化学絮凝法处理采油废水的研究
Study on the Oil Extraction Wastewater Treatment Technology with Chemical
Coagulation Method

陶丽英 1王文海 2刘梅英 3苏永渤 3
(1.锦州师范高等专科学校化学系 锦州 121000)；
（2.沈阳市化学工业学校 沈阳 110023）；
(3.东北大学化学系 沈阳 110004)

摘要 考察了自制的兼具破乳和絮凝功能的化学药剂—净水灵处理采油废水的效果，在{zj0}实验条件下，CODCr 及油的去除率分别达到了85%、95%以上且药剂费用低，并在现场得以应用取得满意的效果。

关键词净水灵采油废水化学絮凝
Abstract The effects of the self-made chemical-Jingshuiling in treating oil extraction
wastewater,which have the functions both in breaking emulsion and in coagulating have
been studied in this paper,with the best operational condition,the removal rates of
CODCr and oil are up to over 85%and 95%,respectively.The cost is low.The method has
been availed and the effect was fascinated.

Key wordsJingshuilingOil Extraction WastewaterChemical Coagulat ion
1引言
采油废水是指从地层中随原油一起被开采出来的水。随油田开采期的延长，原油含水量越来越高，油田采出水量随之增加。采油废水的处理是解决当前油田污染，保护油田周围环境的迫切需要。目前国内各油田多采用隔油除油-混凝或沉淀或气浮-过滤三段处理工艺，再辅以后续处理。在混凝段，化学药剂的选择至为关健。本文研究的主要内容是：选择高效絮凝剂，寻找该絮凝剂处理采油废水{zj0}实验条件。此外，还研究了提高污泥脱水性能的方法。
2实验方法与材料
2.1实验药剂及仪器
2.1.1实验水样辽河油田采油废水，pH调节剂；50%硫酸，5%氢氧化钠，絮凝剂：PFS、PAC、自制净水灵(DH-4)，浓度为5%，污泥助滤剂：氧化钙。
2.1.2实验仪器COD Cr 速测仪，搅拌器，紫外分光光度计，721型分光光度计，酸度计，真空抽滤装置。
2.2实验方法
取水样200mL，投加絮凝剂，搅拌使之与污染物混合，形成絮体静置沉降，取上清液测CODCr 及油的浓度。在考察pH影响时，首先还要用pH调节剂调节水样的pH。
3实验结果及讨论
3.1絮凝剂的选择
本实验比较了净水灵(DH-4)与PFS和PAC处理采油废水的效果，实验条件为：水样200mL，搅拌强度为150r/min，搅拌时间为60s，沉淀时间为30min，取上清液测CODCr 、油，结果见表1。表1不同药剂对CODCr和油去除效果的比较去除率/%
净水灵加入量/mL                    PAC加入量/mL             PFS加入量/mL
1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5    1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5     1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
CODCr油
70.1 78.2 84.5 85.2 86.3 87.0
84.2 96.1 96.4 96.5 96.7 96.5

38.0 44.2 56.3 59.4 61.0 61.5
48.2 50.1 60.0 61.5 62.3 64.0

26.0 37.1 40.5 43.3 46.7 48.0
38.5 41.2 49.6 50.2 51.4 51.8

由表1可见净水灵对采油废水的处理效果明显好于PFS和PAC，因此采用净水灵作为絮凝剂。
3.2净水灵处理采油废水实验条件的优化
3.2.1pH值的影响以H2SO4(5%)、NaOH(5%)调节废水的pH，搅拌强度为120r/min，搅拌时间为60s，沉淀时间为30min，取上清液测CODCr 、油，结果见表2。
表2pH值对采油废水处理效果的影响/(mg·L-1 )

原水         处理后水
pH值    油   CODCr     油    CODCr     油去除率/%    CODCr去除率/%
5.50 290 860       70     265        75.86         69.19
6.50 290 860       34     220        88.28         74.42
7.50 290 860       22     195        92.41         77.33
8.00 290 860       18     152        93.79          82.33
8.50 290 860       5      135      97.94          84.30
9.50 290 860       26     215        90.72          75.00
10.50   290 860       30     255        89.35           70.35


由表2中的数据可知，当pH值范围在8～8.5时，药剂对采油废水中油及CODCr 的去除率{zg}，且絮体沉降速度快。pH值影响净水灵水解平衡及水解产物的存在形态，絮凝剂水解后产生使胶体破坏和吸附油类物质的絮凝体。
实验所用的辽河油田水样的pH值恰好在7.8～8.5范围内，所以此采油废水在絮凝处理时不必调节pH值。
3.2.2净水灵投加量的影响 取水样200mL，改变净水灵(5%)的加入量，搅拌强度为120r/min，搅拌时间为60s，沉淀时间为30min，取上清液测CODCr 、油，结果见表3。
表3净水灵的加入量对处理效果的影响/(mg·L-1 )

