探讨微波工艺处理油田酸化压裂废水的应用

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  [摘 要]本文主要探讨了微波工艺处理油田酸化压裂废水的应用,对微波絮凝和氧化工艺对废水的影响做了仔细的探究,并且做了相关的对比试验。通过采用这项油田酸化压裂废水处理工艺之后,起到了很好的净化作用,对周围的环境也起到了非常好的保护作用。
  [关键字]微波工艺;油田酸化压裂废水;杀菌
  中图分类号:TP207 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)10-0272-01
  在对油田酸化压裂废水进行处理时采用传统的净化方法一般是石灰等。这种方法可以很好的去除废水中的悬浮物和石油类杂质,但是对于融入在废水中的COD等物质却无法做到有效的去除,最终很难达到国家所规定的含油废水的排放标准。而微波的热效应可以很好的加快化学反应,而且设备简单,操作方便,可以很好的起到废水处理效果。
  一、实验
  首先,从某油田酸化压裂废水中采收一些废水的样本,废水主要是呈一种淡黄色,而且有着非常强烈的刺鼻气味。絮凝试验中主要采用的絮凝剂是PAC和PAM。在这个实验过程中,往实验废水样品中,慢慢的添加絮凝剂,一种是在常温下做这样的实验,一种是在微波环境下做这样的实验。通过检测废水中的COD值来确定出废水中PAC的投放量,在确定好这方面的最好效果之后,在分两种情况进行实验。实验结果中发现,在微波环境下PAC和PAM最有效的投放量要小于在常温下的投放量。在采用这种对比实验中,所有的要素都进行了有效的控制,保证实验条件的相同,最终只是在常温和微波环境下,投放的絮凝剂不同,从而起到废水处理效果。之后,通过采用相关的方法来测定废水的含油量、腐蚀率和COD值等,从而来检验废水处理是否达到了国家的规定标准。
  二、结果和分析
  (一)COD去除情况的分析
  由图一可以看出,酸化压裂废水中的COD值为7330mg/L,而通过采用絮凝剂对废水进行处理之后,废水中的污染物68%都得到了很好的去除,而在进行废水处理时,常温下的情况和微波下的情况也是非常明显的。微波环境下废水处理效果更好。之所以微波助凝会起到如此好的效果主要是因为在微波磁场的作用下水中胶体颗粒受到了双电层压缩,这造成了胶体电位下降,使得其更加容易絮凝和沉淀。另外微波热效应加速了胶体的布朗运动,缩短了絮凝的时间。另外,通过采用微波工艺处理,可以有效的降低废水的粘稠度,减小了这其中的剪切力,使得沉降过程变得更加迅速。因为这些原因,使得微波工艺处理要比常温下的废水处理效果优秀许多。采取这种工艺之后,对废水的有机物也起到了非常好的去除效果。最终保证了处理之后的废水COD值可以满足相关规定的二级指标。
  (二)可生化性的分析
  由表一可见,酸化压裂废水的可生化性本身非常差,但是通过处理之后其生化性得到了一定的提升。但是在这个可生化性的提升中,普通环境下的提升并不是非常大,只有在微波环境下,废水的可生化提升才最为明显。通过采用微波组合工艺对废水进行处理最终达到了微生物的相关处理要求,很好的满足了国家制定的相关排放要求。另外,因为废水具有一定的生化性,这使得废水在进入其他水体之后,可以被水体中的微生物净化,避免了废水造成的二次污染。
  (三)含油量去除分析
  由图二可知,微波环境下对酸化压裂废水进行处理之后,含油量是138mg/L,而在常温环境下,对废水进行处理之后,含油量是197mg/L。由此可以看出,微波工艺要比常温除油的效果好许多。之所以会出现这样的情况,主要是因为微波热效应,它可以对乳液从内到外的进行加热,随着其温度的不断增加,使得其粘稠度也出现了大量的下降,在这样的情况下,油滴的上升和水滴的下降速度都变得非常快,这加快了油滴的凝聚,从而加快了油水分離的速度。另外,采用微波废水处理工艺,破坏了油水的平衡,使胶体粒子更加容易絮凝,这也有效的提升了废水的处理效果。所以在对废水处理中,通过采用这种微博组合工艺可以很好的起到处理效果。
  (四)杀菌效果分析
  由图可以看出,酸化压裂废水中的样品中含有的TGB菌数量高达7000个/mL;而SRB则含量非常少,在单独采用微波工艺处理废水一分钟之后,TGB细菌的数量则下降到了100个/mL,而SRB则被完全杀死。通过添加絮凝剂和微波工艺有效的结果,则杀菌效果更好。微波之所以可以起到很好的杀菌效果主要是因为在微波环境下,细菌内部的水分发生摩擦,对细菌内部的蛋白质造成了严重的破坏,使得细菌死亡。另外,还有就是因为微波量子能量会对核酸和蛋白质中的次级键造成破坏,通过这样的方式破坏了细菌的正常生理功能,使得它们最终都死亡。
  (五)腐蚀率变化分析
  酸化压裂废水的样品腐蚀性很高,之所以存在这样的情况,主要有三方面的原因:第一,废水的酸度在很大程度上都是因为其中存在的化学反应造成的。第二,因为废水本身的矿化程度很高,这就造成了其电化腐蚀严重。第三,废水中细菌腐蚀也是重要的原因。通过单独采用微波废水处理工艺可以起到一定的降低腐蚀率的效果,这主要是因为微波具有很好的杀菌能力,通过这样的措施,使得废水中的腐蚀细菌大量的被杀死,所以降低了废水的腐蚀性。有研究人员认为水中溶解的二氧化碳、氧气和硫化氢等气体增加了废水的酸性,从而造成了其腐蚀性严重。而通过采用微波工艺可以将这些气体有效的从废水中去除。而通过加入氢氧化钙破胶后,废水的腐蚀率发生了很大的变化,这主要是因为这项措施调节了废水的酸碱度,对废水起到了很好的中和作用,使得废水的酸性腐蚀程度得到了有效的消除,而且采用这种措施,使得废水中产生化学反应,最终形成固体沉淀,减少了水中存在的电化学腐蚀。
  总结
  综上所述,通过采用微波工艺对油田酸化压裂废水进行处理是非常有效的,在实际的研究中,含油废水的色度、SS和COD值都可以达到国家部门所提出的相关废水排放标准,废水净化的效果非常的明显,对于提高我国这方面的废水处理技术、做好环境保护工作、促进油田企业的可持续发展有着非常重要的作用。
  参考文献
  [1]丰元洲.油田酸化压裂工艺技术分析[J].中国石油石化,2017(04):64-65.
  [2]段晓军.对油田压裂酸化施工设备管理的相关研究[J].化学工程与装备,2016(12):149-150.
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