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低溫酸化緩蝕劑 |
油田含聚污水常用處理技術(shù)
國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中有關(guān)油田含聚污水處理方法和工藝很多，總體來(lái)說(shuō)主要分為物理法、化學(xué)法、電化學(xué)法和生化法幾種，其中物理法主要是在一級(jí)處理中用于除去油田廢水中的表面浮油及懸浮性雜質(zhì)，包括重力分離法、浮選及離心分離法等；化學(xué)法主要是在二級(jí)處理中與過(guò)濾及粗粒化等方法結(jié)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(xué)氧化法等；電化學(xué)方法是利用電子作為反應(yīng)劑，以電場(chǎng)能作為反應(yīng)動(dòng)力，是一種不需要添加化學(xué)試劑，從而避免二次污染的環(huán)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(jīng)成熟的方法及新發(fā)展起來(lái)的方法。在進(jìn)行油田污水處理的過(guò)程中通常是各種物理和化學(xué)及生化方法聯(lián)用，以下就簡(jiǎn)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(shù)是一項(xiàng)廣泛應(yīng)用于油田水處理中的技術(shù)。絮凝沉降過(guò)程一般是加入合適的絮凝劑，通過(guò)絮凝劑的壓縮雙電層、電性中和、吸附橋聯(lián)、網(wǎng)絡(luò)卷帶等作用使污水中的乳化油、細(xì)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(jiǎn)單，去除效果較好的特點(diǎn)，比較適合實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)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(shù)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(yù)處理。
Baoyu Gao, Yuyan Jia等針對(duì)難處理的聚驅(qū)污水的高聚物濃度、高粘度和乳化的特點(diǎn)，利用二硫代氨基甲酸鹽絮凝劑螯合Fe2+產(chǎn)生的聚合物基體網(wǎng)絡(luò)有效地捕捉和去除油滴，對(duì)模擬部分水解聚丙烯酰胺濃度為0，200，500，900 mg/L的污水進(jìn)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(jié)果表明，當(dāng)絮凝劑的用量低于20 mg/L 時(shí)，HPAM對(duì)除油率有不利影響。然而，當(dāng)絮凝劑用量達(dá)到30 mg/L 時(shí)，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(nèi)，初始廢水中的Fe2+濃度對(duì)除油率有輕度的影響。Fe3+ 不能代替Fe2+，因?yàn)樵谛跄龡l件下Fe3+不能與DTC 反應(yīng)。也研究了礦物鹽離子的影響。
盧瑜林等通過(guò)選擇合適的絮凝劑和投加方式，使江漢油田現(xiàn)場(chǎng)處理懸浮物的去除率達(dá)到了86.4%，且使沉降罐的功能得到了充分發(fā)揮，縮短了處理時(shí)間。李桂華等利用自行研制的LN-A系列絮凝劑對(duì)聚合物驅(qū)采出水進(jìn)行處理，比較了受pH、溫度、聚丙烯酰胺含量等因素的影響，結(jié)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(biāo)完全符合回注水標(biāo)準(zhǔn)。
絮凝沉降法作為水處理工藝流程中一個(gè)重要的步驟，不但應(yīng)用于油田水處理中，其與氧化、吸附以及現(xiàn)代污水處理手段相結(jié)合的方法等在各種種類的污水處理中得到了廣泛應(yīng)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(jié)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(zhuǎn)等采用超聲功率60W，處理時(shí)間2min預(yù)處理富營(yíng)養(yǎng)化水后再用絮凝沉降法處理，結(jié)果表明超聲與絮凝沉降復(fù)合技術(shù)要好于它們單獨(dú)使用處理效果。阮湘元等采用絮凝沉降預(yù)處理與電催化技術(shù)組合處理一定濃度的染整廢水，結(jié)果表明絮凝沉降對(duì)懸浮物和硫化物的去除有效，三維電極電催化技術(shù)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(fā)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(guò)兩級(jí)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(xué)氧化法
傳統(tǒng)的化學(xué)氧化法是通過(guò)加入強(qiáng)氧化劑實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)強(qiáng)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(yù)處理工藝中。
