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油田污水处理

油田污水处理

油田污水处理范文第1篇

【关键词】油田污水处理 来源方法

1 油田污水的来源分析

油田污水,来源于油气生产过程中所产出的地层伴生水。油田企业为获得合格的油气产品,需要将伴生水与油气进行分离,分离后的伴生水中含有一定量的原油和其它杂质,这些含有一定量原油和其它杂质的伴生水,被称之为含油污水。其中包括油田采出水、洗井污水、钻井污水、井下作业污水、矿区雨水及各种联合站内其它类型的含油污水。采用注水开采的油田,从注水井注人油层的水,其中大部分通过采油井随原油一起回到地面,这部分水在原油外运和外输前必须加以脱除,脱出的污水中含有原油,因此被称为油田采出水。随着油田开采年代的增长,采出液的含水率不断上升,这些含油污水已成为油田的主要注水水源。钻井污水的复杂成份主要包括钻井液、洗井液等,其污水的污染物主要包括钻屑、石油、粘度控制剂(如粘土)、加重剂、粘土稳定剂、腐蚀剂、防腐剂、杀菌剂、剂、地层亲和剂、消泡剂等,钻井污水中还含有重金属。其它类型污水主要包括油污泥堆放场所的渗滤水、洗涤设备的污水、油田地表径流雨水、生活污水以及事故性泄露和排放引起的污染水体等。由于油田污水产量大、范围广、种类较多,地层差异及钻井工艺各不相同,因此,各油田污水处理站不仅水质差异大,而且油田污水的水质变化也大,尤其是大庆油田,目前大多数已进入石油开采中后期,石油量减少使开采难度增加,所以大多使用注水方法开采原油,以降低开采难度。这样一来,导致原油含水率逐年上涨,油田含水率极高,为油田污水的处理带来一定困难,油田面临了含油污水处理的严重问题。

2 油田污水处理方法分析

油田污水处理的目的是去除水中的油、悬浮物、添加剂以及其他有碍注水和易造成注水系统腐蚀和结垢的不利成分。所采用的技术包括重力分离、粗粒化、浮选法、过滤、膜分离以及生物法等十几种方法。各油田或区块的水质成分复杂、差异较大,对处理后回注水的水质要求也不一样,因此选择的处理工艺也各不相同。研制新型设备和药剂,开发新工艺,应用新技术已成为油田污水处理发展的新趋势。

目前,我国常用的污水处理技术有物理法、化学法、物理化学和生物法四大类。物理处理法的重点是去除废水中的矿物质和大部分固体悬浮物、油类等。物理法主要包括重力分离、离心分离、过滤、粗粒化、膜分离和蒸发等方法。重力分离技术,依靠油水比重差进行重力分离是油田废水治理的关键。自然沉降除油罐、重力沉降罐、隔油池作为含油废水治理的基本设施,简单易行,已被各油田广泛使用。2.1 废弃钻井液处理分析

由于废弃钻井液属于流动性液体,是污染面积大涉及范围广的范畴,其中所含的许多重金属不能被环境自然消化,势必会淤积在动植物体内,不但破坏土壤成分,还会随着食物链的流动给人类健康带来威胁,对环境污染较大。在废弃钻井液处理方面,国内大多采用固化法、固液分离法、回填法、生物处理法、循环使用法等方法。

固化法是利用在废弃钻井液中加入固化剂使其胶结为强度较高固体的方法,目前该方法被看做是非常可行的方法,是国内处理废弃钻井液最主要的方法之一,也是国际上普遍认可使用的。

固液分离法是将多相的废弃钻井液进行固液分离,然后分别对固体和液体部分实行不同的处理方法,以达到稀释钻井液、降低污染的效果。

回填法是挖出专门的存储坑,将废弃钻井液放入其中加入催化剂使其自行沉降分离,达到符合环保标准后进行直接排放,并将剩余部分就地掩埋的一种方法,此种方法位置和深度、渗漏和析出情况、含水量、化学量等因素如考虑不当,还会造成一定的环境污染。

