CN105621565A - 油田废水用复合水处理剂及其制备方法、以及油田废水处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种油田废水用复合水处理剂及其制备方法、以及油田废水处理方法。所述油田废水用复合水处理剂包括质量比为1-3:1的聚合氯化铝和聚二甲基二烯丙基氯化铵。所述油田废水处理方法包括将上述油田废水用复合水处理剂以0.3-0.5g/L的浓度投入油田废水中搅拌均匀，静置至少30min，分离出上清液。本发明能够解决现有水处理剂处理油田废水效果不理想的问题，使用该油田废水用复合水处理剂处理油田废水后水质较好，能够保证水质长期稳定达标。

Description

油田废水用复合水处理剂及其制备方法、以及油田废水处理方法

技术领域

本发明涉及一种油田废水用复合水处理剂及其制备方法、以及油田废水处理方法，属于水处理技术领域。

背景技术

废水处理就是利用物理、化学或生物的方法对废水进行处理，使废水净化，减少污染，使废水回收利用，充分利用水资源。水处理剂在废水处理中具有很重要的作用，它可以用来降低水中的浊度、色度等感观指标，去除多种高分子有机物，部分重金属和放射性物质。常用的水处理剂包括杀菌剂、絮凝剂、阻垢剂、缓蚀剂等，在多个领域有广泛的应用。

现在的水处理剂大多都是根据水处理的目的不同，而选用一种或几种水处理剂单独或混合使用。复合水处理剂大多是把几种具有不同作用的药剂复配，在水处理中各自发挥其作用的同时各种药剂也具有一定的协同作用，通常在废水处理中起到絮凝-阻垢、絮凝-杀菌或絮凝-杀菌-阻垢等作用。例如CN200410021527.9公开了一种用于污水净化处理的硫酸型复合净水剂，包括硫酸铝30-50％，硫酸镁35-65％和硫酸锌15-35％。对于处理转炉炼钢除尘废水等有较好效果。

然而，油田废水除了含有可溶性盐类和重金属、悬浮的乳化的原油、固体颗粒、硫化氢等天然杂质外，还含有一些用来改变采出水性质的化学添加剂，以及注入地层的酸类、除氧剂、润滑剂、杀菌剂和防垢剂等，组成十分复杂，对水处理剂的性能有着更高的要求。传统铝、铁盐类水处理剂虽然水解反应极为迅速，但用于处理存在乳化现象的油田废水时，净水效果并不理想，无法保证水质长期稳定达标。

发明内容

本发明提供一种油田废水用复合水处理剂及其制备方法、以及油田废水处理方法，能够解决现有水处理剂处理油田废水效果不理想的问题，使用该油田废水用复合水处理剂处理油田废水后水质较好，能够保证水质长期稳定达标，且该水处理剂制备方法简单成本较低，易于推广使用。

本发明提供的油田废水用复合水处理剂包括质量比为1-3:1的聚合氯化铝和聚二甲基二烯丙基氯化铵。

本发明选择两种线性高分子聚合物，以一定的配比组成油田废水用复合水处理剂，聚合氯化铝和聚二甲基二烯丙基氯化铵组合后产生较好的协同作用，加入水中后首先由于氢键和范德华力等作用，将细小颗粒吸附，再通过较高聚合度的线性高分子在溶液中保持适当的伸展形状，从而发挥吸附架桥作用，把小颗粒，小矾花缠绕在一起，逐渐生成大而疏密的矾花。本发明提供的油田废水用复合水处理剂解决了油田含油废水处理过程中效果不理想的问题，能使反应罐出口水质污染负荷迅速降低，保证后续流程正常工作，处理后水质良好。

其中，聚合氯化铝(PAC)又被简称为聚铝，是一种分子量较大、电荷较高的无机高分子聚合物。本发明中的聚合氯化铝可为白色聚合氯化铝、黄色聚合氯化铝或棕褐色聚合氯化铝。发明人发现，聚合氯化铝(PAC)在水处理过程中可快速形成致密易沉降的污泥，保证油田废水中的悬浮物(ss)、石油类物质等在油田废水中得到最大限度的去除。在一个具体实施方式中，使用黄色聚合氯化铝，可通过商购或可参照常规方法制备而获得。为获得更好的水处理效果，可选择使用聚合氯化铝中含氧化铝≥27wt％的聚合氯化铝。

