pH值對油田污水處理的影響
摘 要：t介紹油田采出水的特點及目前常用的處理方法，分析了pH值對物理化學(xué)法、化學(xué)法、物理法處理油田采出水的效果的影響，研究分析結(jié)果表明，pH值對各種方法的處理效果均有較大的影響，但影響規(guī)律不盡相同，因此，對油田采出水的處理必須具體問題具體分析，選擇合適的PH值，力求最佳處理效果。
關(guān)鍵詞： 采油污水；pH值；物理化學(xué)法；化學(xué)法；物理法
隨著能源的不斷消耗，石油的開采量不斷增加，在這一過程中，各大油田產(chǎn)生的污水也與日俱增，對于采油污水的處理方法和技術(shù)，國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)一直在不懈地進(jìn)行深入研究與探討。采油污水具有水溫較高，礦化度高，含有大量細(xì)菌，表面張力大等特點。針對采油污水的特點，目前被廣泛應(yīng)用于采油污水處理的有效方法主要有：物理化學(xué)法，化學(xué)法，物理法等。在對含油污水進(jìn)行處理的過程中，要達(dá)到良好的處理效果，選擇適當(dāng)?shù)膒H值范圍是很重要的，pH值對處理效果會產(chǎn)生很大的影響。
1 pH值對物理化學(xué)法的影響
用于處理含油污水的物理化學(xué)法包括混凝，氣浮，吸附，磁吸附，電化學(xué)法等，其中氣浮法、混凝法較為常用。
氣浮法是依靠空氣泡的表面吸附油粒或懸浮物達(dá)到分離目的的。侯士兵等采用石墨作陽極對含油廢水進(jìn)行電解氣浮法處理，觀察pH值對處理效果的影響，其影響規(guī)律如圖1所示
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從圖中曲線可以看出，堿性廢水中油的去除率高于酸性和中性廢水。由于采油污水一般都呈現(xiàn)堿性，因此不需要調(diào)解處理水的pH值[1]。王車禮等采用電解絮凝浮選法處理含油污水，觀察了不同pH值下含油量隨電解時間的變化，酸性和堿性環(huán)境下脫油速率常數(shù)較大，而中性環(huán)境中脫油速率常數(shù)最小[7] 。
混凝法是向含油水中投加絮凝劑，水解后生成膠體，吸附油珠，并通過絮凝產(chǎn)生礬花等物理化學(xué)作用或通過藥劑中和表面電荷使其凝聚并通過后續(xù)工藝去除的方法。隨著采油工藝的發(fā)展，油田采出廢水的處理難度也在增加，這就要求不斷研發(fā)新型的、有效的絮凝劑。關(guān)衛(wèi)省等研究了使用復(fù)合絮凝劑XG977處理含油污水，該新型絮凝劑在pH值6-9的范圍內(nèi)具有良好的絮凝效果，其中pH值7—8絮凝效果最佳[2]。李玉江等研究了使用活性硅酸混凝劑SPAS處理含油污水，該絮凝劑對廢水的pH適應(yīng)能力較強(qiáng)，pH在7．2—0．6范圍內(nèi)，其對廢水中污染物的混凝去除能力基本相同，但pH太高處理效果會降低[3]。
2 pH值對化學(xué)法的影響
化學(xué)法在油田污水處理中主要用于含油污水的深度處理，包括化學(xué)破乳法，化學(xué)氧化法(空氣氧化法、臭氧氧化法、氯氧化法、雙氧水氧化法、Fenton試劑氧化法、KMn04氧化法、K2FeO4氧化法)，光化學(xué)氧化法等。目前研究與應(yīng)用較多的主要有Fenton試劑氧化法和K2FeO4氧化法。
Fenton試劑氧化法是利用H2O2和FeSo4按一定的比例混合得到氧化性極強(qiáng)的藥劑來處理含油污水，具有氧化和混凝的雙重效果。根據(jù)試驗與實踐應(yīng)用的效果，認(rèn)為在pH≤3的時候處理效果最好。COD去除率達(dá)到90％以上，平均脫色率也在95％以上[4]。張鐵鍇等應(yīng)用Fenton法處理含聚合物油田污水，觀察了初始pH值對聚丙烯酰胺去除率的影響，從表1中可以看出，pH=3．0時去除率最高，pH值過高或過低都達(dá)不到理想的處理效果[8]。
