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CPCI 中国石油和化工
石油工程技术
杨冰川1，2 陈茜文2 严锦根3 陈 蓓1 张玉明1 李金洲1
（1聊城大学化学化工学院 山东聊城 252000；2山东大学环境与工程学院 山东济南 250100；
3中石化胜利油田分公司孤东采油厂 山东东营 257237）
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1 前言
石油是一种重要的化石能源，随着石油的大规模开采，大部分油田已经进入三采阶段。三采阶段的采油提取液水含量已经高达90%以上，油水分离后，分离出的水就成了采油污水。[1-3]采油污水的大量产生成为各大油田的一大心病。常规的处理方法是通过污水厂处理后外排。[4，5]污水在絮凝池加入聚合铝 絮凝剂，通过聚合铝的水解絮凝作用，沉淀大部分的石油有机酸、采油添加剂等有机污染物。[6-8]
这些包裹着大量化学药剂与聚合铝的絮状物经过沉淀和过滤，成为废渣，然后运出污水厂经过固化、填埋等方法进行无害化处理。[9-11]但是这种处理方法存在着资源浪费和环境污染等问题。[12-14]我们针对这一问题，对污水厂的污水处理工艺了相关的改进，通过对废渣回收加工，提取废渣中的有效铝成分制成聚合铝絮凝剂，重新投入对采油污水的絮凝净化中，形成更有利于环境保护的资源循环，完成了聚铝的循环经济（图1）。
2 实验部分
2.1 仪器与试剂
产物的物相、纯度和晶体结构用X 射线粉末衍射仪进行了表征（XRD ，Bruker D8 X 射线粉末衍射仪，铜靶Cu K α线，波长为λ=1.5418 Å，室温测量）。X 射线粉末衍射分析所用样品为所得样品直接测试，不需要特殊处理。液碱、废酸来自海科集团氯碱厂，所有试剂使用之前未经其他处理。除特别说明外，所有溶剂均为市售分析纯试剂，干燥的溶剂是按照常规的标准方法制得的。
声音采集器
2.2 酸法制备聚合氯化铝
称取100g 污水厂干化厂处理后的废渣，加入200mL （约2mol/L ）的废酸， 室温搅拌处理4小时，等
铝氧化物基本溶解完全后，过滤除去残渣。制得的滤液在搅拌的条件下，慢慢滴加入1mol/L 的液碱溶液直到pH = 8，然后50℃下水解聚合反应2h
。反应完成后，即
图1 聚铝回收工艺
图2 通过废渣回收生产的聚铝
制得聚铝的水溶液，通过冷冻干燥，可以得到黄的聚铝固体粉末10.2g 。产品如图2所示。
反应过程如下：
Al 2O 3 + 6HCl + 9H 2O =2AlCl 3. 6H 2O 2AlCl 3+5NaOH= Al 2（OH ）5Cl+5NaCl
首饰加工技术
反应首先生成水合氯化铝，水合氯化铝在碱的催化下聚合生成聚合氯化铝产品。制得的聚合氯化铝溶液如下图3所示。
2.3 XRD 衍射测试
我们将制得聚合氯化铝溶液干燥后，进行了XRD 衍射测试。通过XRD 衍射图谱我们可以发现，废渣经过处理后大部分生成了含铝的聚合物，其中Al 2（OH ）5+峰较为明显，也有一部分是以2AlCl 3·6H 2O 的晶型存在，总体聚合物的性能满足水处理的要求。在加入到污水中之后可以产生大量的Al （OH ）3胶体，可以有很好
的絮凝效果。
图3 回收的聚合氯化铝溶液
社区搜索>新风控制系统图4 聚铝产品XRD衍射图谱
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感谢山东省基金：山东省重点研发计划（No.2015GGH317001 ）对我们的资助。.
