電解絮凝法處理氣田廢水實(shí)驗(yàn)研究

1、第27卷 第5期 西南石油學(xué)院學(xué)報 Vo.l27 No.5 2005年 10月 JournalofSouthwestPetroleumInstitute Oct 2005文章編號:1000-2634(2005)05-0065-03電解絮凝法處理氣田廢水實(shí)驗(yàn)研究王兵,馮英,張?zhí)?西南石油學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院,四川成都610500)摘要:采用電解絮凝法對氣田廢水進(jìn)行了治理研究,探討了其反應(yīng)機(jī)理,并通過實(shí)驗(yàn)確定了適宜的工藝條件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,電解絮凝法處理氣田水,作為一級處理CODcr去除率可達(dá)到50%60%,作為二級處理CODcr去除率可達(dá)到70%80%,其工藝具有不需投加任何化學(xué)藥劑、操作簡單的特

2、點(diǎn),為氣田廢水的治理提供了一條新途徑。關(guān)鍵詞:氣田廢水;電解絮凝;CODcr去除率中圖分類號:TE992.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A引 言氣田廢水來源于天然氣的開采過程,是隨天然氣一道排出井外的廢水。廢水水量一般隨著氣田開采齡期的增加而增加,特別是到了氣田開采的中晚期,由于采取了強(qiáng)化排水采氣的措施,使得氣田的產(chǎn)水量增加很快。氣田廢水水質(zhì)復(fù)雜,其礦化度一般為幾萬mg/L到十余萬mg/L,除含有大量NaCl外,還含有硫化物、重金屬離子、懸浮物、有機(jī)污染物等。氣田廢水的處理和處置,目前國內(nèi)外主要采用的技術(shù)有:綜合治理、回注同一產(chǎn)層、處理外排。綜合治理主要用氣田廢水來制鹽,并從中提取I2、Br2、B、Li等有

3、價值元素,該工藝需要?dú)馓飶U水集中處理,具有能耗高、設(shè)備投資大等缺點(diǎn)1用過程:陽極鐵溶蝕,經(jīng)過水解、聚合以及亞鐵的氧化過程,形成多核羥基絡(luò)合物,產(chǎn)生絮凝作用;帶電的污染物顆粒在電場中泳動,其部分電荷被電極中和脫穩(wěn)沉淀;水溶性有機(jī)質(zhì)的電極氧化(1)電極反應(yīng)為陽極:Fe2eFe+2+3。陰極:2H+2e=H2(2)電解產(chǎn)生的Fe與水中的OH和O2進(jìn)一步水解氧化,反應(yīng)為Fe+2(OH)Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O4Fe(OH)3(3)水解聚合發(fā)展成為多核羥基絡(luò)和物方程為Fe(OH)(H2O)52+2+-2+-;回注同一產(chǎn)氣層是防止氣田水污染的一種有效措施,但是回注水水質(zhì)要求嚴(yán)格,如何

4、避免地層堵塞和回注系統(tǒng)的嚴(yán)重腐蝕是該工藝需要重點(diǎn)關(guān)注的問題,同時廢水需要在回注井集中處理,運(yùn)輸費(fèi)用高2+H2O+Fe(OH)2(H2O)4+H3OFe(OH)2(H2O)4+H2O Fe(OH)3(H2O)3+H3O(4)共聚反應(yīng)為2Fe(OH)(H2O)5 Fe2(OH)2(H2O)84+2+;處理外排主要針對環(huán)境質(zhì)量要求嚴(yán)格又無回注條件的氣田廢水。本文研究的電解絮凝法,是利用電化學(xué)原理治理氣田廢水,從氣田水處理外排的角度進(jìn)行工藝條件研究。+2H2O1 電解絮凝基本原理電解絮凝法是利用電解和絮凝沉降原理來處理廢水。在直流電場的作用下,該方法主要有三種作收稿日期:2004-09-22基金項(xiàng)目:

5、四川省教育廳青年基金項(xiàng)目(2003B031)。2 實(shí)驗(yàn)方法及流程實(shí)驗(yàn)流程如圖1所示。將一定體積的氣田廢水泵入電解絮凝池,啟動電源,在適當(dāng)?shù)墓に嚄l件下反(,66西南石油學(xué)院學(xué)報 2005年應(yīng)一定時間后,形成的非均相混合物進(jìn)入沉淀池實(shí)現(xiàn)固液分離,取沉淀池出水進(jìn)行水質(zhì)分析并評價處理效果的好壞。圖3 電壓對處理效果影響圖1 電解絮凝法處理氣田廢水實(shí)驗(yàn)流程3.3 pH值的影響實(shí)驗(yàn)考察了廢水不同pH條件對電解絮凝作用3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論實(shí)驗(yàn)以鐵板作電極,極板面積15cm,電解絮凝池尺寸為100mm100mm100mm,一次實(shí)驗(yàn)廢水量為500mL。以檢測處理后廢水的CODcr作為處理效果的評價指標(biāo),CODcr

6、測定用重鎘酸鉀法,按參照GB11914-89標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)用氣田廢水來自于四川氣田,水樣呈黃色有異味,pH值56,CODcr為1567mg/L,含少量的懸浮物。3.1 反應(yīng)時間的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖2。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知,隨反應(yīng)時間的增加CODcr的去除率逐漸增大,在反應(yīng)開始的40min內(nèi),CODcr去除率的變化速率快,其后,變化趨勢平緩。由于電解絮凝反應(yīng)時間的增加是以能耗和生產(chǎn)能力的降低為代價的,反應(yīng)時間可確定為3040min,CODcr的去除率可達(dá)到45%。效果的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖4。數(shù)據(jù)分析表明,在相同外加電源電壓和反應(yīng)時間條件下,廢水的pH值變化對CODcr的去除率影響呈現(xiàn)最大值,廢水pH值

