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二氧化氯在油田污水处理中的应用

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氧化 油田 污水处理 中的 应用
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二 氧 化 氯 在 油 田 污 水 处 理 中 的 应 用岳 彩 鹏(中 原 油 田 石 油 化 工 总 厂   457165)摘   要 : 始 于 1995 年 开 发 的 水 体 改 性 技 术 , 其 油 田 污 水 处 理 工 艺 随 着 时 间 的 延 长 , 暴 露 出污 泥 残 渣 量 大 、 腐 生 菌 产 生 极 大 的 抗 药 性 并 大 量 繁 殖 、 污 水 处 理 系 统 效 率 下 降 等 问 题 。 在 原 污水 处 理 工 艺 的 基 础 上 , 利 用 二 氧 化 氯 的 强 氧 化 性 , 提 出 了 “ 先 氧 化 、 后 沉 降 , 先 杀 菌 、 后 控 制 ” 的污 水 处 理 新 思 路 , 通 过 在 胡 状 污 水 处 理 站 试 验 应 用 , 实 现 了 水 质 硬 稳 定 达 标 , 解 决 了 水 体 改 性后 细 菌 严 重 超 标 的 技 术 难 题 。 经 二 氧 化 氯 处 理 后 的 注 入 水 对 地 层 无 伤 害 , 对 地 面 设 备 、 管 网 腐蚀 较 小 。 同 时 减 少 了 环 境 污 染 。关 键 词 : 二 氧 化 氯 ; 污 水 处 理 ; 胡 状 油 田 ; 应 用1  油 田 污 水 现 状 分 析中 原 油 田 是 一 个 多 层 系 、 多 油 藏 类 型 的 复 杂 的断 块 油 气 田 , 具 有 油 层 埋 藏 深 、 地 温 梯 度 高 、 高 压 低渗 透 等 特 性 。 由 于 所 处 的 区 块 、 层 位 、 层 系 不 同 , 产 出水 性 质 差 异 较 大 , 油 田 产 出 水 均 具 有 “ 四 高 一 低 ” 的特 点 。 即 : 矿 化 度 高 ( 10× 104~ 30× 104m g L ) ;- 含 量 高 (200~ 600m g L 左 右 ) ; 多 价 金 属 离子 含 量 高 (、 M 总 量 为 4000~ 6000m g L , 总铁 含 量 一 般 为 30~ 70m g L , 且 以 二 价 铁 为 主 ) ; 细菌 含 量 高 达 105 个 低 (在 5. 5~ 6. 5 之间 ) , 属 。 此 外 , 洗 井 回 水 含 有 H 2S、 等腐 蚀 性 气 体 , 量 高 ; 浅 层 清 水 属 N 型 ,矿 化 度 低 , 含 有 一 定 量 的 溶 解 氧 , 尤 其 含 T 达105~ 106 个 所 有 这 些 因 素 决 定 了 注 入 水 有 较强 的 腐 蚀 性 , 使 得 油 田 污 水 处 理 工 艺 技 术 变 得 更 加复 杂 。目 前 应 用 的 污 水 处 理 工 艺 为 1995 年 开 发 的 水体 改 性 技 术 。 其 原 理 是 在 污 水 中 加 入 以 为 主 要成 份 的 离 子 调 整 剂 , 配 以 絮 凝 剂 、 稳 定 杀 菌 剂 , 利 用水 体 中 的 溶 解 氧 将 氧 化 成 , 与 加 入 反 应 生 成 3 沉 淀 , 与 氧 一 起 除 掉 , 通 过 收 油 、沉 降 排 出 水 系 统 。 同 时 , 利 用 生 成 的 沉 淀 过 程 中 的 卷集 作 用 及 杀 菌 作 用 , 除 掉 将 原 酸 性 水( 5. 5~ 6. 0) 改 为 偏 碱 性 水 ( 7. 5~ 8. 5)后 , 注 入 水 水 质 各 项 指 标 均 有 较 大 幅 度 的 提 高 。2  油 田 污 水 处 理 存 在 的 主 要 问 题在 水 质 改 性 初 期 , 中 原 油 田 污 水 站 内 水 质 实 现了 稳 定 达 标 , 特 别 是 油 田 腐 蚀 得 到 了 有 效 控 制 , 腐 蚀控 制 在 以 0. 076a 以 下 , 取 得 了 较 好 的 技 术 效 果和 经 济 效 益 , 为 油 田 注 水 开 发 做 出 了 突 出 贡 献 。 但 随着 时 间 的 延 长 , 逐 渐 暴 露 出 了 以 下 问 题 :① 污 泥 残 渣 量 大 , 处 理 难 的 问 题 日 益 突 出 。 