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污水处理药剂对含油污泥产生量的影响赛努拜尔艾尼1 张则俊2 孙福泰1 宋晓龙3 李慧敏1 胡承军11.新疆油田公司工程技术研究院 2.新疆油田公司陆梁油田作业区 3.新疆油田公司采油一厂 摘要:目的 分析污水处理药剂对含油污泥产生量的影响,为实际油气田含油污泥减控工作提供参考。方法 开展污水处理药剂贡献率实验研究,初步确定药剂产泥的规律,理论估算新疆油田典型4座场站污水处理药剂产泥量,并针对A场站污水处理药剂添加量进行优化。结果 污水处理药剂会产生一定量的污泥,其中,除硅剂贡献率(4 7.9 5%)、净水剂(P A C)贡献率(2 0.0 0%3 1.0 0%)远大于絮凝剂(P AM)贡献率(3.0 0%8.0 0%),是污水处理药剂产泥的主要来源;不同药剂添加量的优化采用控制变量法进行,推荐A场站优化措施为P A C和P AM的添加量分别为2 5 0m g/L、1 0m g/L。结论 量化分析了采油污水处理药剂的产泥率,综合考虑污水处理药剂成本和药剂产泥率,可用于指导药剂优选。关键词:污水处理药剂;含油污泥;药剂产泥;除硅剂;净水剂;絮凝剂;新疆油田D O I:1 0.3 9 6 9/j.i s s n.1 0 0 7-3 4 2 6.2 0 2 3.0 4.0 2 2 引用格式:赛努拜尔艾尼,张则俊,孙福泰,等.污水处理药剂对含油污泥产生量的影响J.石油与天然气化工,2 0 2 3,5 2(4):1 2 6-1 2 9.S A I NU B A I E RAN,Z HAN GZJ,S UNFT,e t a l.I n f l u e n c eo f s e w a g e t r e a t m e n t a g e n t so n t h ep r o d u c t i o no f o i l ys l u d g eJ.C h e m i c a lE n g i n e e r i n go fO i l&G a s,2 0 2 3,5 2(4):1 2 6-1 2 9.I n f l u e n c eo f s e w a g e t r e a t m e n t a g e n t so nt h ep r o d u c t i o no fo i l ys l u d g eS a i n u b a i e rA i n i1,Z h a n gZ e j u n2,S u nF u t a i1,S o n gX i a o l o n g3,L iH u i m i n1,H uC h e n g j u n11.E n g i n e e r i n gT e c h n o l o g yR e s e a r c hI n s t i t u t e,X i n j i a n gO i l f i e l dC o m p a n y,K a r a m a y,X i n j i a n g,C h i n a;2.L u l i a n gP r o d u c t i o nP l a n t o fX i n j i a n gO i l f i e l dC o m p a n y,K a r a m a y,X i n j i a n g,C h i n a;3.N o.1P r o d u c t i o nP l a n t o fX i n j i a n gO i l f i e l dC o mp a n y,K a r a m a y,X i n j i a n g,C h i n aA b s t r a c t:O b j e c t i v eT h ea i mo f t h i ss t u d y i s t o i m p r o v e t h eu n d e r s t a n d i n gu p o nt h e r o l eo f i n d i v i d u a l c h e m i c a l o nt h ep r o d u c t i o no fo i l ys l u d g ea n dp r o v i d e a r e f e r e n c e f o r t h e r e d u c t i o na n dc o n t r o l o f o i l ys l u d g e i no i l a n dg a s f i e l d.M e t h o d s T h e s t u d yw a s c a r r i e do u tt op r e l i m i n a r i l yi d e n t i f yt h ec o n t r i b u t i o nr a t eo fw a s t e w a t e rt r e a t m e n tc h e m i c a l si ns l u d g ea n dt h e i rp r o d u c t i o np a t t e r n.F u r t h e r m o r e,s l u d g ep r o d u c t i o nr a t e si n4t y p i c a ls t a t i o n so fX i n j i a n g O i l f i e l dw e r ee s t i m a t e dt h e o r e t i c a l l y,a n dt h ed o s a g