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油田污水处理中天然高分子改性水处理剂的应用

                      油田污水处理中天然高分子改性水处理剂的应用
                                    赵元伟 董世志
                      卫辉市化工有限公司 河南 卫辉 453100
    【摘要】油田污水不但能够污染环境,同时油田污水含有一定的原油,造成资源浪费,因此,进行油田污水的处理意义重大。基于天然高分子改性处理剂,对油田污水处理进行了探讨。解介绍了絮凝机制,阐述了油田污水处理的意义,重点介绍了天然高分子改进性处理剂在石油污水处理中的应用。
    【关键词】油田污水 天然高分子改进性水处理剂 絮凝
    采油污水, 地面生产污水以及钻井污水是油田污水的主要来源。油田的含油污水含有胶体颗粒,悬浮物质等,同时含有大量的乳化油珠,油田污水的直接回注会使得注水层土壤的孔道发生堵塞,使得油层的吸水率降低,从而最终使得油田的开发受到影响。油田的污水一般矿化程度较高,含有较高的氯离子,同时由于含有C O2,H2S等腐蚀性的气体以及硫酸盐还原菌SRB等,因此其腐蚀性非常强,对于油田的管道,油田污水处理设置,油田地面设备等造成严重的腐蚀。油田因为腐蚀,堵塞而造成了非常大的经济损失。基于此,油田的污水处理具有非常大的经济效益和社会效益。当前进行污水处理时,通常采用将净化剂,杀菌剂,缓蚀阻垢剂等投入到污水中。但是, 因为分别加入多种药剂,使得操作复杂,流程繁多,同时成本高,另外由于药剂之间存在的相互作用降低了污水处理的效果,因此,可能达不到预期的目的。基于此,油田污水处理中天然高分子改进凝絮剂的是使用无疑对于油田污水处理意义重大。
    1· 凝絮机制概述
    油田污水处理凝絮剂的絮凝过程非常复杂,影响因素众多,涉及到物理和化学过程。对于絮凝原理目前普遍认为包括吸附电中和作用,压缩双电层,卷扫沉淀作用以及吸附架桥作用。对于絮凝机理的研究通常要充分考虑:①在水中加入絮凝剂之后,出现的形态变化和规律;②絮凝剂的性质;③不同条件下,水中的悬浮颗粒或者胶体和絮凝剂的相互作用。由于不同的水体环境下,水体电解质,悬浮颗粒等不同,水的P H值,温度,杂志的成分等也不相同,造成了絮凝剂的机理也不相同,因此对于水体中絮凝剂的作用机理的研究必须与实际的情况相结合。
    2 ·油田污水处理的意义
    随着人们环保意识的增强,对于油田的污水处理有利于重视。油田污水处理具有非常重要的意义。
    (1)油田污水处理可以对环境进行保护。通过原油脱水之后污水中存在着大量原油和杂质,因此,油田污水排放无疑会造成环境污染,使得生态平衡遭受破坏,影响人们的健康,因此油田污水处理能够保护环境,为人类健康提供保障;
    (2)油田的污水处理能够对地下水资源进行保护。对于人类而言,地下水资源至关重要。因为地球表面的水提供给人类真正利用的淡水量仅仅占到人类总用水量的0.65%,绝大多数由地下水提供。对油田污水进行处理,使得水的利用效率提高,从而对地下水资源进行有效保护。
    (3)油田污水处理能够节约原油。油田污水中通常含有0.2%-0.9%的原油,因此,进行油田污水处理,能够将原油进行回收,从而节约了能源。
    3 ·天然高分子改进性处理剂在污水处理中的作用
    基于天然高分子F691为原料,制取阳离子型污水处理剂——异喹啉季铵盐,对其在油田污水中的处理进行探讨。
    3.1 试剂材料及仪器设备
    主要试剂包括平均相对分子质量是300万的阳离子型聚丙烯酰胺,使用时浓度是0 . 3 %;自制异喹啉季铵盐,使用浓度为0.5%;乙二胺阴离子缓冲剂以及十二烷基氯化铵。
    主要仪器为:P H S-29A酸度计,搅拌机,光电式浊度仪,细菌标准测试瓶以及标准腐蚀挂片钢。
    3.2 油田污水处理絮凝实验
    把药剂加入油田污水水样中,首先进行1m i n的250r/m i n的快速搅拌,其目的是充分分散药剂,然后在以70r/m i n的转速进行10m i n的搅拌,进行静置,分析上层的清夜,同时将剩余的浊度进行测定。
    通过上述实验发现,自制异喹啉季铵盐实验效果在相同实验条件下优于阳离子型聚丙烯酰胺实验效果;石油污水每升中投入5mg的阳离子型聚丙烯酰胺时,污水的剩余浊度为7度,而相同条件下自制异喹啉季铵盐实验结果中污水剩余浊度仅为2度。当药剂的投入量过大时,造成絮凝恶化现象阳离子型聚丙烯酰胺比自制异喹啉季铵盐严重,基于此,对于油田污水的絮凝净化而言,自制异喹啉季铵盐效果良好,同时对于杀菌和缓蚀也有非常好的作用。
    3.3 油田污水处理的杀菌实验
    基于美国石油工程协会绝迹稀释法,对细菌的含量进行测试,同时把稀释的测试瓶放进温度是30℃恒温箱进行培养,在2周以后进行SRB数值的读取。
    当前污水处理中常用的一种杀菌剂就是十二烷基氯化铵。通过相同实验条件下,十二烷基氯化铵与自制异喹啉季铵盐对石油污水杀菌效果对比,当每升污水中加入5m g的杀菌剂,杀菌时间都为一个小时时,十二烷基氯化铵杀菌率仅为95%左右,而自制异喹啉季铵盐的杀菌率超过99%。同时发现,当污水呈碱性时,自制异喹啉季铵盐杀菌效果更加优良,当污水的P H降低时,会降低自制异喹啉季铵盐的杀菌率,其原因在于细菌体蛋白质等电点的pH值大约在2-5之间,因此,污水碱性时,细菌蛋白质氨基酸的存在形式为C O O,易于和自制异喹啉季铵盐发生作用,因此对于污水杀菌有利。
    3.4 污水处理的缓蚀实验。
    在实验钢片上通过蒸馏水,乙醇进行清洗,吹干进行干燥。对标准腐蚀挂片钢进行一段时间的腐蚀,对自制异喹啉季铵盐的缓蚀效率进行分析。
    石油污水的P H值在一定程度上影响着药剂的缓蚀性,通常污水呈碱性时将降低腐蚀。通过实验发现,降低石油污水的P H值,标准腐蚀挂片钢的腐蚀速率增加,但是比较缓慢,当石油污水P H=5,标准腐蚀挂片钢静挂30天,其腐蚀效率仅仅为2.5g/m2h。这表明自制异喹啉季铵盐的缓蚀效果良好。
    4· 结束语
    油田污水的处理能够保护环境,节约能源,因此具有非常重要的意义。通过自制的天然高分子改进性水处理剂自制异喹啉季铵盐的应用,对于油田污水的处理具有非常优秀的絮凝作用,杀菌作用以及缓蚀作用,同时,油田污水P H为中性,偏碱性以及偏酸性时其处理效果同样优良,因此,自制异喹啉季铵盐为油田污水处理提供了一条切实可行的道路。
参考文献
[1]陆柱. 油田水处理技术[M] . 北京:石油工业出版社.1990
[2]刘建国,袁国清. 油田采出水处理技术现状及发展趋势[J] . 工业用水和废水.2007(5)38 :20-24
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