在另一个具体实施方式中，聚合氯化铝的盐基度为65-85％，有利于在水中保持较大面积的伸展，从而更利于吸附废水中的油和悬浮物。

上述聚二甲基二烯丙基氯化铵为强阳离子聚电解质，外观为无色至淡黄色粘稠液体。安全、无毒、易溶于水、不易燃、凝聚力强、水解稳定性好、不成凝胶，对pH值变化不敏感，有抗氯性。凝固点约-2.8℃，比重约1.04g/cm3，分解温度280-300℃。

在一个具体实施方式中，使用的聚二甲基二烯丙基氯化铵的分子量可为40-50万，选择该分子量的聚二甲基二烯丙基氯化铵有利于分子链在水中保持较大面积的伸展，从而更利于其吸附废水中的油和悬浮物。

另一方面，本发明还提供一种油田废水处理方法，将上述的油田废水用复合水处理剂以0.3-0.5g/L的浓度投入油田废水中搅拌均匀，静置至少30min，分离出上清液。此处的浓度指聚合氯化铝和聚二甲基二烯丙基氯化铵的总浓度。

发明人经研究发现，当静置时间超过60min时，污染物的沉降效果不再发生明显变化，因此为了提高生产效率，通常可将投入油田废水用复合水处理剂的油田废水静置30-60min后，即可将上清液放出，获得处理后的油田废水。

为使上述油田废水用复合水处理剂获得更好的水处理效果，在一个具体实施方式中，可先将其溶解于少量水中获得浓溶液，所述浓溶液中聚合氯化铝质量分数为8-12％，再将该浓溶液注入油田废水中混合均匀。

通常油田废水中石油类物质浓度小于500mg/L，化学需氧量小于3000mg/L，悬浮物浓度小于1000mg/L，使用本发明提供的水处理方法可有效实现水质净化，处理后的油田废水可用于地层注水等作业过程中。其中，石油类物质为油田开采过程中产生的有机类物质，如油类和有机添加剂等。化学需氧量(ChemicalOxygenDemand，COD)为以化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量。悬浮物为水中细菌代谢产物和无机颗粒物等。

上述方法中，还可包括将分离出的上清液进行过滤。所述过滤可采用本领域中使用的常规方法和设备，例如使用纤维球过滤器进行二级过滤，以使获得的水质更佳。

另一方面，本发明还提供一种制备上述油田废水用复合水处理剂的方法，包括将聚合氯化铝和聚二甲基二烯丙基氯化铵按比例混合均匀。

在具体的实施方式中，为了便于使用及储存，同时更有利于聚合氯化铝和聚二甲基二烯丙基氯化铵的均匀混合，上述方法还可包括将聚合氯化铝和聚二甲基二烯丙基氯化铵分别溶于水后再混合均匀。

本发明方案的实施，至少具有以下优势：

1、本发明提供的油田废水用复合水处理剂在油水界面上有较强的吸附作用，有利于油、悬浮物的去除，特别适合含油废水的处理，相比于传统铝、铁盐类水处理剂，在相同加量条件下，处理后的水中油、悬浮物等杂质含量显著下降，获得的水质较好。主要污染物石油类去除率达90％以上，化学耗氧量去除率达40％以上，悬浮物去除率达92％以上，再经过废水后续处理单元的处理，废水水质可以达到《油田回注水质标准》和《污水综合排放标准》要求。

2、由于混凝剂和絮凝剂的协同作用，形成的絮体更加密实、沉降速度更快，使处理速度更快，处理时间大大缩短。

3、使用本发明提供的油田废水用复合水处理剂，能使沉降过程中形成的矾花大而致密，能够保证水质长期稳定达标。

4、本发明提供的油田废水用水处理剂制备方法简单，成本较低，易于推广使用。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的油田废水处理方法的工艺流程图。

图2为使用本发明提供的油田废水用复合水处理剂处理油田废水的效果示意图。

图3为本发明另一实施例提供的油田废水处理方法的工艺流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

将聚合氯化铝和聚二甲基二烯丙基氯化铵按1.5:1的比例混合均匀即得到本发明的油田废水用复合水处理剂。其中聚合氯化铝为黄色聚合氯化铝，含氧化铝≥27wt％，盐基度为65-85％左右，聚二甲基二烯丙基氯化铵的分子量为40-50万。

图1为本发明提供的油田废水处理方法的工艺流程图。如图1所示，将从三相分离器分离出来的油田废水输送至一级缓冲罐自然沉淀，使部分体积较大的杂质自行沉降后，将一级缓冲罐中的上清液输送至反应罐；在反应罐中，按0.4g/L的浓度加入油田废水用复合水处理剂，同时快速搅拌10-30s，使其和水充分混合，最后静置30-60分钟，将反应罐中的上清液输送至二级缓冲罐；沉降后将上清液经纤维球过滤器过滤后，滤液即为处理后的油田废水，将其输送至注水罐储存备用。