e so fw a s t e w a t e r t r e a t m e n t c h e m i c a l s i nS t a t i o nAw e r eo p t i m i z e d.R e s u l t sT h e s t u d ys h o w e dt h a tw a s t e w a t e r t r e a t m e n t c h e m i c a l sw o u l dp r o d u c eac e r t a i na m o u n to fs l u d g e,o fw h i c ht h ec o n t r i b u t i o nr a t e so fd e s i l i c o n i z i n ga g e n t(4 7.9 5%)a n dw a t e rp u r i f y i n ga g e n t(P A C)(2 0.0 0%-3 1.0 0%)w e r ef a rg r e a t e rt h a nt h ec o n t r i b u t i o nr a t eo f f l o c c u l a n t(P AM)(3.0 0%-8.0 0%),w h i c hw e r et h em a i ns o u r c e so f s l u d g ec o n t r i b u t e db yw a s t e w a t e rt r e a t m e n tc h e m i c a l s;T h ec o n t r o lv a r i a b l em e t h o dw a ss u b s e q u e n t l ya d o p t e dt oo p t i m i z e t h ed o s a g eo fv a r i o u sr e a g e n t s.T h er e c o mm e n d e dd o s a g e sf o rS t a t i o nA w e r e2 5 0m g/Lo fP A Ca n d1 0m g/Lo fP AM.C o n c l u s i o n sC o n s i d e r i n gt h ec o s t so fw a s t e w a t e rt r e a t m e n tc h e m i c a l sa n dt h e i rs l u d g ey i e l d,t h eq u a n t i t a t i v ea n a l y s i so ft h es l u d g ey i e l do f t r e a t m e n t c h e m i c a l s f o ro i lp r o d u c e dw a t e r c o u l dg u i d e t h eo p t i m i z a t i o no f c h e m i c a l ss e l e c t i o n.K e y w o r d s:w a s t e w a t e rt r e a t m e n tc h e m i c a l;o i l ys l u d g e;s l u d g ep r o d u c t i o no fc h e m i c a l;d e s i l i c o n i z i n ga g e n t;w a t e rp u r i f y i n ga g e n t;f l o c c u l a n t;X i n j i a n gO i l f i e l d 目前,国内外未见污水处理药剂产泥率的定量研究报 道1,为 了 详 细 评 价 污 水 处 理 药 剂 的 产 泥 情况2-5,选择新疆油田4座(A、B、C、D)典型处理场站开展污水处理药剂对含油污泥产生量的影响实验。A、B为 稀 油 场 站,其 污 水 处 理 规 模 分 别 为1.71 04t/d、1.91 04t/d;C、D为稠油场站6-7,污水处理规模分别为2.51 04t/d、3.01 04t/d。本研究将有助于了解药剂产泥规律,为油田含油污泥减控工作提供参考依据。1 实验方法1.1 实验目的为了研究污水处理药剂对含油污泥产生量的影响,设计了药剂贡献率实验。此实验主要针对稀油典型场站(A、B),稠油典型站场(C、D)开展污水处理药剂(净水剂(P A C)、絮凝剂(P AM)、离子调整剂、除硅621石 油 与 天 然 气 化 工 CHEM I C A LE NG I N E E R I NGO FO I L&G A S 2 0 2 3 作者简介:赛努拜尔艾尼,硕士,2 0 2 1年毕业于俄罗斯国立石油天然气大学石油天然气工程专业。E-m a i l:s a i n u b a i e r_a i n i1 6 3.c o m剂)贡献率研究,通过场站水样与现场药剂(含量相同)反应,室内实验模拟现场情况。为了考查各场站药剂本身在纯水中的残留及被0.4 5m微孔滤膜的截留情况,开展纯水加药处理后过滤的空白对照实验。1.2 分析方法通过对比加药前后沉淀物的增加量,计算每一种药剂的贡献率及药剂联用贡献率,与对照组油泥进行比较,计算药剂贡献率,其计算公式如式(1)所示。药剂贡献率主要用于定量表征污水处理药剂的产泥率,可作为药剂评价的一项指标。=m1-m0m11 0 0%(1)式中:为药剂贡献率,%;m0为在不加药剂的情况下过滤水样得到的泥干量,g;m1为在添加药剂的情况下过滤水样得到的泥干量,g。