摘 要 由于长庆油田第一净化厂外输污水种类较多，且污水性质相差较大，若直接将其混合外输，将会导致管线严重结垢的现象，最终不能达到污水外输的目的，进而造成此净化厂成本提高。为此，需要对各种污水之间的配伍性进行深入研究，提出合理的污水外输方案，从而解决第一净化厂污水外输难题。

　　关键词 长庆油田 结垢 配伍性 污水外输

　　0 引 言

　　第一净化厂污水系统处理现状

　　长庆油田分公司第一净化厂目前共有污水回注井两口，由于这两口注水井目前处于靖边县四柏树生活饮用水水源保护区内，长期注入可能会造成靖边县生活饮用水污染，严重影响当地居民的身体健康。

　　根据现场实际情况，第一净化厂没有扩建污水处理系统所需的条件，因此需将甲醇厂和第一净化厂污水统一外输至河南乡新建的污水处理回注站。而第一净化厂目前共有七类污水需要外输，如何外输，就必须先研究这七种污水的配伍性，才能提出污水外输合理建议。 为此，我们通过大量配伍性实验得到一套最佳实验方案来解决污水配伍性问题，从而解决污水外

　　输困难[1]。

　　污水类型

　　长庆油田第一净化厂外输污水分为四大类：第一类是检修污水，主要是用高浓度碳酸钠清洗管道后形成的污水，造成此类污水高碱度;第二类是生产污水及锅炉水、循环水，主要是钠离子交换器、机泵冷却水、 锅炉连排、锅炉定排、循环水池形成的污水;第三类

　　[1]是塔底水及不含醇污水，此类此类污水硬度较高;第

　　四类是混合污水，因其经过生化池处理，此类污水相对较为干净。可见各种污水性质相差比较大，于是我们需对各种污水间配伍性进行深入研究，提出合理的防垢建议。

　　结垢原因

　　该净化厂结垢原因主要是高硬度污水与高碱度污水混合，以及铁离子暴氧的情况下易生成氢氧化铁从而结垢;而反应的程度和污水的pH值又有很大关系，因此，首先分析各类污水的碱度、铁离子、碳酸根含量及pH值(见表1)[2～6]。

　　由表一可以看出各种污水性质相差较大，而且各类污水的pH值均不相同，将其混合后使污水化学平衡受到破坏，最终导致其结垢[7～8]。

　　表1 各类污水主要性质分析结果

　　污水 检修 生产 塔底 不含醇 锅炉水 循环水 混合

　　类型 污水 污水 水 污水 污水

　　总硬 2.00 9.60 377.2 745.00 2.11 2.10 6.50

　　(nmol)

　　pH值 9.11 7.45 7.13 6.35 12.04 9.28 8.21

　　总铁

　　(mg/L) 4.06 3.27 4.70 33.98 0.00 0.00 0.00

　　CO3-2

　　(mg/L) 875.02 14.64 68.85 150.63 0.00 35.59 0.00

　　1试验部分

　　1.1 实验原理：① 当高硬度水与高碱度水混合时，会产生沉淀;②各类污水不同浓度混合也将导致结垢量不同;③ 温度升高时，碳酸钙溶解度减小，易于从水中析出，同时碳酸氢钙容易转化为碳酸钙。④ 铁离子在暴氧的情况下易形成氢氧化铁沉淀。

　　1.2 实验仪器：50ml比色管，玻璃砂芯过滤器(溶剂过滤器)，微孔滤膜(混合纤维膜)，电热恒温鼓风干燥箱 (DHG-9245A型)，电子天平 (BS224-S型)

　　1.3 实验步骤：

　　1.3.1 首先对第一净化厂所有外输水进行取样：①检修污水，②生产污水，③塔底水，④不含醇污水，⑤锅炉水，⑥混合污水，⑦循环水;

　　1.3.2 取此七种污水各25ml两两混合放入比色管中，常温静置过夜(大约12小时)，计算两两混合后形成的结垢量，从而判断其配伍性，分析结果见表2;

　　表2 各种污水间的配伍性试验分析结果

　　试验编号 污水混合种类污水 结垢量(g)