该处理后的油田废水通常可用于油田开采作业中的地层注水，使用时通过注水泵将处理后的油田废水输送至目标地层。

其中反应罐中的水处理效果示意图如图2所示，静置30min后水中杂质已有较明显的沉降效果，60min后完全沉淀，延长处理时间沉降效果的变化不大。

反应罐进口和出口处的水中杂质浓度如表1所示。由表1可知，经过本发明提供的油田废水用复合水处理剂处理后，水中石油类物质浓度、化学需氧量和悬浮物浓度均有显著降低。可以使废水中主要污染物石油类去除率达94％以上，化学耗氧量去除率达76％以上，悬浮物去除率达92％以上，再经过废水后续处理单元的处理，废水水质可以达到《油田回注水质标准》和《污水综合排放标准》。

表1

实施例2

本实施例中的油田废水用复合水处理剂制备方法为：以配制1吨水处理剂为例，将质量浓度为30-40％的市售聚二甲基二烯丙基氯化铵0.05吨投加入有0.5吨自来水的加药罐中，用强力搅拌机采用50-80rpm速率不断搅拌30min，再加入0.09吨的聚合氯化铝和0.36吨自来水，用强力搅拌机采用60-100rpm速率继续搅拌30min，至完全溶解。

其中聚合氯化铝为黄色聚合氯化铝，含氧化铝≥27wt％，盐基度为65-85％左右，聚二甲基二烯丙基氯化铵的分子量为40-50万。

图3为本实施例提供的油田废水处理方法的工艺流程图。本实施例中使用溶剂较大的天然水塘(即“氧化塘”)作为废水处理的容器。如图3所示，隔油池出口水质进入二级氧化塘反应池中进行加药反应，按0.4g/L的浓度加入油田废水用复合水处理剂，同时靠水力流动搅拌10-30min，使其和水充分混合，最后静置3-4小时，将二级氧化塘反应池中的上清液输送至三级氧化塘，静置后将上清液输送至四级氧化塘，同样静置后上清液输送至五级氧化塘，上清液为处理后的油田废水，将其输送至农田中灌溉植物，该处理后的油田废水通常可用于干旱地区灌溉植物，如芦苇、沙枣树等。

二级氧化塘反应池进口和出口处的水中杂质浓度如表2所示。由表2可知，经过本发明提供的油田废水用复合水处理剂处理后，水中石油类物质浓度、化学需氧量和悬浮物浓度均有显著降低。可以使废水中主要污染物石油类去除率达90％以上，化学耗氧量去除率达64％以上，悬浮物去除率达92％以上，再经过废水后续处理单元的处理，废水水质可以达到《农田灌溉水质标准》和《污水综合排放标准》。

表2

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种油田废水用复合水处理剂，其特征在于，包括质量比为1-3:1的聚合氯化铝和聚二甲基二烯丙基氯化铵。

2.根据权利要求1所述的油田废水用复合水处理剂，其特征在于，所述聚合氯化铝中含氧化铝≥27wt％。

3.根据权利要求1所述的油田废水用复合水处理剂，其特征在于，所述聚合氯化铝为黄色聚合氯化铝。

4.根据权利要求1所述的油田废水用复合水处理剂，其特征在于，所述聚合氯化铝的盐基度为65-85％。

5.根据权利要求1-4任一项所述的油田废水用复合水处理剂，其特征在于，所述聚二甲基二烯丙基氯化铵的分子量为40-50万。

6.一种油田废水处理方法，其特征在于，将权利要求1-5任一项所述的油田废水用复合水处理剂以0.3-0.5g/L的浓度投入油田废水中搅拌均匀，静置至少30min，分离出上清液。

7.根据权利要求6所述的油田废水处理方法，其特征在于，将投入所述油田废水用复合水处理剂的油田废水静置30-60min。

8.根据权利要求6所述的油田废水处理方法，其特征在于，先将所述油田废水用复合水处理剂溶解于少量水中获得浓溶液，所述浓溶液中聚合氯化铝质量分数为8-12％，再将所述浓溶液注入油田废水中混合均匀。

9.制备权利要求1-5任一项所述的油田废水用复合水处理剂的方法，其特征在于，包括将聚合氯化铝和聚二甲基二烯丙基氯化铵按比例混合均匀。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，包括将聚合氯化铝和聚二甲基二烯丙基氯化铵分别溶于水后再混合均匀。