CN107963769A - 一种去除油田污水中硫酸根的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于油田污水处理技术领域，具体涉及一种去除油田污水中硫酸根的方法。该方法具体包括以下步骤：油田污水中硫酸根离子的检测；油田污水中营养液的加入；油田污水N2液下吹脱；反硝化自养菌及反硝化培养基的加入；处理后的油田污水中硫酸根离子的检测，检测经上述方法处理后的油田污水中硫酸根离子的含量，计算硫酸根离子的去除率。本发明具有适应范围广、针对性强、抑制思路清晰、操作性好和效果好的特点，从根源上去除硫酸根，有效解决了其他物理化学方法不能有效杀灭硫酸盐还原菌从而不能控制其产生硫化氢的弊，油田污水中的硫酸根的去除率达到99.0%以上。因此，本发明可广泛地应用于油水污水处理技术领域中。

Description

一种去除油田污水中硫酸根的方法
技术领域
本发明属于油田污水处理技术领域，特别涉及一种去除油田污水中硫酸根的方法。
背景技术
目前国内油田普遍采用注水开发的方式，油田采出水及注入水中普遍存在硫酸根离子及硫酸盐还原菌(SRB)，硫酸盐还原菌能够将污水中的硫酸根转化为硫化氢，对油田集输及开发系统造成不良影响如：腐蚀产物硫化亚铁沉淀与水中成垢离子共同沉积成污垢，造成管道堵塞，注水压力上升；腐蚀管线、泵、井筒等，使其遭到破坏；腐蚀产物中含有的硫化亚铁，导致水质明显恶化，水变黑、发臭，不仅使管道设备破坏，而且还可能把杂质引入油品中，使其性能变差；使聚合物溶液的粘度大幅度下降，严重的影响聚合物驱的现场效果。因此如果将污水中硫酸根去除，就能够杜绝SRB产生硫化氢的可能，有利于油田注水开发。
常用的硫酸根去除方法有化学法、生化法等。化学法如向污水中加入可溶性钡盐，使其与水中的硫酸根生成不溶于水的硫酸钡从而将硫酸根去除。生化法采用厌氧工艺，利用硫酸盐还原菌的还原作用将硫酸根还原为硫化氢，从而脱除污水中的硫酸根，但由于硫化氢的累积会抑制硫酸盐还原菌的将硫酸根还原为硫化氢，且反应需要污水中存在一定量的营养，因此去除硫酸根效果不明显。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足而提供一种去除油田污水中硫酸根的方法，本发明首先进行油田污水中硫酸根离子的检测；其次，向田污水中投加营养液；再次，采用N2吹脱的方式去除上述处理后的油田污水中的硫化氢；接着，为了彻底去除油田污水中的硫化氢，向N2吹脱处理后的油田污水中投加反硝化自养菌及其培养基，将剩余的硫化氢转化为单质硫；最后，进行处理后的油田污水中硫酸根离子的检测，计算硫酸根离子的去除率。本发明是一种工艺简单、成本低廉的综合去除油田污水中硫酸根的方法，油田污水中的硫酸根的去除率达到99.0％以上。
本发明公开了一种去除油田污水中硫酸根的方法，该方法具体包括以下步骤：
(1)油田污水中硫酸根离子的检测
现场取样油田污水1～2L，检测污水中硫酸根离子的浓度。
(2)油田污水中营养液的加入
根据油田污水中硫酸根离子检测结果，确定营养液的加入量，使投加营养液后油田污水中的营养液：SO4 2-(质量浓度比)＝2～4：1。
(3)油田污水N2液下吹脱
采用N2吹脱的方式去除上述处理后的油田污水中的硫化氢，N2布气方式为穿孔管曝气，吹脱方式为间歇式或连续式。
(4)反硝化自养菌及反硝化培养基的加入
为了彻底去除油田污水中的硫化氢，向N2吹脱处理后的油田污水中投加反硝化自养菌及其培养基，将剩余的硫化氢转化为单质硫。
(5)处理后的油田污水中硫酸根离子的检测
检测经上述方法处理后的油田污水中硫酸根离子的含量，计算硫酸根离子的去除率。
