电絮凝法处理含聚采油污水的研究

Posted 2023-01-14 絮凝

篇首语：韬略终须建新国，奋发还得读良书本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了电絮凝法处理含聚采油污水的研究相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

摘要：研究采用电絮凝法处理含聚采油污水，优化了电极材料、极板间距、电流密度、pH和电解时间等对污水COD 和聚合物去除率有影响的因素。研究确定的电絮凝法处理含聚采油污水的最优工艺条件为：电流密度为7.mA/cm 2，电解时间40.min，极板间距2.cm，pH 9.1.于最优条件下处理后COD和聚合物的去除率分别为68.5%和49.7%。

关键词：电絮凝；采油污水；处理

目前，含油污水处理大多采用“加药—沉降—过滤”，或“加药—气浮—过滤”的传统方法。但是从节约能源和合理使用资源的角度看，传统方法存在成本高、工艺过程复杂等不足[1]。尤为不足的是，由于长期采用加药工艺，经大量加药处理后的回注水已经富营养化。电化学方法处理废水具有设备相对简单，能在常温常压下运行，无需添加化学药品，设备体积小，占地面积少，操作简便灵活等优点，因而被广泛应用。

大庆油田是我国最大的油田，并且已经进入石油开发的中期，采出油中含水量已达70%～80%，有的甚至已高达90%，日产含油污水量非常大。如果这些水不经处理直接排放到环境中，势必会造成土壤、地面水体的污染 [2] 。本实验尝试用电絮凝法 [3-6] 处理大庆油田含聚采油污水，经电絮凝处理后，出水水质达到了注水水质要求，这不仅可以满足石油开采过程中注水量日益增长的需要，同时可以节约大量水资源，为油田带来经济效益，且减少排放污水对环境的污染。

1 材料与方法

1.1材料

1.1.1水样

实验用水样取自黑龙江大庆油田的含聚采油污水，其水质参数如表1所示。

1.1.2实验仪器

电解池为自制1,000,mL反应池(如图1所示)，阳极为铝板或铁板，阴极为石墨板，面积均为75,cm 2 ； WYJ直流稳压稳流电源，上海松特电器公司； HI98703型浊度仪，匈牙利HANNA公司；VIS–723型可见分光光度计，上海精密科学仪器有限公司； PH310型便携式酸度计，新加坡EUTUECH公司。

1.2方法

将600,mL含聚采油污水水样置于电解池中，插入电极，将电极与直流稳压稳流电源相连接；调整电流密度、pH及电极板间距等实验条件(实验过程中，通过调整电解电压，保持电流密度恒定)进行实验；电解结束后，静置一定时间，并取一定量的处理后水样，测定水样的COD和聚合物的含量。

2 结果与讨论

2.1工艺参数对处理效果的影响

2.1.1电极材料

任何电化学反应过程，适当的选择电极材料往往起着重要作用。在电絮凝过程中，用于水处理的电极材料必须是对人体和环境无毒无害的。铁铝材料无毒、价廉，且生活中随处可得，因而成为很好的电絮凝电极材料。本研究分别用铁和铝做阳极，在相同条件下，考察其对原水样电絮凝后的效果，结果如表2所示。由表2可知，用铝板做阳极的处理效果要略好于铁板。电解产生的铝离子与铁离子在溶液中水解、聚合生成一系列多核羟基络合物和氢氧化物，作为絮凝剂而起絮凝作用，铝的絮状物是白色的，而铁的絮凝物是红绿色的，所以铁电极会对水样处理后的色度有一定的影响。铝与石墨电极对含聚采油污水的处理效果较好。

2.1.2 pH 当电流密度7,mA/cm 2 ，电解时间30 min，极板间距2,cm时，pH对COD和聚合物的去除率的影响如图2所示。污水中COD和聚合物的去除率在pH约为9时达到最佳，当pH大于9时，去除率会随之降低。在pH为酸性和中性时，污水中COD和聚合物的去除率较低，且在中性时去除率最差。

2.1.3电流密度

当pH为8.3，电解时间30,min，极板间距2,cm 时，电流密度对COD和聚合物的去除率的影响如图3 所示。随着电流密度的增大，COD和聚合物的去除率增大，当电流强度增大到一定程度时，即7,mA/cm 2 ，两者的去除率基本趋于稳定。

2.1.4电解时间

当pH为8.3，电流密度7,mA/cm 2 ，极板间距 2,cm时，电解时间对COD和聚合物的去除率的影响如图4所示。随着电流密度的增大，COD和聚合物的去除率增大，当电流时间增大到30,min时，两者的去除率基本趋于稳定。

2.1.5极板间距

pH为8.3，电流密度7,mA/cm 2 ，电解时间30,min 时，极板间距对COD和聚合物的去除率的影响如图 5所示。在实验范围内，COD和聚合物的去除率随极板间距的增大而先增大然后再减小，但受极间距的影响很小，极板间距在3,cm左右时为最佳。

2.2最佳工艺条件的确定

采油污水电絮凝后，静置大约80,min，其浊度值将趋于稳定，继续静置，溶液浊度变化不甚明显，稳定在3～4,NTU。由此认为，污水在最优条件下电絮凝后，静置80,min为宜。

2.4污水处理后水质指标分析

将电絮凝处理后产水水质与GB 8978—1996 《污水综合排放标准》进行比较，结果表明处理后水质符合国家二级排放标准。对比结果见表5。

3 结论

(1)电絮凝法处理含聚采油污水时，金属铝是比较理想的阳极材料。正交实验显示各因素对污水处理效果影响的主次顺序为：pH＞电流密度＞电解时间＞极板间距。

(2)最优条件为：电流密度7,mA/cm 2 、电解时间 40,min、极板间距2,cm、原水pH 9.1。在此条件下对污水进行处理，处理后COD和聚合物的去除率分别为68.5%和49.7%。采油污水电絮凝后，沉降80,min，原水浊度由17.4 NTU降到3～4,NTU。

(3)电絮凝法处理含聚采油污水，工艺简单，处理后水质指标达到国家工业污水二级排放标准。

参考文献：
［1］杨云霞，张晓健.我国主要油田污水处理技术现状及问题[J].气田地面工程，2001，20(1)：4-5.
［2］李旭东，李亚峰，刘元.物理化学法处理采油废水的研究进展[J].辽宁化工，2007，36(2)：92-95.
［3］孙境蔚.电絮凝技术在废水处理中的应用[J].泉州师范学院学报：自然科学，2006，24(6)：55-59.
［4］王车礼，裴峻峰，陈毅忠，等.电絮凝处理油田废水初步研究[J].油气田环境保护，2002，12(3)：19-21.
［5］曹梦竺.电絮凝在水处理中的应用[J].广西轻工业， 2007，8(9)：93-95.
［6］王丽敏，李秋荣，石晴.电絮凝法处理含油废水的研究 [J].化工科技，2005，13(3)：30-33.来源：马敬环，李强，裴孝君，项军