　　1 ①、② 0.0019

　　2 ①、③ 0.0206

　　3 ①、④ 0.0298

　　4 ①、⑦ 0.0001

　　5 ①、⑥ 0.0000

　　6 ②、③ 0.0011

　　7 ②、④ 0.0059

　　8 ②、⑦ 0.0026

　　9 ②、⑥ 0.0014

　　10 ③、④ 0.0063

　　11 ③、⑦ 0.0005

　　12 ③、⑥ 0.0000

　　13 ④、⑦ 0.0056

　　14 ④、⑥ 0.0047

　　15 ⑥、⑦ 0.0001

　　16 ①、⑤ 0.0000

　　17 ③、⑤ 0.0006

　　18 ④、⑤ 0.0105

　　19 ②、⑤ 0.0070

　　20 ⑤、⑥ 0.0000

　　21 ⑤、⑦ 0.0000

　　1.3.3各类不同浓度配比的污水对结垢影响也较大，我们从上述实验中选择结垢量较大的3号实验，方法如实验步骤1.3.2进行不同浓度的配比，计算配比后的结垢量，分析配伍性的差异，分析结果见表3;

　　1.3.4不同温度对结垢也有影响，我们同时将3号实验放在80℃环境下进行，方法如实验步骤1.3.2，在不同温度下计算配比后的结垢量，分析其配伍性的差异，分析结果见表3。

　　表3 不同浓度和不同温度对结垢的影响

　　实验编号 3号实验不同浓 结垢量g 结垢量g

　　度配比(ml) (常温下) (80℃下)

　　22 0：50 0.0032 0.0121

　　23 10：40 0.0139 0.0152

　　24 20：30 0.0247 0.0315

　　25 30：20 0.0298 0.0324

　　26 40：10 0.0306 0.0423

　　27 50：0 0.0000 0.0184

　　2 实验原理及结垢机理分析

　　通过表一、二、三中数据分析可以看出,第一净化厂各外排污水性质差异很大，导致某些污水混合后配伍性很差。主要原因有以下几方面:

　　2.1 检修污水、塔底水及不含醇污水不配伍

　　从实验2、3可以看出，由于检修时主要用高浓度碳酸钠溶液清洗管道，造成污水碱度较高,污水中含有高浓度的CO32-;而塔底水及不含醇污水来源于地层(见表一)，可见其污水中含有较高浓度的Ca2+、Mg2+，在试验过程中两者混合后生成沉淀CaCO3，并且白色沉淀非常明显[9～10];

　　2.2 不含醇污水与其余污水都不配伍

　　由试验后红褐色结垢物及表一分析得出不含醇污水含铁较高，混合后pH值变为碱性，使污水的化学平衡受到破坏，在暴氧的条件下容易形成红褐色Fe(OH)3沉淀，而Fe(OH)3又具有絮凝网捕的作用，能将污水中更多的小絮体沉淀下来，可见不含醇污水自身就可以形成沉淀[11～12];

　　2.3 通过3号不同浓度配比实验，其一可以看出随

　　着检修污水量的增加，结垢量也逐渐增加，当两

　　种污水混合后，随着碳酸根增多，只要达到CaCO3

　　沉淀的溶解度，会生成更多的CaCO3沉淀，因此混合污水中的结垢量也就逐渐增多;其二随着温度升高，结垢量也增加，主要原因是除了不含醇污水自身形成的沉淀外;在温度升高的条件下，污水中的Ca(HCO3)2会以CaCO3沉淀的形式析出[13];

　　2.4 从表二可以看出除了以上3.1、3.2、3.3三个方面污水间配伍性很差外，其他污水间配伍性基本上较好;

　　实验中不配伍机理主要如下：

　　Ca2+ (Mg2+) +CO32- ↔ CaCO3 ↓(MgCO3 ↓)

　　Ca(HCO3)2 ↔ CaCO3↓ + H2O + CO2↑

　　Fe2+ (暴氧条件下) → Fe3+

　　Fe3+ + OH- ↔ Fe(OH)3 ↓

　　3 结论与建议

　　3.1 结论

　　污水间不配伍性主要是：检修污水与塔底水、检修污水与不含醇污水，塔底水与不含醇污水以及不含醇污水结垢导致与任何污水不配伍，其余污水间配伍性基本较好。

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