电解絮凝法处理气田废水实验研究

1、第27卷 第5期 西南石油学院学报 Vo.l27 No.5 2005年 10月 JournalofSouthwestPetroleumInstitute Oct 2005文章编号:1000-2634(2005)05-0065-03电解絮凝法处理气田废水实验研究王兵,冯英,张太亮(西南石油学院化学化工学院,四川成都610500)摘要:采用电解絮凝法对气田废水进行了治理研究,探讨了其反应机理,并通过实验确定了适宜的工艺条件。实验结果表明,电解絮凝法处理气田水,作为一级处理CODcr去除率可达到50%60%,作为二级处理CODcr去除率可达到70%80%,其工艺具有不需投加任何化学药剂、操作简单的特

2、点,为气田废水的治理提供了一条新途径。关键词:气田废水;电解絮凝;CODcr去除率中图分类号:TE992.2 文献标识码:A引 言气田废水来源于天然气的开采过程,是随天然气一道排出井外的废水。废水水量一般随着气田开采龄期的增加而增加,特别是到了气田开采的中晚期,由于采取了强化排水采气的措施,使得气田的产水量增加很快。气田废水水质复杂,其矿化度一般为几万mg/L到十余万mg/L,除含有大量NaCl外,还含有硫化物、重金属离子、悬浮物、有机污染物等。气田废水的处理和处置,目前国内外主要采用的技术有:综合治理、回注同一产层、处理外排。综合治理主要用气田废水来制盐,并从中提取I2、Br2、B、Li等有

3、价值元素,该工艺需要气田废水集中处理,具有能耗高、设备投资大等缺点1用过程:阳极铁溶蚀,经过水解、聚合以及亚铁的氧化过程,形成多核羟基络合物,产生絮凝作用;带电的污染物颗粒在电场中泳动,其部分电荷被电极中和脱稳沉淀;水溶性有机质的电极氧化(1)电极反应为阳极:Fe2eFe+2+3。阴极:2H+2e=H2(2)电解产生的Fe与水中的OH和O2进一步水解氧化,反应为Fe+2(OH)Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3(3)水解聚合发展成为多核羟基络和物方程为Fe(OH)(H2O)52+2+-2+-;回注同一产气层是防止气田水污染的一种有效措施,但是回注水水质要求严格,如何

4、避免地层堵塞和回注系统的严重腐蚀是该工艺需要重点关注的问题,同时废水需要在回注井集中处理,运输费用高2+H2O+Fe(OH)2(H2O)4+H3OFe(OH)2(H2O)4+H2O Fe(OH)3(H2O)3+H3O(4)共聚反应为2Fe(OH)(H2O)5 Fe2(OH)2(H2O)84+2+;处理外排主要针对环境质量要求严格又无回注条件的气田废水。本文研究的电解絮凝法,是利用电化学原理治理气田废水,从气田水处理外排的角度进行工艺条件研究。+2H2O1 电解絮凝基本原理电解絮凝法是利用电解和絮凝沉降原理来处理废水。在直流电场的作用下,该方法主要有三种作收稿日期:2004-09-22基金项目:

5、四川省教育厅青年基金项目(2003B031)。2 实验方法及流程实验流程如图1所示。将一定体积的气田废水泵入电解絮凝池,启动电源,在适当的工艺条件下反(,66西南石油学院学报 2005年应一定时间后,形成的非均相混合物进入沉淀池实现固液分离,取沉淀池出水进行水质分析并评价处理效果的好坏。图3 电压对处理效果影响图1 电解絮凝法处理气田废水实验流程3.3 pH值的影响实验考察了废水不同pH条件对电解絮凝作用3 实验结果与讨论实验以铁板作电极,极板面积15cm,电解絮凝池尺寸为100mm100mm100mm,一次实验废水量为500mL。以检测处理后废水的CODcr作为处理效果的评价指标,CODcr

6、测定用重镉酸钾法,按参照GB11914-89标准进行。实验用气田废水来自于四川气田,水样呈黄色有异味,pH值56,CODcr为1567mg/L,含少量的悬浮物。3.1 反应时间的影响实验结果见图2。实验数据分析可知,随反应时间的增加CODcr的去除率逐渐增大,在反应开始的40min内,CODcr去除率的变化速率快,其后,变化趋势平缓。由于电解絮凝反应时间的增加是以能耗和生产能力的降低为代价的,反应时间可确定为3040min,CODcr的去除率可达到45%。效果的影响,实验结果见图4。数据分析表明,在相同外加电源电压和反应时间条件下,废水的pH值变化对CODcr的去除率影响呈现最大值,废水pH值