2 实验设计药剂贡献率实验针对新疆油田的A、B、C、D4个场站的污水处理药剂进行评价,实验过程依据各场站现场实际用药种类及添加量开展,实验水样为现场样品。各场站加药情况见表1。表1 各场站现场加药情况/(m gL-1)场站药剂名加药量AP A C3 0 0P AM2 0BP A C2 0 0P AM3 0CP A C1 5 0C a(OH)24 5P AM7DP A C3 4 0除硅剂3 9 0P AM1 23 结果与分析3.1 场站污水处理药剂作用以A场站水样 为 例,加 入P A C、P AM、P A C+P AM,反应结果见图1。原水样为不透明的黑色液体,水 中 的 悬 浮 物 杂 质 较 多(悬 浮 物 质 量 浓 度 为1 1 8.8m g/L)。药剂反应实验结果为:单加P A C,水样产生较大絮体,水质变得较为澄清、透明;单加P AM仅能产生较小的絮体,水质依然较浑浊;P A C和P AM同时加入的水样生成较大絮体,烧杯底部沉降泥量增多,上层水质最为澄清、透明(悬浮物质量浓度为2 1.2m g/L)。3.2 药剂贡献率结果分析针对4个场站开展的药剂贡献率实验,根据式(1)进行计算,得到各场站药剂贡献率结果(见图2)。针对多数场站单一药剂的使用情况,P A C贡献率远高于P AM的贡献率,而这2种药剂联用的贡献率又较单独使用P A C时的略高,这是因为单纯P A C主要是发挥电中和、凝聚及架桥絮凝作用来吸附污水中的颗粒物,P AM是利用网捕作用来吸附污水中的分散油滴等物质,使得直径小于0.4 5m的颗粒彼此聚合变得更大,以致在过滤时被滤纸截留,而单独添加P A C作用形成的絮体较为松散,因此,2种药剂联用时,药剂贡献率增加。D场站除硅剂贡献率高达4 7.9 5%,主要是因为其油水来液的含砂率高达0.1 2 3%(体积分数),在污水处理中加入大量的除硅剂来除去污水中的硅,造成泥量的增加。D场站因P A C含量(质量浓度3 4 0m g/L)、除硅剂含量(质量浓度3 9 0m g/L)均偏高,联用药剂贡献率达6 7.4 3%。3.3 药剂添加量优化各场站在污水处理前,污水中的悬浮物含量如表2所列。由表2可知,A场站污水中的悬浮物含量最高,故选取A场站开展药剂添加量优化。以A场站现有P A C和P AM含量为基础,开展单因素药剂含量评价实验(P AM质量浓度为3 0m g/L,改变P A C质量浓度,分别 为1 5 0 m g/L、2 0 0 m g/L、2 5 0 m g/L、3 0 0 m g/L、3 5 0m g/L、4 0 0m g/L;P A C采用最佳质量浓度,改变P AM质量浓度,分别为5m g/L、1 0m g/L、1 5m g/L、721 第5 2卷 第4期 赛努拜尔艾尼 等 污水处理药剂对含油污泥产生量的影响表2 各场站污水处理前悬浮物含量/(m gL-1)场站悬浮物A1 1 0.1 3B1 0 2.4 6C8 3.4 8D8 0.4 32 0m g/L、2 5m g/L、3 0m g/L),实验结果如图3所示。在水样中加入P A C并 快 速 搅 拌5 m i n后,再 加 入P AM,缓慢搅拌1m i n,静置1 0m i n。以上清液浊度和产泥量为指标,评价其对水处理效果和产泥量的影响,确定最佳药剂添加量。质量浓度为2 5 04 0 0m g/L的P A C对水样处理效果均较好,上清液的浊度较低。对水样水质处理效果和产泥率两个指标综合考虑后,选取P A C质量浓度为2 5 0m g/L进行P AM添加量优化实验。当P AM质量浓度为1 0m g/L时,上清液浊度和产泥率均为最低,分别为4.2NTU和0.9 5 3g/L。因此,A场站P A C和P AM采用的最佳质量浓度分别为2 5 0m g/L和1 0m g/L。目前,A场站现场P A C和P AM质量浓度由3 0 0m g/L、2 0m g/L降为2 5 0m g/L、1 5m g/L,处理后的净化污水水质可满足站内回注要求,污水处理系统外排油泥量约由1 2 0t/d降至9 0t/d。4 结论(1)通过对4个场站药剂贡献率的研究发现,针821石 油 与 天 然 气 化 工 CHEM I C A LE NG I N E E R I NGO FO I L&G A S 2 0 2 3 对单一药剂,除硅剂贡献率(4 7.9 5%)、P A C贡献率(2 0.0 0%3 1.0 0%)远大于P AM贡献率(3.0 0%8.0 0%),是药剂产泥的主要来源;药剂联用贡献率普遍高于单一药剂贡献率。(2)药剂贡献率是药剂产泥的重要评价指标,可用于药剂优选,同等条件下筛选贡献率更低的药剂,降低油泥产生量。A场站P A C和P AM质量浓度建议分别优化 为2 5 0 m g/L和1 0 m g/L。现场 应 用 中,P A C和P AM质 量 浓 度 分 别 采 用2 5 0 m g/L、1 5m g/L,污水处理后水质达标,污水处理系统产泥量降低2 5%左右。参 考 文 献1郭松杰,刘锐,金飞,等.污水处理厂产泥量分析与减量措施J.城市道桥与防洪,2 0 2 2(9):1 2 8-1 3 0.2张玉鑫.污水处理站含油污泥浓缩处理工艺J.油气田地面工程,2 0 1 3,3 2(9):9 2-9 3.3孙翔宇.化学药剂在油气田产出污水处理中的应用J.化工设计通讯,2 0 2 1,4 7(1 1):1 5-1 6.4杨磊,倪腾源,张伟,等.石南2 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