生物处理法是利用微生物的生化作用,将复杂的有机物分解为简单的物质,将有毒的物质转化为无毒物质,从而使废水得以净化。主要是通过微生物絮凝剂中的细菌群来对废弃钻井液中含有的污染物质进行降解和分化。微生物细菌群对人体无害,残渣也可以直接进行降解,不会产生二次污染,具有良好的处理效果。生物处理技术被认为是未来最有前景的污水处理技术,一直是水处理工作者研究的重点和难点。特别是近年来,基因工程技术的长足发展,以质粒育种菌和基因工程菌为代表的高效降解菌种的特性研究和工程应用,是今后污水生物处理技术的发展方向。

循环使用法是对废弃钻井液进行一定处理后对其中所含的物质进行循环再利用,如废水、废弃材料等。2.2 炼油污水处理分析

根据对油田污水处理程度和水质要求的不同,通常将污水处理技术分为一级处理、二级处理和三级处理。一级处理使用方法包括重力沉降法、浮选法等,二级处理方法主要是聚凝法、生化法等,三级处理方法主要是吸附法、膜分离法及深度处理等。

生产装置是炼油污水的来源,生产装置的生产运行情况将直接决定污水的水质,而污水的处理又必须针对不同的污水,采取针对性的处理措施才能收到处理效果,因此,污水处理应在生产阶段就采用先进的工艺和设备、合理流程,做到尽可能减少污水的产生并建立污水排放考核制度,进行科学管理。

油田污水处理范文第2篇

关键词:高浓度污水;处理;IRBAF处理工艺

油田污水主要包括原油脱出水(又名油田采出水)、钻井污水及站内其它类型的含油污水。油田污水的处理依据油田生产、环境等因素可以有多种方式。当油田需要注水时,油田污水经处理后回注地层,此时要对水中的悬浮物、油等多项指标进行严格控制,防止其对地层产生伤害。石油生产单位大部分集中在干旱地区,水资源严重缺乏,如何将采油过程中产生的污水变废为宝,具有十分重要的现实意义。

1油田污水处理技术现状

油田的水处理工艺,其流程一般为“隔油——过滤”和“隔油——浮选(或旋流除油)——过滤”,即通常称为的“老三套”,其工艺主要是除去废水中的油和悬浮物。在很长一段时间内,此工艺流程被广泛地应用于各油田的采出水处理中,而且效果良好,处理后的水质一般都能达到回注水的要求。

1.1技术分类

根据对油田污水处理程度和水质要求的不同,通常将污水处理技术分为一级处理、二级处理和三级处理。一般来说一级处理属于预处理,二级处理能除去90%左右可降解有机物荷90%~95%的固体悬浮物。然而对于重金属毒物和生物难以降解有机物高碳化合物以及在生化处理过程中出现氮、磷难以完全除去,尚需进行三级处理。各级处理技术主要包括重力分离、粗粒化、浮选法、过滤、膜分离以及生物法等十几种方法。

一、二级处理主要是利用过虑、沉降、浮选方法把污水中的悬浮物除去。去除废水中的矿物质和大部分固体悬浮物、油类等。主要方法包括重力分离、离心分离、过滤、粗粒化、中和、生物处理等方法。这些技术在国内外都比较成熟。

1.2油田污水处理的一般工艺

油田污水成分比较复杂,油分含量及油在水中存在形式也不相同,且多数情况下常与其他废水相混合,因此单一方法处理往往效果不佳。同时,因各种力法都有其局限性,在实际应用中通常是两三种方法联合使用,使出水水质达到排放标准。另外,各油田的生产方式、环境要求以及处理水的用途的不同,使油田污水处理工艺差别较大。在这些工艺流程中,常见的一级处理有重力分离、浮选及离心分离.主要除去浮油及油湿固体;二级处理有过滤、粗粒化、化学处理等,主要是破乳和去除分散油;深度处理有超滤、活性炭吸附、生化处理等,主要是去除溶解油。

1.3膜生物反应器工艺

膜生物反应器(MBR)是一种由膜分离单元与生物处理单元相结台的新型水处理技术,以膜组件取代二沉池在生物反应器中保持高活性污泥浓度减少污水处理设施占地,并通过保持低污泥负荷减少污泥量。与传统的生化水处理技术相比,MBR具有以下主要特点:处理效率高、出水水质好;设备紧凑、占地面积小;易实现自动控制、运行管理简单。自20世纪80年代以来,该技术愈来愈受到重视,成为研究的热点之一。目前膜生物反应器己应用于美国、德国、法国和埃及等十多个国家,规模从6m3/d至13000m3/d不等。

