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粉煤灰处理采油废水研究及工程应用

靳辛  
【摘要】: 目前,我国大部分油田进入石油开采的中后期,采油废水外排量也越来越大,采油废水的达标排放问题已成为制约油田可持续发展的因素之一。如何经济而有效的去除外排采油废水中的污染物是油田迫切需要解决的课题。本文结合粉煤灰呈碱性且具有吸附作用的特性,提出了利用粉煤灰对采油废水进行预处理,以有效去除其中的污染物,为后续生化处理提供基础,并实现废物综合利用。 本文对粉煤灰处理采油废水的动力学进行了研究,摸清了粉煤灰处理采油废水的机理。通过实验室内摇床吸附试验和现场机械搅拌试验对粉煤灰吸附采油废水中石油类、COD、挥发酚、氨氮等污染物的去除规律及其去除效果进行了研究,绘制了粉煤灰对采油废水中COD、石油类、挥发酚和氨氮的吸附等温线,并对吸附过程进行了分析讨论,研究了微生物被粉煤灰吸附的有机物的降解作用及微生物在贮灰层中分布规律,为现场试验方案和操作参数的确定提供依据。 本文通过研究、试验,确定了灰水比、搅拌时间、搅拌强度、PH值等实现粉煤灰最大处理能力的较优工况参数为:粉煤灰先与冲灰水混合再与采油废水混合,粉煤灰(g):冲灰水(mL):采油废水(mL)为1:20:50,搅拌15min,200r/min,原水pH值不调,此条件下,粉煤灰对采油废水中石油类、COD、挥发酚去除率分别为80%、20%和10%。对石油类和COD的吸附量为0.91mg/g和1.34mg/g。实验研究表明:随着采油废水的增加,胜利电厂粉煤灰对COD的最大吸附量为10.1mg/g,对石油类的最大吸附量为1.4 mg/g。 实验表明,粉煤灰直接与采油废水混合时,粉煤灰吸附去除采油废水COD较佳的操作参数为:灰(g)水(mL)比为1:30,PH值为10,温度为35℃,振摇48h,120r/min;COD平均吸附量为1.0mg/g,COD去除率达40%;由于粉煤灰和采油废水均为多组分体系,在固液界面发生多种吸附作用,导致COD吸附等温线呈跳跃状;粉煤灰先与冲灰水混合再与采油废水混合处理采油废水的效果好于粉煤灰直接与采油废水混合。 根据实验结果,对”粉煤灰+氧化塘”处理现河采油废水工程的工艺参数进行了改进,使处理负荷由10000m3/d增加到22000m3/d,一年的运行结果表明,经改造后的工程运行良好,经济效益明显,出水水质能够稳定达到《山东省半岛流域水污染物综合排放标准》的要求。 研究表明,本工程采取了防渗措施后,工程运行在一定程度上减轻了当地土壤的盐渍化状况,工程运行对其周围地下水有一定影响,但对其周围地表水环境影响不大。 通过对处理采油废水后的粉煤灰的性质进行监测分析表明,采油废水对粉煤灰的浸出毒性和再利用途径均没有影响。处理采油废水后的粉煤灰在贮灰场堆放沥水后,可作为“粉煤灰烧结空心砌块”、“掺少量普通水泥的粉煤灰空心砌块”、“回填工程”和“筑路工程”的原材料进行再利用。


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