【文章內(nèi)容簡介】 理水的用途的不同，使油田污水處理工藝差別較大。在這些工藝流程中，常見的一級處理有重力分離、浮選及離心分離．主要除去浮油及油濕固體；二級處理有過濾、粗?；?、化學(xué)處理等，主要是破乳和去除分散油；深度處理有超濾、活性炭吸附、生化處理等，主要是去除溶解油。下圖是油田污水處理常見的幾種工藝，其中工藝3處理后外排；工藝4處理后回用作熱采鍋爐給水；工藝5處理后用于回注。工藝1工藝2工藝3工藝4工藝5圖1 油田污水處理的工藝形式2．3 膜生物反應(yīng)器工藝膜生物反應(yīng)器（MBR），是將膜分離技術(shù)與廢水生物處理技術(shù)組合而成的新工藝，該工藝是以膜分離技術(shù)替代傳統(tǒng)二級生物處理工藝中的二沉池，具有處理效率高、出水水質(zhì)穩(wěn)定；占地面積小；剩余污泥量少，處置費(fèi)用低；結(jié)構(gòu)緊湊，易于自動(dòng)控制和運(yùn)行管理；出水可直接回用等特點(diǎn)。在我國，膜生物反應(yīng)器作為污水再生回用的一項(xiàng)高新技術(shù)，其開發(fā)與研究也正越來越深入。雖然目前膜生物反應(yīng)器在我國的實(shí)際應(yīng)用還較少，然而，在水資源日益緊缺的情況下，隨著膜技術(shù)的發(fā)展、新型膜材料的開發(fā)以及膜材料成本的逐漸下降，膜生物反應(yīng)器將會(huì)有較好的應(yīng)用前景。目前膜生物反應(yīng)器已經(jīng)開始在歐洲、北美、南非、日本等地區(qū)工業(yè)化應(yīng)用，用于處理城市污水、樓宇生活污水、糞便污水、微污染水源水等。另外，對于膜生物反應(yīng)器處理垃圾滲濾液等高濃度有機(jī)廢水、造紙廢水、制革廢水、印染廢水、焦化廢水以及其它有毒工業(yè)廢水已成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，并且都取得了良好的效果。Scholz. W等（2000）對MBR處理含乳油和表面活性劑廢水進(jìn)行了研究，在進(jìn)水COD保持在1464～7877mg/L，TOC為450～2670 mg/L，烴類為500～3000 mg/L，表面活性劑為35～210 mg/L，％～％之間， mg/L；潤滑油在反應(yīng)器中油濃度不超過10g/L，～ mg/L之間；％～％；另外，研究還對超濾工藝和MBR工藝對烴類化合物的截留效率進(jìn)行了比較，表明在MBR中油類污染物最終得到了降解，而不僅僅是濃縮。第三章化學(xué)藥劑在污水處理中的應(yīng)用 緩蝕劑 腐蝕及其危害金屬與周圍介質(zhì)接觸，由于化學(xué)或電化學(xué)原因引起的破壞稱為腐蝕。油田污水因其具有較高的礦化度、含有腐蝕性氣體（H2S、COO2）和微生物（SRB、TGB）等特點(diǎn)，所以一般具有較高的腐蝕性，造成污水集輸管線、水處理設(shè)備、油水井及井下工具的腐蝕破壞。油田污水系統(tǒng)管線設(shè)備的嚴(yán)重腐蝕會(huì)影響油田生產(chǎn)系統(tǒng)正常運(yùn)行，還會(huì)引起火災(zāi)，造成環(huán)境污染。個(gè)別油田污水腐蝕速度最高可達(dá)5mm/a以上，污水提升泵、管線和設(shè)備投產(chǎn)不到一年就因腐蝕更換或改造，既影響生成又污染環(huán)境，直接或間接影響到油田正常開發(fā)。