油田污水处理课件 51页

第15章油田污水处理第三篇集输化学\n污水：从油井产液中脱出的水。处理原因：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。处理的目的：除油——除油剂除氧——除氧剂除固体悬浮物——絮凝剂防垢——防垢剂缓蚀——缓蚀剂杀菌——杀菌剂\n第一节污水的除油\n污水中的油是以油珠的形式存在于水中，油珠带负电。第1节污水的除油\n除油剂（1）阳离子型聚合物：中和油珠表面负电性和桥接油珠的作用。第1节污水的除油\n除油剂（2）有分支结构的表面活性剂：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。第1节污水的除油\n第二节污水的除氧\n水中的溶解氧的危害：（1）增加金属的腐蚀（2）使溶于水中的化学剂（如聚丙烯酰胺）氧化变质（如降解减粘）。除氧方法：加热、气提、抽真空、除氧剂。除氧剂：能除去水中溶解氧的化学剂。(还原剂)第2节污水的除氧\n除氧剂（1）亚硫酸盐：亚硫酸盐、亚硫酸氢盐、硫代硫酸盐和低亚硫酸盐（连二亚硫酸盐）。第2节污水的除氧\n除氧剂（2）甲醛：2CH2O+O2→2HCOOH（3）联氨(高温除氧)：（4）硫脲：第2节污水的除氧\n除氧剂（5）异抗坏血酸：第2节污水的除氧\n第三节污水中固体悬浮物的絮凝\n固体悬浮物主要为粘土颗粒，其特点是表面带负电。絮凝剂：能使水中固体悬浮物形成絮凝物而下沉的物质。絮凝剂的作用能中和固体悬浮物表面的负电性使失去电性的固体悬浮物迅速聚结、下沉混凝剂助凝剂第3节污水中固体悬浮物的絮凝\n混凝剂：主要用无机阳离子型聚合物:a羟基铝、羟基铁和羟基锆在水中解离，给出多核羟桥络离子，中和固体悬浮物表面的负电性。b三氯化铝、硫酸铝、铝酸钠、钾明矾、铵明矾、三氯化铁、氧氯化锆通过水解、络合、羟桥作用，形成多核羟桥络离子。第3节污水中固体悬浮物的絮凝\n(2)助凝剂：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、羟丙基瓜尔胶、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。第3节污水中固体悬浮物的絮凝\n聚丙烯酰胺、部分水解聚丙烯酰胺、聚乙二醇、注意：（1）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。第3节污水中固体悬浮物的絮凝\n第四节污水的除垢\n垢：在一定条件下从水中析出的溶解度很小的无机物质。常见垢：碳酸钙垢、硫酸钙垢、硫酸锶垢和硫酸钡垢。结垢：垢在管线表面、设备表面或地层表面的沉积。防垢剂：防止或延缓水中成垢离子的成垢沉积。第4节污水的除垢\n防垢剂（1）缩聚磷酸盐：链状缩聚磷酸盐和环状缩聚磷酸盐。注意：缩聚磷酸盐使用温度：<50℃第4节污水的除垢\n防垢剂（2）膦酸盐制备:由多氨基化合物与甲醛和亚磷酸反应，再用碱中和生成。第4节污水的除垢\n防垢剂（2）膦酸盐特点：（1）用量低：质量浓度一般在0.1~30mg·L-1。（2）热稳定性好：如EDTMP与HEDP可分别用到200℃和250℃。第4节污水的除垢\n防垢剂（3）氨基多羧酸盐制备:由多氨基化合物与氯乙酸在碱性条件下反应生成。热稳定性较好第4节污水的除垢\n防垢剂（4）表面活性剂特点：热稳定性有差异第4节污水的除垢\n防垢剂（4）表面活性剂式中，R为C12~C18；R′为C8~C14；n为2~10；M为Na、K、NH4。在防垢用的表面活性剂中，磺酸盐、羧酸盐等类型表面活性剂的热稳定性明显优于硫酸酸酯盐型表面活性剂的稳定性。第4节污水的除垢\n防垢剂（5）聚合物结构特点：低相对分子质量（小于5×104）的带羧基链节的均聚物和共聚物。