油田污水處理課件

1、第15章油田污水處理第三篇 集輸化學(xué)第1頁，共51頁。 污水：從油井產(chǎn)液中脫出的水。 處理原因：污水含有固體懸浮物、原油，并有 腐蝕、結(jié)垢和細菌繁殖等問題。 處理的目的：除油除油劑 除氧除氧劑 除固體懸浮物絮凝劑 防垢防垢劑 緩蝕緩蝕劑 殺菌殺菌劑第2頁，共51頁。 第一節(jié)污水的除油第3頁，共51頁。 污水中的油是以油珠的形式存在于水中，油珠帶負電。 第1節(jié) 污水的除油 第4頁，共51頁。除油劑 （1）陽離子型聚合物：中和油珠表面負電性和橋接油珠的作用。第1節(jié) 污水的除油 第5頁，共51頁。除油劑 （2）有分支結(jié)構(gòu)的表面活性劑 ：可取代油珠表面原有的吸附膜，使吸附膜保護作用大大削弱。第1節(jié) 污

2、水的除油 第6頁，共51頁。 第二節(jié)污水的除氧第7頁，共51頁。 水中的溶解氧的危害： （1）增加金屬的腐蝕 （2）使溶于水中的化學(xué)劑（如聚丙烯酰胺）氧化變質(zhì)（如降解減粘）。 除氧方法： 加熱、氣提、抽真空、除氧劑。 除氧劑：能除去水中溶解氧的化學(xué)劑。(還原劑)第2節(jié) 污水的除氧第8頁，共51頁。除氧劑 （1）亞硫酸鹽：亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽、硫代硫酸鹽和低亞硫酸鹽（連二亞硫酸鹽）。第2節(jié) 污水的除氧第9頁，共51頁。除氧劑 （2）甲醛： 2CH2O + O22HCOOH （3）聯(lián)氨 (高溫除氧) ：（4）硫脲 ：第2節(jié) 污水的除氧第10頁，共51頁。除氧劑 （5）異抗壞血酸：第2節(jié) 污水的除氧

3、第11頁，共51頁。 第三節(jié)污水中固體懸浮物的絮凝第12頁，共51頁。固體懸浮物主要為粘土顆粒，其特點是表面帶負電。 絮凝劑：能使水中固體懸浮物形成絮凝物而下沉的物質(zhì)。絮凝劑的作用能中和固體懸浮物表面的負電性 使失去電性的固體懸浮物迅速聚結(jié)、下沉 混凝劑 助凝劑 第3節(jié) 污水中固體懸浮物的絮凝 第13頁，共51頁?；炷齽?主要用無機陽離子型聚合物: a 羥基鋁、羥基鐵和羥基鋯 在水中解離，給出多核羥橋絡(luò)離子，中和固體懸浮物表面的負電性。 b 三氯化鋁、硫酸鋁、鋁酸鈉、鉀明礬、銨明礬、三氯化鐵、氧氯化鋯 通過水解、絡(luò)合、羥橋作用，形成多核羥橋絡(luò)離子。 第3節(jié) 污水中固體懸浮物的絮凝 第14頁，

4、共51頁。(2)助凝劑： 常用助凝劑（水溶性聚合物）：聚丙烯酰胺、部分水解聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚乙烯醇、羧甲基淀粉、羥乙基淀粉、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、瓜爾膠、羧甲基瓜爾膠、羥丙基瓜爾膠、褐藻膠、黃胞膠等。褐藻膠、黃胞膠等。有機陽離子型聚合物兼有混凝劑和助凝劑的作用。第3節(jié) 污水中固體懸浮物的絮凝 第15頁，共51頁。聚丙烯酰胺、部分水解聚丙烯酰胺、聚乙二醇、 注意： （1）混凝劑和助凝劑都有一個最佳濃度； （2）加入順序，即要先加入混凝劑，再加入助凝劑。 第3節(jié) 污水中固體懸浮物的絮凝 第16頁，共51頁。 第四節(jié)污水的除垢第17頁，共51頁。垢：在一定條件下從水中析出的溶解度很小的無

5、機物質(zhì)。常見垢：碳酸鈣垢、硫酸鈣垢、硫酸鍶垢和硫酸鋇垢。 結(jié)垢：垢在管線表面、設(shè)備表面或地層表面的沉積。 防垢劑：防止或延緩水中成垢離子的成垢沉積。第4節(jié) 污水的除垢 第18頁，共51頁。防垢劑 （1）縮聚磷酸鹽： 鏈狀縮聚磷酸鹽和環(huán)狀縮聚磷酸鹽。 注意： 縮聚磷酸鹽使用溫度：50 第4節(jié) 污水的除垢 第19頁，共51頁。防垢劑 （2）膦酸鹽制備:由多氨基化合物與甲醛和亞磷酸反應(yīng)，再用堿中和生成。第4節(jié) 污水的除垢 第20頁，共51頁。防垢劑 （2）膦酸鹽 特點： （1）用量低：質(zhì)量濃度一般在0.130 mgL-1。 （2）熱穩(wěn)定性好：如EDTMP與HEDP可分別 用到200和250。 第4節(jié)

6、 污水的除垢 第21頁，共51頁。防垢劑 （3）氨基多羧酸鹽 制備:由多氨基化合物與氯乙酸在堿性條件下反應(yīng)生成。熱穩(wěn)定性 較好 第4節(jié) 污水的除垢 第22頁，共51頁。防垢劑 （4）表面活性劑特點：熱穩(wěn)定性有差異第4節(jié) 污水的除垢 第23頁，共51頁。防垢劑 （4）表面活性劑 式中，R為C12C18；R為C8C14；n為210；M為Na、K、NH4。 在防垢用的表面活性劑中，磺酸鹽、羧酸鹽等類型表面活性劑的熱穩(wěn)定性明顯優(yōu)于硫酸酸酯鹽型表面活性劑的穩(wěn)定性。 第4節(jié) 污水的除垢 第24頁，共51頁。防垢劑 （5）聚合物 結(jié)構(gòu)特點：低相對分子質(zhì)量（小于5104）的帶羧基鏈節(jié)的均聚物和共聚物。 使用特

