含聚污水处理技术研究现状

2008年第12期内蒙古石油化工1含聚污水处理技术研究现状陈婧，梁法春，曹学文(中国石油大学储运与建筑工程学院，山东东营257061)摘要：由于聚合物的存在，油田污水处理难度增大，严重影响水质的达标排放和回注；本文通过对含聚污水特征分析以及现有污水处理技术发展现状的调研，认为单纯的物理法无法满足含聚污水处理要求，应以物理除油技术为主进行油水分离，以化学法作为强化分离的手段，才能取得较好的污水处理效果。关键诃：液位；红外成像；测量目前国内油田的开发己进入中后期，部分油田综合含水率高达90％以上，随着聚合物驱油的广泛应用，产生了大量的聚合物采油废水。由于聚合物的存在使采出液粘度升高，水中油滴和固体悬浮物的乳化稳定性增强，进而导致油水分离和含油污水处理的难度加大，而且利用常规处理工艺处理含聚采出液难以达到回注地层的水质要求[1]。因此，含聚采出液的处理已经成为油田地面处理工艺研究的重要课题之一，也是关系到降低原油开采成本与提高开采价值等经济效益的关键问题之一。本文通过对含聚采出液处理现状开展技术调研，提出含聚污水有效处理方案。1含聚污水特征采出液含聚后，污水会发生如下变化：①采出水的粘度增加了。45℃时水驱采出水的粘度一般为0．6mPa．S，而聚合物驱采出水的粘度随着聚合物含量的增加而增加，一般为0．8-'1．1mPa．S。②采出水中的油珠变小了。通过粒径测试发现聚合物驱采出水中油珠粒径小于10弘m的占90％以上，油珠粒径中值为3～5弘m，游离水色发黄呈泥浆状。③油水界面水膜强度增大，界面电荷增强，采出水中小油珠稳定的存在于水体中。④采出液受剪切作用很容易进一步乳化，油珠之间聚合成大油珠的能力下降。可以看出，随着采出液聚合物浓度的增加，造成了污水水质的稳定，污水处理难度异常艰难。目前聚合物采出液的处理基本可以分为物理处理方法、化学方法和生物方法三种。2物理处理方法收稿日期：2007一04—24基金项目：国家863计划资助项目(No．2007AA092301)2．1重力除油技术利用油和水的密度差及油和水的不相容性进行分离。重力除油主要去除游离态和机械分散态油，包括自然除油、斜板除油、浮板除油、机械分离技术、水力旋流技术[2]。该技术对废水中的浮油、分散油和一定程度的乳化油有很高的去除能力，且处理效果稳定、运行费用低、管理方便。常用的处理构筑物类型有平流式隔油池(API)、平板式隔油池(PPI)，斜板式隔油池等(CPI)。2．2气浮法[3]气浮法即是将空气泡通入含有污染杂质的污水中，形成水一气一粒三相混合体系，微小气泡成为载体从水中析出过程中，粘附水中的污染物质形成气一粒浮悬体浮出水面。气浮处理技术根据产生气泡方式的不同，可分为加压溶气气浮(DAF)、叶轮气浮(IAF)、射流气浮、引风空气气浮、电解气浮等；按溶气方式和加压方式的不同，可分为：全流溶气气浮工艺、分流溶气工艺、回流溶气气浮。气浮法常作为二级处理技术。气浮技术处理采油废水效果好、但浮选药剂费用过高。2．3超声波降解聚合物法超声波技术作为一种新的废水处理技术，在国内应用较少，而在国外已有大量实验室的基础研究成果，并有部分进入实际应用，被认为是一种有前途的废水处理技术。超声波对有机物的降解基于空化理论和自由基理论[4]。杨风华实验研究表明通过超声处理可有效降低含聚采出液粘度，使油水容易分离‘5I。万方数据2内蒙古石油化工2008年第12期3化学处理方法化学处理技术主要包括复合型破乳、絮凝剂的筛选研制、油水分离化学剂的筛选研制和水质改性技术研究上取得了一定进展。适用于注聚区采出液处理的水溶液处理剂属于非粒子型高分子产品，药剂分子结构中的活性基团具有很强的电荷吸附能力，能够迅速到达乳化颗粒的油水界面并释放水层，使乳化油滴出来。同时分子本身又可以起到架桥作用，有效絮凝油滴，加速其上浮。并且具有优良的配伍性能有利于多种化学组分协同工作，实现采出液处理过程中一剂多能的目的。唐金龙采用三组分复配法研制了水溶性低温高效破乳[6]，刘国荣针对胜利油田孤东采油厂水处理站的含聚污水，采用多种絮凝剂对其进行絮凝对比试验，确定了以聚合硫酸铁(PFS)为絮凝剂，聚合硫酸铝(PAS)作助凝剂的复配体系[7]，都取得满意的处理效果。4微生物处理技术生化处理研究，是国内研究的热点[8]。主要包括微生物絮凝和技术、生物流化床、SBR技术和A／O技术。对于可生化性较好的采出水，采用SBR技术对COD有较好的处理效果。但是大多数采油废水可生化性差，主要原因在于废水本身含有许多生物难降解物质，而且废水中含有的多环芳烃类物质以及生产过程中使用的化学添加剂等可能具有生物抑制作用。目前多采用厌氧一水解酸化处理技术来改善废水的可生化性。虽然生物处理技术已经获得一些成功应用，但由于采油废水高温、高矿化度、高含油以及化学破乳剂的生