在我国,膜生物反应器作为污水再生回用的一项高新技术,其开发与研究也正越来越深入。虽然目前膜生物反应器在我国的实际应用还较少,然而,在水资源日益紧缺的情况下,随着膜技术的发展、新型膜材料的开发以及膜材料成本的逐渐下降,膜生物反应器将会有较好的应用前景。

2污水处理技术分析

目前,石化行业的碱渣废水处理方法主要有直接处理法、化学处理法和生物氧化法。

直接处理法有出售、稀释、深井注入和焚烧处理等方法,其中以焚烧法为主,直接处理法容易出现污染转移(大气)或转嫁(其他地方),故受到一定限制。

化学处理法通常采用湿式空气氧化技术(WAO),即在150~200℃,1.5~10MPa的条件下,利用氧气直接氧化去除碱渣中的硫化物,达到碱渣预处理的目的。碱渣的处理效果受制于氧化反应体系的温度与压力,污染物去除效率越高,相应体系所需的温度与压力也就越高,WAO法高昂的设备投资额度和运行费用使其应用受到限制。

焚烧和湿式催化氧化都是投资、运行费用非常高的处理技术。相比之下,采用生化技术进行处理,其投资、运行费用都只有湿式催化、焚烧法的几分之一或者几十分之一,运行管理简单,处理效果稳定。

生物氧化法是采用首先将碱渣进行适度的稀释(10~20倍),控制硫化物在1000~3000mg。L-1,并中和后,利用特殊的生物反应器,使硫细菌在生物反应器中形成生物氧化床,通过生物的作用利用空气中氧气氧化硫化物和酚,从而达到碱渣预处理的目的。生物氧化方式相比具有较好的技术经济价值,而内循环固定生物氧化床技术即IRBAF处理工艺是针对石油炼制和石油化工产品精制过程中产生的废碱渣(汽油、柴油、液态烃等碱渣)开发,大幅度减轻污水处理场的进水负荷,能够有效地氧化处理催化汽油废碱液、液态烃废碱液等高浓度废水,保证了现有污水处理系统的正常运转和达标排放。

3IRBAF处理工艺简介

内循环固定生物氧化床技术(EnternalRecurrenceFixedBiologicalBed缩写IRBAF)是在常温、常压的条件下,利用专属微生物特殊的工艺环境,形成一个高活性生物酶催化氧化床,促使水体中污染物氧化。当BAF反应池经过一定时间的运行,其填料中将产生大量的生物质,当新增生物量床,过多时,会影响水在填料内部的运行,降低处理效率,此时需通过反冲洗将生物床中的过剩生物质脱出。BAF的反冲洗可通过反冲洗自控系统或半自控系统来完成。反冲洗周期视进水COD负荷确定,COD负荷越高,反冲洗周期越短,反之,BAF的反冲洗周期越长。反冲洗采用新型脉冲气水联合反冲洗技术,反冲洗风采用炼油厂的非净化风,反冲洗水采用二级内循环BAF的净化出水,冲出的高浓度泥水混合液自流进入泥水分离池,经沉淀分离后,上层清液循环处理。本工艺产泥量较少,可滞留于泥水分离池,不定期排入净化水车间现有的污泥处理系统。

油田污水处理范文第3篇

关键词:油田;含油污水;外排;处理技术

引言

对于油田采出的含油污水进行处理,使其达到外排水质标准,才能向地面的河流中排放。因此,有必要研究油田含油污水的处理措施,将其中的有毒有害成分除去,主要包括含油污水除油、除去悬浮颗粒、除去有机物,使其达到无污染的排放形式,才能将其外排。通过对含油污水的处理,有效解决油田采出含油污水的污染问题,提高油田生产的安全环保特性。