由 于目 前 国 内 污 泥 残 渣 处 理 技 术 没 有 突 破 , 油 田 暂 时 主要 用 于 修 路 , 不 仅 成 本 高 , 且 质 量 差 。 污 泥 经 太 阳 照晒 后 呈 粉 末 状 , 尘 土 飞 扬 , 极 易 造 成 环 境 污 染 , 且 用量 有 限 , 日 久 天 长 污 泥 堆 积 如 山 。② 在 碱 性 水 体 下 , 腐 生 菌 适 应 了 环 境 , 产 生 了 极大 的 抗 药 性 。 虽 不 断 更 换 杀 菌 药 剂 配 方 , 加 大 杀 菌 剂细 菌 繁 殖 , 以 达 到 更 好 地 保 护 地 层 的 目 的 , 推 荐 加 量3~ 5%。4. 2  气 井 作 业 时 作 入 井 液 用 , 用 于 气 井 作 业 的 防膨 、 助 排 、 防 垢 及 杀 菌 , 推 荐 加 量 2~ 3%。4. 3  油 井 转 注 时 作 防 膨 剂 用 , 可 有 效 地 防 止 注 水 渗滤 面 的 粘 土 膨 胀 和 运 移 , 防 止 对 转 注 后 的 油 井 残 余油 大 的 乳 化 原 油 粒 子 堵 塞 低 渗 层 , 防 止 中 低 渗 透 层的 有 机 无 机 垢 堵 塞 , 抑 制 细 菌 繁 殖 , 推 荐 加 量 2~3% , 可 根 据 井 况 酌 情 增 减 。作 者 简 介 : 曹 高 维 , 男 , 1966 年 生 , 西 北 大 学 化 学 工 程 系 毕业 , 长 期 从 事 化 工 项 目 开 发 与 应 用 研 究 。 电 话 : 0393 稿 日 期 : 2005 年 4 月 2 日331  2005 年 第 5 期                       内 蒙 古 石 油 化 工用 量 , 但 只 能 保 证 站 内 水 质 达 标 , 出 站 后 腐 生 菌 含 量逐 渐 增 多 。③ 改 性 技 术 虽 保 证 了 水 质 达 标 , 解 决 了 腐 蚀 问题 , 但 由 于 加 入 了 大 量 的 为 主 的 颗 粒 , 沉 降 罐内 沉 积 大 量 污 泥 , 排 污 困 难 , 导 致 各 种 处 理 容 器 、 管网 运 行 效 率 下 降 。3  二 氧 化 氯 改 善 油 田 污 水 处 理 工 艺 原 理针 对 中 原 油 田 污 水 处 理 现 状 , 确 保 注 入 水 水 质稳 定 达 标 , 解 决 污 泥 残 渣 量 大 、 细 菌 严 重 超 标 的 问题 , 在 现 有 的 生 产 流 程 的 基 础 上 , 提 出 了 利 用 二 氧 化氯 的 强 氧 化 性 , 进 行 “ 先 氧 化 、 后 沉 降 , 先 杀 菌 、 后 控制 ” 的 污 水 处 理 新 思 路 。3. 1  先 氧 化 后 沉 降中 原 油 田 污 水 含 铁 量 均 较 高 , 一 般 在 30~70m g L , 其 中 以 为 主 。 目 前 油 田 污 水 除 铁 方 法主 要 是 用 提 高 , 使 铁 离 子 以 氢 氧 化 物 的 形 式形 成 沉 淀 , 从 而 达 到 与 水 分 离 的 目 的 。F + 3O H - 7. 1 F e (O H ) 3↓ (1)F + 2O H - 8. 2 F e (O H ) 2↓ (2)由 方 程 式 1, 2 可 以 看 出 , 要 同 时 除 去 污 水 中 的铁 离 子 (含 、 ) , 就 必 须 将 提 高 至 8. 2以 上 。 若 将 现 在 的 产 出 水 . 0~ 6. 5 提 高 至 8. 2以 上 , 就 需 加 入 大 量 的 石 灰 , 这 也 是 污 泥 残 渣 量 大 的主 要 原 因 。二 氧 化 氯 (C ) 属 极 强 氧 化 剂 , 水 溶 液 中 的 氧化 还 原 电 位 高 达 1. 5V , 它 能 迅 速 将 水 中 的 氧化 成 。 这 样 只 需 将 来 水 的 提 高 至 7. 1, 即可 达 到 原 处 理 工 艺 要 求 。 另 外 , 新 产 生 的 有 非常 强 的 吸 附 絮 凝 能 力 , 是 良 好 的 絮 凝 剂 , 这 可 大 大 减少 原 水 中 絮 凝 剂 的 加 入 量 。将 来 水 的 提 高 至 7. 1 时 , 形 成 的 H ) 3 沉 淀 絮 凝 体 体 积 大 , 但 比 重 小 , 沉 降 速 度 慢 ,不 适 合 油 田 污 水 处 理 。 为 此 , 研 究 出 了 一 种 可 加 快 3 沉 淀 物 沉 降 速 度 的 除 铁 剂 , 达 到 快 速 分离 、 沉 降 的 目 的 。3. 