油田废水的混凝处理技术研究进展

doi:10.19965/j.cnki.iwt.2023-0898

摘要/Abstract

摘要：

国内油田的开发关乎国家能源安全，油田开发与生产过程会产生大量废水，油田废水的高效处理与资源化利用是我国石油工业绿色低碳发展的关键。目前，混凝工艺因其成熟、经济、实用等特点成为油田废水处理中不可缺少的一项技术。综述了混凝工艺处理油田废水的研究现状与进展，重点介绍了油田废水处理中常用的混凝工艺，阐述了典型混凝剂在油田废水中的应用，并列举了新型复合混凝剂的处理效果与特点，在此基础上梳理了用于提升混凝效果的工艺技术。此外，结合实际工程应用，着重分析了混凝工艺处理油田废水存在的问题以及未来发展方向，以期为油田废水混凝处理技术的研究、开发与应用提供参考。

关键词: 油田废水, 混凝工艺, 混凝剂

Abstract:

The development of domestic oilfield is directly related to the national energy security. The domestic oilfield development and production resulted in the generation of large amount of wastewater. The efficient treatment and resource utilization of oilfield wastewater is the key to the green and low-carbon development of China’s petroleum industry. At present，coagulation has become an indispensable technology during oilfield wastewater treatment because of its maturity，economic efficiency and practicability. In this paper，the status and progress of coagulation process in oilfield wastewater treatment were reviewed. The commonly used coagulation process in oilfield wastewater treatment were emphatically introduced. The typical coagulants used in oilfield wastewater treatment were also illustrated. Furthermore，the removal performances and characteristics of novel composite coagulants were specified. On this basis，the processes for enhancing the coagulation performance were introduced. In addition，combining with the practical engineering application，the problems within the coagulation process and the development direction were evaluated emphatically. It was hoped to provide references for the research，development and application of coagulation in oilfield wastewater treatment.

Key words: oilfield wastewater, coagulation, coagulant

中图分类号:

X52
TQ02

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https://www.iwt.cn/CN/Y2024/V44/I3/1

图/表 6

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指标	废水类型
指标	钻井泥浆	油田采出水	压裂返排液
含水率/%	30~90	80~95	—
油质量浓度/（mg·L^-1）	>10	>50	>60
pH	8.5~12.0	7.0~12.0	5.0~9.0
COD/（mg·L^-1）	2 500~55 000	1 000~3 000	2 000~10 000
SS/（mg·L^-1）	400~10 000	10~1 000	50~800
Ca²⁺/（mg·L^-1）	1 000~10 000	600~30 000	200~20 000
Mg²⁺/（mg·L^-1）	100~1 000	200~6 000	100~600
Cl^-/（mg·L^-1）	2 000~70 000	1 000~25 000	200~20 000
SO₄ ^2-/（mg·L^-1）	50~10 000	0~4 000	300~800

指标	废水类型
指标	钻井泥浆	油田采出水	压裂返排液
含水率/%	30~90	80~95	—
油质量浓度/（mg·L^-1）	>10	>50	>60
pH	8.5~12.0	7.0~12.0	5.0~9.0
COD/（mg·L^-1）	2 500~55 000	1 000~3 000	2 000~10 000
SS/（mg·L^-1）	400~10 000	10~1 000	50~800
Ca²⁺/（mg·L^-1）	1 000~10 000	600~30 000	200~20 000
Mg²⁺/（mg·L^-1）	100~1 000	200~6 000	100~600
Cl^-/（mg·L^-1）	2 000~70 000	1 000~25 000	200~20 000
SO₄ ^2-/（mg·L^-1）	50~10 000	0~4 000	300~800

名称	缩写	分子式	特点
三氯化铁	FC	FeCl₃·6H₂O	混凝效果受水温影响小，最佳pH 6.0~8.5，产生的絮体大而实，但药剂具有较高腐蚀性
聚合硫酸铁	PFS	［Fe₂（OH） _n （SO₄）_3- _n _/2］ _m	投加量小，絮体生长快，适宜水温10~50 ℃，最佳pH 5.0~8.5
硫酸铝	AS	Al₂（SO₄）₃·18H₂O	水解速度较慢，易生成铝垢，适宜水温20~40 ℃，最佳pH 6.0~8.5
聚合氯化铝	PAC	［Al₂（OH） _n Cl_6- _n ］ _m	对环境适应性强，絮体生成快，最佳pH 6.0~8.5
聚合硫酸铝	PAS	［Al₂（OH） _n （SO₄）_3- _n _/2］ _m	投加量小，使用条件和硫酸铝类似

名称	缩写	分子式	特点
三氯化铁	FC	FeCl₃·6H₂O	混凝效果受水温影响小，最佳pH 6.0~8.5，产生的絮体大而实，但药剂具有较高腐蚀性
聚合硫酸铁	PFS	［Fe₂（OH） _n （SO₄）_3- _n _/2］ _m	投加量小，絮体生长快，适宜水温10~50 ℃，最佳pH 5.0~8.5
硫酸铝	AS	Al₂（SO₄）₃·18H₂O	水解速度较慢，易生成铝垢，适宜水温20~40 ℃，最佳pH 6.0~8.5
聚合氯化铝	PAC	［Al₂（OH） _n Cl_6- _n ］ _m	对环境适应性强，絮体生成快，最佳pH 6.0~8.5
聚合硫酸铝	PAS	［Al₂（OH） _n （SO₄）_3- _n _/2］ _m	投加量小，使用条件和硫酸铝类似

混凝剂种类	废水种类	原水水质	去除率	参考文献
聚硅酸铝铁（PSAF）	油田采出水	COD 485.0 mg/L	COD 70.5%、色度85.6%	〔23〕
硼聚硅酸铝铁（PSAFB）	油田采出水	COD 485.0 mg/L	COD 77.4%、色度93.5%	〔23〕
聚硅酸硫酸铁（PFSiS）	含油废水	COD 952.0 mg/L、油427.0 mg/L	COD 65.0%、油96.0%	〔25〕
聚硫酸铁铝硅（PFASS）	含油废水	COD 998.0 mg/L、浊度835.0 NTU	COD 85.0%、浊度96.0%	〔26〕

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