、10 mg/L和100 mg/ L以下。
馬林轉等采用超聲功率60W，處理時間2min預處理富營養化水后再用絮凝沉降法處理，結果表明超聲與絮凝沉降復合技術要好于它們單獨使用處理效果。阮湘元等采用絮凝沉降預處理與電催化技術組合處理一定濃度的染整廢水，結果表明絮凝沉降對懸浮物和硫化物的去除有效，三維電極電催化技術能較好的降低COD和色度，提高廢水的可生化性。劉建等采用自制螯合絮凝劑處理模擬含鎘廢水，充分發揮了新制備絮凝劑的螯合和絮凝的雙重作用，在最佳條件下通過兩級絮凝處理能把濃度為10 mg /L的含鎘廢水降到0.087 mg /L。
1.2化學氧化法
傳統的化學氧化法是通過加入強氧化劑實現的，通過強氧化劑的氧化作用降解一些難生物降解的污染物，一般用于水的預處理工藝中。
張鐵鍇等采用Fenton試劑法氧化降解油田聚驅污水中的聚丙烯酰胺作為前期的預處理方法，取得了較好的效果，在最佳條件下處理的污水中的聚丙烯酰胺殘存率在10%以下。王娜[16]首先采用Fenton氧化法對含聚污水進行預處理，提高了其可生化性，然后利用微生物對聚驅污水進行后續降解，最終使其聚丙烯酰胺的去除率為90.50%，CODcr的去除率為93.63%。
化學氧化法還包括近年發展比較快的利用高效強氧化劑、光或電等的高級氧化法。
Guiying Li，Taicheng An等對光電催化處理高含鹽且含難降解有機物的油田污水的可行性進行了研究。在含溶膠-凝膠方法制備的納米TiO2顆粒懸浮液的光催化反應器中，以醋酸為水解催化劑，進行了光電催化效率的研究，以COD的去除和通過埃姆斯試驗的誘變活性的減少表示。實驗結果顯示光電催化進行污水處理是一種相當有效的過程，盡管油田廢水中存在著高濃度的鹽分。研究發現，在光電催化反應器中，光電催化的COD去除率比單獨利用光催化或電化學氧化高很多，COD的去除可以大幅提升通過添加H2O2和從高濃度氯化物廢水中活性氯的產生。同時詳細研究了初始COD濃度，實際槽壓，催化劑數量和溶液的初始pH值對光催化效率的影。結果表明，當原水稀釋成1:1（v/v）時，可以達到最高的COD去除率，同時光電催化降解含鹽水中的有機物更適合在酸性溶液中而不是中性或堿性溶液中。
Baohui Wang , Ying Chen等分析了乳化作用和PAM在廢水中的作用，提出了光催化技術減粘裂化和降解PAM以便于進行深層處理。實驗結果表明，利用二氧化鈦粉體照明光催化降解5-10min后，聚驅污水的粘度大大降低到與蒸餾水一樣。光照990min后，PAM的光降解速率達90%以上。降粘效果較好的符合低粘度水驅中所使用的常規系統。
1.3生化法
生化法處理污水是利用污染物的可生物降解性，通過某些微生物在一定的時間內快速分解污染物而去除。其優點是處理量大，不使用化學藥劑，不會造成二次污染，成本低，效果好，能達到環保要求。此種方法的關鍵是優勢菌的篩選和馴化，還要注意生物安全問題。
Yan Hu, Da-Zhou Wang等利用表面流人工濕地系統處理二級處理后的油田廢水。通過開發一個區間穩態多種環境等量濃度模型，選定廢水中的氯離子作為評價在多種環境中（空氣，水，土壤，植物和地下水）高濃度無機鹽的狀態和流動的一個指標。該模擬的氯離子分布與實測相當吻合，由間隔平均對數殘差< 0.6對數單位表示。結果表明人工濕地能很好地處理油田廢水，有助于當地生態恢復。
Zhiyong Dong, Mang Lu等制備了一種高強度，最佳密度（接近水）和高的孔隙率的新型懸浮陶瓷載體，在移動床生物膜反應器（MBBRs）填充50％的未改性的和海泡石改性的懸浮陶瓷載體來處理油田采出水，水力停留時間（HRT）從36變化至10小時。結果發現，在190天的監視期間和10小時的停留時間內，COD的去除效率最高的是在填充有海泡石改性的載體的反應器3中，其次是在填充有未改性的反應器2中，最低的是反應器1（活性污泥反應器）中。氨態氮和多環芳烴的去除率也有類似的趨勢。反應器3比反應器2和1更具有抗震性。結果表明，該懸浮陶瓷載體是一個極好的MBBR載體。
Mang Lu，Xiaofang Wei等采用一個新穎的處理過程處理油田污水，即在化學氧化（零價鐵、EDTA和空氣）和生物降解基礎上形成的一個批處理活性污泥反應器進行實驗室規模的實驗。最佳的預處理條件是：150 mg/L EDTA，20 g/LZVI（零價鐵），反應時間180min。在此條件下，水解聚丙烯酰胺(HPAM)、總石油碳氫化合物（TPH）和COD的去除率分別為66%、59%和45%，在接下來的40h的生物降解中，HPAM、TPH和COD的濃度分別減少到10、2和85mg/L。實驗的最終結果是HPAM、TPH和COD的去除率分別達到了96%、97%和92%。
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2014年08月10日
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