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微絮凝-悬浮污泥过滤工艺在油田污水处理中的应用

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絮凝 悬浮 污泥 过滤 工艺 油田 污水处理 中的 应用
资源描述:
of to 63318,絮凝 张 雷 ,戴春雷 ,王 松(大庆石油学院地球科学学院 ,黑龙江大庆 163318)[摘要 ] 为了改善回注地层的三次采油产生的油田污水的处理效果 ,从 5种药剂中筛选出 用于微絮凝 实验确定最佳投药质量浓度为 4 ,在此条件下 ,当来水中油 、悬浮物质量浓度分别为 80、30 时 ,出水油 、悬浮物平均质量浓度分别为 1、3 ,去除率分别达到 99%和 90%,达到了三级过滤工艺的处理效果 ,满足了油田回注水标准 。[关键词 ] 油田污水 ;微絮凝 微絮凝剂[中图分类号 ] 文献标识码 ] B [文章编号 ] 1005010)04In to of to at X of as as in of . of in 0 0 of in ,is up 9%. S) ,0%,of of in 聚合物驱和三元复合驱采油技术的发展导致油田污水性质发生了显著的变化 ,同时油田采出水经过多次回注 ,悬浮物粒径越来越小 ,导致油田污水过滤处理难度加大〔1油田污水经过一级核桃壳和二级石英砂过滤后 ,出水油和悬浮物含量难以达标 。微絮凝 〕。 在过滤罐前加入一定浓度的微絮凝剂 ,其在水流的作用下迅速与含油污水中的聚合物 、悬浮颗粒和油混合 ,通过吸附 、桥连 、网捕等作用发生凝聚 ,生成微絮体 。 微絮体在经过弯头 、布水圆筒和筛管时 ,在涡流 、旋转和碰撞的作用下 ,微絮体能聚结成相对较大的絮体 ,而这些絮体经过筛管进入罐体中时 ,过水面积加大 ,相对流动速度减小 ,形成一个类沉降过程 ,在碰到滤料时 ,被截留在滤层中 。 随着过滤的进行 ,截留在滤层的污泥逐渐增多 ,一定时间后形成了覆盖整个滤料的污泥层 。由于污泥具有更小的孔隙 ,截流能力显著提高 ,其界面靠物理吸附和电化学特性及范德华力的作用 ,将悬浮胶体颗粒 、油等杂质全部或部分拦截在此层 ,使出水水质达到深度处理的水平〔4〕。 同时也相对增厚了滤料层 ,使其过滤效率要远远高于常规的石英砂过滤 。在反冲洗时 ,泥层通过反冲洗能够排到罐外 ,并不影响处理效果〔5〕。1 艺流程本试验采用的过滤工艺是在原有石英砂二级过滤工艺基础上 ,在二级石英砂过滤罐前端增加微絮第 30 卷第 4 期2010 年 4 月工业水处理201049— —工 业水处理 2010-04,30(4)凝加药系统 ,构成微絮凝 其工艺流程如图 1 所示 。试项目和方法主要测定项目包括油和浊度 。 油的测定采用752 分光光度计 , 浊度的测定采用 激光浊度仪 。剂的选择前期筛选了 5 种药剂作为实验用絮凝剂 ,分别为光明化工厂絮凝剂 、合众公司絮凝剂 、三氯化铝 、巩义市芝田净水剂厂碱式氯化铝以及自行研制的复合絮凝剂 。 合型药剂由有机成分改性淀粉和无机成分聚铝复配而成 。 药剂投加到含油污水中后 ,其中的有机成分能够到达乳状液两相膜中 ,替代膜中起乳化作用的表面活性剂 ,从而降低膜强度起到破乳作用 ;无机成分则通过压缩双电层 、桥连等作用实现杂质的聚并 。通过室内实验确定适合油田污水水质的最佳药剂 。 实验方法 :采用石英砂滤柱 ,其床层厚度为100 压力过滤 。 取 45 ℃的实验原水加入一定量絮凝剂 , 以 150 r/速度快速搅拌 1 以 40 r/速度慢速搅拌 3 絮凝液以 6 m/h 滤速通过粒径为 .2 石英砂 。