物理化学法处理采油废水的研究进展_李旭东

第36卷第2期辽��宁��化��工Vol.36,No.22007年2月LiaoningChemicalIndustryFebruary,2007工业水处理��物理化学法处理采油废水的研究进展�����李旭东1,2,李亚峰1,刘�元1�������(1.沈阳建筑大学市政与环境工程学院,辽宁沈阳110168;�2.沈阳市市政工程设计研究院,辽宁沈阳110015)摘���要:�简要概述了采油废水的特征,介绍了物理化学法中气浮法、吸附法、膜分离法处理采油废水的机理及应用现状,并展望了其发展趋势。关�键�词:�采油废水;气浮;吸附;膜分离;应用现状中图分类号:�TE992.2��文献标识码:�A��文章编号:�10040935(2007)02009204��水资源短缺的问题将是全球面临的共同问题,我国是一个水资源短缺的国家,尤其在工农业发达地区,水资源短缺日益严重,废水回用是改善水资源的重要途径。目前,我国大部分油田已进入石油开发的中期和后期,采出油中的含水量为70%~80%,有的油田甚至已高达90%,日产含油污水量非常大,如果不经处理直接排放,不仅会造成土壤、水源的污染,有时甚至会引起污油着火事故,威胁人民的生命安全,造成国家的经济损失,同时也会危害油田自身的利益;反之,如果对采油废水进行处理,并用于回注,则不仅可满足油田开采过程中注水量日益增长的要求,同时也可以节省水资源,减少环境污染,为油田带来经济效益,有利于油田的可持续发展。1�采油废水的简介采油废水是指从地层中随原油一起被开采出来的水,经历了原油收集及初加工整个过程,因此污水中杂质种类及性质都和原油地质条件、注入水性质、原油集输条件等因素有关。这种污水是一种含有固体杂质、液体杂质、溶解气体和溶解盐类等较复杂得多相体系。根据其存在形式的不同,废水中的油类可分为浮油、分散油、乳化油和溶解油4种:(1)浮油,其粒经一般大于100�m,以连续相的形式漂浮于水面,形成油膜或油层;(2)分散油,以微小的油滴悬浮于水中,不稳定,静置一段时间后通常变成浮油,油滴的粒经一般介于10~100�m之间;(3)乳化油,粒径为10-3~10�m,具有一定的稳定性,单纯用静止沉降法无法去除;(4)溶解油,以一种化学方式溶解的微粒分散油,油粒直径小于10~3�m,一般原水中此部分油仅占总含油量的1%以下,在处理过程中也有一定比例的去除,但不作为污水处理的主要对象。由于各类脱水转油站脱水运行条件不同,产出的含油废水中油水的分散度也不同。而且由于目前陆上油田多是利用废水回注进行开采,因此采油废水的性质既和原油性质有关,也和油田注入水的性质有关。从全国各陆上油田看,各地的废水水质差别很大。不同时间、不同地点都会对水质有很大影响。一般来说,采油废水具有水温、矿化度高,pH值较高,含有细菌,溶解氧DO和含铁量较低等特点。2�物理化学法在采油废水中的应用2.1�气浮法气浮法是使大量微气泡吸附在欲去除的颗粒(油珠)上,利用浮力将污染物带出水面,从而达到分离目的的方法。因为空气微泡由非极性分子组成,能与疏水性的油结合在一起,带着油滴一起上��收稿日期:�2006�10�31��作者简介:�李旭东(1975-),男,工程师,在读工程硕士。升,上浮速度可提高近千倍,所以油水分离效率很高,在世界各油田得到广泛应用。根据制取微细气泡的方法不同,气浮法主要分为电解气浮法、溶气气浮法和机械碎细气浮法。电解气浮法是在直流电的作用下,用不溶性阳极和阴极直接电解废水,正负两极产生的氢和氧的微气泡,将废水中成颗粒状的污染物带至水面以进行分离。电解气浮法到目前为止主要用于工业废水处理方面,处理水量约在10~20m3/h。由于电耗及操作运行管理,电极结垢等,因此较难适用于大型生产。溶气气浮法工艺主要有真空气浮法和加压溶气气浮法两种形式,前者是空气在常压或加压条件下溶入水中,而在负压条件下析出;后者是空气在加压条件下溶入水中,而在常压下析出,加压溶气气浮应用最为广泛。机械碎细气浮法在油田污水处理中应用较晚,采用机械混合的方法把气泡分散于水中,主要分为叶轮式和喷嘴式气浮法两种。目前国内外对气浮法的研究多集中在气浮装置的革新、改进以及气浮工艺的优化组合方面。1993年Casaday对油田污水处理中广泛采用的IGF(Inducedgasflotation)的设计进展进行了介绍[1],指出经过几年实验室和现场试验的深入研究,新的IGF在处理效率方面有比较大的提高,同时在操作管理方面更简单、更安全。传统的IGF不能在压力条件下运行,产生大量的含油浮渣需要进一步的处理,而新的IGF的设计采用一个压力式圆柱型罐,并将撇油装置与气体扩散装置融为一体,其出水可满足回注水质要求和直接排海。该装置不需要由马达驱动的撇油板,可降低能耗。另一个改变是将水力诱导式浮选改造成