集输化学——油田污水处理ppt课件.ppt

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1、第十五章第十五章油田污水处理油田污水处理 污水：污水：从油井产液中脱出的水。从油井产液中脱出的水。处理原因：处理原因：污水含有固体悬浮物、原油，并有腐污水含有固体悬浮物、原油，并有腐蚀、结垢和细菌繁殖等问题。蚀、结垢和细菌繁殖等问题。回注地层，要求注好水，注够水。保护环境，节约水资源。处理的目的：处理的目的：除油除油除油剂除油剂 除氧除氧除氧剂除氧剂 除固体悬浮物除固体悬浮物絮凝剂絮凝剂 防垢防垢防垢剂防垢剂 缓蚀缓蚀缓蚀剂缓蚀剂 杀菌杀菌杀菌剂杀菌剂一、污水的除油一、污水的除油 污水中的油是以油珠的形式存在于水中，污水中的油是以油珠的形式存在于水中，油珠带负电。油珠带负电。油珠稳定原因：油珠

2、粒径小，油珠带负电油珠稳定原因：油珠粒径小，油珠带负电污水含油的危害：通过贾敏效应堵塞地层，污水含油的危害：通过贾敏效应堵塞地层，使注水压力上升，造成注水困难。使注水压力上升，造成注水困难。除油的思路：增大油珠半径，除油的思路：增大油珠半径，降低油珠表面的负电性。降低油珠表面的负电性。一、污水的除油一、污水的除油除油剂除油剂 （1）阳离子型聚合物：）阳离子型聚合物：中和油珠表面负电性中和油珠表面负电性和桥接油珠的作用。和桥接油珠的作用。一、污水的除油一、污水的除油除油剂除油剂 （2）有分支结构的表面活性剂）有分支结构的表面活性剂：可取代油珠表可取代油珠表面原有的吸附膜，使吸附膜保护作用大大削弱

3、。面原有的吸附膜，使吸附膜保护作用大大削弱。二、污水的除氧二、污水的除氧 水中的溶解氧的危害：水中的溶解氧的危害：（1 1）增加金属的腐蚀）增加金属的腐蚀 （2 2）使溶于水中的化学剂（如聚丙烯酰胺）氧化变质）使溶于水中的化学剂（如聚丙烯酰胺）氧化变质（如降解减粘）。（如降解减粘）。除氧方法：除氧方法：加热、气提、抽真空、加热、气提、抽真空、除氧剂。除氧剂。除氧剂：能除去水中溶解氧的化学剂。（还原剂）。除氧剂：能除去水中溶解氧的化学剂。（还原剂）。二、污水的除氧二、污水的除氧除氧剂除氧剂 （1）亚硫酸盐：）亚硫酸盐：亚硫酸盐、亚硫酸氢盐、硫亚硫酸盐、亚硫酸氢盐、硫代硫酸盐和低亚硫酸盐（连二亚硫

4、酸盐）。代硫酸盐和低亚硫酸盐（连二亚硫酸盐）。氧化还原反应氧化还原反应二、污水的除氧二、污水的除氧除氧剂除氧剂 （2）甲醛：甲醛：2CH2O+O22HCOOH（3）联氨联氨 ：（4）硫脲硫脲 ：酸化：还原剂酸化：还原剂二、污水的除氧二、污水的除氧除氧剂除氧剂 （5）异抗坏血酸：异抗坏血酸：Before after reinjection water三、污水中固体悬浮物的絮凝三、污水中固体悬浮物的絮凝 固体悬浮物主要为粘土颗粒，其特点是表面带负电。固体悬浮物主要为粘土颗粒，其特点是表面带负电。絮凝剂：絮凝剂：能使水中固体悬浮物形成絮凝物而下沉的物质。能使水中固体悬浮物形成絮凝物而下沉的物质。絮凝

5、剂的作用絮凝剂的作用能中和固体悬浮物表面的负电性 能桥接在固体悬浮物表面上，使其迅速聚结、下沉 混凝剂 助凝剂 三、污水中固体悬浮物的絮凝三、污水中固体悬浮物的絮凝(1)(1)混凝剂：混凝剂：(2)(2)主要用无机阳离子型聚合物主要用无机阳离子型聚合物:a a 羟基铝、羟基铁和羟基锆羟基铝、羟基铁和羟基锆 在在水水中中给给出出多多核核羟羟桥桥络络离离子子，中中和和固固体体悬悬浮浮物物表表面面的负电性。的负电性。b b 三三氯氯化化铝铝、硫硫酸酸铝铝、铝铝酸酸钠钠、三三氯氯化化铁铁、氧氧氯氯化化锆、锆、钾明矾钾明矾 KAl(SOKAl(SO4 4)2 212H12H2 2O O、铵明矾、铵明矾

