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常见问题

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石英砂滤料油田驱采污水处理

发表作者:admin 发表日期:2020-08-24

1试验装置及方法
1.1试验装置
超滤膜为5-HFP-276-PVI型管式超滤膜,共4根,两两串联后再并联,单根管长为152.4am,直径为2.54em,有效面积为0.10m2,其材质为PVDF,截留分子质量为120ku,经处理后使其表面带负电荷,因而具有抗油污染的 性能。
电渗析所用离子交换膜为3361和3362型异相阴阳离子交换膜,共60对,按两极4段安装,膜的 有效面积为770am2,阳膜面电阻<12Q•am2,阴膜面电阻<15Q•am2,阴阳极都为钛涂钌电极(electrode)。
1.2工艺流程
试验地点为大庆采油二厂聚南八污水站,其出水先进入超滤膜进行预处理,然后进入电渗析装置。调节电渗析的 电压分别为5、10、15、20、25、30V,固定浓水和极水流量均为50L/h,调节淡水流量为100、150、200、250、300I/h进行脱盐试验。具体工艺流程见1。
1.3试验材料及检测方法
油:荧光光度法;聚合物:分光光度法;悬浮物:质量法;阳离子分析采用原子吸收法;阴离子分析采用滴定法。
试验所用聚合物为部分水解聚丙烯酰胺,其分子质量为1.2×10711,水解度为25%~30%;所配制聚合物溶液的 粘度及抗剪切性用粘度计测定。石英砂为使污水达到排入某一水体或再次使用的水质要求对其进行净化的过程。
1。4原水水质
污水站出水水质见表1。
2结果与讨论
2.1超滤效果
超滤几乎可去除所有的 原油和悬浮物及绝大部分的 聚合物,其出水水质满足电渗析的 进水水质要求。
2.2电渗析降低矿化度的 效果
2.2.1电压和淡水产量对处理效果的 影响(influence)不同电压和淡水流量下,电渗析降低矿化度的 效果如2所示。
由2可知,当淡水产量固定时,脱盐率随电压的 提高而逐渐增加,最高脱盐率可达95%以上;在相同的 电压下,产量越大则脱盐率越低;如要达到相同的 脱盐率,则产量大时所需电压高。
综上所述,电渗析可有效降低含聚合物污水的 矿化度,并且可通过调整电压或淡水产量来获得不同矿化度的 出水。
2.2.2回用作配液用水时的 脱盐率要求利用电渗析出水配制1000mg/L的 聚合物溶液,测定其粘度并与用清水配制的 作比较,结果见表3。
由表3可知,用含聚合物污水配制的 聚合物溶液的 粘度不到清水的 -半,而用脱盐率为80%水样配制的 聚合物溶液粘度已大于用清水配制的 聚合物溶液粘度,因此在现场试验时,将含聚合物污水矿化度降低到848mg/L作为控制指标值。由于电导率的 测定比较容易,所以以电导率作为控制指标。
2.2.3淡水产量和能耗的 关系
结果表明,在淡水产量为200I/h时能耗最低[只有0.65/m3],因此选定淡水产量为200L/h。由于浓水流量(单位:立方米每秒)为50L/h,而极水可以循环回用作电渗析进水,所以淡水的 产率为80%。含聚合物污水达到80%脱盐率时直流变压器(Transformer)及进水泵的 能耗为0.15/m3,所以电渗析部分的 能耗为0.8/m3。
2.3配液的 性能评价
2。3.1粘度
试验结果表明,在相同的 聚合物浓度下,低矿化度处理出水的 配液粘度大于清水,而清水的 配液粘度又远大于含聚合物污水的 配液粘度,即含聚合物污水经处理后其配液性能大大提高;当达到同-粘度时,由低矿化度处理出水配制的 聚合物溶液浓度最低,清水次之,含聚合物污水的 最大。所以在满足现场驱油的 配液粘度时,采用低矿化度处理出水配制可节省聚合物用量。
2.3.2抗剪切性能
分别用清水、含聚合物污水和处理出水配制浓度为1000mg/L的 聚合物溶液,然后测其粘度随剪切速率的 变化。石英砂滤料地表水污染显而易见,地下水的污染却是触目惊心。中国13亿人口中,有70%饮用地下水,660多个城市中有400多个城市以地下水为饮用水源。但是据介绍,全国90%的城市地下水已受到污染。结果表明,由处理出水配制溶液的 抗剪切性优于清水的 ,满足驱油要求;而直接用含聚合物污水配制溶液的 抗剪切性能远低于清水,不能满足现场要求。
2.3.3处理(chǔ lǐ)前后离子组成的 变化
试验结果表明,含聚合物污水经超滤预处理及电渗析脱盐后,其矿化度降低了约80%,配液的 性能大大改善。尽管处理出水的 矿化度仍远高于清水,但配液效果却好于清水。这是因为经处理后其Ca2+、M92+含量分别降至0.8mg/L和0.3mg/L,大大低于清水中的 ca2+、M92+含量。
根据王宝江的 研究结果,在低矿化度的 情况下,Ca2+、M92+对聚合物粘度的 影响占主要地位,而随着矿化度的 增加则Ca2+、M92+对聚合物粘度的 影响越来越小,在矿化度达到3500m∥L以上时,影响聚合物粘度的 主要因素是矿化度总值,而不是Ca2+、M92+含量。含聚合物污水的 矿化度高达4467.60mg/L,所以配液效果很差,而处理出水的 矿化度值虽比清水的 高,但Ca¨、M92+含量很低,所以配液粘度和抗剪切性能都优于清水。
3经济评价
按300m3/d的 处理规模进行经济评价。

  ①设备费
电渗析:27.24万元;超滤膜:40.86万元。设备折旧按10年计,则折旧费为0.63形m。

  ②运行费用
制水电耗:电渗析为0.8/m3淡水,超滤为0.93/m3淡水,如电价以计,则电费为0.77形m3淡水。药剂清洗费用(expense):电渗析为0.021形滤为0.044G/m3淡水,总计为0.065元/m3淡水。

  ③设备维护费
主要是膜更换费,其中离子交换膜按电渗析设备造价的 8%计算,则维护费用为0.2超滤膜按主体设备造价的 7%计算,则维护费用为0.26形m3淡水。总维护费为0.46元/ m3。综上所述,制水成本为1.93:TV./m3淡水,低于购买清水的 费用,同时减放量。
4结论

  ①超滤和电渗析的 组合使用可以把含聚合物污水处理为配液用水,其中超滤能有效去除含聚合物污水中的 油、悬浮物和聚合物等,保证了电渗析的 良好脱盐性能;电渗析能有效去除各种离子,改善了含聚合物污水的 配液性能。

  ②电渗析的 运行参数:脱盐率为80%,出水电导率为950斗S/cm,淡水产率为80%,此时的 能耗为0.8/m3。

  ③处理出水的 矿化度比清水高许多,但Ca2+、M92+含量显著低于清水,所以其配液粘度及抗剪切性能都超过了清水,可代替清水配制聚合物溶液进行驱油。

  ④生产(Produce)低矿化度出水的 成本为1。石英砂滤料地表水污染显而易见,地下水的污染却是触目惊心。中国13亿人口中,有70%饮用地下水,660多个城市中有400多个城市以地下水为饮用水源。但是据介绍,全国90%的城市地下水已受到污染。93G/m3,低于现场购买清水的 费用。

  ⑤超滤部分的 投资及运行、维护费较高,因而寻求-种既能满足电渗析进水水质要求又非常廉价的 预处理设备,或者开发抗污染的 离子交换膜,是降低处理成本的 关键,也是进-步的 研究方向。

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