因此，為減輕腐蝕，各油田都投入大量的人力物力，研究腐蝕及防腐問題，在生產(chǎn)時(shí)間中推廣應(yīng)用先進(jìn)防腐技術(shù)和措施。 緩蝕劑的類型及緩蝕機(jī)理緩蝕劑種類很多一般pH值在6~8范圍內(nèi)，屬于中性介質(zhì)，可用中性介質(zhì)緩蝕劑緩蝕。按作用機(jī)理，這類緩蝕劑可分成三類：（1）氧化膜型緩蝕劑：這類緩蝕劑是通過氧化產(chǎn)生致密的保護(hù)膜而起緩蝕作用的。重鉻酸鹽（如Na2Cr2OK2Cr2O7），亞硝酸鹽（如NaNONH4NO2），鉬酸鹽（如Na2MoO4）等，屬于這類緩蝕劑；（2）沉淀膜型緩蝕劑：這類緩蝕劑是通過在腐蝕電池的陽極和陰極表面上形成沉淀膜而起緩蝕作用。氫氧化鈉、碳酸鈉、磷酸二氫鈉、磷酸三鈉三聚磷酸鈉等，屬于這類緩蝕劑。（3）吸附膜型緩蝕劑：這類緩蝕劑是通過在腐蝕電池的陽極表面和陰極表面上行成吸附膜而起緩蝕作用的。烷基三甲基氯化銨、烷基氯化吡啶、聚氧乙烯烷基銨等，屬于這類緩蝕劑。由于除氧劑可以通過出去水中溶解氧而起緩蝕作用，殺菌劑可通過抑制水中硫酸鹽還原菌的繁殖而起緩蝕作用，因此，在某種意義上，這些化學(xué)劑都可看做緩蝕劑。 緩蝕劑的選擇及應(yīng)用1．污水處理緩蝕劑的選擇緩蝕劑的種類很多，用途各異，必須根據(jù)腐蝕介質(zhì)的具體情況，查清腐蝕因素和機(jī)理，通過試驗(yàn)找出具有針對性的緩蝕劑，才能找到較好的防腐效果。選擇緩蝕劑必須遵循一下幾點(diǎn)：（1）確定腐蝕原因：對于油田生產(chǎn)系統(tǒng)，腐蝕的主要原因不外乎pH值、含鹽量、H2S、COO細(xì)菌等。但必須找出腐蝕的主要原因，測定各氣體的溶解量，分析腐蝕介質(zhì)的離子組成、腐蝕產(chǎn)物。對于抑制H2S腐蝕可選用吡啶類和脂肪胺類吸附性緩蝕劑；防治CO2腐蝕可用咪唑啉類緩蝕劑。（2）進(jìn)行室內(nèi)評價(jià)：根據(jù)腐蝕原因準(zhǔn)備幾種緩蝕劑，先在室內(nèi)評選緩蝕率高的緩蝕劑及其用量，然后在現(xiàn)場應(yīng)用。室內(nèi)評價(jià)一般采用掛片試驗(yàn)法。（3）現(xiàn)場試驗(yàn)確定緩蝕劑用量和加藥方式：設(shè)立緩蝕檢測點(diǎn)，隨時(shí)檢測緩蝕速度，以便調(diào)整、改進(jìn)緩蝕劑品種、加藥量和加藥方式。（4）進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)比較：對緩蝕劑的價(jià)格、用量、毒性及緩蝕率進(jìn)行全面分析，選擇相對緩蝕率較高，成本較低，對環(huán)境污染輕的緩蝕劑品種。2．油田污水處理系統(tǒng)常用緩蝕劑油田污水處理系統(tǒng)的緩蝕劑品種繁多，來源復(fù)雜，緩蝕效果差異也較大。對于油田污水處理系統(tǒng)防腐效果較好的緩蝕劑有含氮的有機(jī)化合物，脂肪胺及其鹽類，酰胺及縻唑啉類等。如中原油田現(xiàn)用的緩蝕劑XHZ1，為咪唑啉類和季銨鹽的復(fù)配產(chǎn)品，投加量50mg/L就能使緩蝕率達(dá)到80%以上。油田污水處注水系統(tǒng)常用的緩蝕劑有：伯胺類、仲胺類、二胺類、聚胺類、酰胺類、季銨鹽類和咪唑啉類等。 