原油污水处理是石油生产和加工过程中重要环节之一。在油田开采过程中,随着蒸气驱油、表面活性剂、聚合物及三元复合驱油等采油工艺技术的实施,原油脱水后的污水处理难度增大。因此,对清水剂的作用机理的了解十分必要。目前,国内外对清水剂的研究非常活跃,但由于各个油田的成分不同,造成了清水剂使用的专一性,对清水剂作用机理的深入研究造成了极大的困难。本文就清水剂的定义、清水剂的分类及作用机理等方面作了概括介绍,并展望了清水剂的未来发展。

　　1定义

　　清水剂的定义比较广泛,我们可以将所有达到清水目的的化学药剂通称为清水剂。如浮选剂、反向破乳剂、絮凝剂、凝聚剂。

　　2划分依据

　　2.1从作用机理划分

　　清水剂可以分为破乳性、絮凝性、浮选性、凝聚性的,我们将在后面详细作以介绍。

　　2.2从化学成分划分

　　可以分为无机、有机高分子和微生物三类:

　　(1)无机清水剂主要是铁盐、铝盐及其水解聚合产物。在无机药剂中还分为无机低分子和无机高分子清水剂,如硫酸铝、三氯化铝、硫酸亚铁等均属于无机低分子清水剂;如我们常见的聚合氯化铝、聚合氯化铁、及聚合铝、聚丙烯酰胺等都属于无机高分子型清水剂。

　　(2)有机高分子清水剂分为天然和人工合成两大类,如淀粉类、甲壳质属于天然高分子型清水剂,在这里我们不作以过多的介绍。人工合成型中又有阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型之分。阴离子型中带有-COON基团或-SO3H基团;阳离子型带有氨基或亚氨基或季铵基。合成高分子清水剂主要有聚丙烯酰胺及其同系物、衍生物等线型高分子物质。

　　(3)微生物清水剂是一种无毒的生物高分子化合物,包括机能性蛋白质或机能性多糖类物质,具有生物可降解的独特性质,应用该种清水剂对环境和人类无毒无害。

　　3作用机理

　　3.1凝聚作用

　　清水剂分散在水中,中和微小的原油粒子和固体悬浮物的表面电荷,使其利用粒子和粒子之间的范德华吸引力而凝结,小油滴凝结成大油滴,并在重力的作用下上浮,以达到除油的效果。

　　3.2架桥作用

　　清水剂在水中形成絮团,并利用絮团自身的异性电荷,吸引污水中的微小原油粒子、乳化油和其他悬浮物,在重力的作用下,上升或下降以达到除油的效果。

　　3.3破乳作用

　　降低乳化油表面张力,破坏乳化液的油水结构,促使油水分离。

　　3.4浮选作用

　　具有浮选功能多为表面活性剂,表面活性剂在水溶液中易被吸附到气泡的气-液界面上。表面活性剂极性的一端向着水相,非极性的一端向着气相。含有待分离的离子、分子的水溶液中的表面活性剂的极性端与水相中的离子或其极性分子通过物理或化学作用连接在一起。当通入气泡时,表面活性剂就将这些物质连在一起定向排列在气-液界面,被气泡带到液面,形成泡沫层,以加快油珠和固体颗粒的絮宁效果,提高絮凝剂与气泡的附着力,从而加速油水分离。

　　4使用条件

　　清水剂的使用两种加药方式,当采出液中分离出的污水很脏,即含油量高,则建议在原油处理系统投加清水剂,以减小后续污水处理系统的负担;若采出液经过破乳脱出的水含油量较低,则不必在原油处理系统投加清水剂,只需在污水处理系统投加清水剂。

　　如果单独使用一种清水剂没有达到理想的效果,可以考虑与其它具有助凝效果的药剂配合使用,如硫酸铝、聚氯化铝和其它无机絮凝剂。

　　5影响因素

　　5.1清水剂的类型

　　清水剂的品种不同,其作用机理也不同,其投加量也对使用效果有很大影响,在实际运用中我们也发现部分清水剂在大药剂量时,清水效果反而低于小药剂量使用,所以在实际使用时,应根据现场的具体情况选用合适的清水剂。

　　5.2 PH值

　　含油污水中的微小粒子一般带有负电荷,在碱性条件下,水中氢氧根离子会增加粒子的负电荷,会阻碍原油微粒和悬浮粒子的聚集,并且在一定程度上增加了清水剂的用量。

　　5.3温度

　　污水的温度也是影响清水剂使用效果的重要因素,温度低,水中油滴和悬浮颗粒的运动速度降低,减少颗粒之间的碰撞几率,进而阻碍了油滴和悬浮颗粒的聚集。

　　5.4其他化学药剂

　　所有的化学药剂或多或少都带有电性,而其携带的电荷会改变油滴和微小粒子表面的电荷,阻碍油滴粒子的聚集。

　　6展望

　　针对我国目前原油清水剂的使用和研究现状以及越来越严格的环保要求,对新型高效清水剂的研究和应用显得愈来愈紧迫。高分子量、高离子度、高有效含量、快速溶解是未来清水剂的发展方向。同时,各类清水剂复配也是一种有效办法之一。