7、为中性时,CODcr的去除率最大为55%。图4 pH对处理效果影响3.4 电流密度的影响电流密度是指单位面积电极上的电流强度,电流密度大,电极反应速度快,耗电量大;电流密度小,电极反应速度慢,耗电量小,相同处理能力条件下所需电解槽的容积将增大,实验结果见图5。数据分析表明,适当的电流密度范围为0.1500.167A/cm,图2 反应时间对处理效果影响3.2 电压的影响实验数据见图3,在确定的反应时间内,随外加直流电源电压的增加,CODcr的去除率逐渐增大,当外加电源电压大于6V时,CODcr的去除率变化已不明显。实验外加电源电压为6V。图5 电流密度对处理效果影响第5期 王兵等: 电解絮凝法处

8、理气田废水实验研究67废水CODcr的去除率为55%58%。3.5 气田水处理实验利用所确定的电解絮凝工艺条件:外加电源电压6V、废水pH值为中性、电流密度0.167A/cm、反应时间30min,对气田水进行直接处理,同时用混凝剂聚合硫酸铁(PFS)对气田水进行一级混凝沉降后再采用电解絮凝法进行二级处理,检测处理后废水的CODcr,实验结果见表1。表1 气田水处理实验结果指标出水CODcr/(mg/L)CODcr去除率/%电解絮凝直接处理705.554.98混凝)电解絮凝复合工艺PFS1151.626.51电解絮凝265.483.0624 结 论(1)以气田废水处理为实验研究对象,考察并确定了

9、适宜的电解絮凝工艺条件为:外加电源电压6V、废水pH值为中性、电流密度0.167A/cm、反应时间30min;(2)电解絮凝法处理气田废水,在不投加处理剂条件下,通过电化学反应和阳极溶解金属离子形成络合物的混凝作用,可明显降低废水中的主要污染指标CODcr,CODcr去除率为54.98%;(3)与PFS混凝沉降工艺配合,形成混凝)电解絮凝复合二级处理工艺,可明显提高出水质量,废水CODcr去除率可达83.06%。注:该文为西南石油学院项目(院258)。2参考文献:由表1的实验数据分析表明,在确定的工艺条件下,利用电解絮凝法直接处理气田废水,废水的CODcr降低为705.5mg/L,CODcr去

10、除率为54.98%;气田废水用混凝剂PFS进行一级处理后出水CODcr为1151.6mg/L,再采用电解絮凝进行二级处理,CODcr降为265.4mg/L,CODcr去除率为83.06%。1 婿尚湘.国内外气田水处理现状J.天然气工业,1995,15(4):63-66.2 孟桂萍.气田水回注水指标的研究J.石油与天然气化工,1995,24(2):114-122.3 杨晓静.电解絮凝法处理橡胶废水J.工业水处理,1999,19(3):26-27.(编辑 朱和平)(上接第52页)井一直处于/压而不死、活而不喷0的状态,措施投33产后,该井平稳产量20m/d,采油指数1.2m/(d#MPa),较措施

11、前仅下降了0.02m/(d#MPa)。此项技术已在青西油田5口油井上得到了应用,均未引起明显降产,共计节约压井费用97.2万元,取得了可观的经济效益。该项工艺是在长期生产实践中总结摸索出的一种简单实用工艺,将在青图4 e井压力恢复双对数图西油田乃至国内同类油田的开发中发挥较好的作用,具有良好的推广和应用前景。2003年8月,预对该井实施换管柱作业,为了避免压井作业对储层特别是低压高渗层的污染,措施前根据该井井口压力与投产初期相比大幅下降的事实,并结合投产初期压力恢复测试资料,确定了用活性水压井的方案,施工初期得以成功压井。在起钻过程中由于发生井下封隔器卡、掉钻事故,施工周期因此拖延,通过对压力

12、恢复速度进行分析计算,确定了逐步提高压井液密度并加强循环防止气侵的压井方案,在长达6个月的打捞施工中,油参考文献:1 中国油气井测试资料解释范例Z.北京:石油工业出版社,1994.2 塔雷克#艾哈迈德.油藏工程手册Z.冉新权,何江川译.北京:石油工业出版社,2002.3 姜汉桥,姚军,姜瑞忠.油藏工程原理与方法M.北京:石油大学出版社,2000.4 万仁溥,罗英俊.采油技术手册.修订版.第五分册:修井工具及技术Z.北京:石油工业出版社,1998.)No.5 in5%NaClsolution46.8g#g-1,JournalofSouthwestPetroleumInstitutein0.3%C

13、aCl2solution14.17g#g-1.Abilityoftheinorganicmaterialsforraisingwater-absorbentspeedandpower:kaolin>montmorillonite>talc.Contributionofinorganicmaterialsforraisingsalt-absorbentspeedandpower:talc>kaolin>montmorillonite.Contributionoftheinorganicmaterialsforraisingsaltresistance:talc>mo

