一種去除油田注聚污水中聚合物的催化絮凝分離方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于油田污水的處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種去除油田注聚污水中聚合物的催化絮凝分離方法。本方法針對油田含聚合物污水的水質(zhì)特點，①首先調(diào)節(jié)污水的pH<7，將聚合物所帶的官能團(tuán)轉(zhuǎn)變?yōu)樗嵝曰蛉跛嵝?，使原本穩(wěn)定的聚合物和膠體粒子穩(wěn)定性降低；②在呈弱酸性的污水中加入少量聚胺類或聚季銨鹽類陽離子有機(jī)高分子絮凝劑，使聚合物的穩(wěn)定性降低，開始從溶液中析出；將析出的聚合物采用氣浮或沉淀方法去除，澄清溶液再用無機(jī)高分子絮凝劑處理，將殘留的絮體進(jìn)一步去除后，即可將原污水中80%以上的聚合物去除，明顯降低COD。本發(fā)明成本相對低廉，具有加藥量少、效果明顯等特點，對于解決油田注聚污水的達(dá)標(biāo)排放具有重要意義。
【專利說明】一種去除油田注聚污水中聚合物的催化絮凝分離方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于油田含聚污水的處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種去除油田注聚污水中聚合物的催化絮凝分離方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)階段，國內(nèi)的各大油田的采油都已逐步的發(fā)展為三次采油，由于地下原油量的極大減少，為了保證采油的效率，三次采油采取了各種驅(qū)油的方法，而含聚污水就是利用高分子聚合物溶液(如陰離子聚丙烯酰胺等)驅(qū)油過程而產(chǎn)生的。含聚污水中的聚合物含量很高并且非常穩(wěn)定，再加上其主要是難降解性的有機(jī)物，因而對污水的COD貢獻(xiàn)最大；此外，由于此類污水經(jīng)過了地層，水質(zhì)相當(dāng)?shù)膹?fù)雜，傳統(tǒng)的污水處理方法需要投加大量的絮凝劑/混凝劑來降低出水的聚合物和COD值，其中，有機(jī)高分子絮凝劑的最少用量為lmg/L左右，價格較昂貴且不穩(wěn)定；而無機(jī)高分子絮凝劑一般為2~3g/L，產(chǎn)生大量的底泥(泥量與總水量的體積比約為1/2);并且都不能滿足去除聚合物的目的，從而也很難穩(wěn)定的降低污水的C0D。因此，發(fā)明一種針對成本低、產(chǎn)生污泥少的油田含聚污水去除聚合物的技術(shù)方法就顯得尤為重要。此對于油田含聚污水的處理具有不可替代的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種去除油田注聚污水中聚合物的催化絮凝分離方法，該方法工藝簡單、加藥量少、處理成本低、產(chǎn)生污泥量少同時處理效果好。
[0004]本發(fā)明提供一種去除油田注聚污水中聚合物的催化絮凝分離方法，該方法針對含聚合物污水的水質(zhì)特點，首先調(diào)節(jié)污水的PH，使得pH〈7 ;再加入少量的聚胺類或聚季銨鹽類陽離子有機(jī)高分子絮凝劑，并且將析出的聚合物從溶液中分離去除；剩下的溶液再用少量的無機(jī)高分子絮凝劑處理；具體步驟描述如下:
(1)用酸調(diào)節(jié)油田注聚污水的pH，使得pH值<7;
(2)向(I)得到的污水里投加0.1~0.4mg/L的聚胺類或聚季銨鹽類陽離子有機(jī)高分子絮凝劑，攪拌15~20min，靜置5~10min，析出聚合物；
(3)將(2)中析出的聚合物采用氣浮或沉淀的方法從污水中分離去除，向剩余的污水中投加20(T400mg/L的無機(jī)高分子絮凝劑，攪拌l(Tl5min，靜置2_5h，，經(jīng)過脫聚出水，即實現(xiàn)了注聚污水中聚合物的分離。
