油田含聚污水聚合物臭氧法降解技術試驗研究

2015-10-27 02:31:54紀艷娟莊建全郭鵬鄒俊松林剛

石油化工應用 2015年6期

紀艷娟，莊建全，郭鵬，鄒俊松，林剛

（中國石化江蘇油田分公司石油工程技術研究院，江蘇揚州225009）

紀艷娟，莊建全，郭鵬，鄒俊松，林剛

（中國石化江蘇油田分公司石油工程技術研究院，江蘇揚州225009）

三次采油技術是油田開發后期穩油增產的主要措施，但隨著三次采油技術推廣應用，原油脫出污水含聚合物增加，含聚污水處理量也大幅度增加。含聚污水中原油乳化加劇、油水乳狀液穩定性強，微生物大量繁殖、細菌超標，采用常規的物化技術難以處理。臭氧化法水處理，是以臭氧為氧化劑，通過在水中的溶解使O3或氧化性更為強烈的羥基自由基（·OH）和O-對水中復雜的有機物進行反應，使直鏈大分子斷鏈成為小分子，或使環狀分子開環成為直鏈分子并進一步使其氧化降解的過程。此項技術是一項較成熟完善，方便、安全、實用的廢水深度處理技術，并且在生活廢水處理中有成功的應用。通過自主研發的室內臭氧試驗裝置，配置不同濃度的聚合物，進行模擬試驗，為油田含聚污水處理技術提供依據。

油田含聚污水；聚合物；臭氧法；室內試驗

聚合物驅采油技術是一種有效提高石油采收率的強化采油方法，在保證我國油田原油穩產中發揮著不可替代的重要作用。但是，含聚采出液處理，特別是含聚污水處理目前仍然是國內油田污水處理領域的一個普遍存在的難題。含聚采出液由于其中聚合物的存在導致其乳狀液穩定性增強，破乳困難，同時由于含聚污水粘度的增大使得污水泥砂攜帶量增加，界面膜變得更穩定，也加大了其處理的難度。油田含聚污水處理方法中目前在油田規模化應用主要有重力技術、氣浮選技術、化學絮凝技術等，存在問題主要表現為：（1）污水含氧量上升，腐蝕速率增大，（2）浮渣量大且不易處理，（3）處理后水質指標仍達不到低滲透油藏注水水質指標。因此，研究出適宜三次采油產出液的處理技術迫在眉睫。而聚合物是造成三次采油污水難以處理的首要因素。如果能把聚合物降解掉，三次采油污水難處理的問題將會得到解決。

臭氧化法水處理，是以臭氧為氧化劑，通過在水中的溶解使O3或氧化性更為強烈的羥基自由基（·OH）和O-對水中復雜的有機物進行反應，使直鏈大分子斷鏈成為小分子，或使環狀分子開環成為直鏈分子并進一步使其氧化降解的過程。此項技術是一項較成熟完善，方便、安全、實用的廢水深度處理技術，并且在生活廢水處理中有成功的應用。因此開展了臭氧法降解聚合物的室內試驗。

1　試驗材料和方法

1.1試驗水樣

筆者配制了質量濃度為100 mg/L的聚合物溶液（相對分子質量為1 200萬，油田注聚合物現場用水，未經任何處理）開展試驗。

1.2試驗設備

臭氧發生器：NLO-20型臭氧發生器；臭氧產量：20 g/h；處理水量：0.5 t/h；臭氧濃度：150 g/m3；氧氣氣量：0.15 m3/h；電壓：220 V；功率：200 W；反應器：由304不銹鋼制成，圓筒狀，直徑：30 cm，高：59 cm，裝水42 kg。

氣液混合器選用射流式混合反應器。

1.3試驗流程

臭氧氧化室內試驗裝置具有氧化發生系統、濃度檢測系統、氧化水反應系統、污水反應系統四大系統。

1.4水樣濁度的測定

水樣的濁度使用HACH公司的2100Q濁度儀測定。

1.5水樣COD的測定

重鉻酸鉀標準測定COD的范圍為50 mg/L～500 mg/L，測試水樣中的氯離子含量應小于2000 mg/L。而油田含油污水中常常含油高達10 000 mg/L以上的氯離子，國標中的K2CrO7法已不適用。所以采用適合于高含氯污水的COD測試方法，其主要特點是先加AgSO4-H2SO4，使樣品中的氯離子與硫酸銀反應，生成白色氯化銀沉淀，這是為了代替國標法中的HgSO4去除污水中氯離子，減少其對COD檢測的干擾［1］。

1.6水樣聚合物含量的測定

聚合物含量測定采用淀粉-碘化鎘分光光度法。其原理是HPAM與Br2反應生成溴代酰胺，過來的溴用還原劑甲酸鈉除去，溴代酰胺在pH值為5.0的酸性條件下與淀粉碘化鎘反應生成藍色三點-淀粉絡合物，在580 nm處測其吸光度，吸光度與HPAM質量濃度成正比。

1.7臭氧濃度的測定

臭氧濃度在線監測，氣相選用紫外吸收類測試儀器，水相選擇膜臭氧電極類測試儀器。