K2FeO4氧化法是最近幾年發(fā)展起來的高效水處理方法，K2FeO4的標(biāo)準(zhǔn)電極電位為1．90 V，比高錳酸鉀等具有更強(qiáng)的氧化性，可去除水體中的有機(jī)污染物和重金屬并能脫色、脫臭等。陳穎等使用高鐵酸鉀處理含聚合物油田污水，觀察pH值對處理效果的影響，在低pH值條件下氧化降解率高，但pH值低于2時降解率又會降低，一般將pH值控制在3左右，從而可獲得良好的降解效果[5]。
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3 pH值對物理法的影響
物理法是根據(jù)在重力場和離心力場中油水間有不同的重力和離心力達(dá)到分離的目的，包括重力沉降法、粗粒化法、過濾法、膜分離法，水力旋流法等。對于重力沉降法，水力旋流法，過濾法，pH值的影響不是很大。對于膜分離法，pH值影響卻很大。目前處理含油污水的膜包括有機(jī)膜和元機(jī)膜，其中有機(jī)膜不耐高溫，應(yīng)用的pH值范圍窄，在pH值超過11的情況下很容易老化，影響截流能力。元機(jī)膜耐高溫，耐強(qiáng)酸，耐強(qiáng)堿和有機(jī)溶劑，耐微生物侵蝕，應(yīng)用的pH值范圍寬，應(yīng)用也較有機(jī)膜廣泛[6]。王銀葉等使用x型納米分子篩去除含油廢水中COD和NH3-N，納米沸石分子篩在常溫常壓下，反應(yīng)時間在20min左右，pH值在3-5時，對COD和NH3-N有明顯的去除效果，經(jīng)過一次處理，去除率可達(dá)到75％以上[9]。
4 結(jié)語
油田采出水的處理量在逐年增加，處理難度也再增加，要求處理技術(shù)也要不斷發(fā)展，無論是物理法，化學(xué)法還是物理化學(xué)法，在應(yīng)用的過程中必須針對水質(zhì)和排放及回注的要求，具體問題具體分析，選擇適合的pH值范圍，以求達(dá)到最佳的處理效果。
參考文獻(xiàn)
[1] 侯士兵，玄雪梅，賈金平，等．不溶性陽極電解氣浮法處理含油廢水的試驗研究[J]．工業(yè)用水與廢水，2004，35(4)：44_47
[2] 關(guān)衛(wèi)省，朱唯，朱浚黃．復(fù)合絮凝劑XG977用于含油廢水處理研究[J]．工業(yè)水處理，20OO，(1)：17-19
[3] 李玉江，隗娜，吳濤，等．活性硅酸混凝劑SPAS處理油田三次采油廢水[J]．工業(yè)水處理，2OO4，(11)：23．25
[4] 陳國華．水體油污染治理[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002．28-53
[5] 陳穎，吳紅軍，孔凡貴，等．高鐵酸鉀處理含聚合物油田污水的研究[J]．工業(yè)用水與廢水，2OO4，35(4)-29．32
[6] 張裕，卿丁健，常俊石．聚砜一三氧化二鋁復(fù)合膜處理油田含油污水[J]．工業(yè)水處理，20OO，(2)：24．34
[7] 王車禮，張登慶。陳毅忠，等．電解絮凝浮選法處理油田廢水[J]．水處理技術(shù)，2003，29(3)：163．165
[8] 張鐵鍇，吳紅軍，王寶輝，等．Fenton法去除油田污水中聚丙烯酞胺的可行性分析[J]．工業(yè)用水與廢水，2005。36(6)：39-41
[9] 王銀葉，賈堤，施平平，等．x型納米分子篩去除含油廢水中COD和N 一N的研究[J]．工業(yè)水處理，2O04，24(9)：36 38
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