油田污水化学处理方法及回用技术

2014-04-07

油气田地面工程 2014年9期

长庆油田采油三厂

油田污水化学处理方法及回用技术

廖鑫海

长庆油田采油三厂

在分析油田污水化学处理技术理论的基础上，提出电化学—絮凝法进行油田污水处理，选取PAC和CPAM两种絮凝剂与电化学法结合进行化学处理实验研究。对比分析实验结果表明，电化学—絮凝法对油田污水进行处理不但处理效果比单一化学絮凝法和单一电化学法好，而且絮凝剂用量少，可节省大量污水处理成本。根据油田污水处理研究结果提出污水回用技术，污水回用技术比普通污水处理技术工艺难度高，但能节省水资源且保护环境。

污水；化学处理；回用技术；絮凝剂；实验

油田污水化学处理技术是针对油田污水中的各种油污、杂质物质离子、悬浮物等加入相应的化学药剂，通常包括杀菌剂、防垢剂、缓蚀剂、絮凝剂、除硫剂、除油剂等，虽然各油田水质成分具有差异，要求回注用水的水质也有不同的标准，但是在化学处理技术中可选用有针对性化学处理剂和处理技术措施，达到对油田污水进行深度处理。在分析油田污水化学处理方法基础上，提出了油田污水回用技术对策。

1 电化学—絮凝剂污水处理方法

目前油田污水处理使用最多的是化学絮凝法，该方法使用絮凝剂量大、成本高。本文通过电化学法和絮凝法结合使用而形成一种新的化学处理方法，并对其进行实验分析以验证其处理效果。

实验采用固定铝电极极板，在烧杯中加入油田污水样本，测量透光率和污水成分，接通电源调节电流密度、电极板间距、电解时间等观察污水成分。絮凝法处理实验采用常用的烧杯实验法进行操作。实验材料有聚合氯化铝（PAC）、阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）等絮凝剂。

选取某油田污水作为样本水质，以实验后污水的透光率为准，衡量污水处理效果。

1.1 电化学实验

进行多组实验，测定电化学处理后的污水透光率，以判定处理效果。实验结果表明，电流密度对电化学处理效果较为明显，是影响电化学处理法的主要因素。由此对比分析得出电化学处理最佳实验条件：电极板间距10mm、电解时间16min、电流密度1 000 A/m2，此时处理后污水透光率达到94.3%。

1.2 电化学结合PAC对比实验

选择两组实验设备，里面加入等量等质的油田污水。一组单独加入絮凝剂PAC，边加大絮凝剂用量边测量透光率，处理结果如图1所示；另一组先按照上述电化学条件进行电化学处理，将处理后的污水再用PAC进行絮凝处理，边加大絮凝剂用量边测量透光率，处理结果如图2所示。

图1 絮凝剂PAC絮凝实验结果

图2 电化学—絮凝剂PAC化学处理结果

由图1油田污水透光率变化趋势可以看出，絮凝剂PAC对污水进行化学絮凝处理具有一定的效果，但是使用的絮凝剂用量太大，最佳处理效果时的透光率为94.8%，絮凝剂浓度达到900mg/L左右。由图2可以看出，电化学—絮凝法进行油田污水化学处理效果比单独絮凝处理效果好很多，并且使用的絮凝剂用量少：絮凝剂PAC的浓度为300mg/L左右时处理效果达到最佳（98.3%）。

1.3 电化学结合CPAM对比实验

再另外选择两组实验设备，里面加入等量等质的油田污水。一组单独加入絮凝剂CPAM，边加大絮凝剂用量边测量透光率，处理结果见图3；另一组同样按照上述电化学条件进行电化学处理，将处理后的污水再加絮凝剂CPAM进行处理，边加大絮凝剂用量边测量透光率，处理结果见图4。

图3 絮凝剂CPAM絮凝实验结果

图4 电化学—絮凝剂CPAM化学处理结果

由图3可以看出，单独使用絮凝剂CPAM进行油田污水处理效果好，最佳透光效果达到96.7%，符合油田企业污水处理效果，但是此时使用的絮凝剂浓度达到250mg/L左右，絮凝剂用量较大。由图4可以看出，电化学—絮凝法进行油田污水处理效果比单独絮凝处理效果好很多，在电化学处理的基础上，使用絮凝剂CPAM进行化学絮凝处理，最佳处理效果时的透光率达到98.2%，而且此时的絮凝剂浓度为40mg/L左右，远远低于单独使用絮凝剂进行处理的用量。

通过电化学污水处理、电化学—PAC絮凝处理、电化学—CPAM絮凝处理等试验结果分析可以看出，电化学—絮凝剂结合的化学处理法处理效果较好，且使用的絮凝剂用量少，既提高了效果又降低了成本，同时还起到了很好的环境保护作用。

2 污水处理回用技术分析

目前我国油田含油污水大约90%以上都是回注利用，另外一小部分的油田污水则是直接排放到外界环境中。近几年来，由于油田开采规模的扩大和水资源的逐渐缺少，对油田污水及外排掉的污水进行回用显得十分必要，主要用于油田锅炉给水、设备冲洗等。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热能，可产生巨大的经济效益和社会效益。

油田污水回用技术就是采取一系列工艺对油田开采出的污水进行处理，使其达到回用水质的要求，然后将其应用于油田相关区域或设备。将油田污水回用于热采锅炉，其经济效益和优势体现在以下三个方面：一是用污水代替清水或地下水，可节省大量清水资源；二是污水进行回用后，外排水量随之减少，降低了排污费用；三是回用污水温度高，节省了能量和燃油（清水使用时需加热）。回用污水要达到国标和规范用水要求，就需要进行污水处理，去除污水中含有的污油、悬浮物、碱性物、二氧化硅、可溶性固体、铁离子等，降低水的矿化度。

回用污水处理技术与油田污水回注利用处理技术工艺类似，基本都是去除污水中的各项杂物，都是采用电化学—絮凝法去除污油和悬浮物，但是回用技术后续深度处理着眼于水质软化处理，和常规回注处理工艺相比，软化处理技术难度大、要求高，因此，油田污水回用处理技术与油田污水处理技术类似，但是更加深入和彻底。