14、n-tmorillonite>kaolin.Keywords:organic/inorganiccomplex;copolymerization,absorbency,saltresistanceTHEDISPOSITIONOFOILFIELDWASTEWATERBYELECTROCOAGULATIONWANGBing(SouthwestPetroleumInstitute,ChengduS-ichuan610500,China),FENGYing,ZHANGTaiOliang.JOURNALOFSOUTHWESTPETROLEUMINSTITUTE,VOL.27,NO.5,65-67,

15、2005(ISSN1000-2634,INCHINESE)Ithasbeenraisedanewmethod,electrocoagulationindis-positionofgas-fieldwastewater.Thereactingmechanismandcondigntechnologicalconditionshavebeenstudiedinthelab.ResultsshowthatthemainpollutantCODcrremovalratesofgas-fieldwastewaterare50%60%whentakethistechniqueasfirst-orderre

16、action,whileCODcrremovalratescanreach70%80%whenassecondaryreaction.Inaddition,thisprocessrequiressimplefacilitiesandnoadditionalchemicalagent.Keywords:gas-fieldwastewater;electrocoagulation;CODcrremovalratesRESEARCHONMEMBRANETECHNOLOGYINNATU-RALGASSEPARATIONYANGYi(SouthwestPetroleumInstitute,Chengdu

17、Sichuan610500,China),LIChangOjin,LIUEnObin.JOURNALOFSOUTHWESTPETROLEUMINSTITUTE,VOL.27,NO.5,68-71,2005(ISSN1000-2634,INCHINESE)Membraneseparationisanewchemicalseparationwhichdealingwithnaturalgas.Inthelatestyears,itwasnoticedmorewidely.Accordingtotheprinciplesofmembraneseparationandcharacter,thispap

18、erconsideredthetypeofmembrane,whichcantreatthenaturalgasverywell,andtheoperatingparametersofmembranesystem.Then,thispaperputforwardsomemem-braneseparationsystemsandcorrespondingtechnology.Theap-plicationofthistechnologymakesanewfieldingas-treating,especially,ithasverywideprospectfordehydrationandde-

19、sulfurizationfromtheacidgasproductioninasinglewel.lKeyword:naturalgas;membraneseparation;acidgas;membranematerie;ltechnicalprocessEXPERIMENTALSTUDYONTHEDYNAMICFLOW-INGGELLINGTIMEOFCROSSLINKEDPOLYMERSOLUTIONANDITSTRANSFERPROCESSINPOROUSMEDIUMw,ichuan610500,China),PUWanOfen,WUHaiOyan,etal.JOURNALOFSOU

20、THWESTPETROLEUMINSTITUTE,VOL.27,NO.5,72-74,2005(ISSN1000-2634,INCHINESE)Inthisarticle,experimentalinvestigationoftheflowingge-llingtimeandtransferprocessofcrosslinkedpolymersolutionhasbeenconductedinporousmediumwithalongsandpackingmod-e.lTheflowinggellingtimehasbeenascertainedandthetrans-ferprocessi

21、nporousmediumhasbeenconsidered.Resultsind-icatethatthedynamicgellingtimeismorethanthestaticgellingtimeandthedynamicgellingtimeis9-11daysintheexper-imentalcondition.Thepropagationpropertyofthecrosslinkedpolymersolutionisexcellentbythetransferprocessexperimentinporousmedium.Keywords:crosslinkedpolymer

22、solution;polyacrylamide;porousmedium;dynamicgellingtime;propagationFAILUREANALYSISOFWATER-JACKETHEATERJIANGHongOye(SouthwestPetroleumInstitute,ChengduSichuan610500,China),YAOAnOlin,YINPing,eta.lJOURNALOFSOUTHWESTPETROLEUMINSTITUTE,VOL.27,NO.5,75-77,2005(ISSN1000-2634,INCHINESE)Itisveryimportanttopre

23、ventthewater-jacketheaterfromaccidents,improveitsreliability,andexpanditsusinglifeforsafetyofoil&gasgatheringandtransmission.Thefaulttreea-nalysisisthecausalityoffailuresfromthetoptreeeventtothebottomtreeevent.theanalysiswasconductedfromtheresultstothecauses,fromthetoptothebottom.Themethodisthechar-acteristicsofsimplicity,easyunderstanding,flexibility,ane-ffectivemethodforreliabilityanalysisandevaluationofengineer-ing.Allfactorsthatmaymakethewater-jacketheaterfailurewasanalyzedinthepaper,andbuildsafault