其中，硫酸根离子检测的具体方法如下：用吸管吸取5.00mL油田污水样品，置于容积为250mL的锥形瓶中，加入盐酸1～2mL，从滴定管中边摇边加入氯化钡标准溶液3～5mL，记录加入的体积数V1；用1～2mL蒸馏水冲洗锥形瓶内壁，加热微沸2min，并冷至室温，缓慢依次加入10mL Mg-EDTA溶液、10mL无水乙醇、2mL盐酸羟胺、3mL三乙醇胺、10mL缓冲溶液、3～5滴铬黑T指示剂，摇匀，用EDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色变为纯兰色为终点，记录消耗EDTA标准溶液的体积V2；用吸管吸取5.00mL污水样品，置于容积为250mL的锥形瓶中，缓慢依次加入20mL蒸馏水，加入盐酸溶液2滴，加入2mL盐酸羟胺、3mL三乙醇胺、10mL缓冲溶液、3～5滴铬黑T指示剂，摇匀；用EDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色变为纯兰色为终点，记录消耗EDTA标准溶液的体积V0。
按下式计算：
SO4 2-(g/L)＝[C1V1-C2(V2-V0)]×96.06/5
式中：
C1———氯化钡标准溶液的浓度，mol/L；
V1———氯化钡标准溶液加入的体积，mL；
C2———EDTA标准溶液的浓度，mol/L；
V2———测定样品时消耗EDTA溶液的体积，mL；
V0———测钙镁总量时，5.00mL试样所消耗EDTA溶液的体积mL；
96.06———1mol硫酸根的质量，g。
所述的营养液为乳酸钠或乙醇。
所述的营养液投加方式为从输水管线均匀投加，边投加边搅拌，搅拌速度为150～200rpm。
所述的N2进气量与污水处理量的体积比为3～5:1。
所述的反硝化自养菌的体积投加量为油田污水处理量的0.02～0.05％；所述的反硝化自养菌培养基配方为葡萄糖2.0～3.0g/L、KNO3 0.5～1.0g/L、NaHPO4 0.1～0.2g/L，体积投加量为油田污水处理量的0.1～0.3％。
本发明利用油田污水中的硫酸盐还原菌将油田污水中的硫酸根转化为硫化氢，在此过程中投加营养液确保硫酸盐还原菌有足够营养将硫酸根还原为硫化氢，促进反应进行；同时采用N2液下吹脱的方式将其中的硫化氢即时排出；最后向油田污水中投加反硝化自养菌将未排出的硫化氢转化为单质硫，从而进一步消除硫化氢的累积对硫酸盐还原菌将硫酸根还原为硫化氢的抑制，并且由于反硝化作用一般快于硫酸盐还原作用，因此，可以快速将硫化氢去除，从而加快硫酸盐的还原作用；将硫酸根去除后油田污水中将不会再产生硫化氢，同时减轻硫酸钙等的结垢影响，有利于保障注水及开发系统稳定运行。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
(1)适应范围广，该发明适用于绝大多数油田污水，抑制思路清晰，操作性好。
(2)针对性强，该发明提供的方案紧密控制硫酸盐还原菌利用硫酸根发生硫酸盐还原反应的必要条件硫酸根，提高了现场实施的针对性。
(3)效果持续彻底，从根源上去除硫酸根，有效解决了其他物理化学方法不能有效杀灭硫酸盐还原菌从而不能控制其产生硫化氢的弊，油田污水中的硫酸根的去除率达到99.0％以上。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步的说明，但本发明的保护范围不限于此：
实施例1
某油田污水处理站A，处理量500m3/d，污水站污水温度为25℃，污水中硫酸盐还原菌(SRB)含量为1.0×103个/mL。利用本发明的方法去除污水中硫酸根，抑制SRB产生硫化氢，具体步骤如下：
(1)油田污水中硫酸根离子检测
