三元复合驱采出污水处理絮凝剂的筛选研究

0 引言

近年来，为进一步提高原油采收率，各大油田相继进入三次采油阶段，且三次采油阶段中的化学驱应用最为广泛。化学驱包括聚合物驱、碱驱、二元复合驱 （PS驱和AP驱）、三元复合驱（ASP驱）等，三元复合驱（ASP驱）驱油体系因其较高的原油采收率[1-3]，被越来越多的应用于油田开发生产中。但随着开采的进行，原油含水率逐渐增高，甚至高达90%以上[4]，油田采出水的处理问题又成为各油田所要解决的重要难题。

三元复合驱采出水中因聚合物、碱、表面活性剂的存在使得污水体系成分较为复杂，污水中的乳状液及悬浮物更加稳定，污水处理要比水驱、聚驱更为困难[5]，原有的污水处理方法已基本不能达到污水回注指标。本研究在污水处理方法调研的基础上，重点研究化学絮凝法的污水处理技术。因此，针对ASP复合驱采出污水特性，对有机絮凝剂、无机絮凝剂、复配配方絮凝剂进行室内可行性实验评价，筛选出具有较优污水处理效果的絮凝剂配方，为后续油田现场污水处理方案的设定提供依据。

1 实验

1.1 实验污水

实验污水：油田现场提供陈化污水，矿化度为4684.2mg/L，水质指标如表1所示。

 

表1 三元复合驱采出水水质指标 mg/L

  

含油量 悬浮物质量浓度聚合物表面活性剂 碱 pH值500～2000 50～300 50～300 30～300 100～1500 9.08~10.15

1.2 药剂及仪器

实验药剂： 无机絮凝剂为 Al2（SO4）3，FeCl3，PAC，PAFC； 有机絮凝剂为 CPAM20，CPAM1000，CPAM1200，由山东泰和水处理有限公司提供；NFH-ID（A 剂）和 NFH-IB（B 剂），由油田现场提供。

实验设备：SGZ-数显浊度仪，电数显恒温水浴锅，IKA RW200 Digital搅拌器，756PC型紫外可见分光光度计。

1.3 方法

根据SY/T5796-93《絮凝剂评定方法》进行絮凝剂的筛选。

絮凝实验使用IKA RW200 Digital搅拌器。向各烧杯中加入定量污水并置入50℃恒温水浴中，使用IKA RW200 Digital搅拌器，在150 r/min高速搅拌下瞬时加入各质量浓度的絮凝剂，搅拌1min后低速50 r/min搅拌5min，观察絮体产生的速度、大小、沉降速度等现象，然后测定在50℃恒温箱中放置30min后污水的中上层清液的含油量和浊度，以此确定各絮凝剂最佳投药的质量浓度和操作方法。

2 结果

2.1 无机絮凝剂的筛选

[1]康万利.聚合物对乳状液及液膜的稳定性 [J].石油学报，1997，18（4）：122-125.

 

表2 无机絮凝剂单剂的筛选

  

低分子絮凝剂Al2（SO4）3 1000 122.34 198 87.75 53.19 FeCl3 1000 145.33 207 85.44 51.01高分子絮凝剂PAC 800 112.33 171 88.74 59.57 PAFC 800 101.24 157 89.86 62.88 NFH-ID（A 剂） 800 99.82 132 90.00 68.79

（3）无机絮凝剂与有机絮凝剂复配后絮凝效果优于无机絮凝剂或有机絮凝剂单剂污水处理效果。

2.2 有机絮凝剂的筛选

所用实验污水及絮凝方法同上，有机絮凝剂加药质量浓度为10mg/L，观察实验现象，测定放置30min后污水中层清液的含油量和浊度。实验数据如表3所示。

 

表3 有机絮凝剂单剂的筛选

  

去浊率/%CPAM20 10 107.23 219 60.9 37.2 CPAM1000 10 99.63 186 67.4 46.7 CPAM1200 10 88.97 159 69.1 54.4 NFH-IB（B剂） 10 85.73 178 74.3 58.9絮凝剂 加药/（mg·L-1）含油量/（mg·L-1）浊度（NTU）除油率/%

据表3数据分析得，单一有机絮凝剂当投药量为10mg/L时，污水处理效果也并不理想，污水处理后含油量和浊度远不能达到污水处理水质标准。但所提供的有机絮凝剂中，CPAM1200和NFH-IB（B剂）的处理效果较好，CPAM1200的除油率为69.1%，去浊率为54.4%；NFH-IB（B剂）的除油率为74.3%，去浊率为48.9%，且污水处理过程中产生絮体蓬松下沉，絮体相对较多。有机絮凝剂处理成本较高，且单一有机絮凝剂仍达不到污水处理标准，因此常将无机絮凝剂与有剂机絮凝剂进行复配使用，这样不但降低了污水处理成本，还提高了污水处理效率。因此，选用CPAM1200和NFH-IB（B剂）作为后面复配实验用的有机絮凝剂。

