油田污水化學處理方法及回用技術

長慶油田采油三廠

油田污水化學處理方法及回用技術

廖鑫海

長慶油田采油三廠

在分析油田污水化學處理技術理論的基礎上，提出電化學—絮凝法進行油田污水處理，選取PAC和CPAM兩種絮凝劑與電化學法結合進行化學處理實驗研究。對比分析實驗結果表明，電化學—絮凝法對油田污水進行處理不但處理效果比單一化學絮凝法和單一電化學法好，而且絮凝劑用量少，可節省大量污水處理成本。根據油田污水處理研究結果提出污水回用技術，污水回用技術比普通污水處理技術工藝難度高，但能節省水資源且保護環境。

污水；化學處理；回用技術；絮凝劑；實驗

油田污水化學處理技術是針對油田污水中的各種油污、雜質物質離子、懸浮物等加入相應的化學藥劑，通常包括殺菌劑、防垢劑、緩蝕劑、絮凝劑、除硫劑、除油劑等，雖然各油田水質成分具有差異，要求回注用水的水質也有不同的標準，但是在化學處理技術中可選用有針對性化學處理劑和處理技術措施，達到對油田污水進行深度處理。在分析油田污水化學處理方法基礎上，提出了油田污水回用技術對策。

1 電化學—絮凝劑污水處理方法

目前油田污水處理使用最多的是化學絮凝法，該方法使用絮凝劑量大、成本高。本文通過電化學法和絮凝法結合使用而形成一種新的化學處理方法，并對其進行實驗分析以驗證其處理效果。

實驗采用固定鋁電極極板，在燒杯中加入油田污水樣本，測量透光率和污水成分，接通電源調節電流密度、電極板間距、電解時間等觀察污水成分。絮凝法處理實驗采用常用的燒杯實驗法進行操作。實驗材料有聚合氯化鋁（PAC）、陽離子聚丙烯酰胺（CPAM）等絮凝劑。

選取某油田污水作為樣本水質，以實驗后污水的透光率為準，衡量污水處理效果。

1.1 電化學實驗

進行多組實驗，測定電化學處理后的污水透光率，以判定處理效果。實驗結果表明，電流密度對電化學處理效果較為明顯，是影響電化學處理法的主要因素。由此對比分析得出電化學處理最佳實驗條件：電極板間距10mm、電解時間16min、電流密度1 000 A/m2，此時處理后污水透光率達到94.3%。

1.2 電化學結合PAC對比實驗

選擇兩組實驗設備，里面加入等量等質的油田污水。一組單獨加入絮凝劑PAC，邊加大絮凝劑用量邊測量透光率，處理結果如圖1所示；另一組先按照上述電化學條件進行電化學處理，將處理后的污水再用PAC進行絮凝處理，邊加大絮凝劑用量邊測量透光率，處理結果如圖2所示。

圖1 絮凝劑PAC絮凝實驗結果

圖2 電化學—絮凝劑PAC化學處理結果

由圖1油田污水透光率變化趨勢可以看出，絮凝劑PAC對污水進行化學絮凝處理具有一定的效果，但是使用的絮凝劑用量太大，最佳處理效果時的透光率為94.8%，絮凝劑濃度達到900mg/L左右。由圖2可以看出，電化學—絮凝法進行油田污水化學處理效果比單獨絮凝處理效果好很多，并且使用的絮凝劑用量少：絮凝劑PAC的濃度為300mg/L左右時處理效果達到最佳（98.3%）。

1.3 電化學結合CPAM對比實驗

再另外選擇兩組實驗設備，里面加入等量等質的油田污水。一組單獨加入絮凝劑CPAM，邊加大絮凝劑用量邊測量透光率，處理結果見圖3；另一組同樣按照上述電化學條件進行電化學處理，將處理后的污水再加絮凝劑CPAM進行處理，邊加大絮凝劑用量邊測量透光率，處理結果見圖4。

圖3 絮凝劑CPAM絮凝實驗結果

圖4 電化學—絮凝劑CPAM化學處理結果

由圖3可以看出，單獨使用絮凝劑CPAM進行油田污水處理效果好，最佳透光效果達到96.7%，符合油田企業污水處理效果，但是此時使用的絮凝劑濃度達到250mg/L左右，絮凝劑用量較大。由圖4可以看出，電化學—絮凝法進行油田污水處理效果比單獨絮凝處理效果好很多，在電化學處理的基礎上，使用絮凝劑CPAM進行化學絮凝處理，最佳處理效果時的透光率達到98.2%，而且此時的絮凝劑濃度為40mg/L左右，遠遠低于單獨使用絮凝劑進行處理的用量。

通過電化學污水處理、電化學—PAC絮凝處理、電化學—CPAM絮凝處理等試驗結果分析可以看出，電化學—絮凝劑結合的化學處理法處理效果較好，且使用的絮凝劑用量少，既提高了效果又降低了成本，同時還起到了很好的環境保護作用。

2 污水處理回用技術分析

目前我國油田含油污水大約90%以上都是回注利用，另外一小部分的油田污水則是直接排放到外界環境中。近幾年來，由于油田開采規模的擴大和水資源的逐漸缺少，對油田污水及外排掉的污水進行回用顯得十分必要，主要用于油田鍋爐給水、設備沖洗等。油田污水回用一方面避免了污水外排造成的污染危害，另一方面有效利用污水熱能，可產生巨大的經濟效益和社會效益。

油田污水回用技術就是采取一系列工藝對油田開采出的污水進行處理，使其達到回用水質的要求，然后將其應用于油田相關區域或設備。將油田污水回用于熱采鍋爐，其經濟效益和優勢體現在以下三個方面：一是用污水代替清水或地下水，可節省大量清水資源；二是污水進行回用后，外排水量隨之減少，降低了排污費用；三是回用污水溫度高，節省了能量和燃油（清水使用時需加熱）。回用污水要達到國標和規范用水要求，就需要進行污水處理，去除污水中含有的污油、懸浮物、堿性物、二氧化硅、可溶性固體、鐵離子等，降低水的礦化度。

回用污水處理技術與油田污水回注利用處理技術工藝類似，基本都是去除污水中的各項雜物，都是采用電化學—絮凝法去除污油和懸浮物，但是回用技術后續深度處理著眼于水質軟化處理，和常規回注處理工藝相比，軟化處理技術難度大、要求高，因此，油田污水回用處理技術與油田污水處理技術類似，但是更加深入和徹底。

3 結論

（1）提出電化學—絮凝法進行油田污水處理，選取PAC和CPAM兩種絮凝劑與電化學法結合進行化學處理實驗研究。實驗結果對比分析了單獨使用絮凝化學處理法和電化學—絮凝法的污水處理效果。

（2）研究結果表明，電化學—絮凝法對油田污水進行處理不但處理效果比單一化學絮凝法好，而且可節省大量的絮凝劑。

（3）根據油田污水處理研究結果提出污水回用技術，污水回用技術比普通污水處理技術工藝難度高，但能節省水資源且保護環境。

（欄目主持 張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.9.032