阻垢劑 結(jié)垢及其危害油田注水系統(tǒng)結(jié)垢是一個(gè)普遍存在的問題，結(jié)垢可發(fā)生在生產(chǎn)系統(tǒng)的多個(gè)部位或環(huán)節(jié)。水垢的形成主要取決于其中鹽類是否過飽和以及鹽類結(jié)晶的生長過程。影響結(jié)垢的主要因素是水的成分和類型。油田污水處理系統(tǒng)形成的水垢，除了碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇等無機(jī)化合物外，還有有機(jī)質(zhì)和腐蝕產(chǎn)物及粘土等。生產(chǎn)中所形成的堵塞物實(shí)質(zhì)上是由水垢、有機(jī)質(zhì)和腐蝕產(chǎn)物組成的混合物。油田生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)垢是經(jīng)常發(fā)生的事，特別是污水輸送管線、污水處理設(shè)備和注水設(shè)備、管線結(jié)垢嚴(yán)重，使管線有效直徑減少表面狀況惡化摩足增大、能耗增加；水垢造成水流阻力增大、注水能耗增高，設(shè)備和管道局部腐蝕，如果在注水地層和生產(chǎn)井內(nèi)形成水垢，還會(huì)引起嚴(yán)重的地層傷害，可能導(dǎo)致油水井過早報(bào)廢；結(jié)垢還會(huì)影響正常生產(chǎn)，增加生產(chǎn)成本，甚至被迫停產(chǎn)。 化學(xué)防垢及阻垢劑的選擇1．化學(xué)防垢機(jī)理（1）分散作用低分子量的聚合物一般具有較高的電荷密度，可產(chǎn)生離子間斥力。共聚物還具有表面活性功能，它們在水溶液中把膠體顆粒包圍起來，呈穩(wěn)定狀態(tài)。膠體顆粒的核心也包括CaCO3和CaSO4等晶體，因此起到防垢的作用。（2）螯合和絡(luò)合作用防垢劑把能形成沉淀的金屬離子（Ca2+、Mg2+、Ba2+）變成可溶性的螯合離子或絡(luò)合離子，從而抑制金屬離子和陰離子（CO3SO42）結(jié)合生成成沉淀。如ATMP和EDTA即屬這類防垢劑。（3）絮凝作用阻垢劑把水中的CaCO3及CaSO4晶核的膠體顆粒吸附在高分子聚合物的長連上，結(jié)合成礬花懸浮在水中，發(fā)揮阻垢作用。如聚丙烯酰胺和聚丙烯酸鈉等。（4）晶核變形作用在形成晶體垢的過程中，有機(jī)高分子聚合物進(jìn)入晶體結(jié)構(gòu)，破壞了晶體正常生長，從而使晶體發(fā)生畸變，改變了原來的規(guī)則結(jié)構(gòu)，使晶體不再繼續(xù)增大，從而防止或減輕結(jié)垢。2．阻垢劑的選擇當(dāng)選擇阻垢劑時(shí)，應(yīng)考慮一下因素：（1）垢的化學(xué)組成分析垢樣的主要成分，找出成垢的主要離子，如是碳酸鈣還是硫酸鈣垢，然后又針對性的選擇阻垢劑，取得良好的阻垢效果。（2）結(jié)垢的嚴(yán)重程度許多阻垢劑的效果受過飽和程度的影響。當(dāng)單位體積中只有少量的垢形成時(shí)，許多阻垢劑都有好的效果，在結(jié)垢速度高時(shí)，就要根據(jù)結(jié)垢的嚴(yán)重程度來選擇阻垢劑及其投加量，這時(shí)可根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的評價(jià)結(jié)果來指導(dǎo)