隨著石油資源的不斷匱乏， 為了有效提高石油采收率， 我國(guó)部分油田相繼進(jìn)入三次采油階段，其中三元復(fù)合驅(qū)采技術(shù)是典型的化學(xué)驅(qū)采工藝。復(fù)合三次采油的采出水中同時(shí)含有驅(qū)油劑、油和懸浮物。通常驅(qū)油劑含有聚合物、表面活性劑和堿等成分， 因而三次采油采出水不僅成分復(fù)雜，而且具有粘度高和乳化穩(wěn)定性強(qiáng)的特征。混凝法作為處理該類廢水的主要方法， 處理劑的制備與選擇是影響處理效果的關(guān)鍵因素。本文以電廠粉煤灰為主要原料研制了一種新型復(fù)合無(wú)機(jī)高分子混凝劑PAFS。用于三次采油廢水的混凝水處理，實(shí)驗(yàn)了其混凝性能， 并取得了良好的工藝條件。結(jié)果表明， PAFS 是一種性能優(yōu)良的混凝劑， 其效果明顯優(yōu)于聚合氯化鋁（ PAC） 和聚合硫酸鐵（ PFS） 。 

　　1 實(shí)驗(yàn)部分 

　　1. 1 實(shí)驗(yàn)儀器及材料

　DBJ- 621 定時(shí)變速攪拌器； 美國(guó)GJ- 1 型高速攪拌機(jī)； SPS- 1 型酸度計(jì)； YZD- 1A 型光電濁度儀。

 　　聚合氯化鋁（ PAC） 和聚合硫酸鐵（ PFS） 為工業(yè)級(jí)； 其它試劑為分析純。

 　　實(shí)驗(yàn)用粉煤灰取自濟(jì)南黃臺(tái)電廠， 其主要化學(xué)組成： SiO2 56. 8% ， Al2O3 28. 6%， Fe2O3 7. 3%，CaO 2. 1%， MgO 1. 8% ， 燒失量3. 1% 。 

　　現(xiàn)場(chǎng)三采廢水水樣取自勝利油田孤島采油場(chǎng)孤二聯(lián)， 該水樣粘度1. 6mPa#s， 濁度561. 6 （ NTU ） ，含油量1270 mg#L- 1， 水解聚丙烯酰胺HPAM126.3mg#L- 1， pH= 8. 3。 

　　1. 2 實(shí)驗(yàn)方法

　300mL 水樣于500mL 燒杯中， 加入一定量混凝劑， 快速攪拌（ 150r/ min） 3min， 慢速攪拌（ 60r/min） 5min， 靜止沉放15min， 液面下5cm 處取清液分析測(cè)試。

 　　聚合物采油污水處理的主要對(duì)象是油含量和懸浮固體（ SS） ， 同時(shí)為了降低污水的粘度， 以利于后續(xù)分離處理， 水解聚丙烯酰胺HPAM 也是一項(xiàng)主要的去除內(nèi)容。

 　　油的含量以重量法（ 油含量> 20mg/ L） 或紫外分光光度法（ 油含量< 20mg/ L） 測(cè)定；HPAM 含量采用醋酸- 次氯酸鈉沉淀濁度法，即比濁法測(cè)定；

 1. 3 復(fù)合混凝劑

 PAFS 的制備干燥后的粉煤灰過(guò)38Lm（ 400 目） 篩。取適量該粉煤灰， 溶于適當(dāng)濃度一定量的H2SO4 和HCl 混合酸中， 95 e 下強(qiáng)烈攪拌3h， 保溫緩慢攪拌2h， 得無(wú)機(jī)復(fù)合混凝劑PAFS。該產(chǎn)品為暗灰色粘稠液體，

 1 不同pH 值下PAFS 的混凝效果

 由于受注水性質(zhì)和地層差異的影響， 三次采油廢水的pH 值常常波動(dòng)， 因而， 首先考察了在不同pH 值下PAFS 對(duì)三次采油工業(yè)廢水的處理效果。

 三次采油為聚合物驅(qū)油或聚合物堿驅(qū)， 因而， 該類廢水一般呈中性到堿性。固定PAFS 投加量為100mg#L- 1（ 以非水成分計(jì)量） ， 調(diào)節(jié)廢水的pH 值， 進(jìn)行混凝處理， 實(shí)驗(yàn)結(jié)果列于表1。

由表1 可以看出， PAFS 對(duì)廢水pH 值的適應(yīng)能力較強(qiáng)， 在pH 值7. 2~ 10. 1 范圍內(nèi)， PAFS 對(duì)廢水中污染物的混凝去除能力基本相同； 但pH 值太高，處理效果降低。 