6、通过通过水解水解、络合、羟桥作用，形成多核羟桥络离子。、络合、羟桥作用，形成多核羟桥络离子。Water Treatment ProcesssandChlorineAl2(SO4)3絮凝絮凝-沉淀沉淀-过滤过滤-消毒消毒 过滤池过滤池絮凝池絮凝池三、污水中固体悬浮物的絮凝三、污水中固体悬浮物的絮凝(2)(2)助凝剂：助凝剂：常用助凝剂（水溶性聚合物）：常用助凝剂（水溶性聚合物）：聚丙烯酰胺、部分水解聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、部分水解聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚乙烯醇、羧甲基淀粉、羟乙基淀粉、羧甲基纤维素、聚乙烯醇、羧甲基淀粉、羟乙基淀粉、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、瓜尔胶、羧甲基瓜尔胶、羟丙

7、基瓜尔胶、羟乙基纤维素、瓜尔胶、羧甲基瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶、褐藻胶、黄胞胶等。褐藻胶、黄胞胶等。褐藻胶、黄胞胶等。有机阳离子型聚合物兼有混凝剂和助凝剂的作用。有机阳离子型聚合物兼有混凝剂和助凝剂的作用。三、污水中固体悬浮物的絮凝三、污水中固体悬浮物的絮凝 聚丙烯酰胺、部分水解聚丙烯酰胺、聚乙二醇、注意：注意：（1）混凝剂和助凝剂都有一个最佳浓度；）混凝剂和助凝剂都有一个最佳浓度；（2）加入顺序，即要先加入混凝剂，再加入助凝剂。）加入顺序，即要先加入混凝剂，再加入助凝剂。四、污水的防垢四、污水的防垢垢：垢：在一定条件下从水中析出的溶解度很小的无在一定条件下从水中析出的溶解度很小的无机物质。机物质

8、。常见垢：常见垢：碳酸钙垢、硫酸钙垢、硫酸锶垢和硫酸碳酸钙垢、硫酸钙垢、硫酸锶垢和硫酸钡垢。钡垢。结垢：结垢：垢在管线表面、设备表面或地层表面的沉积。垢在管线表面、设备表面或地层表面的沉积。防垢剂：防垢剂：防止或延缓水中成垢离子的成垢沉积。防止或延缓水中成垢离子的成垢沉积。防垢剂防垢剂 （1）缩聚磷酸盐）缩聚磷酸盐（2）膦酸盐）膦酸盐（3）氨基多羧酸盐）氨基多羧酸盐（4）表面活性剂）表面活性剂（5）聚合物）聚合物四、污水的防垢四、污水的防垢防垢剂防垢剂 （1）缩聚磷酸盐：）缩聚磷酸盐：链状链状缩聚磷酸盐和缩聚磷酸盐和环状环状缩聚磷酸盐。缩聚磷酸盐。注意：注意：缩聚磷酸盐使用温度：缩聚磷酸盐使用

9、温度：5050 六偏磷酸钠六偏磷酸钠六偏磷酸钠六偏磷酸钠四、污水的防垢四、污水的防垢防垢剂防垢剂 （2）膦酸盐）膦酸盐制备制备:由多氨基化合物与甲醛和亚磷酸反应，再用由多氨基化合物与甲醛和亚磷酸反应，再用碱中和生成。碱中和生成。四、污水的防垢四、污水的防垢防垢剂防垢剂 （2）膦酸盐）膦酸盐 特点：特点：（1）用量低：质量浓度一般在）用量低：质量浓度一般在0.130 mgL-1。（2）热稳定性好：如）热稳定性好：如EDTMP与与HEDP可分别可分别 用到用到200和和250。四、污水的防垢四、污水的防垢防垢剂防垢剂 （3）氨基多羧酸盐）氨基多羧酸盐 制备制备:由多氨基化合物与氯乙酸在碱性条件下反

10、应生成由多氨基化合物与氯乙酸在碱性条件下反应生成。热稳定性 较好 四、污水的防垢四、污水的防垢防垢剂防垢剂 （4）表面活性剂）表面活性剂特点：热稳定性有差异特点：热稳定性有差异 式中，式中，R为为C12C18；R为为C8C14；n为为210；M为为Na、K、NH4。四、污水的防垢四、污水的防垢防垢剂防垢剂 （4）表面活性剂）表面活性剂 在在防防垢垢用用的的表表面面活活性性剂剂中中，磺磺酸酸盐盐、羧羧酸酸盐盐等等类类型型表表面面活活性性剂剂的的热热稳稳定定性性明明显显优优于于硫硫酸酸酸酸酯酯盐型表面活性剂的稳定性。盐型表面活性剂的稳定性。四、污水的防垢四、污水的防垢防垢剂防垢剂 （5）聚合物）聚