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2.4 产品水处理能力测试
取50mL 污水水样（取自隔油池），加入0.2g 回收的聚铝产品，搅拌沉降，过滤，即可得到初步处理的净水。（反应过程可见图 5、6、7）
我们对回收得到的聚铝产品进行了污水处理能力测试，通过与标准聚合氯化铝（PAC ）对比，发现回收的聚合氯化铝有较好的污水处理性能。我们对处理前后的水样的紫外进行了检测，发现有机物的含量大大减少，COD 的去除率经矫正法测试可以达到70%，紫外测试结果可见图8
。
图5 污水（左）和净水（右）
图6 污水（左）和加入回收聚铝的水样（右）
图7 水样过滤沉降后就成为了净水（右）
图8 污水处理前后紫外对比图
2.5 各种絮凝剂COD 去除率对比
不同的絮凝剂在同样的加药量的情况下，对采油污水COD 的去除率如下表1所示（所有COD 值均通过矫正法测试）。
表1 不同絮凝剂去采油污水COD的去除率
絮凝剂PAC PFC PAFC 回收PAC 100ppm 72%45%74%70%300ppm
86%
60%
95%
81%
通过上表可以看出：（1） PAFC 的COD 去除能力最强，PFC 的COD 去除能力最弱，这可能受高盐采油污水矿化度过高的影响，聚合氯化铁不容易形成结构有序的胶体，导致处理能力下降。
（2）回收的PAC 比标准PAC 处理能力弱，但是基本可以达到标准，虽然COD 去除能力比聚合氯化铝铁（PAFC ）差一些，但是已经达到可以使用的标准。
3 结论
我们通过对采油污水厂废渣进行回收加工，制得了性能接近标准聚合氯化铝（PAC ）水处理剂——回收型聚合氯化铝。由于制备过程中使用的原料（除废渣以外），只需要氯碱厂过剩的废酸和液碱，生产成本极低，而且聚铝的回收率约51%，具有很好的应用推广前景。回收的聚铝经XRD 和实际水处理测试，满足水处理剂的基本要求。该工艺的开发可以为污水厂节省大量的水处理剂购买成本，达到很好的节能减排效果。
参考文献[1] Srivastava V C, Mall I D, Mishra I M. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2005, 260(1): 17-28.
[2] Ghafari S, Aziz H A, Isa M H, et al. Journal of Hazardous Materials, 2009, 163(2): 650-656.
ip调度[3] Gao B Y , Wang Y , Yue Q Y . Acta hydrochimica et hydrobiologica, 2005, 33(4): 365-371.
[4] Leung A O W, Luksemburg W J, Wong A S, et al. Environmental Science & Technology, 2007, 41(8): 2730-2737.
[5] 宋永亭，杜春安，王新，袁长忠，苏俊杰. 采油污水回用深度处理技术研究进展[J]. 工业水处理,2009,01:1-5.
[6] 马敬环，李强，裴孝君，项军. 电絮凝法处理含聚采油污水的研究[J]. 天津科技大学学报,2009,04:54-57.
[7] 汪伟英，马丽，周兰芳，许冬进. 聚合物驱采油污水絮凝技术研究[J]. 油田化学,2009,04:411-414.
[8] 任广萌，孙德智，王美玲. 我国三次采油污水处理技术研究进展[J]. 工业水处理,2006,01:1-4.
[9] 程海鹰，张洁，梁利平. 采油污水处理现状及其深度处理技术[J]. 工业水处理,2003,08:5-8.
[10] 荆国林，于水利，韩强. 聚合物驱采油污水处理技术研究进展[J]. 工业用水与废水,2004,02:16-18.
淤泥固化剂[11] 陆金仁，王修林，单宝田，胡海燕，汪严明. 采油污水生物处理技术[J]. 环境污染治理技术与设备,2004,11:65-69+78.
[12] 陈国威，尹先清. 油田采油污水处理现状与发展趋势[J]. 工业水处理,2002,12:13-15.
[13] 胡海，邱于兵，李强，李海川，郭兴蓬. 脉冲电絮凝处理三次采油污水研究[J]. 环境科学与技术, 2012,02:173-177+181.
[14] 杨志刚，张宁生. 絮凝沉降-Fenton 氧化-吸附法处理采油污水实验研究[J]. 西安石油大学学报(自然科学版),2005,01:50-53+65-91.
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