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高粘度试油废水絮凝处理技术探索

发布日期:2014-05-09 11:40:26  来源:本站整理  将本页收藏至:QQ书签 百度收藏

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高粘度试油废水絮凝处理技术探索

                     高粘度试油废水絮凝处理技术探索
                     冀忠伦, 任小荣, 蒋继辉, 任建科
    (中国石油长庆油田油气工艺研究院,低渗透油气田勘探开发国家工程实验室,陕西西安710018)
    摘要:试油废水具有粘度高、COD 高、色度深、气味恶臭等特点,高粘度虽不是污染指标,但却影响试油废水的絮凝处理效果。高粘度废水的流动性较差,投加的PAC、PAM 等常规絮凝处理剂在废水中很难扩散,传质作用缓慢,造成絮凝沉淀时间长,絮体虚浮、污泥体积比大。针对粘度>5 mPa·s 的废水,以膨润土为凝聚剂可促进高粘度废水的絮凝处理,提高污染物去除率,加快絮体沉降。实验表明:絮凝处理配方为膨润土加量600 mg/L~800 mg/L、PAC 加量200~300 mg/L、PAM 加量5 mg/L 时;混凝处理后SS 去除率达95%以上,石油类去除率85%以上,污泥体积减少50%以上,沉降时间缩短88%;且使絮凝处理适应的pH 范围扩大。
    关键词:试油废水; 膨润土; 絮凝
    中图分类号:X53 文献标志码:A doi:10.3969/j.issn.1003-6504.2013.6L.039 文章编号:1003-6504(2013)6L-0171-03
    压裂试油是油田开发和老井改造的常用措施,但压裂试油过程会产生一定量的试油废水,具有粘度高、COD 高、色度深、气味恶臭等特点[1-2];对粘度>5mPa·s 的试油废水,高粘度虽不是污染指标,但却影响试油废水的絮凝处理效果。高粘度废水的流动性差,投加的PAC、PAM 等常规处理剂在废水中难以扩散,传质作用慢,造成絮凝沉淀时间长,絮体虚浮、污泥体积比大,处理效果差。为提高粘度>5 mPa·s 废水的絮凝处理效果,本文探索了一种以膨润土为主要处理剂的处理技术[3-4],为高粘度试油废水回用或外排提供了一种高效预处理方法。
    1· 实验材料与方法   1.1 主要药剂与仪器
    药剂:聚合氯化铝(工业纯)、聚丙烯酰胺(分析纯)、膨润土(200 目);
    仪器:油份仪(AC20818)、色度计(PFX995)。
    1.2 分析方法
    水质指标分析参考《污水综合排放标准》(GB8978-1996),见表1。
            
    本文分析采用的主要指标为悬浮物(SS)和石油类。
    1.3 水样来源   实验用废水取自长庆油田X47-113 井试油废水,废水呈黄色,处理前水质:粘度5.2 mPa·s、COD 为7 542 mg/L 、SS 为346 mg/L、石油类为121 mg/L、色度572。
    1.4 实验步骤
    取一定量的废水于烧杯中,调pH 值,搅拌加入凝聚剂膨润土,再加入一定量的絮凝剂聚合氯化铝(PAC),快速搅拌2~3 min,再加入一定量的助凝剂聚丙烯酰胺(PAM),然后慢速搅拌5~10 min,静置一定时间,取上清液测定COD、SS、石油类及色度,记录沉降时间和污泥体积百分比,评价实验效果。
    2· 结果与讨论
    2.1 膨润土对处理效果的影响
    在两个烧杯中分别加入1 000 mL 废液,按照1.4所述实验方法在其中第一个烧杯废液中加入800 mg/L膨润土、200 mg/L 絮凝剂PAC 和5 mg/L 助凝剂PAM,在另一个烧杯中加入1 000 mg/L 絮凝剂PAC和5 mg/L 助凝剂PAM,静置一定时间后测上清液COD、悬浮固体、石油类及色度,记录沉降时间和污泥体积百分比,将两种配方处理后水质指标进行对比,结果见表2、图1。
               
