油田污水处理产生的含油污泥的处理工艺的制作方法_2

文档序号:9856404阅读:来源:国知局
4] 而且,与现有技术中采用阳离子型的聚丙烯酰胺(CPAM)对含油污泥进行调质脱 水处理相比,聚丙烯酰胺絮凝作用,虽然能使油泥离心成型,由于聚丙烯酰胺分子量大,难 以进入粘土层间,调质能力差,不仅起不到回收一定油资源的效果,而且产生的含聚油泥中 水份、油份更难蒸发或去除,处理难度会更大,其工艺过程仅能实现一定程度的减量化。而 本发明中的上述处理工艺中,采用一定量的酸将含油污泥调质成中性或若酸性,通过改变 含油污泥中粘土矿物表面的电荷性,从而压缩粘土双电层,脱除粘土表面的油,因而不仅能 回收一定的油资源,而且使后续氧化降解后的油泥脱水性能更佳。
[0025] 因此,上述对含油污泥进行酸化脱油处理的步骤中所用的酸液为除了硫酸以外的 任何无机酸液均适用于本发明,比如盐酸、硝酸、氢氟酸中的一种或几种。由于硫酸作为无 机酸对含油污泥进行酸化处理时,不仅容易增加油泥中的硫含量,利于助长硫酸盐还原菌 的滋生,还可能因为絮凝剂中含有钙类等重金属增加无机硫酸盐类的沉淀量。在本发明一 种优选的实施例中,上述无机酸为工业用盐酸。
[0026] 在本发明的上述处理工艺中,对含油污泥进行酸化脱油处理的步骤中酸液的用量 只需保证将含油污泥体系调为中性至弱酸性即可。由于一般未脱水油泥的pH值在8~9 之间,在本发明一种优选的实施例中,上述酸液的用量不超过所述含油污泥体积的2%,将 酸液的用量控制在上述范围内,就能使含油污泥呈中性或弱酸性,从而作为电解质改变粘 土矿物表面的电荷性,压缩粘土双电层,从而除去粘土表面的油,有利于后续氧化降解步骤 中氧化剂与聚合物的接触并发生作用,进而更进一步压缩油泥体积。此外,弱酸同时还能溶 蚀油泥中的部分酸溶无机质。所用酸液的体积量也可以适当提高,但也会增加处理的经济 成本。在本发明一种更优选的实施例中,上述酸液的体积为含油污泥体积的1%。
[0027] 在本发明的上述处理工艺中,对去油污泥进行氧化降解处理的步骤中,所使用的 氧化剂为HRS复合解堵剂,其主要有效成分为二氧化氯。二氧化氯能有效降解油泥中的高 分子聚合物和油泥中残余的原油,将油泥中絮体降解,减少固相含量,提高固相密度,有利 于固相沉降。
[0028] 本发明将二氧化氯对高分子聚合物的氧化降解作用放在酸处理之后,是利用酸先 作为调质剂将弱碱性质的含油污泥调成中性或弱酸性,溶蚀部分无机物(不溶蚀硅酸盐颗 粒),通过低浓度酸解吸吸附在粘土上的原油,回收一定油资源,并提高油泥密度,更重要的 是解除聚合物交联、吸附状态,为HRS与聚合物的充分接触创造条件。聚合物降解后,油泥 中自由态水分子有更多的运移空间,有助于油泥固液分离,减少离心脱水能耗。此外酸的附 加作用是溶蚀了油泥中的部分酸溶无机质。这与HRS复合解堵剂在增注过程中的增注原理 不同,在增注过程中,先利用HRS有效地解除聚合物、细菌和硫化亚铁等的堵塞,之后使酸 液(一般为盐酸和氢氟酸混合液)能充分溶蚀裸露出来的砂粒及粘土类矿物,扩大孔隙喉 道空间,有效地解除碳酸盐、硅酸盐类矿物的堵塞,从而达到增产增注的目的。
[0029] 在本发明的处理工艺中,在对去油污泥进行氧化降解处理的步骤中,氧化剂的使 用量可以根据所处理的含油污泥的量进行适当调整。在本发明一种优选的实施例中,所使 用的HRS复合解堵剂质量是待处理的含油污泥质量的0. 5~2 %。将所使用的HRS复合解 堵剂质量控制在上述范围内,使得含油污泥中的高分子聚合物能尽可能彻底地被降解,从 而降低后续离心脱水的难度,便于提高脱水效率。在本发明另一种优选的实施例中,所使用 的固体二氧化氯的质量是待处理的含油污泥质量的2%,二氧化氯的使用量在该范围内,将 高分子聚合物降解的更完全,使脱水效果更好。
[0030] 在本发明的上述处理工艺通过酸化脱油处理已经能够有效地实现对油田污水处 理产生的含油污泥进行减量化处理。为了解决某些乳化较为严重的含油污泥,通常在进行 处理之前或酸化处理的同时加入少量破乳剂,以促进油水分离。在本发明一种优选的实施 方式中,当对含油量大于5%的含油污泥进行酸化脱油处理的过程中,向含油污泥中加入不 超过含油污泥质量的1 %的破乳剂,更优选使用的破乳剂为聚醚型破乳剂PR-1。