2  先 杀 菌 后 控 制胡 庆 油 田 实 施 水 体 改 性 技 术 后 , 调 至 8. 2~ 8. 5, 在 高 介 质 中 , 原 酸 性 细 菌 的 繁 殖 受 到了 有 效 抑 制 。 但 随 着 时 间 的 延 长 , 细 菌 逐 步 适 应 了 碱性 环 境 , 繁 殖 速 度 惊 人 。 虽 不 断 更 换 杀 菌 剂 配 方 , 增加 加 入 量 , 但 细 菌 超 标 问 题 , 一 直 未 得 到 有 效 控 制 。因 二 氧 化 氯 属 极 强 氧 化 剂 , 能 迅 速 氧 化 、 破 坏 细菌 衣 壳 上 蛋 白 质 中 的 酪 氨 酸 , 抑 制 细 菌 的 特 异 吸 附 ,阻 止 其 对 主 细 胞 的 感 染 。 二 氧 化 氯 与 细 菌 及 其 微 生物 蛋 白 质 中 的 部 分 氨 基 酸 发 生 氧 化 还 原 反 应 , 使 氨基 酸 分 解 破 坏 , 进 而 控 制 微 生 物 的 合 成 , 最 终 可 导 致细 菌 死 亡 , 这 种 杀 菌 方 式 不 易 产 生 抗 药 性 。 且 其 投 加点 选 择 在 一 次 缓 冲 罐 前 , 可 在 源 头 将 细 菌 杀 灭 。二 氧 化 氯 是 以 利 用 水 射 器 形 成 的 负 压 将 其 带 入水 中 , 它 以 气 体 形 式 投 加 到 水 中 , 现 场 发 生 , 现 场 投加 , 非 常 适 合 于 油 田 污 水 处 理 所 需 要 的 连 续 投 加 特点 , 且 其 发 生 量 可 实 现 自 动 控 制 。 其 反 应 原 理 为 :N aC + 2H C l = N aC l + C ↑ + 1 2C + H 2二 氧 化 氯 在 处 理 胡 状 联 的 污 水 中 工 业 应 用4. 1  工 艺 流 程保 持 现 主 体 流 程 不 变 , 利 用 现 A、 B、 C 剂 加 药 泵和 加 药 点 , 改 加 调 整 剂 、 絮 凝 剂 、 稳 定 剂 , 新 增加 二 氧 化 氯 发 生 器 及 其 辅 助 设 备 一 套 , 增 加 一 台 除铁 剂 的 加 药 泵 。4. 2  污 水 处 理 效 果4. 2. 1  水 质 指 标 全 部 达 标 。 经 二 氧 化 氯 理 后 站 内 及沿 线 污 水 水 质 基 本 达 到 了 局 标 准 (个 别 配 水 站 机 杂略 有 超 标 ) ; 尤 其 是 细 菌 指 标 较 原 处 理 工 艺 下 降 较大 , 实 现 了 水 质 稳 定 达 标 。4. 2. 2  污 泥 产 出 量 下 降 50% , 经 二 氧 化 氯 处 理 后日 产 污 泥 量 由 3m 3 下 降 至 目 前 的 1. 5m 3。4. 2. 3  离 子 矿 化 度 略 有 升 高 。 经 二 氧 化 氯 处 理 后 的污 水 总 矿 化 度 增 加 , 增 加 的 主 要 离 子 为 钙 离 子 、 钠 离子 、 氯 根 离 子 , 这 与 投 加 的 药 剂 有 关 。4. 2. 4  注 入 水 与 地 层 配 伍 性 较 好 。4. 2. 5  注 入 水 腐 蚀 速 率 小 于 0. 076a。5  结 论5. 1  通 过 二 氧 化 氯 改 善 油 田 污 水 处 理 工 艺 技 术 , 实现 了 水 质 硬 稳 定 达 标 , 解 决 了 水 体 改 性 后 细 菌 严 重超 标 的 技 术 难 题 。5. 2  经 二 氧 化 氯 处 理 后 的 注 入 水 对 地 层 无 伤 害 , 对地 面 设 备 、 管 网 腐 蚀 较 小 。5. 3  减 轻 了 工 人 劳 动 强 度 , 延 长 了 排 污 时 间 。5. 4  应 用 该 工 艺 技 术 可 降 低 污 泥 产 出 量 50% 以上 , 降 低 了 污 泥 大 量 堆 放 对 环 境 的 污 染 , 具 有 较 好 的社 会 效 益 和 环 境 效 益 。作 者 简 介 : 岳 彩 鹏 , 工 程 师 , 1988 年 毕 业 于 郑 州 大 学 , 现 任 中原 油 田 石 油 化 工 总 厂 气 聚 车 间 技 术 主 任 , 从 事 技 术 管 理 工作 。 电 话 : 0393- 4879245。收 稿 日 期 : 2005 年 3 月 10 日431 内 蒙 古 石 油 化 工                     2005 年 第 5 期  
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