7、為中性時,CODcr的去除率最大為55%。圖4 pH對處理效果影響3.4 電流密度的影響電流密度是指單位面積電極上的電流強(qiáng)度,電流密度大,電極反應(yīng)速度快,耗電量大;電流密度小,電極反應(yīng)速度慢,耗電量小,相同處理能力條件下所需電解槽的容積將增大,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖5。數(shù)據(jù)分析表明,適當(dāng)?shù)碾娏髅芏确秶鸀?.1500.167A/cm,圖2 反應(yīng)時間對處理效果影響3.2 電壓的影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見圖3,在確定的反應(yīng)時間內(nèi),隨外加直流電源電壓的增加,CODcr的去除率逐漸增大,當(dāng)外加電源電壓大于6V時,CODcr的去除率變化已不明顯。實(shí)驗(yàn)外加電源電壓為6V。圖5 電流密度對處理效果影響第5期 王兵等: 電解絮凝法處

8、理氣田廢水實(shí)驗(yàn)研究67廢水CODcr的去除率為55%58%。3.5 氣田水處理實(shí)驗(yàn)利用所確定的電解絮凝工藝條件:外加電源電壓6V、廢水pH值為中性、電流密度0.167A/cm、反應(yīng)時間30min,對氣田水進(jìn)行直接處理,同時用混凝劑聚合硫酸鐵(PFS)對氣田水進(jìn)行一級混凝沉降后再采用電解絮凝法進(jìn)行二級處理,檢測處理后廢水的CODcr,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。表1 氣田水處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果指標(biāo)出水CODcr/(mg/L)CODcr去除率/%電解絮凝直接處理705.554.98混凝)電解絮凝復(fù)合工藝PFS1151.626.51電解絮凝265.483.0624 結(jié) 論(1)以氣田廢水處理為實(shí)驗(yàn)研究對象,考察并確定了

9、適宜的電解絮凝工藝條件為:外加電源電壓6V、廢水pH值為中性、電流密度0.167A/cm、反應(yīng)時間30min;(2)電解絮凝法處理氣田廢水,在不投加處理劑條件下,通過電化學(xué)反應(yīng)和陽極溶解金屬離子形成絡(luò)合物的混凝作用,可明顯降低廢水中的主要污染指標(biāo)CODcr,CODcr去除率為54.98%;(3)與PFS混凝沉降工藝配合,形成混凝)電解絮凝復(fù)合二級處理工藝,可明顯提高出水質(zhì)量,廢水CODcr去除率可達(dá)83.06%。注:該文為西南石油學(xué)院項(xiàng)目(院258)。2參考文獻(xiàn):由表1的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析表明,在確定的工藝條件下,利用電解絮凝法直接處理氣田廢水,廢水的CODcr降低為705.5mg/L,CODcr去

10、除率為54.98%;氣田廢水用混凝劑PFS進(jìn)行一級處理后出水CODcr為1151.6mg/L,再采用電解絮凝進(jìn)行二級處理,CODcr降為265.4mg/L,CODcr去除率為83.06%。1 婿尚湘.國內(nèi)外氣田水處理現(xiàn)狀J.天然氣工業(yè),1995,15(4):63-66.2 孟桂萍.氣田水回注水指標(biāo)的研究J.石油與天然氣化工,1995,24(2):114-122.3 楊曉靜.電解絮凝法處理橡膠廢水J.工業(yè)水處理,1999,19(3):26-27.(編輯 朱和平)(上接第52頁)井一直處于/壓而不死、活而不噴0的狀態(tài),措施投33產(chǎn)后,該井平穩(wěn)產(chǎn)量20m/d,采油指數(shù)1.2m/(d#MPa),較措施

11、前僅下降了0.02m/(d#MPa)。此項(xiàng)技術(shù)已在青西油田5口油井上得到了應(yīng)用,均未引起明顯降產(chǎn),共計節(jié)約壓井費(fèi)用97.2萬元,取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。該項(xiàng)工藝是在長期生產(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)摸索出的一種簡單實(shí)用工藝,將在青圖4 e井壓力恢復(fù)雙對數(shù)圖西油田乃至國內(nèi)同類油田的開發(fā)中發(fā)揮較好的作用,具有良好的推廣和應(yīng)用前景。2003年8月,預(yù)對該井實(shí)施換管柱作業(yè),為了避免壓井作業(yè)對儲層特別是低壓高滲層的污染,措施前根據(jù)該井井口壓力與投產(chǎn)初期相比大幅下降的事實(shí),并結(jié)合投產(chǎn)初期壓力恢復(fù)測試資料,確定了用活性水壓井的方案,施工初期得以成功壓井。在起鉆過程中由于發(fā)生井下封隔器卡、掉鉆事故,施工周期因此拖延,通過對壓力

12、恢復(fù)速度進(jìn)行分析計算,確定了逐步提高壓井液密度并加強(qiáng)循環(huán)防止氣侵的壓井方案,在長達(dá)6個月的打撈施工中,油參考文獻(xiàn):1 中國油氣井測試資料解釋范例Z.北京:石油工業(yè)出版社,1994.2 塔雷克#艾哈邁德.油藏工程手冊Z.冉新權(quán),何江川譯.北京:石油工業(yè)出版社,2002.3 姜漢橋,姚軍,姜瑞忠.油藏工程原理與方法M.北京:石油大學(xué)出版社,2000.4 萬仁溥,羅英俊.采油技術(shù)手冊.修訂版.第五分冊:修井工具及技術(shù)Z.北京:石油工業(yè)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