11、合物 结构特点：结构特点：低相对分子质量（小于低相对分子质量（小于5 510104 4）的带）的带羧基链节的均聚物和共聚物。羧基链节的均聚物和共聚物。使用特点：使用特点：用量低、热稳定性较好，如聚丙烯酸盐用量低、热稳定性较好，如聚丙烯酸盐（PAA）可用到）可用到120，而聚顺丁烯二酸盐（，而聚顺丁烯二酸盐（PMA）可）可用到用到180。四、污水的防垢四、污水的防垢防垢剂防垢剂 （5）聚合物）聚合物四、污水的防垢四、污水的防垢防垢剂防垢剂 （5）聚合物）聚合物四、污水的防垢四、污水的防垢防垢剂防垢剂-防垢剂的作用机理防垢剂的作用机理 晶格畸变机理晶格畸变机理：防垢剂吸附：防垢剂吸附 静电排斥机理

12、静电排斥机理：防垢剂吸附：防垢剂吸附 反应反应+络合（螯合）机理络合（螯合）机理：防垢剂水解：防垢剂水解 1.晶格畸变机理晶格畸变机理：这这是是由由于于防防垢垢剂剂的的吸吸附附，使使垢垢表表面面的的正正常常结结垢垢状状态态受受到到干干扰扰(畸畸变变)，抑抑制制或或部部分分抑抑制制了了垢垢晶晶体体的的继继续续长长大大，使使成成垢垢离离子子处处在在饱饱和和状状态态或或形成松散的垢为水流带走。形成松散的垢为水流带走。四、污水的防垢四、污水的防垢防垢剂防垢剂-防垢剂的作用机理防垢剂的作用机理 2.静电排斥机理静电排斥机理四、污水的防垢四、污水的防垢防垢剂防垢剂-防垢剂的作用机理防垢剂的作用机理 3.反

13、应反应+络合（螯合）机理络合（螯合）机理 五、污水的缓蚀五、污水的缓蚀氧化膜型缓蚀剂氧化膜型缓蚀剂沉淀膜型缓蚀剂沉淀膜型缓蚀剂 吸附膜型缓蚀剂吸附膜型缓蚀剂 污水缓蚀主要用中性介质缓蚀剂。污水缓蚀主要用中性介质缓蚀剂。五、污水的缓蚀五、污水的缓蚀（1 1）氧化膜型缓蚀剂）氧化膜型缓蚀剂机理：机理：通过氧化产生致密的保护膜而起缓蚀作用的。通过氧化产生致密的保护膜而起缓蚀作用的。保护膜极易促进金属的阳极钝化，所以也叫钝化膜型保护膜极易促进金属的阳极钝化，所以也叫钝化膜型缓蚀剂。缓蚀剂。常常用用缓缓蚀蚀剂剂：重重铬铬酸酸盐盐 、钼钼酸酸盐盐、亚亚硝硝酸酸盐盐、钨钨酸酸 盐盐、钒钒酸酸盐盐、硒硒酸酸盐

14、盐、锑锑酸酸盐盐、乙乙酸酸盐盐、苯苯甲甲酸酸盐盐、甲基苯甲酸盐、水杨酸盐甲基苯甲酸盐、水杨酸盐 五、污水的缓蚀五、污水的缓蚀（1 1）氧化膜型缓蚀剂）氧化膜型缓蚀剂如重铬酸盐通过氧化反应产生如重铬酸盐通过氧化反应产生CrCr2 2O O3 3、FeFe2 2O O3 3：氧化物在钢铁表面形成铁氧化铁氧化物在钢铁表面形成铁氧化铁-铬氧化物钝化膜。铬氧化物钝化膜。五、污水的缓蚀五、污水的缓蚀（2 2）沉淀膜型缓蚀剂）沉淀膜型缓蚀剂 机理：机理：通过在腐蚀电池的阳极和阴极表面上形通过在腐蚀电池的阳极和阴极表面上形成沉淀膜而起缓蚀作用。成沉淀膜而起缓蚀作用。阳极表面，如硅酸钠阳极表面，如硅酸钠阴极表面

15、，如硫酸锌阴极表面，如硫酸锌Zn2+2OH-Zn(OH)2五、污水的缓蚀五、污水的缓蚀（2 2）沉淀膜型缓蚀剂）沉淀膜型缓蚀剂 可用的缓蚀剂：可用的缓蚀剂：硅酸钠、硫酸锌、氢氧化钠、碳酸硅酸钠、硫酸锌、氢氧化钠、碳酸钠、磷酸二氢钠、钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸三钠、六磷酸氢二钠、磷酸三钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、偏磷酸钠、三聚磷酸钠、葡萄糖酸钠、次氨基葡萄糖酸钠、次氨基三亚甲基膦酸钠三亚甲基膦酸钠(ATMP)、乙二胺四亚甲基膦酸乙二胺四亚甲基膦酸钠钠(EDTMP)、羟乙基二膦酸钠、羟乙基二膦酸钠（HEDP）等。）等。五、污水的缓蚀五、污水的缓蚀（2 2）沉淀膜型缓蚀剂）沉淀膜型缓蚀剂 高浓