[0005]上述步驟(1)中所述的pH值在5.05-6.87之間，所述酸為鹽酸或者硫酸。
[0006]上述步驟(2)中的陽離子有機(jī)高分子絮凝劑為聚胺類或聚季銨鹽類有機(jī)高分子絮凝劑中任意一種。聚胺類有機(jī)高分子絮凝劑例如C521，C581，C583，CA-2和PA-4000等；聚季銨鹽類有機(jī)高分子絮凝劑，例如PQ-7，PQ-1l等。
[0007]上述步驟(3)中所述的無機(jī)高分子絮凝劑為聚合氯化鋁鐵(PAFC)或聚合氯化鋁(PAC)。[0008]上述步驟(3)中所述的氣浮的方法為電氣浮或溶氣氣浮法。
[0009]上述步驟(2)中的攪拌速度為140(Tl700r/min ;步驟(3)中的攪拌為變速攪拌:由1700r/min 逐漸變?yōu)?1200r/min。[0010]該發(fā)明的基本原理描述如下:
首先，步驟(1)中調(diào)節(jié)pH〈7，其主要有以下幾點作用，其一，將污水中大量的帶有羧酸鹽、磺酸鹽的聚合物等轉(zhuǎn)化為酸性聚合物，如圖2所示，羧酸、磺酸等可以與聚胺類或季銨鹽類物質(zhì)直接發(fā)生反應(yīng)，形成不溶性的鹽，大大增加了溶解性聚合物的析出機(jī)會；其二，可以將溶液中大量存在的轉(zhuǎn)化為CO2氣體，一方面可充當(dāng)氣浮作用，另一方面可極大的減弱緩沖體系的作用；其三，大量的H+可以破壞水化層，并且極大的壓縮雙電層，使大量的有機(jī)物膠體粒子脫穩(wěn)，從而易于析出。
[0011]其次，步驟(2)中，聚胺類陽離子高分子有機(jī)絮凝劑的主要作用有2點，其一，該類物質(zhì)帶有大量的正電荷可以中和污水中帶負(fù)電的聚合物，或者壓縮聚合物的部分官能團(tuán)所形成的雙電層而使其脫穩(wěn)；其二，可以在酸性條件下與聚合物發(fā)生反應(yīng)，形成更為牢固的離子鍵，如圖3所示；其三，可以架橋吸附酸性條件下已脫穩(wěn)的較小膠體粒子。
[0012]最后，步驟(3)中需要將析出的聚合物與污水分離后，再向分離后的污水中投加少量的無機(jī)高分子絮凝劑；此種做法的主要依據(jù)在于若析出的聚合物存在于污水中，投加到污水中的無機(jī)高分子絮凝劑會與懸浮在污水中的聚胺類陽離子有機(jī)高分子絮凝劑和析出的脫穩(wěn)聚合物發(fā)生某種絡(luò)合或交聯(lián)作用，從而降低無機(jī)高分子絮凝劑的絮凝作用效率，進(jìn)而需增大無機(jī)高分子絮凝劑的用量才能保證最終的出水效果。
[0013]本發(fā)明的有益效果在于:方法工藝步驟簡單，處理污水成本較低；同時加藥量少，產(chǎn)生污泥量少，而處理效果明顯，能有效去除污水中聚合物，有效降低化學(xué)需氧量(C0D)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明技術(shù)的工藝流程圖。
[0015]圖2是pH〈7條件下，聚合物單體存在示意圖。
[0016]圖3是酸性污水中聚合物單體與聚胺類或季銨鹽類陽離子有機(jī)高分子絮凝劑的反應(yīng)示意圖。
[0017]圖4是實施案例裝置流程示意圖。
[0018]附圖標(biāo)記:①-一級混凝單元(A，B) -電化學(xué)催化氣浮單元-刮渣單元；④-二級混凝單元；? -沉淀單元。
【具體實施方式】
[0019]以下結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，但本實施例并不用于限制本發(fā)明，凡是采用本發(fā)明的相似方法及其相似變化，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0020]本發(fā)明主要是通過絮凝的方法將聚合物從含聚污水中析出，進(jìn)而將析出物與污水分離，達(dá)到去除污水中聚合物含量和降低COD的目的；其中，所用到的藥劑都是最為普遍和常用的，調(diào)節(jié)PH值采用普通的31wt%工業(yè)級的濃HCl或98wt%的濃H2SO4,聚胺類陽離子有機(jī)高分子絮凝劑采用的是凱米拉(Kemira)生產(chǎn)的C581 ;季銨鹽類陽離子有機(jī)高分子絮凝劑采用的是蘇州源泰潤化工有限公司生產(chǎn)的PQ-7，無機(jī)高分子絮凝劑采用的是普通的聚合氯化鋁鐵(PAFC)和聚合氯化鋁(PAC)。攪拌器采用普通的華魯定時攪拌器(S7401型)。
