隨著石油資源的不斷匱乏， 為了有效提高石油采收率， 我國部分油田相繼進入三次采油階段，其中三元復合驅采技術是典型的化學驅采工藝。復合三次采油的采出水中同時含有驅油劑、油和懸浮物。通常驅油劑含有聚合物、表面活性劑和堿等成分， 因而三次采油采出水不僅成分復雜，而且具有粘度高和乳化穩定性強的特征。混凝法作為處理該類廢水的主要方法， 處理劑的制備與選擇是影響處理效果的關鍵因素。本文以電廠粉煤灰為主要原料研制了一種新型復合無機高分子混凝劑PAFS。用于三次采油廢水的混凝水處理，實驗了其混凝性能， 并取得了良好的工藝條件。結果表明， PAFS 是一種性能優良的混凝劑， 其效果明顯優于聚合氯化鋁（ PAC） 和聚合硫酸鐵（ PFS） 。 

　　1 實驗部分 

　　1. 1 實驗儀器及材料

　DBJ- 621 定時變速攪拌器； 美國GJ- 1 型高速攪拌機； SPS- 1 型酸度計； YZD- 1A 型光電濁度儀。

 　　聚合氯化鋁（ PAC） 和聚合硫酸鐵（ PFS） 為工業級； 其它試劑為分析純。

 　　實驗用粉煤灰取自濟南黃臺電廠， 其主要化學組成： SiO2 56. 8% ， Al2O3 28. 6%， Fe2O3 7. 3%，CaO 2. 1%， MgO 1. 8% ， 燒失量3. 1% 。 

　　現場三采廢水水樣取自勝利油田孤島采油場孤二聯， 該水樣粘度1. 6mPa#s， 濁度561. 6 （ NTU ） ，含油量1270 mg#L- 1， 水解聚丙烯酰胺HPAM126.3mg#L- 1， pH= 8. 3。 

　　1. 2 實驗方法

　300mL 水樣于500mL 燒杯中， 加入一定量混凝劑， 快速攪拌（ 150r/ min） 3min， 慢速攪拌（ 60r/min） 5min， 靜止沉放15min， 液面下5cm 處取清液分析測試。

 　　聚合物采油污水處理的主要對象是油含量和懸浮固體（ SS） ， 同時為了降低污水的粘度， 以利于后續分離處理， 水解聚丙烯酰胺HPAM 也是一項主要的去除內容。

 　　油的含量以重量法（ 油含量> 20mg/ L） 或紫外分光光度法（ 油含量< 20mg/ L） 測定；HPAM 含量采用醋酸- 次氯酸鈉沉淀濁度法，即比濁法測定；

 1. 3 復合混凝劑

 PAFS 的制備干燥后的粉煤灰過38Lm（ 400 目） 篩。取適量該粉煤灰， 溶于適當濃度一定量的H2SO4 和HCl 混合酸中， 95 e 下強烈攪拌3h， 保溫緩慢攪拌2h， 得無機復合混凝劑PAFS。該產品為暗灰色粘稠液體，

 1 不同pH 值下PAFS 的混凝效果

 由于受注水性質和地層差異的影響， 三次采油廢水的pH 值常常波動， 因而， 首先考察了在不同pH 值下PAFS 對三次采油工業廢水的處理效果。

 三次采油為聚合物驅油或聚合物堿驅， 因而， 該類廢水一般呈中性到堿性。固定PAFS 投加量為100mg#L- 1（ 以非水成分計量） ， 調節廢水的pH 值， 進行混凝處理， 實驗結果列于表1。

由表1 可以看出， PAFS 對廢水pH 值的適應能力較強， 在pH 值7. 2~ 10. 1 范圍內， PAFS 對廢水中污染物的混凝去除能力基本相同； 但pH 值太高，處理效果降低。 

　　2 PAFS 投加量對廢水混凝處理效果的影響

 　　在廢水pH= 8. 3 下， 實驗測定了PAFS 投加量與水中殘留物、廢水濁度的關系。從圖1 可知，PAFS 對三次采油廢水具有較好的處理效果。

　隨著PAFS 投加量的增加， 廢水中殘留的油類、懸浮物和HPAM 迅速降低。PAFS 投加量達90 mg#L- 1后， 油類、懸浮物和HPAM 的濃度變化趨于平緩， 投加量為120 mg#L- 1 時， 混凝處理效果達到佳。繼續增加投加量， 并不能進一步提高處理效果。

 　　3 HPAM 濃度對混凝效果的影響 

　　考慮到三次采油過程中聚合物具有關鍵的作用， 污水中的HPAM 含量是逐漸變化的， 為研究其水質波動對混凝效果的影響， 在實際聚合物采油污水的基礎上， 采用配加HPAM 的方法配制了不同濃度HPAM 的聚合物采油污水。 

　　PAFS 對實際三次采油廢水和高濃度HPAM聚合物采油污水的混凝效果對比見圖2。

表2 表明， 在相同的實驗條件下， 以PAFS 混凝處理后， 廢水中污染物的殘留量低。較之用PAC和PFS， 濁度去除率提高了15% 左右， 油的去除率增加了1 6. 6% ~ 17 . 3% ， HPAM 去除率提高了3. 5%~ 4. 6%。而且PAFS 混凝速度快， 形成礬花大， 易于水渣分離， 混凝處理效果明顯優于PAC 和PFS。三次采油廢水經PAFS 混凝處理后， 滿足油田污水一級處理的出水水質要求（ 即SS < 2 0mg#L- 1， 油< 50mg#L- 1） 。

 5 PAFS 混凝機理的探討

PAFS 之所以具有優良的混凝效果， 筆者認為有如下原因：

 （ 1） 在PAFS 的制備條件下， 形成的是鐵、鋁以及少量鎂參與的多元無機聚合物。多元聚合物除具有單元無機高分子混凝劑的共同優點外，因異核金屬離子交錯排列， 能形成更長更穩定的分子鏈。長鏈能包裹、吸引更多的溶膠粒子， 即橋長、單元多， 絮體大而穩定， 在架橋混凝的同時能產生卷掃混凝作用。因而， 多元聚合物的混凝性能高于多種單元聚電解質的簡單加和。

 （ 2） 過38Lm（ 400 目） 篩的粉煤灰本身是多孔性剛性微粒， 對水中有機物和膠體顆粒具有吸附作用， 混合酸的浸潤使其表面活化， 吸附能力進一步加強。由此可見，PAFS 具有混凝和強烈吸附的雙重功效。因而， 用于油田三次采油廢水處理， 能夠有效去除廢水中的各種污染物。

 3 結語 

（ 1） PAFS 是一種性能優良的新型復合混凝劑。用于油田三次采油廢水的混凝水處理， 不僅投加量少， pH 值適應范圍寬， 混凝反應速度快， 污染物去除率高， 而且具有較好的破乳性能。

（ 2） 廢水中HPAM 濃度對混凝效果影響明顯，隨著HPAM 濃度的增大， PAFS 的合適的投加量呈正比增長。

 （ 3） 三次采油廢水經PAFS 混凝處理后， 滿足油田污水一級處理的出水水質要求。 

（ 4） PAFS 處理油田三次采油廢水， 其效果明顯優于PAC 和PFS。 

（ 5） PAFS 主要原料粉煤灰是電廠廢棄物， 屬以廢治廢， 具有很好的環境效益， 而且PAFS 生產工藝簡單， 易于推廣利用。

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