净水灵
的加入        原水            处理后水
量/mL    油   CODCr     油    CODCr     油去除率/%    CODCr去除率/%
1.000 390 1050     45     255        88.46        75.71
1.50 390 1050      15     215        96.15         79.52
2.00 390 1050      8      152       97.95         85.52
2.50 390 1050      9      160       97.69         84.76
3.00 390 1050      8.5    174      97.82         73.43
3.50 390 1050      7      170        98.21        83.81

从表3可得出结论，投药量为2.00mL时对废水中的CODCr及油的去除率{zg}，这是由于投加量太少时反应不充分，而加药量过大时，胶粒表面被净水灵分子覆盖，产生胶体保护作用。另外，考虑成本因素，取
2.00mL。
3.2.3搅拌强度及搅拌时间的影响 取水样200mL净水灵(5%)的加入量为2.00mL，改变搅拌强度和搅拌时间，沉淀时间为30min，取上清液测CODCr、油，结果见表4和表5。
从表4和表5中的数据可知，搅拌强度为150r/min，搅拌时间为90s时，对CODCr 和油的去除效果{zh0}。显然，搅拌强度小，搅拌时间短，药剂与废水中乳化油、悬浮物颗粒及溶解性的有机物不能充分接触，反应，废水中的粒子不能充分发生碰撞而絮凝沉降；搅拌强度太大，搅拌时间过长，所形成的絮体被破坏。

表4搅拌强度对采油废水处理效果的影响/(mg·L-1 )
原水         处理后水
搅拌强度
r/min    油   CODCr     油    CODCr     油去除率/%    CODCr去除率/%
30     410 1100       50    290       87.80        73.64
60     410 1100      30     225        92.68         79.55
90     410 1100      18     195        95.61         82.27
120    410 1100       18    176        97.56         84.00
150    410 1100      10     150      98.29         86.36
180    410 1100      7      165       98.17         85.00

表5搅拌时间对采油废水处理效果的影响/(mg·L-1 )
原水         处理后水
搅拌时间
s        油   CODCr     油    CODCr     油去除率/%    CODCr去除率/%
15     110 935       20.5   276        81.36         70.48
30     110   935      8     220         92.73         76.47
60     110   935      2     145         98.18         84.49
90     110   935      2.5   153         97.73         83.64
120    110   935     3.2    198       97.09         78.82
150    100   935     4      20          96.36         75.40

3.2.4沉降时间的影响 取水样200mL，净水灵(5%)的加入量为2.00mL
，搅拌强度为150r/min，搅拌时间为90s，改变沉淀时间，取上清液测CODCr、油，结果见表6。
表6沉降时间对采油废水处理效果的影响/(mg·L-1 )
原水         处理后水        沉降时间
(min)   油   CODCr     油    CODCr     油去除率/%    CODCr去除率/%
10     150 1000      18    264       88.00        73.60
20     150 1000      8    180       94.67         82.00
30     150 1000     3     140        98.00         86.00
40    150 1000      3    138       98.00        86.20
50    150 1000    3.5    138      97.67         86.50  

考虑现场的实验应用，沉降30min即可。
在上述单因素实验基础上，进行正交实验，找到了影响处理效果的主次因素顺序：净水灵加入量，搅拌时间，搅拌强度，沉降时间。{zj0}实验条件：处理200mL石油采出废水需加入5%净水灵2.00mL，沉降时间为30min，搅拌强度为150r/min，搅拌时间为90s。
取不同批次的水样在{zj0}条件下再做四组实验，以验证这些条件对采油废水的处理效果，结果见表7。
表7验证实验/(mg·L-1 )
原水         处理后水
   油   CODCr     油    CODCr     油去除率/%    CODCr去除率/%
{dy}组 350 1680       9     255        97.43         86.61
第二组 350 1050       4     150        98.86         85.71
第三组 350 1300      7     170        98.00         86.92
第四组 350 1850      11    255       96.86        86.22


由表7可以看出，在{zj0}实验条件下处理不同批次的水样，CODCr、油的去除率高而且稳定，表明药剂的选择，实验条件的优化是成功的。
3.3污泥过滤性能的改善
净水灵处理辽河油田采油废水所产生的污泥过滤性不是很好，测得污泥比阻r=8.9×10 14m/kg。经实验，加入CaO处理后，测得比阻r=1.12×10 12m/kg，脱水性能大大提高，最终可达到进行污泥脱水。
4结论
（1）实验证明，净水灵处理辽河油田采油废水的效果远远高于常规药剂PFS、PAC。CODCr及油的去除率分别达到85%、95%以上。
（2）净水灵处理辽河油田采油废水的{zj0}工艺参数为：处理200mL采油废水，投加5%破乳絮凝剂2.00mL，搅拌强度为150r/min，搅拌时间为90s，沉淀时间为30min。
（3）净水灵处理辽河油田采油废水药剂费用低，每处理1m3废水药剂费为0.6元，低于铝系及铁系混凝剂的处理成本，并在该油田某采油厂得以应用，取得满意的效果。
参考文献

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