2.3 复配配方的确定

无机絮凝剂与有机絮凝剂的复配实验中，不同质量浓度的无机絮凝剂分别与同一质量浓度5mg/L的有机絮凝剂进行复配时，随着无机絮凝剂质量浓度的增大，污水处理除油率与去浊率先增大后降低，污水中产生的絮体先逐渐增多后逐渐减少。PAFC的最佳污水处理质量浓度为1000mg/L，除油率为96.66%，去浊率为95.69%；NFH-ID（A剂）的最佳污水处理质量浓度为1200mg/L，除油率为97.74%、去浊率为94.39%，此时水中含油量和浊度值均最低，污水处理效果较好。

将上述筛选出的最佳无机絮凝剂与有机絮凝剂进行复配，其中复配组合为PAFC和CPAM1200，NFH-ID（A 剂）和 NFH-IB（B 剂）；絮凝方法为先加无机絮凝剂以150 r/min高速搅拌1min后，再加入质量浓度为5mg/L有机絮凝剂继续搅拌1min，然后以50 r/min低速搅拌3min，观察实验现象，取其中上层污水测定含油量与浊度，筛选出最佳絮凝剂复配质量浓度，为污水处理提供经济高效的絮凝剂复配配方。实验结果如表4所示。

 

表4 无机絮凝剂质量浓度的确定

  

絮凝剂 加药/（mg·L-1）含油量/（mg·L-1）浊度（NTU）除油率/%去浊率/%PAFC 500 98.9 67.2 90.09 84.11 800 62.5 33.6 93.74 92.06 1000 33.3 18.2 96.66 95.69 1200 46.4 51.5 95.35 87.83 NFH-ID（A剂）500 73.5 93.5 92.63 77.89 1000 65.2 44.2 93.46 89.55 1200 22.54 23.7 97.74 94.39 1500 47.9 36.6 95.20 91.35

当不同质量浓度的有机絮凝剂与同一质量浓度的无机絮凝剂进行复配时，所用污水与絮凝方法同上。此时，无机絮凝剂PAFC的污水处理质量浓度为1000mg/L，NFH-ID（A剂）的污水处理质量浓度为1200mg/L，观察实验现象，实验数据如表5所示。

将数据按照被访者的所在地区进行分类，共得到148条地区层次的数据，包括地级市、县级市和自治县。将地区家庭年均收入进行正态化后按照平均数分为高、低两组，取近邻信任得分前27%划分为高组，后27%划分为低组，共统计了74条地区数据，包括济南、成都等地级市，乐清、恩平等县级市以及黔南苗族罗甸县等自治县，其中低近邻信任组35个地区，高近邻信任组39个地区，低收入组36个地区，高收入组38个地区。以地区家庭年均收入、近邻信任水平为自变量，以地区家庭年均收入与地区家庭年均支出的余额为因变量，以性别、年龄和受教育程度为协变量进行协方差分析。

 

表5 有机絮凝剂浓度的确定

  

絮凝剂 加药/（mg·L-1）含油量/（mg·L-1）浊度（NTU）除油率/%去浊率/%CPAM1200 5 43.45 87.3 95.4 74.9 8 25.25 32.8 97.0 90.6 10 9.94 12.8 99.3 96.3 15 14.45 31.5 98.0 90.9 NFH-IB（B 剂）10 30.87 109.9 97.9 68.5 15 21.42 72.2 98.6 79.3 20 12.84 25.6 99.1 92.7 25 19.48 63.5 98.7 81.8

文化教学的方法与大学英语教学方法密切相关。目前，大学英语教学仍以传统的知识传授法为主，教学方法单一。教师们在进行文化教学时仍然采用了“教师为中心，教师讲授为主”的方法来进行文化教学，注重文化的表层知识的讲解，教学处于文化知识层，未深入到文化理解层，以至于学生只是了解了“是什么”而不知道“为什么”和“怎么做”。学生缺少跨文化体验和实践，这样容易使学生对所传授的文化知识形成思维定势，导致学生对目的语文化了解不透彻，以致在真实的语言和交际环境中产生语用失误而无法有效地实现跨文化交际。

经实验研究，适合三元复合驱采出污水处理用的最佳絮凝剂为无机絮凝剂和有机絮凝剂的复配使用，且无机絮凝剂和有机絮凝剂的最佳污水处理絮凝配方为PAFC（1000mg/L）+CPAM1200（10mg/L）和 NFH-ID（A 剂 1200mg/L）+NFH-IB（B 剂 20mg/L）。

