油田外排废水氧化法处理研究与应用_赖刚.pdf

201917 环境工程 74Modern Chemical Research 当代化工研究 油田外排废水氧化法处理研究与应用 ＊赖 刚 （重油开发公司 新疆 834000） 摘要新疆某油田污水处理站生产过程中产生部分外排污水，该污水COD和硫化物超标，不能直接排放。经氧化实验研究表明在氧 化剂YH-3投加浓度为300-800mg/L，氧化时间30min，温度55℃，处理后污水COD可由219mg/L降低至120mg/L以下。硫化物由3.2mg/L降低 至0mg/L。氧化剂YH-3最佳浓度为500mg/L，此时COD可降低至84mg/L。经现场应用表明在氧化剂投加浓度为400mg/L，污水COD由169- 223mg/L均降低至120mg/L以下，硫化物由1.9-3.4mg/L降低至0mg/L。处理效果良好，污水可持续达标排放。 关键词废水；氧化法；化学需氧量 中图分类号X7 文献标识码A Study and Application of Oxidation treatment of Oilfi eld Wastewater Lai Gang Heavy Oil Development Company, Xinjiang, 834000 AbstractIn the production process of a sewage treatment station of an oil field in Xinjiang,part of the discharged sewage is produced.The COD and sulfide of the sewage exceed the standard and cannot be discharged directly.The results of oxidation experiments show that the COD of wastewater can be reduced from 219mg/L to 120mg/L when YH-3 is added with concentration of 300-800mg/L,oxidation time of 30min and temperature of 55℃.Sulfide decreased from 3.2mg/L to 0mg/L.The optimal concentration of YH-3 is 500mg/L,and COD can be reduced to 84mg/L. The field application shows that when the oxidant concentration is 400mg/L,the COD of sewage is reduced from 169-223mg/L to below 120mg/L,and the sulfide is reduced from 1.9-3.4mg/L to 0mg/L.The treatment effect is good,and the sewage can be discharged to the standard continuously. Key wordswastewater；chemical oxidation；chemical oxygen demand 引言 油田开采后期采出液综合含水率逐渐提高，采油污水的 产生量不断增加，采出水量与回注水量平衡被打破，多余的 污水需要外排。油田污水中含有石油类、硫化物、挥发酚、 氨氮等污染物。其中，污水化学需氧量（COD）通常作为污染 物含量的重要指标，污水COD越高，污水污染越严重。有毒污 染物随排放进入水体，不仅危害水体的生物如鱼类，破坏生 态环境，而且还可通过食物链的传递，最后进入人体，引起 慢性中毒。为了减小环境污染，污水外排时要充分考虑COD、 硫化物、挥发酚、氨氮等等污染物是否满足排放要求[1]。污 水排放必须严格按照标准将污水处理合格后方可进行排放。 目前，对于排放污水处理方法主要有生物法和化学法[2-6]。 其中，生物法具有对环境友好，无二次污染，且运行成本低 等特点得到广泛应用。但由于其对环境要求苛刻，应用具 有一定局限性。化学法主要是利用氧化剂将水中的还原性物 质、有机物氧化降解来实现COD的达标。化学法对环境的要 求相对较低，且运行方便，处理方式较灵活。 新疆某稠油污水处理厂外排水中COD及硫化物等污染 物超标，其中COD值介于180mg/L～220mg/L，硫化物含量 1～3mg/L，排放水量约500m/d。对比处理方式，污水COD和 硫化物超标量较低，同时水量较小，新疆地区气候恶劣、温 差较大，因此生物法应用困难，因此针对化学法进行研究， 便于现场生产应用。 1.实验 水质检测方法化学需氧量参照HJ828-2017化学需氧 量的测定重铬酸盐法；生化需氧量（BOD）参照HJ505- 2009五日生化需氧量的测定稀释与接种法；氨氮参照HJ 535-2009水质氨氮的测定纳氏试剂分光光度法；挥发酚参 照HJ503-2009水质挥发酚的测定4-氨基安替比林分光光 度法；石油类参照HJ637-2012水质石油类和动植物油 类的测定红外分光光度法；悬浮物参照SY/T5329-2012 碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法；硫化物参照 GB16489-1996硫化物的测定亚甲基蓝分光光度法。 废水化学除COD评价方法取废水500mL置于55℃水浴锅 中恒温预热。水样预热后投加不同种类、浓度氧化剂，搅拌 混匀，反应30min。