1油田采出含油污水的性质

油田采出的含油污水中的油和悬浮物的含量高,组成成分多样,含有各种有机物和无机物质,水质多变,矿化度高。含油污水是同原油一起开采到地面上来的,具有井下油层水的特性,而且随着流动路径的变化,水的性质也将发生改变。油田采出的含油污水中含有浮油、乳化油、溶解油和分散油,如果不加以回收,会影响到油田的产量,同时导致环境污染。如果对含油污水不进行处理,不仅影响人类的生态环境,而且对人体造成极大的伤害。油田含油污水中含有固体颗粒,悬浮颗粒包括泥沙、水垢、细菌及原油中的胶质和沥青质等,必须除去悬浮颗粒,才能减少污染。随着油田开发进入中后期,越来越高的原油含水率,给油田采出含油污水的处理带来巨大的工作量。随着含油污水中的硫化物以及酚类的含量不断增多,直接排放会引起水体的污染,严重影响到水体的安全,危机到人类的健康。由于含油污水的矿化度高,含有酸性气体,溶解氧,对管线和设备具有腐蚀性。含油污水中含有大量的有机物,滋生更多的细菌,对管线和设备的腐蚀加剧,影响到油田生产的顺利进行。因此,必须采油有效的处理措施,使含油污水的水质达到无害化的程度,才可以排放到河流中。

2油田采出含油污水处理技术措施

油田采出的含油污水如果不加以处理的话,很容易导致环境污染。因此,对油田生产过程中,采出的含油污水需要进行处理,达到外排水质标准后,排放到地面的河流中,避免产生污染。对于油田采出含油污水的处理,需要除油处理,除去含油污水中的油和机械杂质,并除去其中的硫化物及酚类物质,达到环保的技术要求。

2.1膜分离技术措施

膜分离是一种新型的含油污水处理技术,具有高效节能的特性。应用膜分离处理技术措施,不仅可以除去含油污水中的油,而且能够降低有机碳的含量。应用无机纳米的膜分离材料,对油田采出含油污水进行处理,达到外排污水的水质标准,实现油田含油污水处理的目标。油田生产过程中,大部分的含油污水来自于油气集输的处理流程中,通过重力除油、混凝除油、浮选除油等技术措施,对含油污水进行处理属于常规的含油污水处理方式,而膜分离处理技术是新工艺技术措施。膜分离处理技术措施,能够依据含油污水中的悬浮颗粒的直径大小,选择不同的膜直径,达到最佳的处理效果,避免产生二次污染,达到含油污水处理的水质标准,是一项具有发展前途的油田采出含油污水处理技术措施。

2.2重力式处理工艺技术措施

将油田采出的含油污水进行重力分离处理,除去其中的悬浮颗粒,经过自然除油、混凝除油和压力过滤的方式,使其达到外排污水的水质标准,将其安全排放,达到油田含油污水处理的技术要求。通过油、水、机械杂质的密度差异实现分离,将分离出来的油进行回收利用,机械杂质过滤处理,通过生物降解技术措施,或者物理吸附的方式,将含油污水中的有机物除去,特别需要除去含油污水中的硫化氢及酚类物质,才能使其达到外排污水的水质标准,将合格的含油污水,进行外排。

2.3浮选除油技术措施

由于油田采出的含油污水中含有油,必须将其进行回收利用,才能满足油田开发的产能需要,而且对含油污水进行分离处理,使其水质达到外排污水的标准后,进行外排。利用气泡轻,在液体中总是上浮的原理,将空气或者天然气注入到浮选机中,使其携带油滴上浮,最后,通过收油泵将分离处理的油回收,进行分离处理,作为油田产量的一部分。可以在气浮选除油的过程中,加入浮选剂或者混凝剂,加速含油污水中浮油的除去速度。除油的同时,可以去除一定颗粒直径的悬浮颗粒,通过重力沉降分离的方式,实现含油污水的处理目的。经过气浮选除油,过滤除去机械杂质,物理吸附的方式除去含油污水中的有机物,使其达到外排污水的水质标准,才可以外排。

2.4横向流含油污水聚结除油技术措施

利用横向流含油污水聚结除油器,将含油污水通过聚结板区域,使小分子的油珠颗粒聚结为大颗粒的油珠,然后这些油珠颗粒和周围的固体一起,经过共同流通通道,进入到下一个分离区域,将油和水分离开来。剩余的小分子的油珠颗粒进入到聚结元件区域,进行再次的分离,经过横向流聚结除油器的作用,达到含油污水中的油和悬浮颗粒的去除效果。通过横向流除油技术措施的应用,结合过滤的机理,可以将含油污水中的悬浮颗粒除去,然后通过生物降解技术措施,将含油污水中的有机物除去,是油田采出含油污水中的有机物含量达到外排水质标准。

