我國稠油儲量非常豐富[1],稠油的開采量與加工量巨大,在稠油開采、儲存、運(yùn)輸和加工處理過程中會產(chǎn)生大量含有稠油的廢水[2],稱之為稠油廢水。稠油廢水的礦物油含量高,且以浮油、乳化油為主,回收利用價(jià)值高,因此稠油廢水的破乳劑處理既要提高出水水質(zhì),又要兼顧資源的回收。
目前含油廢水破乳常采用的方法有熱法[4]、電化學(xué)法[5]、化學(xué)法[6]、微生物法[7]、物化法[8],或幾種方法聯(lián)合使用[9]。加入化學(xué)藥劑是使用現(xiàn)有的沉降和過濾裝置zui容易且zui有效的破乳方法[10]??捎?a href="http://changtai828.cn" target="_self">破乳劑有4類,即電解質(zhì)、低分子醇、表面活性劑和聚合物[11],其中聚合物因具有電中和、絮凝和吸附架橋等功能而成為工藝shouxuan[12]。
本文介紹了稠油廢水的來源、稠油廢水破乳劑的研究進(jìn)展及破乳機(jī)理,并對破乳劑的發(fā)展方向進(jìn)行了展望和建議。
1 稠油廢水特征
1.1 來源復(fù)雜、種類繁多
隨著稠油開采進(jìn)入中后期及各種增產(chǎn)措施的實(shí)施,稠油廢水種類和數(shù)量大幅增加,稠油廢水乳液的穩(wěn)定性越來越強(qiáng)[13],分離難度大幅增加。稠油廢水的來源主要有采出液分離水[14]、蒸汽輔助重力驅(qū)油(SAGD)廢水[15]、稠油廢水深度處理回用排放的尾水(如浮渣脫水、過濾濃水、離子交換酸堿廢水等)[16-17]、洗油管廢水及其他雜排水,水質(zhì)日趨復(fù)雜。
1.2 乳化嚴(yán)重、穩(wěn)定性強(qiáng)
稠油廢水中含有的污染物主要是礦物油、無機(jī)黏土礦物和稠油開采、儲運(yùn)和處理中加入的破乳劑、降黏劑、殺菌劑、阻垢緩蝕劑等有機(jī)表面活性劑[18];稠油中含有的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)和有機(jī)酸等帶有ji性基團(tuán),具有一定的表面活性,其結(jié)構(gòu)黏稠,是一種天然的乳化劑,可使稠油形成乳液。環(huán)烷酸鹽,特別是環(huán)烷酸鈉是高親水化合物,容易導(dǎo)致形成水包油型乳化液[19]。乳液的穩(wěn)定性和破乳的有效性與芳烴的含量也有很強(qiáng)的相關(guān)性[20]。人工合成的表面活性劑降低了油水界面膜的強(qiáng)度,使污水的穩(wěn)定性增強(qiáng)[21]。管道輸送中加入以利于輸送的降黏劑、乳化劑等表面活性劑以及泵和管道機(jī)械外力的攪拌作用,使稠油乳液更加穩(wěn)定,增加了廢水處理的難度[22]。
1.3 油水密度差小、乳化油含量高、破乳難度大
稠油廢水是典型的水包油型乳液,屬于高含油、高乳化、高COD、高懸浮物、有機(jī)組成復(fù)雜的廢水[23]。所含污油黏度高,密度接近于水[24](遼河油田杜84稠油密度高達(dá)0.997 g/cm3)[1],凝點(diǎn)高,膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量超過原油總質(zhì)量的百分之三十以上。稠油廢水中乳化油含量高、粒徑小、穩(wěn)定性強(qiáng)[25],因此破乳難度大。