[0031] 本发明的上述实施例中,根据通常实验过程中油水分离时所添加的破乳剂的用量 比例来进行限定的,本领域技术人员能够确定上述比例的破乳剂具有促进油水分离的效 果。而利用聚醚型破乳剂PR-1多支链的特点,具有较高的润湿性能和渗透性能,能快速渗 透到油水界面膜上,以促进油水分离,增加收油效率。
[0032] 在酸化脱油处理的过程中同时加入破乳剂PR-1,并且在收集或处理浮于表层的浮 油后,再加入氧化剂。需要注意的是,破乳剂不可与HRS复合解堵剂同时加入,否则破乳剂 会被二氧化氯降解而失效。
[0033] 下面将结合具体实施例来进一步说明本发明的有益效果。
[0034] 首先要说明的是,本发明的下列实施例中所用的酸为质量浓度在31% -36% 1. 180的工业盐酸。所用的HRS复合解堵剂为市售的太原和瑞实业有限公司产品,包括A试 剂、B试剂和添加剂,使用时三者以1 :2 :2的质量比进行配制。
[0035] 实施例1
[0036] 取某新疆油田采油二厂81#站污水沉降罐罐底油泥3份,分别置于编号为①、②、 ③的3个量筒中,该油泥的pH值为7. 5~8. 5,固相含量平均为15. 4%,油泥平均密度 1. 042g/cm3。
[0037] ①号油泥量为102ml ;
[0038] ②号油泥量为100ml ;加入2ml盐酸;
[0039] ③号油泥量均为100ml,加入lml盐酸;
[0040] 对上述3个样品进行pH值检测,检测结果见表1 :
[0041] 表1:
[0042]
[0043]
[0044] 然后再向③号油泥中加入油泥质量2%的HRS复合解堵剂,具体计算方法如下:
[0045] 油泥质量2%的HRS复合解堵剂:100ml X 1. 042g/cm3x 2% = 2. 084g由于试剂 A、试剂B和添加剂以1 :2 :2的质量比进行加入,那么试剂A为2. 084g X 1/5 = 0. 42g,试 剂B 2. 084g X 2/5 = 0. 84g,添加剂2. 084g X 2/5 = 0. 84g,由于添加剂的浓度接近1,因 此以lg/cm3进行计算,得到0. 84ml的体积;
[0046] 然后,观察三者在相同时间内油泥的沉降比。实验结果如表2所示:
[0047] 表 2 :
[0048]

[0049] -由表2可知,样品②经酸或样品③经酸、HRS处理的油泥体积减小,同时可解吸2ml 原油,按油泥质量计约为1. 6% ;经酸和HRS处理的油泥沉降性能最好,静置沉降lh可析出 水体积31ml,静置沉降1. 5h可析出水体积39ml。
[0050] 实验过程中发现③颜色最浅,液相体积最大,固相颗粒密实,说明调质剂HCL、HRS 能有效改善油泥的沉降脱水性能。随着时间的增加,样品②、③号油泥的液相体积不断增 加,尤其是③号油泥液相体积增加明显,而①号自然沉降性能在该时间内变化不大。
[0051] 实验过程中②、③均有气体冒出,说明调质剂HCL、HRS都溶蚀油泥中无机物,减少 了泥的体积,②、③由原始l〇2ml的体积分别减少至98ml、95ml,减量化明显。从表观上看, ② 、③号样品中油、水、泥三相分层明显,同时③号油泥颜色被还原为原有的粘土颜色,同时 ③ 号固相中已没有油状物,仅为泥砂等物质,不再具有黏糊性。这对于使用板框压滤机脱水 而言,可以避免油泥直接压滤导致滤布网眼黏糊,而人工清理需要费时的清理滤布上的油 泥渣等缺点。
[0052] ②号油泥由于较为疏松,轻击量筒壁油泥会飘至已沉降出的清水中;而③号油泥 由于聚合物的已完全降解,在盐酸和二氧化氯的协同作用下,即使较大力度叩击管壁,泥状 物质不会飘起。说明聚合物的存在使使油泥变得疏松,降解聚合物有利于固相密度增大。此 外随着放置时间的增加,③号固相中气体会逐步溢出,其固相体积会进一步减少。
[0053] 对上述三个样品沉降lh和1. 5h后的液体和固体的体积比进行计算,得到下表3 所示结果。
[0054] 表 3 :
[0055]
[0056] 由表3可看出,经酸和HRS处理过的③号样品油泥的液、固相体积比由7. 3%提升 至69. 6%,极大地提高了油泥的沉降性能。
[0057] 为了确定HRS的优选用量,发明人在酸用量1 %不变,分别置于编号为③-1、③-2、 ③-3的3个量筒中加入油泥质量0. 5%、2%、4%的HRS复合解堵剂,HRS复合解堵剂
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