2.5对于油田采出含油污水的除垢技术措施

为了使油田菜蔬含油污水的处理达到外排水质的标准,对其进行防垢、缓蚀、杀菌和密闭的处理工艺技术措施,减少含油污水中污染物的影响,将其通过河流的排放,达到油田含油污水处理的目的。利用化学防垢剂,阻止含油污水结垢,防止结垢后堵塞设备和管线,给含油污水处理带来难度。常用的防垢剂有无机磷酸盐化合物,有机聚合物,主要使用聚丙烯酸进行含油污水的防垢处理,提高含油污水的阻垢性能,使其达到正常处理的状态,通过含油污水处理工艺技术措施,得到合格的水质标准的含油污水。对含油污水进行缓蚀处理,为了降低含油污水对油田生产管线和设备造成的腐蚀,常用的缓蚀剂有机磷酸盐和有机胺类。为了清除水中细菌的影响,大量的硫酸盐还原菌和铁细菌的存在,不仅腐蚀管线和设备,而且影响到水质处理的效果。细菌会引起处理化学药剂中毒,导致含油污水处理效果不佳。防止油田采出含油污水结垢,有利于采油优化的含油污水处理技术措施,实现含油污水除油、除悬浮物和有机物的操作,使其达到外排含油污水的水质标准,而排放,减少含油污水对环境造成的污染,提高油田含油污水处理的效率。

2.6化学驱含油污水的外排处理技术措施

利用化学驱油技术措施,提高剩余油的开采效率。当聚合物等成分注入到油层后,会使采出液中含有聚合物等组成部分,因此,在油田采出水处理过程中,在常规含油污水处理流程的基础上,增加有机物去除的工艺过程,除去有机物的工艺技术措施,主要应用生物降解技术和物理吸附的方式,使其达到外排污水的水质标准,排放到河流中。如果油田采出含油污水的矿化度低,有害物质的含量比较低的情况下,可以优选生物降解的方法去除有机物,在常规的含油污水处理工艺流程后,增加有机物处理段,将含油污水中的有机物降解除去,达到外排水质标准后,排放到河流中。但是当油田采出含油污水的矿化度高,水温度比较高的情况,有害物质如硫化物和挥发酚的含量高时,利用微生物的降解作用效果就不是很好,需要采用物理吸附的处理方式,才能达到外排污水的水质标准。由于有机物的含量比较高,环境不利用微生物的生长繁殖,而无法发挥降解作用,达不到预期的有机物处理效果。可以在常规含油污水处理工艺措施后,增加吸附段,如应用活性炭吸附的方式,将含油污水中的有机物吸附,解除有机物对环境的伤害,提高外排含油污水的水质标准,满足油田含油污水处理的需要。

3结论

通过对油田采出的含油污水处理技术措施的探讨,采取更多新的工艺技术措施,解决含油污水的水质问题,经过含油污水除油和除去悬浮物,使其达到注入水的水质标准,而将其注入到油层中,实现水驱开发的效果,实现了油田生产废物的回收利用价值。或者将油田采出的含油污水进行水质处理后,达到外排水质标准,而排放到河流中。

参考文献

[1]蒋学彬.膜分离技术在石油工业含油污水处理中的应用研究进展[J].油气田环境保护,2015(5):77-80.

[2]赵防震,郭发荣,陈英利,等.油田含油污水处理技术研究进展[J].化工管理,2015(32).

[3]代国军,代国臣.油田生产过程中的含油污水处理技术措施[J].工业,2016(11):00330-00330.

[4]刘辉.浮选技术在油田含油污水处理中的应用[J].中国化工贸易,2015(5).

油田污水处理范文第4篇

关键词:过程管理 油田污水 污水处理

一、前言

油田污水回注地层前,必须对水中的悬浮物、含油等多项指标进行严格控制,防止其对地层产生伤害。油田污水处理的目的是去除水中的油、悬浮物以及其它有碍注水、易造成注水系统腐蚀、结垢的不利成分。污水处理水质指标的合格与否,对油田注水开采的采收率有至关重要的影响。

过程就是将输入转化为输出的相互关联或相互作用的一组活动。过程方法在油田污水处理中的实践,对于油气田站库管理有一定的借鉴作用。新疆油田公司81#污水处理站改扩建于2001年,设计处理能力1.7×104m3/d, 实际处理量1.9×104m3/d。81#污水处理站立足现有污水处理设备和工艺流程,针对系统运行实际,深入进行管理方法的研究探索,提出了实施过程管理,取得了良好的效果。