现场取样油田污水1.0L，检测污水中硫酸根离子的浓度，硫酸根离子检测的具体方法如下：用吸管吸取5.00mL污水样品，置于容积为250mL的锥形瓶中，加入盐酸1.0mL，从滴定管中边摇边加入C1＝0.02mol/L氯化钡标准溶液5.0mL，记录加入的体积数V1＝5.0mL；用1mL蒸馏水冲洗锥形瓶内壁，加热微沸2min，并冷至室温，缓慢依次加入10mL Mg-EDTA溶液、10mL无水乙醇、2mL盐酸羟胺、3mL三乙醇胺、10mL缓冲溶液、3滴铬黑T指示剂，摇匀，用0.02mol/LEDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色变为纯兰色为终点，记录消耗EDTA标准溶液的体积V2＝4.60mL；用吸管吸取5.00mL污水样品，置于容积为250mL的锥形瓶中，缓慢依次加入20mL蒸馏水，加入盐酸溶液2滴，加入2mL盐酸羟胺、3mL三乙醇胺、10mL缓冲溶液、5滴铬黑T指示剂，摇匀；用C2＝0.02mol/LEDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色变为纯兰色为终点，记录消耗EDTA标准溶液的体积V0＝1.8mL。
按下式计算：
SO4 2-(g/L)＝[C1V1-C2(V2-V0)]×96.06/5＝845mg/L
(2)油田污水中营养液的加入
根据油田污水中硫酸根离子检测结果845mg/L，确定乳酸钠的加入量，使投加乳酸钠后油田污水中的乳酸钠：SO4 2-(质量浓度比)＝2：1，投加乳酸钠后油田污水中的乳酸钠质量浓度为1690mg/L。
乳酸钠投加方式为从输水管线均匀投加，边投加边搅拌，搅拌速度为150rpm。
(3)油田污水N2液下吹脱
采用N2吹脱的方式去除上述处理后的油田污水中的硫化氢，N2布气方式为穿孔管曝气，吹脱方式为间歇式，N2进气量与污水处理量的体积比为3:1，N2进气量为1.5×103m3/d。
(4)反硝化自养菌及反硝化培养基的加入
向污水处理站A中加入反硝化自养菌及反硝化培养基，反硝化自养菌的体积投加量为油田污水处理量的0.02％，投加量为0.1m3/d；反硝化自养菌培养基配方为葡萄糖2.0g/L、KNO3 0.5g/L、NaHPO4 0.1g/L，体积投加量为油田污水处理量的0.1％，投加量为5m3/d。
(5)处理后的油田污水中硫酸根离子的检测
经检测上述方法处理后的油田污水中硫酸根离子的含量为6.5mg/L，硫酸根离子的去除率为99.23％以上。
实施例2
某油田污水处理站B，处理量300m3/d，污水站污水温度为32℃，经检测分析，污水中硫酸盐还原菌(SRB)含量为1.0×103个/mL。利用本发明的方法去除污水中硫酸根，抑制SRB产生硫化氢，具体步骤如下：
(1)油田污水中硫酸根离子检测
现场取样油田污水1.5L，检测污水中硫酸根离子的浓度，硫酸根离子检测的具体方法如下：用吸管吸取5.00mL污水样品，置于容积为250mL的锥形瓶中，加入盐酸1.5mL，从滴定管中边摇边加入C1＝0.02mol/L氯化钡标准溶液3.0mL，记录加入的体积数V1＝3.0mL；用2mL蒸馏水冲洗锥形瓶内壁，加热微沸2min，并冷至室温，缓慢依次加入10mL Mg-EDTA溶液、10mL无水乙醇、2mL盐酸羟胺、3mL三乙醇胺、10mL缓冲溶液、4滴铬黑T指示剂，摇匀，用0.02mol/LEDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色变为纯兰色为终点，记录消耗EDTA标准溶液的体积V2＝5.60mL；用吸管吸取5.00mL污水样品，置于容积为250mL的锥形瓶中，缓慢依次加入20mL蒸馏水，加入盐酸溶液2滴，加入2mL盐酸羟胺、3mL三乙醇胺、10mL缓冲溶液、3滴铬黑T指示剂，摇匀；用C2＝0.02mol/LEDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色变为纯兰色为终点，记录消耗EDTA标准溶液的体积V0＝0.8mL。
按下式计算：
SO4 2-(g/L)＝[C1V1-C2(V2-V0)]×96.06/5＝76.8mg/L
