油田污水處理用浮選劑的研究與應用

李世洪 張濤 孫巖 刁松濤

摘要：浮選劑是油田污水氣浮凈化工藝中必須配套添加的化學藥劑之一。其效率受氣泡與顆粒的碰撞、吸附效率有關。分別選擇與處理污水匹配的表面活性劑、高分子化合物、助電解質等功能組分并通過優(yōu)化復配比，可以獲得針對性強、效率高的浮選劑。

關鍵詞：油田污水;氣浮;浮選劑;表面活性劑

1 前言

油田污水中一般含有大量的原油、懸浮固體。在回注或外排前，必須對污水進行凈化處理，并達到規(guī)定的標準要求。

污水凈化主要有沉降分離、過濾、氣浮等工藝，配合不同工藝，需要添加不同的化學藥劑。

配合沉降分離工藝：需要添加反相破乳劑，使以乳化形式存在的原油充分破乳，為沉降分離創(chuàng)造必要條件;在懸浮固體含量較高時，需要添加絮凝劑，將粒徑微小、調試分散的懸浮顆粒聚并，提高分離效率。

過濾分離工藝：需要添加絮凝劑、助凝劑，在聚并調試分散的微波固體顆粒的同時，改善絮體的過濾性能。

氣浮分離工藝：需要添加浮選劑，提高欲分離分散顆粒與氣泡的結合效率，實現污水中分散原油、固體顆粒的高效分離。

在三種污水凈化工藝中，氣浮分離具有占地面積小、分離效率高等優(yōu)點，在海外油田中得到了比較廣泛的應用。

2 浮選劑的作用機理

2.1 氣浮過程的組成

污水的氣浮過程，由三個過程組成：

???? 氣泡與懸浮油滴、懸浮固體顆粒碰撞;

 ??? 氣泡與懸浮油滴、懸浮固體顆粒粘附;

???? 氣泡攜帶油滴、懸浮固體顆粒上浮了。

2.2 氣浮效率影響因素

氣浮除油和機械雜質的效率取決于氣泡與油滴、懸浮固體顆粒的碰撞效率和粘附效率。即：除油（機械雜質）率=碰撞效率×粘附效率

2.2.1 碰撞效率

碰撞效率符合經驗公式（1）：

2.2.3 氣浮效率影響因素

通過對式（1）和（2）中參數分析，影響氣浮效率的主要因素如下：

氣泡大?。簹馀葜睆阶冃?，有利于提高碰撞效率;

油滴大?。河偷沃睆阶兇?，有利于提高碰撞效率;

雙電層：懸浮顆粒表面的雙電層的存在，降低氣泡與懸浮顆粒的粘附效率;

溫度：溫度升高，會降低氣泡與懸浮顆粒的粘附效率。

3 浮選劑的研究與應用

3.1 浮選劑組成研究

根據氣浮效率的影響因素分析，浮選劑的理想組份中應該包括如下特性的化學藥劑。

（1）表面活性劑：通過選擇與污水匹配的表面活性劑，最大限度地降低污水表面張力，為降低氣泡直徑和提高氣泡穩(wěn)定性創(chuàng)新條件。

（2）高分子化合物：根據污水中顆粒的粒徑分布、顆粒的主要組成特點，選擇合適的高分子化合物，對分散的顆粒進行有效聚并，提高分散顆粒的粒徑并可提高與氣泡的結合效率。

（3）助電解質：根據污水顆粒的帶電性質，選擇適用的助電解質，以消除分散顆粒表面吸附的雙電層，提高碰撞與粘附效率。

在對各組分進行研究并確定后，通過正交實驗設計，對各組分的配比進行了優(yōu)化，研發(fā)出DFL浮選劑。

3.2 性能評價

針對海外某油田污水，對DFL浮選劑進行了適用性評價。

3.2.1 污水組成

污水基本組成見表1。

該污水具有高礦化度、高氯離子的組成特點，水中含油量、機械雜質含量波動較大的特點。

3.2.2DFL浮選劑性能評價

根據水質組成，利用該油田原油配制模擬水，進行藥劑性能評價。

3.2.2.1 溫度實驗

實驗條件：

實驗結果：

實驗結果見表2。

3.2.2.2 加藥量實驗

實驗條件：

???? 模擬水：水中含油40mg/L，懸浮物含量30mg/L;水中含油 250mg/L，懸浮物含量50mg/L

???? 溫度：30℃

???? 加藥量：10mg/L，30mg/L，50mg/L，75mg/L，100mg/L

???? 浮選劑：DFLA-R-1

實驗結果：

實驗結果見表3。

4 結論

浮選劑的效率受氣泡與分散顆粒的碰撞和吸附效率的影響;

通過選擇與目標污水匹配的表面活性劑、高分子化合物及助電解質，可以得到適用、高效的浮選劑。

DFL浮選劑對高礦化度污水中水中含油、機械雜質含量的波動具有很好的適應性。