油田における油性廃水処理用カチオン性PAM粉末

油田における油性廃水の処理においては、分岐型カチオン性粉末 パム と直鎖型カチオン性ポリアクリルアミド (CPAM) の選択は、廃水の特性、処理プロセス、処理目的、経済性など、複数の側面から総合的に判断する必要があります。 

核となるのは、水質・プロセス・効果・コストのバランスを取ることです。 

具体的な判断の考え方と手順は次のとおりです。 

ステップ1：油田の油性廃水の中核特性を分析する

これは、油田における油性廃水処理に パム を選択するための主な前提条件であり、以下の指標を検出する必要があります。

油分含有量と乳化度

廃水中の油分が多く（シーッ500 ミリグラム/L以下）、乳化油の割合が大きい場合（油滴サイズ<10μm、W/Oエマルジョンなど、放置後に層に分離しにくい）、分岐型カチオン粉末PAMが適しています。カチオン粉末PAMの分岐構造はエマルジョン膜を貫通し、解乳化と油滴の凝集を強化し、油除去率は線状カチオン粉末PAMよりも5％～15％高くなります。油分含有量が低く（<300 mg/L）、主に遊離油（油滴サイズ>50μm、浮きやすい）の場合、線状カチオン粉末PAMは電荷中和と長鎖架橋により、低コストで要件を満たすことができます。 

2. 塩分濃度

高塩分廃水（総溶解固形分濃度30,000 ミリグラム/L以上、例えばCa²⁺、マグネシウム²⁺、塩素⁻を多く含む）では、直鎖状カチオン系粉末PAMは塩イオンによる電荷遮蔽を受けやすく、分子鎖が巻き上がり、凝集活性が30%以上低下します。そのため、分岐型カチオン系粉末PAMを選択する必要があります。分岐の立体障害により塩イオンの圧縮に抵抗し、分子鎖の伸縮性と活性を維持します。 

低塩分廃水（<10000 mg/L）では、線状カチオン系粉末PAMの電荷中和能は正常に機能します。処理要件がそれほど高くない場合（例えば、浮遊物質の除去のみなど）、コスト削減の観点から、線状カチオン系粉末PAMを優先的に検討できます。 

3. 浮遊物質（SS）の含有量と性質

SS含有量が高く（シーッ、1000 ミリグラム / L）、主に微粒子（< 5μm、粘土、コロイドなど）で構成されている場合、分岐型カチオン粉末PAMの多点吸着能力により、高密度のフロックを迅速に形成でき、沈降速度は線形カチオン粉末PAMよりも20％〜40％速くなり、処理ユニット内の滞留時間が短縮されます。 

SSが主に粗い粒子（>50μm）で構成されている場合、油田における線状カチオン性ポリアクリルアミドの長鎖橋渡し効果により、分岐型の効率的な吸着に頼らずに粒子の凝集を達成できます。 

ステップ2：治療プロセスの要件を一致させる

異なる処理装置（凝集沈殿、空気浮上、汚泥脱水など）には凝集剤のフロック特性に対する要件が異なるため、対象を絞った選択が必要です。 

1). 凝集沈殿/清澄化プロセス

プロセスで急速な沈殿が必要な場合（滞留時間が 30 分未満の高負荷沈殿タンクなど）、油田で分岐カチオン性ポリアクリルアミドによって形成される高密度で強度の高いフロック（水流せん断に耐性がある）がより適しており、フロックの破壊を減らすことができます。 

十分な滞留時間（60分程度）があれば、油田中の線状カチオン性ポリアクリルアミドの緩いフロックはゆっくりと沈殿することができ、コストも低く、代替手段となり得ます。 

2）空気浮上法

エアフローテーションでは、フロックと気泡の効果的な結合（ああ、バブル-フロックッ 付着）が必要です。油田における分岐型カチオン性ポリアクリルアミドの多孔質フロック構造は気泡を捕捉しやすく、浮上速度が速く、油分とSSの除去効率が高くなります。一方、油田における直鎖型カチオン性ポリアクリルアミドの緩いフロックは、気泡の侵入により破壊され、効果が低下する可能性があります。 

3）汚泥脱水プロセス

その後、プレートフレームろ過、遠心脱水などを行う場合は、汚泥の比抵抗を低減する（ろ過速度を上げる）必要があります。油田PAM処理された汚泥フロックは緻密で、脱水後の水分含有量を5～10%低減できるため、汚泥処理コストを大幅に削減できるため、優先的に選択する必要があります。 

自然乾燥のみを使用する場合（水分含有量の要件が低い場合）、油田における線状カチオン性ポリアクリルアミドのコスト上の利点を優先的に考慮できます。 

ステップ3：処理目標と水質基準を定義する

排水が排出基準を満たす必要がある場合（油分含有量 < 10 mg/L が必要）、または再利用する必要がある場合（油分含有量 < 5 mg/L で地層に再注入するなど）、油田における分岐型 PAM 油性廃水処理の高効率油除去および濁度低減能力により、厳しい基準をより簡単に満たし、二次処理を回避することができます。 

予備的な前処理（油分を 300 ミリグラム/L 未満に減らしてから生化学処理に入るなど）のみであれば、油田の油性廃水処理用の線形 パム は、低コストで基本的な要件を満たすことができます。 

ステップ4：経済性と運用性の検証

1). コスト比較。分岐型PAMは、複雑な合成プロセス（分岐モノマーの導入や分岐度の調整など）のため、油田油性廃水処理における単価は、通常、直鎖型PAMよりも20%～50%高くなります。しかし、添加量は10%～30%低く、スラッジ処理費用も低くなります。単価を単純に比較するのではなく、試薬費＋スラッジ処理費で計算する必要があります。例えば、高塩分・高油分廃水処理において、油田油性廃水処理における分岐型PAMの添加量が少ないことで価格差を相殺し、総コストを実際に削減できます。油田油性廃水処理における直鎖型PAMは、低濃度・単純な水質の場合のみ、単価が優れている可能性があります。 

2）動作検証

水処理用分岐型PAMカチオン製品は、分岐構造により溶解速度が影響を受ける可能性があり（攪拌時間が長くなる、または高濃度で溶解する必要がある）、現場の溶解設備との適合性を確認する必要があります。直鎖型PAMカチオン製品は溶解性が高く、自動化度が低い現場に適しています。 

1. 廃水に塩分（30000 ミリグラム/L）、乳化油分（500 ミリグラム/L）、微粒子SS（SS）が多い場合、

かつ処理対象が厳密な場合（再利用など）→分岐型CPAM** 

2. 廃水の塩分濃度が低く（<10000 mg/L）、遊離油分が少なく（<300 mg/L）、SSが粗く、前処理のみが必要な場合 → 線形CPAM 

3. 中間の場合→実験などを通じて比較し、より処理単価が低く、効果がより安定しているタイプを選択することが好ましい。 

最終的に、水処理用分岐型PAMカチオン製品は、油田における複雑かつ厳格な油性廃水処理に適していますが、水処理用直鎖型PAMカチオン製品は、シンプルで低コストの需要シナリオに適しています。最終的な判断基準は実験データです。

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