[0021]本發(fā)明中的油田含聚污水，取自大慶油田，實施案例中將一定量的水樣接入實驗裝置中，采用圖1所示的工藝流程進(jìn)行水樣處理。圖4所示為裝置流程示意圖，其中，在一級混凝單元A中調(diào)節(jié)pH值，B中投加有機(jī)高分子絮凝劑，在二級混凝單元④投加無機(jī)高分子絮凝劑；在電化學(xué)催化氣浮單元②進(jìn)一步促使聚合物脫穩(wěn)析出；刮渣器③單元主要是為了及時清除析出的聚合物；沉淀單元⑤主要是為了保證最終出水的穩(wěn)定性。
[0022]實施例1
1、取油田含聚污水，接入裝置中；
2、調(diào)pH=6.87 (31wt%的HCl用量約為0.8mL/L)快速攪拌I~2min，攪拌速度為2000r/
min ；
3、加C581藥0.40mg/L,中速攪拌，轉(zhuǎn)速為1500r/min,攪拌15~20min，靜置5~lOmin，使其在溶液中充分的反應(yīng)并且借助催化氣浮單元將析出的聚合物分離去除；
4、將3析出的聚合物分離后，取清液加入300mg/L的PAFC，攪拌15~20min，轉(zhuǎn)速由1700r/min變?yōu)?200 r/min,再靜置3h，取樣測定其聚合物濃度和COD值。
[0023]實施例2
1、取油田含聚污水，接入裝置中；
2、調(diào)pH=6.72(31 wt %的HCl用量約為1.0mL/L)快速攪拌I~2min，攪拌速度為2000r/
min ；
3、加C581藥0.30mg/L,中速攪拌，轉(zhuǎn)速為1500r/min,攪拌15~20min，靜置5~lOmin，使其在溶液中充分的反應(yīng)并且借助催化氣浮單元將析出的聚合物分離去除；；
4、將3析出的聚合物分離后，取清液加入300mg/L的PAFC，先快后慢(轉(zhuǎn)速由1700r/min變?yōu)?200 r/min)的攪拌15~20min，靜置3h，取樣測定其聚合物濃度和COD值。
[0024]實施例3
1、取油田含聚污水，接入裝置中；
2、調(diào)pH=6.12(31 wt %的HCl用量約為1.2mL/L)快速攪拌I~2min，攪拌速度為2000r/
min ；
3、加C581藥0.20mg/L,中速攪拌，轉(zhuǎn)速為1500r/min,攪拌15~20min，靜置5~lOmin，使其在溶液中充分的反應(yīng)并且借助催化氣浮單元將析出的聚合物分離去除；；
4、將3析出的聚合物分離后，取清液加入300mg/L的PAFC，先快后慢(轉(zhuǎn)速由1700r/min變?yōu)?200 r/min)的攪拌15~20min，靜置3h，取樣測定其聚合物濃度和COD值。
[0025]實施例4
1、取油田含聚污水，接入裝置中；
2、調(diào)pH=5.08(31 wt %的HCl用量約為1.6mL/L)快速攪拌I~2min，攪拌速度為2000r/
min ；
3、加C581藥0.10mg/L,中速攪拌，轉(zhuǎn)速為1500r/min,攪拌15~20min，靜置5~lOmin，使使其在溶液中充分的反應(yīng)并且借助催化氣浮單元將析出的聚合物分離去除；
4、將3析出的聚合物分離后，取清液加入300mg/L的PAFC，先快后慢(轉(zhuǎn)速由1700r/min變?yōu)?200 r/min)的攪拌15~20min，靜置3h，取樣測定其聚合物濃度和COD值。
[0026]實施例51、取油田含聚污水，接入裝置中；
2、調(diào)pH=6.73 (31wt%的HCl用量約為0.8mL/L)快速攪拌I~2min，攪拌速度為2000r/
min ；
