Bột PAM cationic dùng để xử lý nước thải nhiễm dầu trong mỏ dầu

Trong quá trình xử lý nước thải nhiễm dầu tại các mỏ dầu, việc lựa chọn giữa bột cation PAM phân nhánh và polyacrylamide cation tuyến tính (CPAM) cần được đánh giá toàn diện từ nhiều khía cạnh, bao gồm đặc điểm nước thải, quy trình xử lý, mục tiêu xử lý và hiệu quả kinh tế. 

Cốt lõi là cân bằng giữa chất lượng nước-quy trình-hiệu quả-chi phí. 

Sau đây là những ý tưởng và bước phán đoán cụ thể: 

Bước 1: Phân tích các đặc điểm cốt lõi của nước thải nhiễm dầu trong các mỏ dầu

Đây là điều kiện tiên quyết hàng đầu để lựa chọn PAM cho xử lý nước thải nhiễm dầu trong mỏ dầu và cần phát hiện các chỉ số sau.

Hàm lượng dầu và mức độ nhũ hóa

Nếu hàm lượng dầu trong nước thải cao (500 mg/L, tức là 500 mg/L) và tỷ lệ dầu nhũ hóa lớn (kích thước hạt dầu <10 μm, ví dụ như nhũ tương nước/dầu, khó tách lớp sau khi để yên), thì bột cation mạch nhánh PAM là lựa chọn tốt hơn. Cấu trúc mạch nhánh của bột cation PAM có thể xuyên qua màng nhũ tương, tăng cường khả năng tách nhũ tương và kết dính các hạt dầu, và tỷ lệ loại bỏ dầu cao hơn 5%-15% so với bột cation mạch thẳng PAM. Nếu hàm lượng dầu thấp (<300 mg/L) và chủ yếu là dầu tự do (kích thước hạt dầu 50 μm, dễ nổi), thì bột cation mạch nhánh PAM có thể đáp ứng các yêu cầu thông qua quá trình trung hòa điện tích và bắc cầu mạch dài, với chi phí thấp hơn. 

2. Độ mặn (Hàm lượng muối)

Trong nước thải có độ mặn cao (tổng chất rắn hòa tan >30000 mg/L, chẳng hạn như chứa nhiều Ca²⁺, Mg²⁺, Cl⁻), bột cation tuyến tính PAM dễ bị che chắn điện tích bởi các ion muối, khiến chuỗi phân tử bị cong vênh, hoạt động keo tụ giảm hơn 30%. Cần lựa chọn bột cation phân nhánh PAM. Tính cản trở lập thể của các nhánh có thể chống lại sự nén của các ion muối, duy trì sự kéo dài và hoạt động của chuỗi phân tử. 

Trong nước thải có độ mặn thấp (<10000 mg/L), khả năng trung hòa điện tích của bột cation tuyến tính PAM có thể hoạt động bình thường. Nếu yêu cầu xử lý không cao (chẳng hạn như chỉ loại bỏ chất rắn lơ lửng), có thể ưu tiên sử dụng bột cation tuyến tính PAM để giảm chi phí. 

3. Nội dung và bản chất của chất rắn lơ lửng (SS)

Nếu hàm lượng SS cao (>1000 mg/L) và chủ yếu bao gồm các hạt mịn (<5 μm, chẳng hạn như đất sét, keo), khả năng hấp phụ đa điểm của bột cation phân nhánh PAM có thể nhanh chóng hình thành các bông cặn dày đặc và tốc độ lắng nhanh hơn 20%-40% so với bột cation tuyến tính PAM, giúp giảm thời gian lưu trú trong đơn vị xử lý. 

Nếu SS chủ yếu bao gồm các hạt thô (>50 μm), hiệu ứng cầu nối chuỗi dài của polyacrylamide cation tuyến tính trong mỏ dầu có thể đạt được sự kết dính các hạt mà không cần dựa vào khả năng hấp phụ hiệu quả của loại phân nhánh. 

Bước 2: Phù hợp với yêu cầu của quy trình xử lý

Các đơn vị xử lý khác nhau (như lắng tụ, tuyển nổi khí, tách nước bùn) có các yêu cầu khác nhau về đặc tính bông cặn của chất keo tụ và cần lựa chọn mục tiêu: 

1). Quá trình đông tụ lắng đọng/làm trong

Nếu quy trình đòi hỏi quá trình lắng nhanh (chẳng hạn như bể lắng tải trọng cao với thời gian lưu trú <30 phút), thì các bông cặn dày đặc và có độ bền cao (chịu được lực cắt của dòng nước) được hình thành bởi polyacrylamide cation phân nhánh trong mỏ dầu sẽ phù hợp hơn, có thể làm giảm khả năng vỡ bông cặn. 

Nếu có đủ thời gian lưu trú (60 phút), các bông cặn polyacrylamide cation tuyến tính trong mỏ dầu có thể lắng xuống chậm và với chi phí thấp hơn, đây có thể là một giải pháp thay thế. 

2). Quy trình tuyển nổi bằng khí

Tuyển nổi khí đòi hỏi sự kết hợp hiệu quả giữa bông cặn và bọt khí (bám dính "bong bóng-flocd"). Cấu trúc bông cặn xốp của polyacrylamide cation phân nhánh trong mỏ dầu có khả năng bắt giữ bọt khí cao hơn, với tốc độ nổi nhanh và hiệu quả loại bỏ dầu và SS cao hơn. Các bông cặn rời của polyacrylamide cation mạch thẳng trong mỏ dầu có thể bị vỡ do sự xâm nhập của bọt khí, dẫn đến hiệu quả kém. 