　　2 PAFS 投加量對(duì)廢水混凝處理效果的影響

 　　在廢水pH= 8. 3 下， 實(shí)驗(yàn)測(cè)定了PAFS 投加量與水中殘留物、廢水濁度的關(guān)系。從圖1 可知，PAFS 對(duì)三次采油廢水具有較好的處理效果。

　隨著PAFS 投加量的增加， 廢水中殘留的油類、懸浮物和HPAM 迅速降低。PAFS 投加量達(dá)90 mg#L- 1后， 油類、懸浮物和HPAM 的濃度變化趨于平緩， 投加量為120 mg#L- 1 時(shí)， 混凝處理效果達(dá)到佳。繼續(xù)增加投加量， 并不能進(jìn)一步提高處理效果。

 　　3 HPAM 濃度對(duì)混凝效果的影響 

　　考慮到三次采油過(guò)程中聚合物具有關(guān)鍵的作用， 污水中的HPAM 含量是逐漸變化的， 為研究其水質(zhì)波動(dòng)對(duì)混凝效果的影響， 在實(shí)際聚合物采油污水的基礎(chǔ)上， 采用配加HPAM 的方法配制了不同濃度HPAM 的聚合物采油污水。 

　　PAFS 對(duì)實(shí)際三次采油廢水和高濃度HPAM聚合物采油污水的混凝效果對(duì)比見圖2。

表2 表明， 在相同的實(shí)驗(yàn)條件下， 以PAFS 混凝處理后， 廢水中污染物的殘留量低。較之用PAC和PFS， 濁度去除率提高了15% 左右， 油的去除率增加了1 6. 6% ~ 17 . 3% ， HPAM 去除率提高了3. 5%~ 4. 6%。而且PAFS 混凝速度快， 形成礬花大， 易于水渣分離， 混凝處理效果明顯優(yōu)于PAC 和PFS。三次采油廢水經(jīng)PAFS 混凝處理后， 滿足油田污水一級(jí)處理的出水水質(zhì)要求（ 即SS < 2 0mg#L- 1， 油< 50mg#L- 1） 。

 5 PAFS 混凝機(jī)理的探討

PAFS 之所以具有優(yōu)良的混凝效果， 筆者認(rèn)為有如下原因：

 （ 1） 在PAFS 的制備條件下， 形成的是鐵、鋁以及少量鎂參與的多元無(wú)機(jī)聚合物。多元聚合物除具有單元無(wú)機(jī)高分子混凝劑的共同優(yōu)點(diǎn)外，因異核金屬離子交錯(cuò)排列， 能形成更長(zhǎng)更穩(wěn)定的分子鏈。長(zhǎng)鏈能包裹、吸引更多的溶膠粒子， 即橋長(zhǎng)、單元多， 絮體大而穩(wěn)定， 在架橋混凝的同時(shí)能產(chǎn)生卷掃混凝作用。因而， 多元聚合物的混凝性能高于多種單元聚電解質(zhì)的簡(jiǎn)單加和。

 （ 2） 過(guò)38Lm（ 400 目） 篩的粉煤灰本身是多孔性剛性微粒， 對(duì)水中有機(jī)物和膠體顆粒具有吸附作用， 混合酸的浸潤(rùn)使其表面活化， 吸附能力進(jìn)一步加強(qiáng)。由此可見，PAFS 具有混凝和強(qiáng)烈吸附的雙重功效。因而， 用于油田三次采油廢水處理， 能夠有效去除廢水中的各種污染物。

 3 結(jié)語(yǔ) 

（ 1） PAFS 是一種性能優(yōu)良的新型復(fù)合混凝劑。用于油田三次采油廢水的混凝水處理， 不僅投加量少， pH 值適應(yīng)范圍寬， 混凝反應(yīng)速度快， 污染物去除率高， 而且具有較好的破乳性能。

（ 2） 廢水中HPAM 濃度對(duì)混凝效果影響明顯，隨著HPAM 濃度的增大， PAFS 的合適的投加量呈正比增長(zhǎng)。

 （ 3） 三次采油廢水經(jīng)PAFS 混凝處理后， 滿足油田污水一級(jí)處理的出水水質(zhì)要求。 

（ 4） PAFS 處理油田三次采油廢水， 其效果明顯優(yōu)于PAC 和PFS。 

（ 5） PAFS 主要原料粉煤灰是電廠廢棄物， 屬以廢治廢， 具有很好的環(huán)境效益， 而且PAFS 生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單， 易于推廣利用。

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