由表中数据分析得，当无机絮凝剂质量浓度一定，有机絮凝剂浓度逐渐增大时，污水处理效果先变好后变差。CPAM1200的最佳污水处理质量浓度为10mg/L，而NFH-IB（B剂）的最佳污水处理质量浓度为20mg/L，此时处理后水中含油量和污水浊度最低。产生这一现状的主要原因，可以由高分子絮凝剂的絮凝机理来解释，高分子絮凝剂絮凝机理为压缩双电层、吸附架桥、卷带网捕等[6]。当絮凝剂浓度较低时，絮凝剂在以上絮凝机理的作用下达到很好的絮凝效果，但当絮凝剂质量浓度较高时，整个体系所带电荷一致，增大了颗粒间的排斥力，多余的高分子絮凝剂吸附于颗粒表面，胶体颗粒间达不到聚结、吸附架桥作用，体系变得相对稳定，因此污水处理效果随着有机絮凝剂质量浓度的增大先变好后变差，絮凝处理存在一个最佳处理质量浓度。

3 结论

（4）三元复合驱采出水污水处理用无机絮凝剂与有机絮凝剂复配配方为：PAFC（1000mg/L）+CPAM1200（10mg/L）和 NFH-ID（A 剂 1200mg/L）+NFH-IB（B 剂 20mg/L）。

（2）有机絮凝剂污水处理用量远低于无机絮凝剂用量，且絮凝效果要优于无机絮凝剂。

据表2中实验数据分析得知：低分子无机絮凝剂 Al2 （SO4）3的污水处理效果要优于 FeCl3；低分子无机絮凝剂在加药浓度高的情况下，除油率与去浊率都较低，污水处理效果较差，处理效果不如高分子絮凝剂。且经实验观察，低分子无机絮凝剂产生絮体零散、细碎、较少、悬浮度较高；高分子无机絮凝剂产生絮团大、多且部分下沉。在质量浓度为800 mg/L的投药量下，PAFC的除油率为89.86%，去浊率为62.88%；NFH-ID（A剂）的除油率为90.00%，去浊率为68.79%，均高于其他无机絮凝剂的除油率和去浊率。所以选定PAFC和NFH-ID（A剂）作为污水处理的无机絮凝剂。

各项治理措施的实施，将有效地减缓降水下冲力，提高地表渗透性，经分析计算，项目实施后增加蓄水能力3.50万m3。

企业的长期发展需要通过员工来实现，员工的积极性能够直接影响企业的发展长久性，所以，企业领导者要积极利用现代信息技术，将企业的激励机制和人力资源管理方面联系起来，加大内部控制建设的人力投资管理，这样，企业能够在人才培养选拔的同时，将员工的综合素质有效提升，通过积极的奖罚制度，帮助员工改善工作状态，从而促进企业的内部环境改善，营造和谐良好的工作气氛。

（1） 低分子无机絮凝剂 Al2（SO4）3的污水处理效果要优于FeCl3；高分子无机絮凝剂污水处理效果优于低分子无机絮凝剂；高分子无机絮凝剂PAFC絮凝效果优于PAC。

参考文献：

取现场陈化污水，测定悬浮物121mg/L，含油量998mg/L，污水浊度为423NTU。烧杯法进行絮凝实验，观察实验过程中的实验现象，30min后测定污水的中上层清液的含油量和浊度，实验数据如表2所示。

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[3]贝歇尔.乳化液理论与实践 [M].北京：科学出版社，1978：42-54.

人类身体的运动属性是与生俱来的能力，体育行为是后天生存活动中的经验与总结。体育既是来源于人类潜在的本能需求，又是人类对身体健康的内在需求，体育搭建起主体寻求强蛮体魄与自由存在的桥梁，在人类本性抒发中完成自身肉体的解放。体育发挥主、客体关联的中介作用来彰显主体的姿态。“在人类的自然需求中，体育运动是一种寻求生存平衡的身体本能”[9]。生命的平衡要求人类内在向度达到精神满足与肉体需求的统一，外在尺度保持实践行为与自然开发的相互和谐。体育运动在人类的顽强精神中彰显躯体的健硕体态，在人类的本能行为中呈现出自然的动物属性，在顺应人类肉身本质的同时获取精神的自由。

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[4]唐琼，张新申，李正山.油田含油废水处理絮凝剂的研究与应用[J]. 化学研究与应用，2002（6）：641-644.

本研究使用的问卷分为两部分：第一，教师基本资料。包括性别、年龄、学历、教龄、职称。第二，乡村教师教育信念问卷。包含5个维度：教育目的、学生、课程、教学、教师角色五个方面的信念，共计27题。问卷中的27题均采用李克特五点计分方式。问卷回收后，采用 SPSS17.0统计软件对调查数据进行统计分析。

[5]张新宇，赵法军，冯思佳，等.杏十三-Ⅱ含聚合物污水絮凝剂用量优化[J]. 精细石油化工，2017，34（3）：53-57.

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