• 联系我们

地址:石家庄市友谊北大街490号5号楼3层

联系人:李丙虎

手    机:15930180127

          15032691453

电    话:0311-87731993

电    话:0311-87731993

邮    箱:gyhb@gysb.com

网    址:www.zwxxdq.com

您当前所在的位置:首页 >> 技术应用内容
油田驱采污水处理
浏览次数:1141    发表时间:2013-3-18

1试验装置及方法

1.1试验装置

超滤膜为5-HFP-276-PVI型管式超滤膜,共4根,两两串联后再并联,单根管长为152.4am,直径为2.54em,有效面积为0.10m2,其材质为PVDF,截留分子质量为120ku,经处理后使其表面带负电荷,因而具有抗油污染的性能。

电渗析所用离子交换膜为3361和3362型异相阴阳离子交换膜,共60对,按两极4段安装,膜的有效面积为770am2,阳膜面电阻<12Q•am2,阴膜面电阻<15Q•am2,阴阳极都为钛涂钌电极。

1.2工艺流程

试验地点为大庆采油二厂聚南八污水站(采用自然沉降、混凝、两次压力过滤工艺),其出水先进入超滤膜进行预处理,然后进入电渗析装置。调节电渗析的电压分别为5、10、15、20、25、30V,固定浓水和极水流量均为50L/h,调节淡水流量为100、150、200、250、300I/h进行脱盐试验。具体工艺流程见图1。

1.3试验材料及检测方法

油:荧光光度法;聚合物:分光光度法;悬浮物:质量法;阳离子分析采用原子吸收法;阴离子分析采用滴定法。

试验所用聚合物为部分水解聚丙烯酰胺(HPAM),其分子质量为1.2×10711,水解度为25%~30%;所配制聚合物溶液的粘度及抗剪切性用粘度计测定。

1.4原水水质

污水站出水水质见表1。

2结果与讨论

2.1超滤效果

超滤几乎可去除所有的原油和悬浮物及绝大部分的聚合物(见表2),其出水水质满足电渗析的进水水质要求。

2.2电渗析降低矿化度的效果

2.2.1电压和淡水产量对处理效果的影响不同电压和淡水流量下,电渗析降低矿化度的效果(用脱盐率表示)如图2所示。

由图2可知,当淡水产量固定时,脱盐率随电压的提高而逐渐增加,最高脱盐率可达95%以上;在相同的电压下,产量越大则脱盐率越低;如要达到相同的脱盐率,则产量大时所需电压高。

综上所述,电渗析可有效降低含聚合物污水的矿化度,并且可通过调整电压或淡水产量来获得不同矿化度的出水。

2.2.2回用作配液用水时的脱盐率要求利用电渗析出水配制1000mg/L的聚合物溶液,测定其粘度并与用清水配制的作比较,结果见表3。

由表3可知,用含聚合物污水配制的聚合物溶液的粘度不到清水的-半,而用脱盐率为80%水样配制的聚合物溶液粘度已大于用清水配制的聚合物溶液粘度,因此在现场试验时,将含聚合物污水矿化度降低到848mg/L(相应的电导率为950I_LS/cm)作为控制指标值。由于电导率的测定比较容易,所以以电导率作为控制指标。

2.2.3淡水产量和能耗的关系

结果表明,在淡水产量为200I/h时能耗最低[只有0.65(kW•h)/m3],因此选定淡水产量为200L/h。由于浓水流量为50L/h,而极水可以循环回用作电渗析进水,所以淡水的产率为80%。含聚合物污水达到80%脱盐率时直流变压器及进水泵的能耗为0.15(kW•h)/m3,所以电渗析部分的能耗为0.8(kW•h)/m3。

2.3配液的性能评价

2.3.1粘度

试验结果表明,在相同的聚合物浓度下,低矿化度处理出水的配液粘度大于清水,而清水的配液粘度又远大于含聚合物污水的配液粘度,即含聚合物污水经处理后其配液性能大大提高;当达到同-粘度时,由低矿化度处理出水配制的聚合物溶液浓度最低,清水次之,含聚合物污水的最大。所以在满足现场驱油的配液粘度时,采用低矿化度处理出水配制可节省聚合物用量。

2.3.2抗剪切性能

分别用清水、含聚合物污水和处理出水配制浓度为1000mg/L的聚合物溶液,然后测其粘度随剪切速率的变化。结果表明,由处理出水配制溶液的抗剪切性优于清水的,满足驱油要求;而直接用含聚合物污水配制溶液的抗剪切性能远低于清水,不能满足现场要求。

2.3.3处理前后离子组成的变化

试验结果表明,含聚合物污水经超滤预处理及电渗析脱盐后,其矿化度降低了约80%,配液的性能大大改善。尽管处理出水的矿化度仍远高于清水(388.47mg/L),但配液效果却好于清水。这是因为经处理后其Ca2+、M92+含量分别降至0.8mg/L和0.3mg/L,大大低于清水中的ca2+、M92+含量。

根据王宝江的研究结果,在低矿化度的情况下,Ca2+、M92+对聚合物粘度的影响占主要地位,而随着矿化度的增加则Ca2+、M92+对聚合物粘度的影响越来越小,在矿化度达到3500m∥L以上时,影响聚合物粘度的主要因素是矿化度总值,而不是Ca2+、M92+含量。含聚合物污水的矿化度高达4467.60mg/L,所以配液效果很差,而处理出水的矿化度值虽比清水的高,但Ca¨、M92+含量很低,所以配液粘度和抗剪切性能都优于清水。

3经济评价

按300m3/d的处理规模进行经济评价。

①设备费
电渗析:27.24万元;超滤膜:40.86万元。设备折旧按10年计,则折旧费为0.63形m。
②运行费用
制水电耗:电渗析为0.8(kW•h)/m3淡水,超滤为0.93(kW•h)/m3淡水,如电价以(kW•h)计,则电费为0.77形m3淡水。药剂清洗费用:电渗析为0.021形滤为0.044G/m3淡水,总计为0.065元/m3淡水。
③设备维护费
主要是膜更换费,其中离子交换膜按电渗析设备造价的8%计算,则维护费用为0.2超滤膜按主体设备造价的7%计算,则维护费用为0.26形m3淡水。总维护费为0.46元/ m3。综上所述,制水成本为1.93:TV./m3淡水,低于购买清水的费用(2.00形m3),同时减放量。具体参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。

4结论

①超滤和电渗析的组合使用可以把含聚合物污水处理为配液用水,其中超滤能有效去除含聚合物污水中的油、悬浮物和聚合物等,保证了电渗析的良好脱盐性能;电渗析能有效去除各种离子,改善了含聚合物污水的配液性能。
②电渗析的运行参数:脱盐率为80%,出水电导率为950斗S/cm,淡水产率为80%,此时的能耗为0.8(kW•h)/m3。
③处理出水的矿化度比清水高许多,但Ca2+、M92+含量显著低于清水,所以其配液粘度及抗剪切性能都超过了清水,可代替清水配制聚合物溶液进行驱油。
④生产低矿化度出水的成本为1.93G/m3,低于现场购买清水的费用。
⑤超滤部分的投资及运行、维护费较高,因而寻求-种既能满足电渗析进水水质要求又非常廉价的预处理设备,或者开发抗污染的离子交换膜,是降低处理成本的关键,也是进-步的研究方向。

河北冠宇环保设备股份有限公司   地址:石家庄市友谊北大街486号5号楼3层    网址:www.zwxxdq.com
电话:0311-87731993 传真:0311-87761669 手机:15930180127

百度友情链接: