淺析含油污水綜合治理新方法的探討和應用

張鳳桂

隨著對工業污水危害性的認識和全球對無污染工業生產過程的重視,以及面臨人類賴以生存的水資源衰竭等現狀,世界各國科研工作者越來越多的致力于工業污水的治理和綜合利用方面的研究,取得了很大進展。目前已有典型的生物處理技術、光催化氧化處理技術、電催化氧化處理技術、氧化床處理技術、超臨界處理技術、膜分離處理技術和目前較廣泛使用的絮凝處理技術等。但是,這些技術在不同程度上都存在一定的局限性,國內某油田介紹采用“四劑法”處理含油污注水的技術和方法,但該法不僅需要分次分過程添加絮凝劑、阻垢劑、防腐劑和殺菌劑,在操作上有諸多不便,而且處理效果無法達到預期的結果,藥劑無協同效應,造成藥劑的浪費和處理費用增高。該方法采用實驗室合成的Z-10多功能藥劑及配套的方法,對含油污水進行綜合治理,使絮凝、阻垢、防腐和殺菌過程一步完成,簡化了污水處理工藝,降低了處理費用。

一、Z-10藥劑特性和綜合處理實驗

1.綜合處理方法和工藝。該研究以管式反應為基礎,在HCO₃^-水系或從脫水站脫出的含油污水輸送管道中加入Z-10多功能藥劑,然后與CaCl₂水系相混,進入沉淀池富集和分離沉淀的污泥。在這一工藝中關鍵是多功能藥劑的研制和使用,Z-10藥劑除具備一般絮凝劑特點外,還具有結合Ca²⁺、Mg²⁺、Ba²⁺和Sr²⁺離子的作用,結合了這些離子后,不僅可以加速絮凝速度,而且去除污水中的成垢離子,起到了從根本上防止注水過程中的結垢問題;同時Z-10藥劑中還含有防腐和殺菌組分,在組成上這些物質作為多功能藥劑的必要成分,協同對含油污水進行綜合處理。經凈化處理的水根據處理要求分別達到回注或回灌甚至外排水標準,設備要求簡單,操作方便。

2.絮凝實驗。處理過的水樣經K₂Cr₂O₇法測定COD值,并分析色度和懸浮物含量

3.緩蝕實驗。在40±2℃將處理過的標準試片掛于處理過的水樣中48h,取出試片,洗滌干燥,測定腐蝕情況。試片為化工機械研究院生產的標準掛片,20#碳鋼,表面積20cm²。

4.靜態阻垢實驗。采用EDTA法滴定處理過水樣中的Ca²⁺、Mg²⁺濃度,求得阻垢率

5.殺菌試驗。處理過的水樣用絕跡稀釋法測定SRB含量,計算殺菌率。

二、綜合處理結果和討論

1.Z-10加藥量對處理結果的影響。綜合處理前后的關鍵水質指標和結果。隨著Z-10多功能藥劑加入量的增加,含油污水中的Ca²⁺+Mg²⁺、HCO₃^-、COD、含油量、懸浮物和SRB含量普遍大幅度降低,其中Z-10達15～20mg/l時,所有測定指標的去除率均達98%以上。相比之下,[Ca²⁺+Mg²⁺]、HCO3-和SRB含量的降低需要的藥劑濃度較低,10mg/l的Z-10就能去除其大部分,而COD、含油量和懸浮物則要求Z-10濃度較大,以15～20mg/l較好。

2.pH值對處理結果的影響。處理過程的酸堿度對處理效果有很大的影響,最佳綜合處理的pH值范圍為4～7,但是考慮到實際應用和工業設施的要求,該處理過程的實際操作pH值范圍為5.5～7,經處理的水達標率在96%以上,滿足油田注水的基本要求。

3.助凝劑對處理結果的影響。助凝劑的使用可以很好地改變絮體的大小和聚集及沉淀的速度,并且還能提高處理水的達標率。在本研究使用的陰、陽和非離子助凝劑中,經反復實驗,發現陽離子助凝劑更適合綜合處理體系,其用量與處理水達標率之間的變化關系如圖4所示。很少量的助凝劑就能顯著加速沉降過程,并且有利于水質的達標率的提高,但是,助凝劑的量很大時,水質的達標率反而降低,對水凈化不利。最佳助凝劑/Z-10的質量比范圍為0.05～0.2,在此范圍內處理水的達標率≥96%,絮體的沉降時間在10s內,適合大量廢水處理的條件要求。在40±2℃,20#碳鋼在處理過水樣中經48h跟蹤測試和觀察,發現緩蝕率達90%以上,證明該藥劑具有較好的防腐作用。

4.工藝過程對處理結果的影響。污水處理是一個非常復雜的過程,涉及的影響因素較多,除藥劑本身性能和加量外,還有加料次序的影響。研究中發現在使用多功能藥劑處理含油污水中,最理想的方法為先在污水中添加石灰水,使體系的pH值≥8,然后加入Z-10藥劑及助凝劑,使體系的pH值最終達到5.5～7.5。經這種方法處理的水,鹽分少,濃縮倍數可達4～5倍,有效地改進了油田含油污水的處理。□

(編輯/穆楊)