 
    由表2、图1 可知,试油废水絮凝处理过程中投加膨润土作为凝聚剂,可大大减少絮凝剂PAC 的加量,使COD、SS、石油类、色度等水质指标改善,并使沉降时间缩短88%、污泥体积缩小54%。膨润土明显改善了高粘度废水的处理效果,是由于膨润土具有良好的吸附性和2.5 mg/L 的较高密度,使悬浮物、有机物及油类吸附到粘土颗粒表面,提高污染物去除率;并促进絮体的形成,提高絮体的密度,加快絮体的沉降。而膨润土的价格比PAC 低的多,应用膨润土代替80%的PAC 处理粘度废水经济性好。
    2.2 膨润土加量对处理效果的影响
    按照1.4 节所述实验方法在废液中加入不同量的膨润土,慢速搅拌1 min,搅拌过程中加入200 mg/L的絮凝剂PAC 和5 mg/L 的助凝剂PAM,静置一定时间后测上清液悬浮固体及石油类,结果见图2。由图2 可知,随着膨润土加量的增加,悬浮固体和含油量均不断降低。当膨润土加量达到600 mg/L时,悬浮固体和含油量可降至15 mg/L 以内,加量达到800 mg/L 时,悬浮固体可降至6.4 mg/L,含油量降至9.3 mg/L,再增大膨润土加量,处理效果改善不明显,因此膨润土最佳投加量为600~800 mg/L。
             
    2.3 絮凝剂加量对处理效果的影响
    按照1.4 节所述实验方法投加800 mg/L 的膨润土,再投加不同量的絮凝剂PAC,助凝剂PAM 加量为5 mg/L,静置后,取混凝上清液测悬浮固体和含油量,结果见图3。
             
    由图3 可知,随着PAC 加量的增加,悬浮固体和含油量均不断降低。当PAC 加量达200 mg/L 时,悬浮固体、含油量可降至10 mg/L 以下;再增大PAC 加量,悬浮固体和石油类去除率变化不大,因此PAC 加量确定为200~300 mg/L。
    2.4 助凝剂加量对处理效果的影响
    按1.4 节所述试验方法投加800 mg/L 膨润土和200 mg/L 絮凝剂PAC,再投加不同量的助凝剂PAM,静置后取混凝上清液测SS 和含油量,见图4。
             
    由图4 可知,PAM 对废水处理效果有一定影响,当PAM 加量大于5 mg/L 时,处理后水质SS 和含油量变化不大;考虑处理效果及经济成本,PAM 加量确定为5 mg/L。
    2.5 pH 对处理效果的影响
    调废水pH 值在3~10 之间,按照1.4 节所述试验方法投加800 mg/L 膨润土、200 mg/L 絮凝剂PAC 及5 mg/L 助凝剂PAM,静置后取混凝上清液测SS 和含油量,结果见图5。
               
    由图5 可知,pH 对处理效果影响较小,pH 为3或10 处理效果较差时的SS 去除率与pH 为7 处理效果最好时的SS 去除率相差不到1%。在试油废水絮凝处理过程中加入膨润土可提高絮凝处理的pH 范围[5],减少pH 对处理效果的影响,提高絮凝处理的适用性;这可能是由于膨润土的大量加入,消减了PAC 的加量和处理过程中的作用,减弱了絮凝处理对pH 条件的依赖。
    3 ·结论
    (1)粘度>5 mPa·s 的试油废水絮凝效果差,絮体虚浮、泥量大、沉淀时间长;膨润土可促进高粘度废液的絮凝,提高污染物去除率,加快絮体沉降,使沉降时间缩短88%。
    (2)高粘度试油废水最佳絮凝处理配方为:膨润土加量600 ~800 mg/L,PAC 加量200 ~300 mg/L,PAM 加量5 mg/L;混凝处理后SS 去除率达95%以上,石油类去除率90%以上,污泥体积减少50%以上。
    (3)废液絮凝处理投加膨润土可减小pH 对处理效果的影响,在pH 3~10 范围内SS 去除率相差不到1%;应用膨润土作为凝聚剂不仅大大减少PAC 加量,且使絮凝处理适应的pH 范围扩大。
[参考文献]
[1]安杰, 刘宇程, 陈明燕. 压裂废液处理技术研究进展[J]. 油气田环境保护, 2009, 19(2): 48-50.
[2]蒋宝云, 李浩, 董国如, 等. 微电解- Fenton 联合工艺处理酸化压裂废水[J]. 环境科学与技术, 2010, 33(S1): 327-331.
[3]甘莉, 杨晓燕, 刘欣萍, 等. 改性低品质膨润土处理柴油废水[J]. 环境科学与技术, 2012, 35(7): 117-121.
[4]卢徐节, 刘琼玉, 刘君侠. 膨润土改性及其在印染废水处理中的应用[J]. 江汉大学学报:自然科学版, 2011, 39(2): 31-34.
[5]冀忠伦, 周立辉, 赵敏, 等. 臭氧催化氧化处理压裂废液的实验研究[J]. 环境工程, 2011, 29(S1): 117-120.


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作者:佚名
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