16、度预处理，形成保护膜。高浓度预处理，形成保护膜。五、污水的缓蚀五、污水的缓蚀（3 3）吸附膜型缓蚀剂）吸附膜型缓蚀剂 机理：机理：通过在腐蚀电池阳极表面和阴极表面上通过在腐蚀电池阳极表面和阴极表面上形成吸附膜。形成吸附膜。可用的缓蚀剂：可用的缓蚀剂：含氮、氧元素的有机化合物或表面活性剂含氮、氧元素的有机化合物或表面活性剂 除氧剂、杀菌剂的缓蚀作用除氧剂、杀菌剂的缓蚀作用 注意：注意：污水缓蚀剂通常是复配使用。污水缓蚀剂通常是复配使用。五、污水的缓蚀五、污水的缓蚀（3 3）吸附膜型缓蚀剂）吸附膜型缓蚀剂 常见缓蚀剂常见缓蚀剂六、污水的杀菌六、污水的杀菌污水中的细菌：污水中的细菌：（1 1）硫酸盐

17、还原菌（）硫酸盐还原菌（SRBSRB）（2 2）铁细菌（）铁细菌（IBIB）（3 3）腐生菌（）腐生菌（TGBTGB）六、污水的杀菌六、污水的杀菌杀菌剂：杀菌剂：少量加入就能杀死细菌的物质。少量加入就能杀死细菌的物质。防止地层堵塞防止地层堵塞防止化学剂变质防止化学剂变质防止由细菌引起的金属腐蚀防止由细菌引起的金属腐蚀目的 要求：要求：高效、广谱、低毒、稳定、无臭、无刺激高效、广谱、低毒、稳定、无臭、无刺激性、能与其他化学剂配伍、成本低、来源广、使用方性、能与其他化学剂配伍、成本低、来源广、使用方便等。便等。六、污水的杀菌六、污水的杀菌杀菌剂分类：杀菌剂分类：非氧化型杀菌剂非氧化型杀菌剂氧化型杀

18、菌剂氧化型杀菌剂杀菌剂分类渗透型杀菌剂渗透型杀菌剂吸附型杀菌剂吸附型杀菌剂 六、污水的杀菌六、污水的杀菌1 1氧化型杀菌剂氧化型杀菌剂 常用杀菌剂：常用杀菌剂：Cl2（氯气）、（氯气）、HClO2(亚氯酸亚氯酸)84 disinfectant:kill germs 六、污水的杀菌六、污水的杀菌1 1氧化型杀菌剂氧化型杀菌剂 六、污水的杀菌六、污水的杀菌1 1氧化型杀菌剂氧化型杀菌剂 六、污水的杀菌六、污水的杀菌2 2非氧化型杀菌剂非氧化型杀菌剂(1)(1)吸附型杀菌剂吸附型杀菌剂 机理：机理：通过吸附在细菌表面（细菌表面通常带负通过吸附在细菌表面（细菌表面通常带负电），影响细菌正常的新陈代谢而

19、起杀菌作用。电），影响细菌正常的新陈代谢而起杀菌作用。杀菌剂的结构特点：杀菌剂的结构特点：（1 1）带正电；）带正电；（2 2）含（多个）季铵氮；）含（多个）季铵氮；（3 3）表面活性剂。）表面活性剂。六、污水的杀菌六、污水的杀菌2 2非氧化型杀菌剂非氧化型杀菌剂(1)(1)吸附型杀菌剂吸附型杀菌剂六、污水的杀菌六、污水的杀菌2 2非氧化型杀菌剂非氧化型杀菌剂(2)(2)渗透型杀菌剂渗透型杀菌剂 机理：机理：渗透入细菌的细胞质中，破坏菌体内的生渗透入细菌的细胞质中，破坏菌体内的生物酶而起杀菌作用。物酶而起杀菌作用。六、污水的杀菌六、污水的杀菌2 2非氧化型杀菌剂非氧化型杀菌剂(1)(1)渗透型杀菌剂渗透型杀菌剂 六、污水的杀菌六、污水的杀菌2 2非氧化型杀菌剂非氧化型杀菌剂(1)(1)渗透型杀菌剂渗透型杀菌剂 六、污水的杀菌六、污水的杀菌杀菌剂的使用方法杀菌剂的使用方法（1 1）复配使用）复配使用 （2 2）交替使用）交替使用 （3 3）开始使用时浓度要高）开始使用时浓度要高 （4 4）连续投放或间歇加入）连续投放或间歇加入本章完本章完