二、过程管理的内容

现81#污水处理站工艺流程为:原油处理站来水2000m3重力沉降罐 1000m3反应缓冲罐500m3反应罐2000m3斜板沉降罐过滤缓冲罐过滤器 污水外输。

针对现工艺特点,按流程将系统分为重力除油、加药反应、过滤、废水回收5大过程。分别针对每一过程制定计划、测量、分析、控制和改进内容,并严格实施,确保每一过程生产的最优化。

三、过程管理的实施

1.重力除油过程管理

1.1计划:在来水含油

1.2测量:每四个小时化验一次来水含油、悬浮物,每天监测1次罐顶油层厚度。

1.3分析:①来水超标时,说明原油沉降罐底水控制较差,需及时调节。②来水正常,除油罐出水水质超标,说明水力停留时间过短、罐顶积油或罐底积泥扰动。

1.4控制和改进:①来水含油>500mg/L时,通知原油站及时调节。②罐顶污油>300mm时,进行收油作业保证大罐清洁。③出水悬浮物持续两周>80mg/L时,对大罐放水排泥。

2.加药反应过程管理

2.1计划:①在来水含油

2.2测量:每四个小时化验一次进出水含油、悬浮物,每2天监测1次罐顶油层厚度。

2.3分析:①来水水质超标时,说明反应缓冲罐底部污泥过多或顶部污油层较厚。②来水正常,反应罐出水水质超标,说明当批药剂质量不好、药剂浓度投加不恰当、内腔排油排气不及时、罐顶积油或罐底积泥扰动。

2.4控制和改进:①来水含油>200mg/L时,进行反应缓冲罐收油作业。②罐顶污油>300mm时,进行收油作业保证大罐清洁。③出水悬浮物持续>35mg/L时,加密反冲洗排污,适当调整药剂投加浓度。④控制反应罐处理水量。

3.斜板沉降过程管理

3.1计划:来水含油

3.2测量:每四个小时化验一次进出水含油、悬浮物,每周监测1次罐顶油层厚度。

3.3分析:①来水水质超标时,说明反应罐药剂反应不充分、药剂质量不好、药剂浓度投加不当、内腔排油排气不及时、罐顶积油或罐底积泥扰动等原因。②来水正常,斜板罐出水水质超标,说明罐顶积油或罐底积泥较厚,水流过大引起扰动。

3.4控制和改进:①来水含油>20mg/L时,进行反应罐收油作业。②罐顶污油>300mm时,进行收油作业保证大罐清洁。③出水悬浮物持续>20mg/L时,加密反冲洗排污,适当降低处理水量。

4.过滤过程管理

4.1计划:在来水含油

4.2测量:每四个小时化验一次进出水含油、悬浮物。

4.3分析:①来水水质超标时,说明过滤缓冲罐存在罐顶积油或罐底积泥。②来水正常,虑罐出水水质超标,反冲洗不彻底或滤料失效。

4.4控制和改进:①来水含油>5mg/L时,进行过滤缓冲罐罐收油作业。②出水悬浮物>5mg/L时,检查滤料情况,延长反冲洗或更换滤料。

5.废水回收过程管理

5.1计划:控制站内回掺废水含油

5.2测量:每天化验两次回掺水含油、悬浮物。

5.3分析:回掺水质超标时,说明沉降池污泥上浮或污水池污染严重。

4.4控制和改进:①回掺水水质超标时,控制沉降池进水量,延长沉降时间,进行沉降池清渣或污水池清池作业。②控制回掺水瞬时流量,减小系统扰动。

通过对重力除油、加药反应、斜板沉降、过滤流程、废水回收流程实施计划、测量、分析、控制和改进的过程管理,该污水处理站水质较以前结果式管理有了大幅提升,实施后外输水含油由以前的4mg/L降为0 mg/L。外输水悬浮物由10 mg/L降为5mg/L。

四、结论及建议

过程管理方法适用于含油污水处理作业,具有很强的可操作性,能够大幅提高含油污水处理系统的稳定性,有效提高处理水质和油田注水开发效果。

不断完善过程方法管理中的分析、控制和改进使之形成一套科学的日常管理制度,并严格实施,同时辅以人员、设备、药剂的良好质量控制,对于含油污水处理效果的提升有很大的积极作用。