使用特点：用量低、热稳定性较好，如聚丙烯酸盐（PAA）可用到120℃，而聚顺丁烯二酸盐（PMA）可用到180℃。第4节污水的除垢\n四、污水的防垢防垢剂（5）聚合物\n四、污水的防垢防垢剂（5）聚合物\n防垢剂-防垢剂的作用机理1.晶格畸变机理：防垢剂吸附2.静电排斥机理：防垢剂吸附3.反应+络合（螯合）机理：防垢剂水解第4节污水的除垢\n防垢剂-防垢剂的作用机理第4节污水的除垢\n防垢剂-防垢剂的作用机理第4节污水的除垢\n第五节污水的缓蚀\n污水缓蚀主要用中性介质缓蚀剂。（1）氧化膜型缓蚀剂机理：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，所以也叫钝化膜型缓蚀剂。常用缓蚀剂：重铬酸盐、钼酸盐、亚硝酸盐、钨酸盐、钒酸盐、硒酸盐、锑酸盐、乙酸盐、苯甲酸盐、甲基苯甲酸盐、水杨酸盐第5节污水的缓蚀\n（1）氧化膜型缓蚀剂如重铬酸盐通过氧化反应产生Cr2O3、Fe2O3：氧化物在钢铁表面形成铁氧化铁-铬氧化物钝化膜。第5节污水的缓蚀\n（2）沉淀膜型缓蚀剂机理：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。阳极表面，如硅酸钠阴极表面，如硫酸锌Zn2++2OH-→Zn(OH)2↓第5节污水的缓蚀\n（2）沉淀膜型缓蚀剂可用的缓蚀剂：硅酸钠、硫酸锌、氢氧化钠、碳酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸三钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、葡萄糖酸钠、次氨基三亚甲基膦酸钠(ATMP)、乙二胺四亚甲基膦酸钠(EDTMP)、羟乙基二膦酸钠（HEDP）等。第5节污水的缓蚀\n（2）沉淀膜型缓蚀剂第5节污水的缓蚀\n（3）吸附膜型缓蚀剂机理：通过在腐蚀电池阳极和阴极表面上形成吸附膜。可用的缓蚀剂：含氮、氧元素的有机化合物或表面活性剂除氧剂、杀菌剂的缓蚀作用注意：污水缓蚀剂通常是复配使用。第5节污水的缓蚀\n（3）吸附膜型缓蚀剂常见缓蚀剂第5节污水的缓蚀\n第六节污水的杀菌\n污水中的细菌：（1）硫酸盐还原菌（SRB）（2）铁细菌（IB）（3）腐生菌（TGB）第6节污水的杀菌\n杀菌剂：少量加入就能杀死细菌的物质。防止地层堵塞防止化学剂变质防止由细菌引起的金属腐蚀目的要求：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、使用方便等。第6节污水的杀菌\n杀菌剂分类：非氧化型杀菌剂氧化型杀菌剂杀菌剂分类渗透型杀菌剂吸附型杀菌剂第6节污水的杀菌\n1．氧化型杀菌剂常用杀菌剂：Cl2（氯气）、HClO2(亚氯酸)第6节污水的杀菌\n1．氧化型杀菌剂第6节污水的杀菌\n1．氧化型杀菌剂第6节污水的杀菌\n2．非氧化型杀菌剂(1)吸附型杀菌剂机理：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起杀菌作用。杀菌剂的结构特点：（1）带正电；（2）含（多个）季铵氮；（3）表面活性剂。第6节污水的杀菌\n2．非氧化型杀菌剂(1)吸附型杀菌剂第6节污水的杀菌\n2．非氧化型杀菌剂(1)渗透型杀菌剂机理：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。第6节污水的杀菌\n2．非氧化型杀菌剂(1)渗透型杀菌剂第6节污水的杀菌\n2．非氧化型杀菌剂(1)渗透型杀菌剂第6节污水的杀菌\n杀菌剂的使用方法（1）复配使用（2）交替使用（3）开始使用时浓度要高（4）连续投放或间歇加入第6节污水的杀菌