3、加C581藥0.30mg/L,中速攪拌，轉(zhuǎn)速為1500r/min,攪拌15~20min，靜置5~lOmin，使其在溶液中充分的反應(yīng)并且借助催化氣浮單元將析出的聚合物分離去除；
4、將3析出的聚合物分離 后，取清液加入200mg/L的PAFC，先快后慢(轉(zhuǎn)速由1700r/min變?yōu)?200 r/min)的攪拌15~20min，靜置3h，取樣測定其聚合物濃度和COD值。
[0027]實施例6
1、取油田含聚污水，接入裝置中；
2、調(diào)pH=6.82(31 wt %的HCl用量約為0.8mL/L)快速攪拌I~2min，攪拌速度為2000r/
min ；
3、加C581藥0.3mg/L,中速攪拌，轉(zhuǎn)速為1500r/min，攪拌15~20min，靜置5~lOmin，使使其在溶液中充分的反應(yīng)并且借助催化氣浮單元將析出的聚合物分離去除；
4、將3析出的聚合物分離后，取清液加入400mg/L的PAFC，先快后慢(轉(zhuǎn)速由1700r/min變?yōu)?200 r/min)的攪拌15~20min，靜置3h，取樣測定其聚合物濃度和COD值。
[0028]實施例7
1、取油田含聚污水，接入裝置中；
2、調(diào)pH=6.62(98wt %的HCl用量約為0.2mL/L)快速攪拌I~2min，攪拌速度為2000r/
min ；
3、加C581藥0.3mg/L,中速攪拌，轉(zhuǎn)速為1500r/min，攪拌15~20min，靜置5~lOmin，使使其在溶液中充分的反應(yīng)并且借助催化氣浮單元將析出的聚合物分離去除；
4、將3析出的聚合物分離后，取清液加入300mg/L的PAFC，先快后慢(轉(zhuǎn)速由1700r/min變?yōu)?200 r/min)的攪拌15~20min，靜置3h，取樣測定其聚合物濃度和COD值。
[0029]實施例8
1、取油田含聚污水，接入裝置中；
2、調(diào)pH=6.85(31 wt %的HCl用量約為0.8mL/L)快速攪拌I~2min，攪拌速度為2000r/
min ；
3、加PQ-7藥0.4mg/L，中速攪拌，轉(zhuǎn)速為1500r/min，攪拌15~20min，靜置5~lOmin，使其在溶液中充分的反應(yīng)并且借助催化氣浮單元將析出的聚合物分離去除；
4、將3析出的聚合物分離后，取清液加入300mg/L的PAFC，先快后慢(轉(zhuǎn)速由1700r/min變?yōu)?200 r/min)的攪拌15~20min，靜置3h，取樣測定其聚合物濃度和COD值。
[0030]實施例9
1、取油田含聚污水，接入裝置中；
2、調(diào)pH=5.97(31 wt %的HCl用量約為0.8mL/L)快速攪拌I~2min，攪拌速度為2000r/
min ；
3、加PQ-7藥0.3mg/L，中速攪拌，轉(zhuǎn)速為1500r/min，攪拌15~20min，靜置5~lOmin，使其在溶液中充分的反應(yīng)并且借助催化氣浮單元將析出的聚合物分離去除；
4、將3析出的聚合物分離后，取清液加入300mg/L的PAFC，先快后慢(轉(zhuǎn)速由1700r/min變?yōu)?200 r/min)的攪拌15~20min，靜置3h，取樣測定其聚合物濃度和COD值。[0031]實施例10
1、取油田含聚污水，接入裝置中；
2、調(diào)pH=5.05(31 wt %的HCl用量約為0.8mL/L)快速攪拌I~2min，攪拌速度為2000r/min ；
3、加PQ-7藥0.2mg/L，中速攪拌，轉(zhuǎn)速為1500r/min，攪拌15~20min，靜置5~lOmin，使其在溶液中充分的反應(yīng)并且借助催化氣浮單元將析出的聚合物分離去除；
4、將3析出的聚合物分離后，取清液加入300mg/L的PAFC，先快后慢(轉(zhuǎn)速由1700r/min變?yōu)?200 r/min)的攪拌15~20min，靜置3h，取樣測定其聚合物濃度和COD值。