佳投药量的确定絮凝剂的投加量将直接影响絮体的形成和大小 ,进而影响过滤效果 。 同时 ,絮凝剂的投加量也是关系到运行成本的重要工艺参数 。 鉴于实验室和现场具体工况的不同 ,通过过滤器的现场试验进一步确定了絮凝剂的投加量 。场试验在最佳投药量基础上首先研究了单罐采用微絮凝 在单罐效果较好的基础上研究了整站应用微絮凝 2 佳药剂选择5 种絮凝剂在不同浓度时对悬浮物质量浓度 30 的污水中悬浮物的去除效果见图 2。从图 2 可以看出 ,凝剂对悬浮物的去除率最高 ,光明化工絮凝剂 、三氯化铝和碱式氯化铝对悬浮物的去除率相差不多 , 而合众公司絮凝剂的微絮凝效果最差 。 凝剂集破乳 、絮凝 2 种功能于一体 ,能够迅速与污水中的颗粒和油相结合形成絮体 ,因此在投加质量浓度很少 (3~4 )的时候就有较高的去除悬浮物的能力 , 同时絮体表层也为高羟基聚合物所覆盖 ,不同絮体之间容易发生桥连作用 ,形成大的絮体 , 在过滤过程中絮体能够被快速吸附截留在滤料表层 ,从而实现对悬浮物和油的去除 。而对于其他的絮凝剂来说 , 即使随着投加量的增加其去除效果可以持续增加 , 但在投加质量浓度 >5 时 ,其滤后水的悬浮物质量浓度依然 >5 ,不能达到回注标准 。佳投药量确定在 实 验 室 确 定 最佳投药质量浓度为3 基础上 ,通过过滤器的现场试验进一步确定了 最佳投加量 。同时考察了 凝剂的投加量对处理效果的影响 。 由于影响产出水浊度的主要因素是水中的悬浮物和含油量〔6〕,因此本实验用浊度来代表污水中油和悬浮物浓度的变化 , 试验结果如图 3 所示 。从图 3 可以看出 ,当 加质量浓度 <4 试验研究50— —工 业水处理 2010-04,30(4)时 ,改变投药量对出水浊度有明显的影响 。 加质量浓度在 4 时 ,浊度的去除率达到 90%。 4 ,对浊度去除效果的增强不明显 。 这是由于一级滤后水的悬浮颗粒和油的浓度很低 ,聚合物含量高 ,同时本絮凝剂具有较强的电中和脱稳能力以及快速的絮凝反应动力学速率 ,微量的药剂就能够迅速与聚合物发生反应形成微絮体 。 但在投入药剂量很低的情况下 ,絮凝剂不足以完全作用于水中存在的悬浮物和油 ,形成的絮体量少 ,进入滤层的絮体不足以减少滤料之间的孔隙率 ,出水效果不佳 。 随着絮凝剂投加量的加大 ,絮体生成量加大 ,大量的絮体进入滤层 ,减小了滤料之间的孔隙率 ,从而提高了过滤效果 。药剂投加量增大到一定程度后再增大药剂投加量效果改善不明显 ,主要是由于在滤料表层形成了活性污泥层 ,增厚并不能改变滤料的缝隙或者改变不明显 ,从而起不到强化过滤效果的目的〔7〕。 同时投加量过大后废水在进入滤料层过滤前即形成密实絮体颗粒 ,且在过滤过程中逐渐增大 ,加速了过滤器堵塞 ,缩短了反冲洗时间 ,影响过滤效果 ,因此确定现场药剂最佳投加质量浓度为 4 。絮凝 X 微絮凝剂 , 在其最佳投药量下对大庆油田采油一厂北二深度污水处理站的污水进行了微絮凝 考察微絮凝 罐采用新工艺对污水的处理效果为了考察单罐采用微絮凝 分别对 4#系统采用微絮凝悬浮污泥过滤工艺与普通石英砂过滤工艺进行处理 ,对滤后水中油和悬浮物的去除效果进行了对比 ,试验结果如图 4 和图 5 所示 。从图 4 可见 , 微絮凝 1 , 油去除率达到了 98%,较普通二级石英砂过滤油去除率平均提高了 10%。 由图 5 可知 , 微絮凝 .6 , 悬浮物去除率平均达到 95%, 高于石英砂过滤器平均 65%的悬浮物去除率 。 采用新工艺后出水油和悬浮物浓度完全达到了油田低渗透油层回注水标准 , 基本达到了特低渗透油层回注水标准 。增加微絮凝加药系统后 ,形成了活性污泥层 ,降低了滤料间的孔隙率 ,同时也相对增厚了滤料层 ,使过滤效果远高于单纯石英砂过滤器 ,达到精细过滤的效果 。 