張鐵鍇等采用Fenton試劑法氧化降解油田聚驅(qū)污水中的聚丙烯酰胺作為前期的預(yù)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(duì)含聚污水進(jìn)行預(yù)處理，提高了其可生化性，然后利用微生物對(duì)聚驅(qū)污水進(jìn)行后續(xù)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(xué)氧化法還包括近年發(fā)展比較快的利用高效強(qiáng)氧化劑、光或電等的高級(jí)氧化法。
Guiying Li，Taicheng An等對(duì)光電催化處理高含鹽且含難降解有機(jī)物的油田污水的可行性進(jìn)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(yīng)器中，以醋酸為水解催化劑，進(jìn)行了光電催化效率的研究，以COD的去除和通過(guò)埃姆斯試驗(yàn)的誘變活性的減少表示。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示光電催化進(jìn)行污水處理是一種相當(dāng)有效的過(guò)程，盡管油田廢水中存在著高濃度的鹽分。研究發(fā)現(xiàn)，在光電催化反應(yīng)器中，光電催化的COD去除率比單獨(dú)利用光催化或電化學(xué)氧化高很多，COD的去除可以大幅提升通過(guò)添加H2O2和從高濃度氯化物廢水中活性氯的產(chǎn)生。同時(shí)詳細(xì)研究了初始COD濃度，實(shí)際槽壓，催化劑數(shù)量和溶液的初始pH值對(duì)光催化效率的影。結(jié)果表明，當(dāng)原水稀釋成1:1（v/v）時(shí)，可以達(dá)到最高的COD去除率，同時(shí)光電催化降解含鹽水中的有機(jī)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(shù)減粘裂化和降解PAM以便于進(jìn)行深層處理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，利用二氧化鈦粉體照明光催化降解5-10min后，聚驅(qū)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(dá)90%以上。降粘效果較好的符合低粘度水驅(qū)中所使用的常規(guī)系統(tǒng)。
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(guò)某些微生物在一定的時(shí)間內(nèi)快速分解污染物而去除。其優(yōu)點(diǎn)是處理量大，不使用化學(xué)藥劑，不會(huì)造成二次污染，成本低，效果好，能達(dá)到環(huán)保要求。此種方法的關(guān)鍵是優(yōu)勢(shì)菌的篩選和馴化，還要注意生物安全問(wèn)題。
Yan Hu, Da-Zhou Wang等利用表面流人工濕地系統(tǒng)處理二級(jí)處理后的油田廢水。通過(guò)開(kāi)發(fā)一個(gè)區(qū)間穩(wěn)態(tài)多種環(huán)境等量濃度模型，選定廢水中的氯離子作為評(píng)價(jià)在多種環(huán)境中（空氣，水，土壤，植物和地下水）高濃度無(wú)機(jī)鹽的狀態(tài)和流動(dòng)的一個(gè)指標(biāo)。該模擬的氯離子分布與實(shí)測(cè)相當(dāng)吻合，由間隔平均對(duì)數(shù)殘差< 0.6對(duì)數(shù)單位表示。結(jié)果表明人工濕地能很好地處理油田廢水，有助于當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)恢復(fù)。
Zhiyong Dong, Mang Lu等制備了一種高強(qiáng)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(dòng)床生物膜反應(yīng)器（MBBRs）填充50％的未改性的和海泡石改性的懸浮陶瓷載體來(lái)處理油田采出水，水力停留時(shí)間（HRT）從36變化至10小時(shí)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在190天的監(jiān)視期間和10小時(shí)的停留時(shí)間內(nèi)，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(yīng)器3中，其次是在填充有未改性的反應(yīng)器2中，最低的是反應(yīng)器1（活性污泥反應(yīng)器）中。氨態(tài)氮和多環(huán)芳烴的去除率也有類似的趨勢(shì)。反應(yīng)器3比反應(yīng)器2和1更具有抗震性。結(jié)果表明，該懸浮陶瓷載體是一個(gè)極好的MBBR載體。
Mang Lu，Xiaofang Wei等采用一個(gè)新穎的處理過(guò)程處理油田污水，即在化學(xué)氧化（零價(jià)鐵、EDTA和空氣）和生物降解基礎(chǔ)上形成的一個(gè)批處理活性污泥反應(yīng)器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的實(shí)驗(yàn)。最佳的預(yù)處理?xiàng)l件是：150 mg/L EDTA，20 g/LZVI（零價(jià)鐵），反應(yīng)時(shí)間180min。在此條件下，水解聚丙烯酰胺(HPAM)、總石油碳?xì)浠衔铮═PH）和COD的去除率分別為66%、59%和45%，在接下來(lái)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(shí)驗(yàn)的最終結(jié)果是HPAM、TPH和COD的去除率分別達(dá)到了96%、97%和92%。
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2014年08月10日
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