(2)油田污水中营养液的加入
根据油田污水中硫酸根离子检测结果76.8mg/L，确定乙醇的加入量，使投加乙醇后油田污水中的乳酸钠：SO4 2-(质量浓度比)＝3：1，投加乙醇后油田污水中的乙醇质量浓度为230.4mg/L。
乙醇投加方式为从输水管线均匀投加，边投加边搅拌，搅拌速度为180rpm。
(3)油田污水N2液下吹脱
采用N2吹脱的方式去除上述处理后的油田污水中的硫化氢，N2布气方式为穿孔管曝气，吹脱方式为连续式，N2进气量与污水处理量的体积比为4:1，N2进气量为1.2×103m3/d。
(4)反硝化自养菌及反硝化培养基的加入
向污水处理站B中加入反硝化自养菌及反硝化培养基，反硝化自养菌的体积投加量为油田污水处理量的0.03％，投加量为0.09m3/d；反硝化自养菌培养基配方为葡萄糖2.5g/L、KNO3 0.8g/L、NaHPO4 0.15g/L，体积投加量为油田污水处理量的0.2％，投加量为0.6m3/d。
(5)处理后的油田污水中硫酸根离子的检测
经检测上述方法处理后的油田污水中硫酸根离子的含量为0.44mg/L，硫酸根离子的去除率为99.43％以上。
实施例3
某油田污水处理站C，处理量1000m3/d，污水站污水温度为25℃，污水中硫酸盐还原菌(SRB)含量为5.0×103个/mL。利用本发明的方法去除污水中硫酸根，抑制SRB产生硫化氢，具体步骤如下：
(1)油田污水中硫酸根离子检测
现场取样油田污水2.0L，检测污水中硫酸根离子的浓度，硫酸根离子检测的具体方法如下：用吸管吸取5.00mL污水样品，置于容积为250mL的锥形瓶中，加入盐酸2.0mL，从滴定管中边摇边加入C1＝0.02mol/L氯化钡标准溶液5.0mL，记录加入的体积数V1＝5.0mL；用1.5mL蒸馏水冲洗锥形瓶内壁，加热微沸2min，并冷至室温，缓慢依次加入10mL Mg-EDTA溶液、10mL无水乙醇、2mL盐酸羟胺、3mL三乙醇胺、10mL缓冲溶液、5滴铬黑T指示剂，摇匀，用0.02mol/LEDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色变为纯兰色为终点，记录消耗EDTA标准溶液的体积V2＝8.70mL；用吸管吸取5.00mL污水样品，置于容积为250mL的锥形瓶中，缓慢依次加入20mL蒸馏水，加入盐酸溶液2滴，加入2mL盐酸羟胺、3mL三乙醇胺、10mL缓冲溶液、4滴铬黑T指示剂，摇匀；用C2＝0.02mol/LEDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色变为纯兰色为终点，记录消耗EDTA标准溶液的体积V0＝5.30mL。
按下式计算：
SO4 2-(g/L)＝[C1V1-C2(V2-V0)]×96.06/5＝32.0mg/L
(2)油田污水中营养液的加入
根据油田污水中硫酸根离子检测结果32.0mg/L，确定乳酸钠的加入量，使投加乳酸钠后油田污水中的乳酸钠：SO4 2-(质量浓度比)＝4：1，投加乳酸钠后油田污水中的乳酸钠质量浓度为128mg/L。
乳酸钠投加方式为从输水管线均匀投加，边投加边搅拌，搅拌速度为200rpm。
(3)油田污水N2液下吹脱
采用N2吹脱的方式去除上述处理后的油田污水中的硫化氢，N2布气方式为穿孔管曝气，吹脱方式为间歇式，N2进气量与污水处理量的体积比为5:1，N2进气量为5×103m3/d。
(4)反硝化自养菌及反硝化培养基的加入
向污水处理站C中加入反硝化自养菌及反硝化培养基，反硝化自养菌的体积投加量为油田污水处理量的0.05％，投加量为0.5m3/d；反硝化自养菌培养基配方为葡萄糖3.0g/L、KNO3 1.0g/L、NaHPO4 0.2g/L，体积投加量为油田污水处理量的0.3％，投加量为3m3/d。
(5)处理后的油田污水中硫酸根离子的检测