油田污水处理范文第5篇

关键词:油田污水 污水处理 技术分类 膜分离技术 MBR

1.概述

油田污水主要包括原油脱出水(又名油田采出水)、钻井污水及站内其它类型的含油污水。油田污水的处理依据油田生产、环境等因素可以有多种方式。当油田需要注水时,油田污水经处理后回注地层,此时要对水中的悬浮物、油等多项指标进行严格控制,防止其对地层产生伤害。如果是作为蒸汽发生器或锅炉的给水,则要严格控制水中的钙、镁等易结垢的离子含量、总矿化度以及水中的油含量等。如果处理后排放,则根据当地环境要求,将污水处理到排放标准。我国一些干旱地区,水资源严重缺乏,如何将采油过程中产生的污水变废为宝,处理后用于饮用或灌溉,具有十分重要的现实意义。

采用注水开采的油田,从注水井注人油层的水,其中大部分通过采油井随原油一起回到地面,这部分水在原油外运和外输前必须加以脱除,脱出的污水中含有原油,因此被称为油田采出水。随着油田开采年代的增长,采水液的含水率不断上升,有的区块已达到90%以上,这些含油污水已成为油田的主要注水水源。随着油田低渗透油田和表外储层的连续开发,对油田注水水质的要求更加严格。

钻井污水成分也十分复杂,主要包括钻井液、洗井液等。钻井污水的污染物主要包括钻屑、石油、粘度控制剂(如粘土)、加重剂、粘土稳定剂、腐蚀剂、防腐剂、杀菌剂、润滑剂、地层亲和剂、消泡剂等,钻井污水中还含有重金属。

其它类型污水主要包括油污泥堆放场所的渗滤水、洗涤设备的污水、油田地表径流雨水、生活污水以及事故性泄露和排放引起的污染水体等。

由于油田污水种类多,地层差异及钻井工艺不同等原因,各油田污水处理站不仅水质差异大,而且油田污水的水质变化大,这为油田污水的处理带来困难。

2.国内外油田污水处理技术现状

2.1 技术分类

2.1.1 物理法

物理处理法的重点是去除废水中的矿物质和大部分固体悬浮物、油类等。物理法主要包括重力分离、离心分离、过滤、粗粒化、膜分离和蒸发等方法。

重力分离技术,依靠油水比重差进行重力分离是油田废水治理的关键。从油水分离的试验结果看,沉淀时间越长,从水中分离浮油的效果越好。自然沉降除油罐、重力沉降罐、隔油池作为含油废水治理的基本手段,已被各油田广泛使用。

离心分离是使装有废水的容器高速旋转,形成离心力场,因颗粒和污水的质量不同,受到的离心力也不同。质量大的受到较大离心力作用被甩向外侧,质量小的则停留在内侧,各自通过不同的出口排出,达到分离污染物的目的。含油废水经离心分离后,油集中在中心部位,而废水则集中在靠外侧的器壁上。按照离心力产生的方式,离心分离可分为水力旋流分离器和离心机。其中水力旋流器,由于具有体积小、重量轻、分离性能好、运行安全可靠等优点,而备受重视。目前在世界各油田,如中东、非洲、西欧、美洲等地区的海上和陆地油田都有应用。我国引进的数套Vortoil水力旋流器,在油田污水处理上取得了良好的效果。

粗粒化,是指含油废水通过一个装有粗粒化材料的设备时,油珠粒径由小变大的过程。目前常用的粗粒化材料有石英砂、无烟煤、蛇纹石、陶粒、树脂等材料。粗粒化除油罐用以去除经前期治理后的含油污水中的细小油珠和乳化油。

过滤器有压力式和重力式两种,目前我国油田普遍采用的是压力式,有石英砂过滤器、核桃壳过滤器、双层滤料过滤器、多层滤料过滤器等。近年来,随着纤维材料的发展,以纤维材料为滤料发展起来的深床高精度纤维球过滤器,因其具有纤维细密、过滤时可形成上大下小的理想滤料空隙分布、纳污能力大、反洗滤料不流失等优点,发展迅速。

膜分离技术被认为是“21世纪的水处理技术”,是一大类技术的总称。主要包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等几类。这些膜分离产品均是利用特殊制造的多孔材料的拦截能力,以物理截留的方式去除水中一定颗粒大小的杂质。特别是超滤,己经在除油的相关研究中取得了—定的进展,逐渐从实验室走向实际应用阶段。