[0032]實施例11
1、取油田含聚污水，接入裝置中；
2、調(diào)pH=6.69(98wt %的HCl用量約為0.2mL/L)快速攪拌I~2min，攪拌速度為2000r/
min ；
3、加PQ-7藥0.4mg/L，中速攪拌，轉(zhuǎn)速為1500r/min，攪拌15~20min，靜置5~lOmin，使其在溶液中充分的反應(yīng)并且借助催化氣浮單元將析出的聚合物分離去除；
4、將3析出的聚合物分離后，取清液加入300mg/L的PAC，先快后慢(轉(zhuǎn)速由1700r/min變?yōu)?200 r/min)的攪拌15~20min，靜置3h，取樣測定其聚合物濃度和COD值。
[0033]實施例12
1、取油田含聚污水，接入裝置中；
2、調(diào)pH=6.79(31 wt %的HCl用量約為0.8mL/L)快速攪拌I~2min，攪拌速度為2000r/min ；
3、加PQ-7藥0.4mg/L，中速攪拌，轉(zhuǎn)速為1500r/min，攪拌15~20min，靜置5~lOmin，使其在溶液中充分的反應(yīng)并且借助催化氣浮單元將析出的聚合物分離去除；
4、將3析出的聚合物分離后，取清液加入200mg/L的PAC，先快后慢(轉(zhuǎn)速由1700r/min變?yōu)?200 r/min)的攪拌15~20min，靜置3h，取樣測定其聚合物濃度和COD值。
[0034]實施例1-12測得的原水和處理之后水樣的聚合物濃度和COD值見表1。
【權(quán)利要求】
1.一種去除油田注聚污水中聚合物的催化絮凝分離方法，其特征在于：具體步驟如下：(1)用酸調(diào)節(jié)油田注聚污水的pH，使得pH值<7;(2)向（1)的污水里投加0.ro. 4mg/L的聚胺類或聚季銨鹽類陽離子有機(jī)高分子絮凝 劑，并繼續(xù)攪拌15?20min，再靜置5?10min，析出聚合物；(3)將（2)中析出的聚合物采用氣浮或沉淀的方法從污水中分離去除，再向剩余的污水 中投加20(T400mg/L的無機(jī)高分子絮凝劑，之后繼續(xù)攪拌l(Tl5min，再靜置2_5h，經(jīng)過脫聚 出水，即實現(xiàn)了注聚污水中聚合物的分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化絮凝分離方法，其特征在于：步驟（1)中所述的pH值在 5. 05飛.87之間；所述酸為鹽酸或者硫酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化絮凝分離方法，其特征在于：步驟（2)中的陽離子有機(jī)高 分子絮凝劑為 c521，C581，C583, CA-2, PA-4000, PQ-7 或 PQ-11 的任意一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化絮凝分離方法，其特征在于：步驟（3)中所述的無機(jī)高分 子絮凝劑為聚合氯化鋁鐵或聚合氯化鋁。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化絮凝分離方法，其特征在于：步驟（2)中采用的陽離子有 機(jī)高分子絮凝劑為C581絮凝劑；步驟（3)中所述的無機(jī)高分子絮凝劑為聚合氯化鋁鐵或聚 合氯化鋁。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的催化絮凝分離方法，其特征在于：步驟（2)中的攪拌速度為 140(Tl700r/min ;步驟（3)中的攪拌為變速攪拌：由1700r/min逐漸變?yōu)?200r/min。
【文檔編號】C02F9/04GK103539291SQ201310550418
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】董濱, 蔣生健, 許穎, 沈丹妮 申請人:上海睿島節(jié)能環(huán)?？萍加邢薰?br>