三元复合驱采出污水处理絮凝剂的筛选研究

单秀华

摘 要： 针对三元复合驱采出污水性质特点，采用化学絮凝法对采出污水进行处理，但不同类型的絮凝剂处理效果不同。室内对油田三元复合驱采出污水进行絮凝处理，从污水处理后水中含油量和浊度两方面，分析评价不同类型絮凝剂的污水处理效果。经室内评价表明：高分子无机絮凝剂处理效果优于低分子无机絮凝剂；无机絮凝剂与有机絮凝剂复配使用污水处理效果优于无机或有机絮凝剂单剂。经室内评价实验，优选出三元复合驱采出污水处理的最佳絮凝剂复配配方，达到最优污水处理效果。

关键词： 三元复合驱； 采出污水； 絮凝剂； 含油量； 复配配方

中图分类号： TE 357 文献标志码： A 文章编号： 1671-2153（2018）02-0102-03

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4684.2 mg/L，水质指标如表1所示。

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CPAM 20，CPAM 1000，CPAM 1200，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1 min后低速50 r/min搅拌5 min，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30 min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

取现场陈化污水，测定悬浮物121 mg/L，含油量998 mg/L，污水浊度為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。

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。

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10 mg/L，观察实验现象，测定放置30 min后污水中层清液的含油量和浊度。实验数据如表3所示。

据表3数据分析得，单一有机絮凝剂当投药量为10 mg/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

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1 min后，再加入质量浓度为5 mg/L有机絮凝剂继续搅拌1 min，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。