7、點：用量低、熱穩(wěn)定性較好，如聚丙烯酸鹽（PAA）可用到120，而聚順丁烯二酸鹽（PMA）可用到180。 第4節(jié) 污水的除垢 第25頁，共51頁。四、污水的防垢防垢劑 （5）聚合物第26頁，共51頁。四、污水的防垢防垢劑 （5）聚合物第27頁，共51頁。防垢劑-防垢劑的作用機理 1. 晶格畸變機理：防垢劑吸附 2. 靜電排斥機理：防垢劑吸附 3.反應(yīng)+絡(luò)合（螯合）機理：防垢劑水解 第4節(jié) 污水的除垢 第28頁，共51頁。防垢劑-防垢劑的作用機理 第4節(jié) 污水的除垢 第29頁，共51頁。防垢劑-防垢劑的作用機理 第4節(jié) 污水的除垢 第30頁，共51頁。 第五節(jié)污水的緩蝕第31頁，共51頁。污水緩蝕

8、主要用中性介質(zhì)緩蝕劑。 （1）氧化膜型緩蝕劑機理：通過氧化產(chǎn)生致密的保護膜而起緩蝕作用的。 保護膜極易促進金屬的陽極鈍化，所以也叫鈍化膜型緩蝕劑。常用緩蝕劑：重鉻酸鹽 、鉬酸鹽、亞硝酸鹽、鎢酸 鹽、釩酸鹽、硒酸鹽、銻酸鹽、乙酸鹽、苯甲酸鹽、甲基苯甲酸鹽、水楊酸鹽 第5節(jié) 污水的緩蝕 第32頁，共51頁。（1）氧化膜型緩蝕劑如重鉻酸鹽通過氧化反應(yīng)產(chǎn)生Cr2O3 、 Fe2O3：氧化物在鋼鐵表面形成鐵氧化鐵-鉻氧化物鈍化膜。 第5節(jié) 污水的緩蝕 第33頁，共51頁。（2）沉淀膜型緩蝕劑 機理：通過在腐蝕電池的陽極和陰極表面上形成沉淀膜而起緩蝕作用。陽極表面，如硅酸鈉陰極表面，如硫酸鋅Zn2+ +

9、2OH- Zn(OH)2第5節(jié) 污水的緩蝕 第34頁，共51頁。（2）沉淀膜型緩蝕劑 可用的緩蝕劑：硅酸鈉、硫酸鋅、氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸二氫鈉、 磷酸氫二鈉、磷酸三鈉、六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、 葡萄糖酸鈉、次氨基三亞甲基膦酸鈉(ATMP)、 乙二胺四亞甲基膦酸鈉(EDTMP)、羥乙基二膦酸鈉 （HEDP）等。 第5節(jié) 污水的緩蝕 第35頁，共51頁。（2）沉淀膜型緩蝕劑 第5節(jié) 污水的緩蝕 第36頁，共51頁。（3）吸附膜型緩蝕劑 機理：通過在腐蝕電池陽極和陰極表面上形成吸附膜。 可用的緩蝕劑： 含氮、氧元素的有機化合物或表面活性劑 除氧劑、殺菌劑的緩蝕作用 注意：污水緩蝕劑通常是復(fù)配使用。

10、第5節(jié) 污水的緩蝕 第37頁，共51頁。（3）吸附膜型緩蝕劑 常見緩蝕劑第5節(jié) 污水的緩蝕 第38頁，共51頁。 第六節(jié)污水的殺菌第39頁，共51頁。污水中的細菌： （1）硫酸鹽還原菌（SRB） （2）鐵細菌（IB） （3）腐生菌（TGB） 第6節(jié) 污水的殺菌 第40頁，共51頁。殺菌劑：少量加入就能殺死細菌的物質(zhì)。 防止地層堵塞防止化學(xué)劑變質(zhì)防止由細菌引起的金屬腐蝕目的 要求：高效、廣譜、低毒、穩(wěn)定、無臭、無刺激性、能與其他化學(xué)劑配伍、成本低、來源廣、使用方便等。 第6節(jié) 污水的殺菌 第41頁，共51頁。殺菌劑分類：非氧化型殺菌劑氧化型殺菌劑殺菌劑分類滲透型殺菌劑吸附型殺菌劑 第6節(jié) 污水的

11、殺菌 第42頁，共51頁。1氧化型殺菌劑 常用殺菌劑： Cl2（氯氣）、HClO2 (亞氯酸)第6節(jié) 污水的殺菌 第43頁，共51頁。1氧化型殺菌劑 第6節(jié) 污水的殺菌 第44頁，共51頁。1氧化型殺菌劑 第6節(jié) 污水的殺菌 第45頁，共51頁。2非氧化型殺菌劑(1) 吸附型殺菌劑 機理：通過吸附在細菌表面（細菌表面通常帶負電），影響細菌正常的新陳代謝而起殺菌作用。 殺菌劑的結(jié)構(gòu)特點：（1）帶正電；（2）含（多個）季銨氮；（3）表面活性劑。第6節(jié) 污水的殺菌 第46頁，共51頁。2非氧化型殺菌劑(1) 吸附型殺菌劑第6節(jié) 污水的殺菌 第47頁，共51頁。2非氧化型殺菌劑(1)滲透型殺菌劑 機理：滲透入細菌的細胞質(zhì)中，破壞菌體內(nèi)的生物