分析各水样投加氧化剂前后水样COD、硫 化物，比较处理效果。 2.结果与讨论 1水样水质状况 排放水指标参照标准GB8978-1996污水综合排放标准 中规定的二级排放指标，水样水质分析结果及排放指标对比 结果见表1所示。 表1 水样分析结果及主要排放指标 检测项目样品1样品2排放指标 PH7.467.926～9 矿化度，mg/L5741.87851.0/ COD，mg/L208195150 BOD，mg/L54.248.330 挥发酚，mg/L0.2140.3110.5 氨氮，mg/L2.843.0425 石油类，mg/L4.22.510 悬浮物，mg/L25.716.7150 硫化物，mg/L2.43.11.0 从表1可以看出，水样pH值7～8、挥发酚小于0.5mg/L、 氨氮小于4mg/L、石油类低于10mg/L，悬浮物含量低于 ChaoXing 201917 环境工程75 Modern Chemical Research 当代化工研究 25mg/L，对比排放指标，可知外排废水存在COD超标、硫化 物超标的情况，如若直接排放，将会引起环境污染。 2氧化剂处理效果 考虑到现场实际运行情况和处理成本最终决定选用化学 法进行降解COD的处理。在化学反应中氧化和还原是互为依 存的。原子或离子失去电子称为氧化，接受电子称为还原。 得到电子的物质称为氧化剂，失去电子的物质称为还原剂。 各种氧化剂的氧化能力是不同的。因此，下面主要研究考察 不同化学药剂处理效果，具体实验效果如表2所示。 表2 排放废水COD降解药剂筛选 药剂编号 加药浓度 mg/L 处理前处理后 COD mg/L 硫化物 mg/L COD mg/L 硫化物 mg/L YH-13002193.21530 YH-23002193.21450 YH-33002193.21170 YH-43002193.21860 YH-53002193.21250 空白/2193.21940 根据表2中结果看出，针对所选取的几种药剂，在加药 量为300mg/L时，处理后硫化物含量均降低至0mg/L，污水 COD均存在不同程度的降低，其中YH-2、YH-3、YH-5药剂处 理后水样COD低于150mg/L，YH-3药剂效果最佳。根据上述结 果，选取YH-3、YH-5药剂进一步进行加药量优化试验，实验 结果见图1所示。 图1 不同氧化剂浓度处理后水样COD变化 从实验结果可以看出，YH-5药剂随着加药量增加，处 理后水样中COD不降反而增加；YH-3药剂效果相对较好，在 加药量为300～800mg/L时，可将COD降低至150mg/L以下， 达到排放标准。根据投加浓度判断，最适投加浓度为300～ 500mg/L。化学法降COD氧化剂加药浓度与COD含量成线性正 比关系，因此当来水水样COD增加时，可以通过适当提高药 剂加药量来降低来水的COD。 3.应用效果 根据室内研究结果，氧化剂选用氧化剂YH-3作为处理药 剂，处理时间为30min，药剂浓度投加300mg/L即可满足排放 要求。但现场应用由于水量可能有较大变化，为保证处理后 污水处理效果，装置处理时间为45min，药剂投加浓度设为 400mg/L。处理流程为“来水提升泵氧化处理装置出 水排放”，在装置进口处投加氧化剂。现场装置投产后连 续运行，运行期间每天检测装置进水和出水硫化物、COD情 况。经60天连续检测，检测数据见表3所示。 表3 现场应用效果分析 数据统计 装置进水装置出水 COD硫化物COD硫化物 最大值（mg/L）2233.41150 最小值（mg/L）1691.9790 平均值（mg/L）1922.7960 从表3可以看出，废水处理装置运行60天，装置进水COD 变化范围为169～223mg/L，平均值为187mg/L。经装置处理 后出水COD变化范围为79～115mg/L，平均值为96mg/L。装 置进水硫化物浓度范围为1.9～3.4mg/L，平均值2.7mg/L， 处理后出水硫化物降低至0mg/L。污水在氧化剂投加浓度为 400mg/L时，处理后COD和硫化物均满足排放要求，处理效果 良好。 4.结论 （1）该出水处理厂排放污水pH、挥发酚、氨氮、石油 类等指标满足排放要求，但COD、硫化物超标，必须进行处 理满足排放要求后方可进行排放。 （2）原外排废水COD范围为169～223mg/L，硫化物1.9～ 3.4mg/L，经投加400mg/L氧化剂YH-3处理以后，装置出水 COD均小于120mg/L，硫化物未检出，满足排放要求。 （3）根据室内实验及应用表明，在排放污水COD、硫化 物超标量较低的情况下，采用化学氧化处理具有良好的处理 效果，且对环境条件的要求小，方便现场应用。 【参考文献】 [1]刘涛,包木太,李希明,等.油田污水处理工艺中COD的去除 研究进展[J].化工进展,2009,11282035-2039. [2]袁雅姝,张岩,程亚楠,等.生物法处理油田废水影响因素研 究[J].沈阳建筑大学学报自然科学版,20154751-759. [3]浦斯茗,高李璟.生物法处理石油工业废水综述[J].云南化 工,2019,46521-23. [4]王莹,陈虎,王衍旺,等.生物法处理酚类废水的研究进展 [J].现代化工,2017,37358-62. [5]李冬菊,周少雄,李平原,等.稠油油田高含盐废水cod去除 氧化药剂体系探讨[J].化工管理,201820199-200. [6]王莹,晋日亚,贺增弟,等.Fenton与二氧化氯去除垃圾渗滤 液中COD研究[J].中北大学学报自然科学版,20192149-154. 【作者简介】 赖刚（1986-），男，工程师，重油开发公司；研究方向油 田地面工艺技术。 ChaoXing