含表面活性剂的采油废水催化氧化处理

Posted 2023-01-13 水体

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摘要：对含有表面活性剂的废水（以下简称表活废水）进行了傅里叶红外光谱分析（FTIR），结果表明，废水中所含表面活性剂主要为环烷酸钠。采用次氯酸钙（Ca（ClO）2）和活性炭-Ni催化氧化处理，在Ca（ClO）2投加量为4 500 mg/L，活性炭-Ni投加量为7 000 mg/L时，反应90 min，出水COD为158.91 mg/L，去除率达62.92%。

催化氧化出水经沸石吸附处理，在pH为6.85，吸附时间为2 h，沸石投加量为17 g/L的条件下，吸附出水COD和油含量分别为88.92 mg/L和2.53 mg/L，去除率分别为45.65%和90.02%，均达到《污水综合排放标准（GB8978-1996）》的一级标准要求。催化剂活性炭-Ni和吸附剂沸石均具有较稳定的活性，在重复使用20次后，出水COD的去除率仅分别降低了1.16%和1.32%。

目前，我国许多油田已陆续进入二次采油的后期开发，原油产量递减速度加快，经济效益下降。为了提高水驱后剩余油的采收率，油田开发过程中大多进行三次采油。表面活性剂驱作为很重要的助剂，在三次采油中得到越来越广泛的使用。为达到更高的采油率，表面活性剂的加量逐渐提高，致使采油废水中的表面活性剂浓度日益增大。

研究表明，当废水中表面活性剂的浓度达到1MG/L时，水体就可能会出现大量持久性泡沫，致使水体发臭；当表面活性剂在水体中的浓度超过临界胶束浓度后能对水体中的不溶或微溶的污染物产生增溶作用，从而改变水体性质，增加废水的处理难度，提高处理成本；另外，表活废水的大量排放，不仅会直接毒害水生生物，而且还会降低水体中的溶解氧，尤其是含有氮、磷的表面活性剂会造成水体的富营养化。

因此，含表面活性剂的采油废水有效处理的重要性日益突出。但表面活性剂的使用属于稠油热采化学辅助增效措施，并非常规措施，而大部分的表面活性剂属于第3类有机物，即环状烃类及其衍生物，此类环状有机物性质稳定，特别是五环及以上的环状烃，需要较高的氧化还原电位破坏化学键。

因此，采油废水中的表面活性剂难以用常规的废水处理方法去除。

1实验部分

1.1实验仪器及药品

实验试剂'邻菲啉、硫酸汞，分析纯，成都贝斯特试剂有限公司生产；碳酸钠(Na2CO3)、硫酸亚铁铵、浓硫酸、氧化镍(NiO)、次氯酸钙(Ca(ClO)2)等均为分析纯，成都科龙化工试剂厂提供；粉煤灰、活性炭、钙基土、沸石、硅藻土等试剂均为工业级。

1.2实验方法

取一定量的水样于烧杯中进行静态实验，分别考察不同试剂加量对COD去除率的影响。其中COD浓度采用K2Cr2O7法测定，COD去除率计算公式为COD。分别为钻井废水的初始COD和反应。时刻的COD(MG/L)；PH采用PH-25精密酸度计测定；含油量采用红外分光测油仪测定。

2结果与讨论

2.1废水水质分析

研究中的废水来自于中海石油有限公司天津分公司埕北油田。表活废水经混凝处理(最佳混凝条件：混凝剂PAC投加量为2500MG/L，助凝剂PAM投加量为50MG/L，混凝PH为7.02)后进行催化氧化。原水水质和混凝后的水质指标如表1所示，原水的傅里叶红外光谱图如上图1所示。。

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