油田污水處理

第五章油田污水處理第一節(jié)油田污水的水質(zhì)

一、油田污水的特點

1．污水中含油污水中含油的存在形式：⑴懸浮油：直徑通常大于100μm；60%～80%；⑵分散油：直徑通常在10～100μm之間；10%～30%；⑶乳化油：0.1～10μm；10%；⑷溶解油：其直徑小于0.1μm。污水含油危害⒈污水中含油，一方面能使濾罐中的濾料粘結(jié)失效；⒉另一方面，含油量較大的污水回注地層后，會形成乳化段塞，堵塞油層孔隙，降低油層的吸水能力，影響油井產(chǎn)量；⒊另外，污水中的含油還會吸附污水處理過程中加入的化學藥劑，使其失效，影響污水處理效果。2．污水中含有多種離子離子在一定條件下相互結(jié)合形成化合物，或懸浮在水中，會使水變渾濁；或沉積在管壁上，引起管壁結(jié)垢。3.污水中含有多種氣體4．污水中含有多種懸浮固體泥沙：0.05～4μm的粘土、4～60μm的粉砂和大于60μm的細砂；各種腐蝕產(chǎn)物及垢：Fe2O3、CaO、MgO、FeS、CaSO4、CaCO3等；細菌：硫酸鹽還原菌（SRB）5～10μm，腐生菌（TGB）10～30μm；有機物：膠質(zhì)、瀝青質(zhì)類和石蠟等重質(zhì)油類。膠體:粒徑為1×10-3～lμm，主要由泥砂、腐蝕結(jié)垢產(chǎn)物和微細有機物構(gòu)成的混合物。這些懸浮固體懸浮在水中，會使水變渾濁；附著在管壁上，會形成沉淀，引起管壁腐蝕；回注油層，會使孔隙堵塞，影響油井產(chǎn)量。5．污水中含有多種工業(yè)細菌污水中常見的工業(yè)細菌有硫酸鹽還原菌和鐵細菌等。硫酸鹽還原菌能把SO42-離子中S還原成S2-離子，進而生成H2S；鐵細菌在繁殖過程中，會在管壁上形成菌苔，進而生成Fe(OH)3沉淀。這些細菌產(chǎn)物，都會加速金屬設備的腐蝕。二、油田污水的水質(zhì)標準1．濾膜系數(shù)濾膜系數(shù)是指在單位時間內(nèi)、單位壓差下通過規(guī)定孔隙的濾膜（0.45μm）所流出的水量。濾膜系數(shù)越大，污水的水質(zhì)越好。含油污水質(zhì)量標準規(guī)定，處理后污水的濾膜系數(shù)大于15。2．腐蝕率腐蝕率是指金屬在污水中被腐蝕的速度，其單位是mm/a。腐蝕率越小，污水水質(zhì)越好。腐蝕率可通過掛片腐蝕、試棒失重等方法測定。含油污水質(zhì)量標準規(guī)定，處理后污水的腐蝕率小于0.125mm/a。3．結(jié)垢率結(jié)垢率是指管壁的結(jié)垢速度，其單位是mm/a。結(jié)垢率很難直接測定，通常是通過測定沿程管道中結(jié)垢離子數(shù)的變化情況來兼接確定管壁的結(jié)垢率。沿程管道中的結(jié)垢離子數(shù)變化量越少，管壁的結(jié)垢率就越低。含油污水質(zhì)量標準規(guī)定，處理后污水的結(jié)垢率不超過0.5mm/a。4．含油量含油量是指單位體積的污水中含有原油的質(zhì)量，其單位是mg/L。含油污水質(zhì)量標準規(guī)定，處理后污水的含油量不超過30mg/L。5．懸浮物含量懸浮物含量是指單位體積的污水中含有難溶性固體的質(zhì)量，其單位是mg/L。含油污水質(zhì)量標準規(guī)定，處理后污水的懸浮物含量不超過5mg/L。6．細菌含量細菌含量是指單位體積污水中總工業(yè)細菌的數(shù)量，其單位是個/mL。含油污水質(zhì)量標準規(guī)定，處理后污水的工業(yè)細菌含量不大于10000個/mL。其中，硫酸鹽還原菌含量不大于100個/mL。7．溶解氧含量溶解氧含量是指溶解于單位體積污水中O2的質(zhì)量，其單位是mg/L。含油污水質(zhì)量標準規(guī)定，處理后礦化度低于5g/L的污水中溶解氧含量小于0.5mg/L；礦化度高于5g/L的污水中溶解氧含量小于0.05mg/L。8．硫化物含量硫化物含量是指單位體積污水中含有硫化物的質(zhì)量，其單位是mg/L。含油污水質(zhì)量標準規(guī)定，處理后污水的硫化物含量應小于10mg/L。9．鐵含量鐵含量是指單位體積污水中含有鐵的質(zhì)量，其單位是mg/L。鐵含量是衡量污水腐蝕程度的重要指標之一。污水中的鐵通常以Fe3＋或Fe2＋的離子形式存在，也可能作為沉淀出來的鐵化合物懸浮在水中。含油污水質(zhì)量標準規(guī)定，處理后污水的鐵含量不超過0.5mg/L。三、油田污水的水質(zhì)分析1．pH值的測定pH值是表示污水酸堿度的指標，其數(shù)值大小與污水中〔H+〕濃度的關系是：pH＝（5－1）通常采用試紙法、比色法、pH計法等方法進行含油污水pH值的測定，其數(shù)值大多在5～8之間。2．CO2含量的測定含油污水中CO2氣體含量的測定，是利用溶于水中的CO2與強堿溶液反應生成碳酸氫鹽的特性，用滴定法進行的，其操作方法是：①用移液管吸取100mL的水樣，沿瓶壁注入250mL三角瓶中,滴入幾滴酚酞溶液；②將濃度為0.02mol/L的一定量的標準氫氧化鈉溶液快速滴入三角瓶中，塞住瓶口，搖勻，觀察顏色變化；③重復上述操作，直到滴定到溶液呈粉紅色，且5min內(nèi)不褪色為止；④記錄滴定所用標準氫氧化鈉溶液的體積，按式（5－2）計算CO2的含量：