经检测上述方法处理后的油田污水中硫酸根离子的含量为0.15mg/L，硫酸根离子的去除率为99.53％以上。

Claims (8)

1.一种去除油田污水中硫酸根的方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：
(1)油田污水中硫酸根离子的检测
现场取样油田污水1～2L，检测污水中硫酸根离子的浓度；
(2)油田污水中营养液的加入
根据油田污水中硫酸根离子检测结果，确定营养液的加入量，使投加营养液后油田污水中的营养液：SO42-(质量浓度比)＝2～4：1；
(3)油田污水N2液下吹脱
采用N2吹脱的方式去除上述处理后的油田污水中的硫化氢，N2布气方式为穿孔管曝气，吹脱方式为间歇式或连续式；
(4)反硝化自养菌及反硝化培养基的加入
为了彻底去除油田污水中的硫化氢，向N2吹脱处理后的油田污水中投加反硝化自养菌及其培养基，将剩余的硫化氢转化为单质硫；
(5)处理后的油田污水中硫酸根离子的检测
检测经上述方法处理后的油田污水中硫酸根离子的含量，计算硫酸根离子的去除率。
2.根据权利要求1所述的去除油田污水中硫酸根的方法，其特征在于，所述的硫酸根离子检测的具体方法如下：用吸管吸取5.00mL油田污水样品，置于容积为250mL的锥形瓶中，加入盐酸1～2mL，从滴定管中边摇边加入氯化钡标准溶液3～5mL，记录加入的体积数V1；用1～2mL蒸馏水冲洗锥形瓶内壁，加热微沸2min，并冷至室温，缓慢依次加入10mL Mg-EDTA溶液、10mL无水乙醇、2mL盐酸羟胺、3mL三乙醇胺、10mL缓冲溶液、3～5滴铬黑T指示剂，摇匀，用EDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色变为纯兰色为终点，记录消耗EDTA标准溶液的体积V2；用吸管吸取5.00mL污水样品，置于容积为250mL的锥形瓶中，缓慢依次加入20mL蒸馏水，加入盐酸溶液2滴，加入2mL盐酸羟胺、3mL三乙醇胺、10mL缓冲溶液、3～5滴铬黑T指示剂，摇匀；用EDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色变为纯兰色为终点，记录消耗EDTA标准溶液的体积V0；
按下式计算：
SO4 2-(g/L)＝[C1V1-C2(V2-V0)]×96.06/5
式中：
C1———氯化钡标准溶液的浓度，mol/L；
V1———氯化钡标准溶液加入的体积，mL；
C2———EDTA标准溶液的浓度，mol/L；
V2———测定样品时消耗EDTA溶液的体积，mL；
V0———测钙镁总量时，5.00mL试样所消耗EDTA溶液的体积mL；
96.06———1mol硫酸根的质量，g。
3.根据权利要求1或2所述的去除油田污水中硫酸根的方法，其特征在于，所述的营养液为乳酸钠或乙醇。
4.根据权利要求3所述的去除油田污水中硫酸根的方法，其特征在于，所述的营养液投加方式为从输水管线均匀投加，边投加边搅拌，搅拌速度为150～200rpm。
5.根据权利要求1或2所述的去除油田污水中硫酸根的方法，其特征在于，所述的N2进气量与进水量的体积比为3～5:1。
6.根据权利要求1或2所述的去除油田污水中硫酸根的方法，其特征在于，所述的反硝化自养菌的体积投加量为油田污水处理量的0.02～0.05％。
7.根据权利要求6所述的去除油田污水中硫酸根的方法，其特征在于，所述的所述的反硝化自养菌培养基配方为葡萄糖2.0～3.0g/L、KNO3 0.5～1.0g/L、NaHPO4 0.1～0.2g/L。
8.根据权利要求7所述的去除油田污水中硫酸根的方法，其特征在于，所述的反硝化自养菌培养基的体积投加量为油田污水处理量的0.1～0.3％。
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