膜kmno4+氧化处理油田采出水配制聚合物回注研究

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1、膜—KMnO4氧化处理油田采出水配制聚合物回注研究*1233肖羽堂吕晓龙1(中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室，江苏南京210008；2南开大学泰达膜技术水处理工程中心，天津300071；3天津工业大学生物化工技术研究所天津300073）摘要：高锰酸钾氧化剂处理过的油田采出水经二氧化锆陶瓷超滤膜过滤后的S2-被全部除去，水中Fe2+和总铁均降到0.1mg/L以下。超滤膜可以将氧化后的产物（絮凝胶体，以及其吸附的其他有机物）截留在浓缩液中，保证了出水水质满足配制聚合物回注要求。关键词：采出水；高锰酸钾；膜分

2、离随着油田开发的不断深入,采出水含水率逐渐上升。考虑到经济效益和环境保护问题,对大量的油田采出水进行处理后回注,对油田经济发展有着重要的意义。污水配制聚合物注入是一条解决采出水处理问题的一种有效途径。用污水配制聚合物时会引起聚合物溶液粘度大幅度下降，必须采取去除或其他有效方法进行抑制聚合物的降解。污水导致聚合物降解的2+3+因素并非单一因素，而是多种因素综合作用的结果。研究表明，采出水中所含的Fe、Fe2-离子对聚合物溶液粘度的影响显著，S离子含量对聚合物溶液粘度的影响十分明显。一般2+3+2-多价离子对粘度损失的影响顺序为

3、：Fe>Fe>S。本研究以膜装置为分离设备，对经初步处理的采出水进行KMnO4处理，去除水中还原性物质，并观察分析经膜装置过滤后的回注水配制PAM溶液后的溶液粘度的变化情况。目前，该研究还没有见文献报道。1试验水质与处理工艺1.1试验水质及材料试验用水为大港油田第三采油厂家二站J11井的注入水，虽然该水经油井采出后已经过初步处理，但现场水质变化仍较大。现场试验水质参数的测量采用快速比色管分析测定，有关的主要水质参数见表1：*肖羽堂(1966-),男,博士后,教授/研究员,博士生导师,主要从事水与废水处理技术研究,发表论文80

4、余篇,SCI/EI收录20篇。通讯联系人,022-23504015，025-86882199,ytxiao@hotmail.com;xiaoyt@nankai.edu.cn。通讯处：南开大学环境科学与工程学院，天津南开区卫津路94号300071；中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室，江苏南京2100081表1试验用水水质2-2+DOSFe总铁温度≤0.1mg/L5.5mg/L0.7≤0.841～43℃测氧管比色法测硫管比色法测铁管法测铁管法温度计测量本次试验选用的膜为管式陶瓷膜，具体参数见表2，根据其孔径，

5、本试验的膜分离过程属于超滤，运行方式为错流过滤。表2膜装置技术参数膜材料孔径有效长度通道数通道内经膜面积2二氧化锆陶瓷膜（ZrO2）50nm850mm194mm0.2mNDJ-1旋转式粘度计：上海机密科学仪器有限公司；PAM选用海特10203-1，2022；十联搅拌器；海豚牌简易快速比色分析测试管：北京华星化学试剂厂。1.2处理工艺流程原水在进入反应器水箱之前加入氧化剂KMnO4，在反应器水箱中混合后，开启进水水泵，打开1、2、3、5阀门，让反应器内水循环，运行一段时间后关闭阀门3，开启阀门4采集水样，测其出水水质，并配制聚

6、合物溶液。运行结束后打开阀门7放空反应器和膜装置中所有液体。当设备运行一段时间后，需对陶瓷膜进行清洗，此时打开1、2、3、6阀门，开启运行水泵，分别用清水和专用清洗剂加热后对膜管进行清洗。工艺流程见图1.1。试验设备见图1.2。氧化剂回流水原水23加热反应膜管器4冲洗水箱水箱65出水放空71图1.1工艺流程图图1.2现场试验装置图2处理结果与讨论2.1不同氧化时间的KMnO4处理试验以KMnO4为氧化剂，分别选择KMnO4浓度为5mg/L和15mg/L，在反应10min、20min、30min、40min和50min后出水，

7、出水水质见表3，以2022型PAM为聚合物分别配置浓度为1500mg/L2和2000g/L的溶液，保存在常温下，并在此后一个月内持续进行粘度测量，其粘度变化见图2、图3所示。表3不同氧化时间的KMnO4处理试验项目10min20min30min40min50minDO（mg/L）0.60.60.50.70.7KMnO42-S（mg/L）0.050.030.01≈0≈0浓度为2+Fe（mg/L）0.250.20.20.10.15mg/L总铁（mg/L）0.30.30.50.50.2DO（mg/L）0.70.50.70.70.7

8、KMnO42-S（mg/L）0.05≈0≈000浓度为2+Fe（mg/L）0.160.10.10.10.115mg/L总铁（mg/L）0.350.30.250.250.250d5d粘度(mPa•S)1d5d粘度(mPa•S)10d24d200.010d24d140.030d180.030d