（5－2）3．Cl-含量的測定含油污水中Cl-含量的測定，是利用Cl-和Ag+結(jié)合，可以生成難溶的AgCl沉淀，且Ag2CrO4的溶解度大于AgCl，在指示劑K2CrO4存在時，向溶液中滴入AgNO3溶液，首先生成AgCl沉淀，至Cl-反應完全后，才開始出現(xiàn)紅色的Ag2CrO4沉淀等特性進行的，其操作方法是：4．硬度的測定污水硬度的測定，是利用Ca2＋、Mg2＋等離子在pH值為10的緩沖溶液中能與有機化合物乙二胺四乙酸（簡稱EDTA）溶液絡合的特性進行的，其操作方法是：①用量筒量取100mL水樣，放入250mL錐形瓶中；②向錐形瓶中加入5mLpH值為10的氨溶液，并滴入少許濃度為0.5%的鉻黑T指示劑；③在不斷搖動的條件下，用濃度為0.01mol/L的標準EDTA溶液滴定至試樣由紅變藍為止；④記錄滴定所用標準EDTA溶液的體積，按式（5－4）計算污水的硬度：

（5－4）5．SO42-含量的測定污水中SO42-含量的測定，常根據(jù)SO42-與Ba2+結(jié)合生成難溶性沉淀的特性，利用滴定法進行，其操作方法是：①取適量的水樣放入燒杯中，在不斷搖動的同時，慢慢向燒杯中加入濃度為2mol/L的HCl溶液，至果紅色試紙剛變藍為止；②加熱試樣至微沸，保持數(shù)分鐘,除去試樣中的CO2；③待試樣冷卻后，加入5mLpH值為10的氨溶液，滴入少許濃度為0.5%的鉻黑T指示劑；用濃度為0.01mol/L的標準EDTA溶液滴定至試樣呈純藍色，將滴定所需的EDTA溶液體積記為V1；④取與①體積相同的試樣，重復步聚①、②的操作；⑤向熱溶液中加入濃度為0.025mol/L的足量的BaCl2溶液，將所加BaCl2溶液的體積記為V2；⑥將試樣靜置冷卻至室溫，使反應生成的BaSO4完全沉淀；⑦用長徑漏斗過濾沉淀，并將過濾出的沉淀用熱水洗滌三次后棄掉，濾液及洗滌液收集于另一錐形瓶中；⑧向錐形瓶中加入pH值為10的氨溶液5ml，滴入少許濃度為0.5%的鉻黑T指示劑，用濃度為0.01mol/L的標準EDTA溶液滴定至試樣呈純藍色，將滴定所需的EDTA溶液體積記為V3。⑨按式（5－5）計算SO42-的含量：6．溶解氧含量的測定污水中溶解氧含量的測定，是利用在堿性介質(zhì)中，溶于水中的氧能氧化Mn(OH)2生成水合二氧化錳（MnO2·XH2O）的特性，在KI存在的條件下，酸化MnO2·XH2O，定量的將I－氧化為I2進行的，其操作方法是：7．硫化物含量的測定水中的硫化物包括H2S、HS-、S2-等，當含量大于20mg/L時，一般用碘量法測定；含量小于20mg/L時，常用比色法測定。（1）碘量法碘量法測定污水中的硫化物的含量，是先向含硫的污水中加入足量的醋酸鋅溶液，生成ZnS沉淀；再將ZnS沉淀過濾出來，溶于HCl中，生成H2S；H2S與碘液作用，析出單質(zhì)硫。（2）比色法比色法測定污水中硫化物的含量，是基于S2-離子在FeCl3存在的條件下，能與對二甲氨基苯氨作用生成亞甲基藍，其藍色深度與S2-含量成正比的原理進行的，其操作方法是：8．鐵離子的含量測定污水中鐵離子的測定，是利用二價鐵離子與鄰二氮菲結(jié)合能形成橙紅色物質(zhì)的特性進行的，測定三價鐵離子或鐵單質(zhì)時，需先將其還原為二價鐵離子，其操作方法是：9．含油量的測定污水中的含油可用萃取法測定，其操作方法是：①取100mL水樣，放入分液漏斗中；向漏斗中加入0.5mL的濃H2SO4，搖勻后，再加入20mL的石油醚，搖勻后，靜置5min后，分離萃取液；②將石油醚萃取物放于40～50℃的水浴上加熱，將石油醚全部蒸發(fā)，所得殘留物即為水樣中所含的原油，以此原油配置含油濃度為0.5mg/mL的標準石油醚溶液；③用微量移液管分取上述標準石油醚溶液0.5mL、1.0mL、1.5mL、2.0mL、2.5mL分別置于50mL的容量瓶中，用石油醚稀釋至相同刻度，在4.3×10-7m的波長下測定各自的吸光度,以含油量高橫坐標，吸光度為縱坐標繪制標準曲線；④重復步驟①的操作后，將分液漏斗底部的水放入另一分液漏斗中，加入20mL石油醚，搖勻，靜置5min后，將漏斗中的水層放掉；⑤將兩次獲得的萃取液混合，若有混濁，加入飽和氯化鈉溶液洗滌；⑥將洗滌后的萃取液置于50mL