Z－10多功能药剂及配套的方法对含油污水综合治理
摘 要：国内某油田介绍采用“四剂法”处理含油污注水的技术和方法，但该法不仅需要分次分过程添加絮凝剂、阻垢剂、防腐剂和杀菌剂，在操作上有诸多不便，而且处理效果无法达到预期的结果，药剂无协同效应，造成药剂的浪费和处理费用增高。
随着对工业污水危害性的认识和全球对无污染工业生产过程的重视，以及面临人类赖以生存的水资源衰竭等现状，世界各国科研工作者越来越多的致力于工业污水的治理和综合利用方面的研究，取得了很大进展。在已报道的方法中典型的有生物处理技术、光催化氧化处理技术、电催化氧化处理技术、氧化床处理技术、超临界处理技术、膜分离处理技术和目前较广泛使用的絮凝处理技术等。但是，这些技术在不同程度上都存在一定的局限性，如颇受推崇的生物氧化法要受温度条件的制约，催化氧化法则更是需要高温甚至较高压力才能完成，设备要求苛刻，造价和处理费用较高；而普遍实用的絮凝处理技术虽然简便易实现，但是不能有效降低COD值以达到外排水的要求。国内某油田介绍采用“四剂法”处理含油污注水的技术和方法，但该法不仅需要分次分过程添加絮凝剂、阻垢剂、防腐剂和杀菌剂，在操作上有诸多不便，而且处理效果无法达到预期的结果，药剂无协同效应，造成药剂的浪费和处理费用增高。
本研究采用实验室合成的Z－10多功能药剂及配套的方法，对含油污水进行综合治理，使絮凝、阻垢、防腐和杀菌过程一步完成，简化了污水处理工艺，降低了处理费用。
1 Z－10药剂特性和综合处理实验
1．1实验体系
实验体系采用长庆油田脱油污水，水系和水质分析数据分别为：HCO3－水系：Ca2+ 239mg/l,Mg2+ 120mg/l,Na+ 1845mg/l,K+ 492mg/l,Cl- 265mg/l,HCO3- 4268mg/l,含油量325mg/l，悬浮物400mg/l，色度280度，COD值8100mg/l，SRB（含菌量）104～105个/ml；CaCl2水系:Ca2+ 3950mg/l,Mg2+ 320mg/l,Na+ 650mg/l,K+ 527mg/l,Cl-215mg/l,HCO3- 249mg/l,含油量408mg/l，悬浮物480mg/l，色度270度，COD值6500mg/l，SRB（含菌量）104～105个/ml。
1．2 综合处理方法和工艺
该研究以管式反应为基础，在HCO3－水系或从脱水站脱出的含油污水输送管道中加入Z－10多功能药剂，然后与CaCl2水系相混，进入沉淀池富集和分离沉淀的污泥。在这一工艺中关键是多功能药剂的研制和使用，Z－10药剂除具备一般絮凝剂特点外，还具有结合Ca2+、Mg2+、Ba2+和Sr2+离子的作用，结合了这些离子后，不仅可以加速絮凝速度，而且去除污水中的成垢离子，起到了从根本上防止注水过程中的结垢问题；同时Z－10药剂中还含有防腐和杀菌组分，在组成上这些物质作为多功能药剂的必要成分，协同对含油污水进行综合处理。经净化处理的水根据处理要求分别达到回注或回灌甚至外排水标准，设备要求简单，操作方便。具体的工艺流程如图1所示。
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1．3 絮凝实验
处理过的水样经K2Cr2O7法测定COD值，并分析色度和悬浮物含量。
1．4 缓蚀实验
在40±2℃将处理过的标准试片挂于处理过的水样中48h，取出试片，洗涤干燥，测定腐蚀情况。试片为化工机械研究院生产的标准挂片，20＃碳钢，表面积20cm2。
1．5 静态阻垢实验
采用EDTA法滴定处理过水样中的Ca2+、Mg2+浓度，求得阻垢率。
1．6 杀菌试验
处理过的水样用绝迹稀释法测定SRB含量，计算杀菌率。
2 综合处理结果和讨论
2．1 Z－10加药量对处理结果的影响
综合处理前后的关键水质指标和结果如图2所示。随着Z－10多功能药剂加入量的增加，含油污水中的Ca2+＋Mg2+、HCO3－、COD、含油量、悬浮物和SRB含量普遍大幅度降低，其中Z－10达15～20mg/l时，所有测定指标的去除率均达98%以上。相比之下，［Ca2+＋Mg2+］、HCO3-和SRB含量的降低需要的药剂浓度较低，10mg/l的Z－10就能去除其大部分，而COD、含油量和悬浮物则要求Z－10浓度较大，以15～20mg/l较好。
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2．2 pH值对处理结果的影响
处理过程的酸碱度对处理效果有很大的影响，其中综合去除率和综合达标率与pH值的变化关系如图3所示。由图可知最佳综合处理的pH值范围为4～7，但是考虑到实际应用和工业设施的要求，该处理过程的实际操作pH值范围为5．5～7，经处理的水达标率在96%以上，满足油田注水的基本要求。
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2．3 助凝剂对处理结果的影响
助凝剂的使用可以很好地改变絮体的大小和聚集及沉淀的速度，并且还能提高处理水的达标率。在本研究使用的阴、阳和非离子助凝剂中，经反复实验，发现阳离子助凝剂更适合综合处理体系，其用量与处理水达标率之间的变化关系如图4所示。很少量的助凝剂就能显著加速沉降过程，并且有利于水质的达标率的提高，但是，助凝剂的量很大时，水质的达标率反而降低，对水净化不利。最佳助凝剂/Z－10的质量比范围为0．05～0．2，在此范围内处理水的达标率≥96%，絮体的沉降时间在10s内，适合大量废水处理的条件要求。在40±2℃，20＃碳钢在处理过水样中经48h跟踪测试和观察，发现缓蚀率达90%以上，证明该药剂具有较好的防腐作用。
2．4 工艺过程对处理结果的影响
污水处理是一个非常复杂的过程，涉及的影响因素较多，除药剂本身性能和加量外，还有加料次序的影响。研究中发现在使用多功能药剂处理含油污水中，最理想的方法为先在污水中添加石灰水，使体系的pH值≥8，然后加入Z－10药剂及助凝剂，使体系的pH值最终达到5．5～7．5。经这种方法处理的水，盐份少，浓缩倍数可达4～5倍，有效地改进了油田含油污水的处理。
3 结 论
对长庆油田含油污水使用Z－10药剂及相应综合处理方法，可简化油田含油污水的处理过程，降低处理费用，达到一剂多效，处理后的水综合达标率≥96%。
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