3). Quy trình tách nước bùn

Nếu sử dụng lọc khung bản tiếp theo, tách nước ly tâm, v.v., cần giảm sức cản riêng của bùn (để tăng tốc độ lọc). Các bông bùn được xử lý bằng polyacrylamide cation phân nhánh trong PAM dầu khí có kết cấu chặt chẽ, hàm lượng ẩm sau khi tách nước có thể giảm 5%-10%, giúp giảm đáng kể chi phí xử lý bùn, do đó nên được ưu tiên lựa chọn. 

Nếu chỉ sử dụng phương pháp sấy tự nhiên (với yêu cầu thấp về hàm lượng ẩm), có thể ưu tiên xem xét lợi thế về chi phí của polyacrylamide cation tuyến tính trong mỏ dầu. 

Bước 3: Xác định Mục tiêu Xử lý và Tiêu chuẩn Chất lượng Nước

Nếu nước thải cần đạt tiêu chuẩn xả thải (yêu cầu hàm lượng dầu <10 mg/L) hoặc được tái sử dụng (chẳng hạn như bơm trở lại tầng chứa, với hàm lượng dầu <5 mg/L), khả năng loại bỏ dầu và giảm độ đục hiệu quả cao của hệ thống xử lý nước thải nhiễm dầu PAM phân nhánh tại mỏ dầu có thể dễ dàng đáp ứng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt hơn và tránh được xử lý thứ cấp. 

Nếu chỉ dùng để xử lý sơ bộ (như giảm hàm lượng dầu xuống dưới 300 mg/L rồi mới đưa vào xử lý sinh hóa), PAM tuyến tính để xử lý nước thải nhiễm dầu tại mỏ dầu có thể đáp ứng các yêu cầu cơ bản với chi phí thấp hơn. 

Bước 4: Xác minh kinh tế và hoạt động

1). So sánh chi phí. Do quy trình tổng hợp phức tạp (chẳng hạn như đưa vào các monome phân nhánh và điều chỉnh mức độ phân nhánh), đơn giá của PAM phân nhánh để xử lý nước thải nhiễm dầu trong mỏ dầu thường cao hơn 20%-50% so với PAM tuyến tính để xử lý nước thải nhiễm dầu trong mỏ dầu. Tuy nhiên, liều lượng của nó thấp hơn 10%-30% và chi phí xử lý bùn cũng thấp hơn. Cần phải tính toán chi phí xử lý thể tích nước đơn vị " (chi phí thuốc thử + chi phí xử lý bùn) thay vì chỉ so sánh đơn giá. Ví dụ, trong xử lý nước thải có hàm lượng muối cao và hàm lượng dầu cao, liều lượng thấp của PAM phân nhánh để xử lý nước thải nhiễm dầu trong mỏ dầu có thể bù đắp chênh lệch giá và tổng chi phí thực tế thấp hơn. PAM tuyến tính để xử lý nước thải nhiễm dầu trong mỏ dầu chỉ có thể có đơn giá tốt hơn trong trường hợp nồng độ thấp và chất lượng nước đơn giản. 

2). Xác minh hoạt động

Cấu trúc phân nhánh của sản phẩm cation PAM phân nhánh dùng trong xử lý nước có thể ảnh hưởng đến tốc độ hòa tan (yêu cầu thời gian khuấy lâu hơn hoặc nồng độ hòa tan cao hơn), và cần kiểm tra xem thiết bị hòa tan tại chỗ có tương thích hay không. Sản phẩm cation PAM tuyến tính dùng trong xử lý nước dễ hòa tan hơn và phù hợp với các địa điểm có mức độ tự động hóa thấp. 

1. Nếu nước thải có hàm lượng muối cao (30000 mg/L), dầu nhũ hóa cao (500 mg/L), SS mịn cao,

và mục tiêu điều trị là nghiêm ngặt (chẳng hạn như tái sử dụng) → CPAM phân nhánh**; 

2. Nếu nước thải có hàm lượng muối thấp (<10000 mg/L), hàm lượng dầu tự do thấp (<300 mg/L), hàm lượng SS thô và chỉ cần xử lý sơ bộ → CPAM tuyến tính; 

3. Ở giữa → Nên so sánh qua thực nghiệm và chọn loại có chi phí xử lý đơn vị thấp hơn + hiệu quả ổn định hơn. 

Cuối cùng, sản phẩm cation PAM phân nhánh dùng để xử lý nước phù hợp hơn với các quy trình xử lý nước thải dầu phức tạp và nghiêm ngặt tại các mỏ dầu, trong khi sản phẩm cation PAM tuyến tính dùng để xử lý nước phù hợp với các kịch bản nhu cầu đơn giản và chi phí thấp. Dữ liệu thực nghiệm là cơ sở cuối cùng để ra quyết định.

Thuộc tính cụ thể của ngành:

Các thuộc tính khác:

Khả năng cung ứng:

Thời gian dẫn:

Xưởng tổng hợp của Jiufang Tech

Phòng thí nghiệm Cửu Phương