聚合物驱污水混凝剂的研制与性能评价_罗立新

Developmentandevaluationoftheflocculantforremovingpolymer-containingwastewaterLuoLixin（Survey，Design&ResearchInstitute，HPEB，SINOPEC，Nanyang473132，China）聚合物驱污水混凝剂的研制与性能评价罗立新（中国石化集团河南石油勘探局勘察设计研究院，河南南阳473132）［摘要］油田实施聚合物驱后，采出水对化学混凝的敏感性降低，现有药剂的加药成本大幅上升。介绍了一种针对含聚合物污水研制的新型混凝剂的合成、性能和适用条件等。通过对河南油田污水处理的试验表明，当该种混凝剂加入质量浓度为3500mg/L时，出水浊度达到3FTU以下，聚合物去除率达到85％以上，加药成本与聚合铝相比降低80%以上。［关键词］聚合物驱油；三次采油；污水处理；混凝剂［中图分类号］TQ314.253［文献标识码］B［文章编号］1005-829X（2010）04-0056-04Abstract：Duetotheinjectionofpolymerinoilfields，theproducedwaterhaslowersensitivitytochemicalfloccula-tionandthecostofthechemicalsaddedhasincreasedgreatly.Thesynthesis，performancesandapplicablecondi-tionsofanewtypeofflocculantfortreatingwastewatercontainingpolymersisintroduced.ThetestonthewastewateratHenanOilfieldshowsthatwhenthedosageaddedis3500mg/L，theturbidityofthewastewaterislowerthan3FTU，andthepolymerremovalrateisover85%.Comparedwithpoly-aluminum，thecostofthechemicalsaddedhasbeenreducedbymorethan80%.Keywords：polymerflooding；tertiaryoilrecovery；wastewatertreatment；flocculant；preparation；evaluation含聚合物污水的净化处理是油田三次采油过程中的一大技术难题。有研究表明，水中残留的聚合物浓度越高，普通聚合铝的混凝效果越差〔1〕。以河南油田双河联合站污水为例，聚合物驱以前，普通聚合铝投加质量浓度为80mg/L时即可达到充分混凝。聚合物驱后投加质量浓度要增加到2000mg/L才能得到相似的效果，这样，加药成本将达到5元/t以上。为了控制处理成本，一般加药量都严重不足，因而处理效果很差，含聚合物污水处理后均达不到注水水质的最低要求。近十余年，针对含聚合物污水处理的药剂筛选、复配及新型配方的研究较多。汤争争等〔2〕采用聚合双酸铝铁和阳离子聚丙烯酰胺复配并辅之以预氧化和加砂强化，对大庆油田某含聚合物污水进行处理，取得了较好的室内试验效果。陈颖等〔3〕曾以高铁酸钾为氧化剂对含聚合物污水进行处理，氧化15min时聚合物降解率达90％以上。20世纪90年代，日本曾有学者提出了采用聚合过的二甲基二烯丙基氯化铵加碱脱除水中聚合物的方法，但华中科技大学的验证试验结果表明，该方法处理效果不够理想，并且处理成本很高。到目前为止，还没有一种对含聚合物污水适应性强，且经济上可行的混凝处理药剂得到普遍的应用，含聚合物污水的处理问题已严重影响到油田的正常生产。对此，河南油田开展研究，研制出一种药剂成本远远低于常用聚合铝，且去除聚合物和悬浮物的效果完全满足要求的高效混凝剂。1技术原理和合成方法1.1原理聚合物影响污水处理的基本原因是超高分子质量的水溶性阴离子聚丙烯酰胺分子在水中呈现完全的舒展状态，并形成空间立体网状结构。微小的悬浮颗粒靠电荷或机械捕集作用夹杂其间而难以沉淀。第30卷第4期2010年4月工业水处理IndustrialWaterTreatmentVol.30No.4Apr.，201056——工业水处理2010－04，30（4）河南油田研制的新型混凝剂是由游离的Al3+与硅酸盐聚合而成的无机高分子化合物，该药剂处理聚合物驱污水的作用机理是：其分子链上的亲水基团和带高价正电荷的Al3+可与聚丙烯酰胺分子链上的酰胺基团发生交联、络合反应，形成分子质量更高的凝胶态化合物，并从水中析出。在析出过程中，通过网捕、静电中和以及粒间架桥等方式使悬浮颗粒一并沉淀下来。该混凝剂和普通聚合铝中均存在具备混