所以系统出水悬浮物和油的去除率均有明显的提高 。站改造后新工艺对污水的处理效果4#系统采用微絮凝 月 ,其出水水质一直比较理想 。 在此基础上 ,在该处理站 13 座石英砂过滤器前端管道均增加微絮凝加药系统 。在保持原有滤速前提下 ,对滤后总出水中油和悬浮物的含量进行了监测 , 监测结果显示出水油平均质量浓度达到 1 ,最低至 0,油去除率平均为 99%, 而原有滤罐出水平均油质量浓度为 6,油去除率为 89%;新工艺出水悬浮物平均质量浓度 <3 ,悬浮物去除率 >95%。 出水效果较原工艺均有明显提高 。 新工艺滤后出水油和悬浮物的浓度均达到了油田低渗透油层回注水标准 , 甚至达到了特低油层回注水标准 , 通过二级过滤即可达到原有三级过滤深度污水处理的标准 ,节省了投资 ,具有显著的经济效益 。3 结论(1)絮凝剂是针对油田污水研制的一种复合型絮凝剂 ,集破乳 、絮凝 2 种功能于一体 ,能迅速与污水中含有的颗粒和油相结合形成絮体 , 起到良好的处理效果 。(2)通过现场应用确定了 凝剂最佳投药质量浓度为 4 。在此基础上提高投药量 ,除浊效冯进来 ,等 :微絮凝 —[作者简介 ] 冯进来 (1974— ),2005 年毕业于大庆石油学院化学工程 专 业 , 硕 士 , 讲 师 。 电 话 :0459收稿日期 ] 2009改稿 )果不明显 ,同时会缩短过滤周期 。(3)微絮凝 其出水油 、悬浮物平均质量浓度分别达到 1、3 ,去除率分别达到 99%和 90%。 应用微絮凝 因而具有显著的经济效益 。[参考文献 ][1] 陈进富 . 油田采出水处理技术与进展 [J]. 环境工程 ,2000,18(1):182] 沈明欢 ,王金本 . 渤海油田聚驱采出液污水处理研究 [J]. 工业水处理 ,2009,29(9):69-71.[3] ,. of to ]. 1994,4(2):674] M. on of a ]. 002,27(4):5255] E,O’ R. of in J]. of 998,80(12):546] 高生军 ,宋绍富 ,屈撑囤 ,等 . 浊度控制法处理油田产出水技术研究与应用 [J]. 油田化学 ,2009,26(1):42-46.[7] 顾学芳 ,张跃军 ,陈伟忠 ,等 . 阳离子絮凝剂 合成与应用研究 [J]. 工业水处理 ,2001,21(1):on of BR 00333,力循环澄清池 +韩勇涛 ,谭溯睿(上海埃梯梯恒通先进水处理有限公司 ,上海 200333)[摘要 ] 采用水力循环澄清池和膜生物反应器 (合工艺处理橡胶废水 ,着重研究了影响 试验结果表明 ,污泥质量浓度为 7~12 g/L,混合液回流比为 300%,溶解氧( 2 。 在此条件下 ,系统最终出水 出水水质能满足循环冷却水的回用要求 。[关键词 ] 水力循环澄清池 ;膜生物反应器 ;橡胶废水 ;水回用[中图分类号 ] 文献标识码 ] B [文章编号 ] 1005010)04by of BR BR as -12 g/L,00%,O . 0 ,is ,SS is ,8%. of of ey 产生的工业废水数量日益增长 ,排放的有机污染物种类日益增多 ,工业废水处理技术也日益提高 , 新工艺新方法不断出现 。一种膜分离和生物处理单元相结合的新型第 30 卷第 4 期2010 年 4 月工业水处理2010!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!52— —
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