去除悬浮固体 去除有机物、细菌和热原质去除胶体物质去除悬浮固体去除染料大分子 去除病毒去除大的无机离子去除分子量在300~1000范围内的有机化合物去除三价盐 去除所有有机化合物去除所有溶解盐去除病毒、细菌和热原质

Humphery等人采用Membralox陶瓷膜进行了陆上和海上采油平台的采出水处理研究,经过适当的预处理后取得了较好的效果,悬浮物含量由73~290mg/L降低到1mg/L以下,油含量由8~583mg/L降低到5mg/L以下。Simms等人采用高分子膜和Membralox陶瓷膜对加拿大西部的重油采出水进行了处理,悬浮物含量由150~2290mg/L降低到1mg/L以下,油含量由125~1640mg/L降低到20mg/L以下。美国在1991前后研究了一种陶瓷超滤膜处理采出水用于油田回注,在美国路易斯安那、墨西哥湾的海上和陆上油田进行了小规模生产实验。采出水先进行投加化学药剂和沉降分离常规处理后,出水含油为27~583mg/L,经过超滤处理后降为10mg/L以下。美国加利福尼亚的德克萨斯砂道油田位于萨里纳斯谷,气候干旱,特别是近几年来地下水位降到临界点,因此研究决定向地下水注入高质量的水以补充水源的不足,实验以砂道油田采出水作为水源,用膜法处理使其满足饮用或灌溉要求。Chen等对0.2~0.8µm陶瓷膜处理油田采出水进行了研究,发现经过Fe(OH)2预处理,可使油质量分数由27×10-6~583×10-6降低到5×10-6以下,悬浮固体由73×10-6~350×10-6降低到1×10-6以下,通过反冲和快速冲洗,膜通量能在较长时间内达到3000L/(m2·h)。

在国内,李永发等用超滤膜处理胜利油田东辛采油厂预处理过的废水,处理后油截留率为97.7%,能达到低渗透油田回注水标准。梁立军等用中空纤维超滤器对大庆油田的注水站的回注水进行了试验,开发的膜组件在通量上比常规的中空纤维组件大3~4倍,在0.08MPa的压差下,其通量最大。温建志等采用中空纤维超滤膜对油田含油废水进行了处理,研究表明,总悬浮固体质量浓度由6.69mg/L下降为0.56mg/L,油质量浓度由127.09mg/L下降为0.5mg/L,达到满意的效果。王怀林等采用南京化工大学膜科学技术研究所生产的0.2µm和0.8µm陶瓷微滤膜对江苏真武油田的采出水进行处理,效果很好。

2.1.2 化学法

化学法主要用于处理废水中不能单独用物理法或生物法去除的一部分胶体和溶解性物质,特别是含油废水中的乳化油。包括混凝沉淀、化学转化和中和法。

混凝沉淀法是借助混凝剂对胶体粒子的静电中和、吸附、架桥等作用使胶体粒子脱稳,在絮凝剂的作用下,发生絮凝沉淀以去除污水中的悬浮物和可溶性污染物。目前采用的混凝剂主要有铝盐类、铁盐类、聚丙烯酰胺(PAM)类、接枝淀粉类等。

化学氧化是转化废水中污染物的有效方法,能将废水中呈溶解状态的无机物和有机物转

化为微毒、无毒物质或转化成容易与水分离的形态。该法分为化学氧化法,电解氧化法和光化学催化氧化法3类。化学氧化是指利用强氧化剂(如O2、O3、Cl2、H2O2、KMnO4、K2FeO4等)氧化分解废水中油和COD等污染物质以达到净化废水的一种方法。电解氧化法是指在废水中插上电极,通以一定的直流电.废水中的油和COD等污染物在阳极发生电氧化作用或与电解产生的氧化性物质(如C12、C1O-、Fe3-等)发生化学氧化还原作用,以达到净化废水的一种方法。光化学催化氧化法是指以半导体材料(如TiO2、Fe2O3、WO3等)利用太阳光能或人造光能(如紫外灯、日光灯等)使废水中的油和COD等污染物质降解以达到净化废水的一种方法。目前常用的处理含油废水的方法包括超临界水氧化、湿式空气氧化、臭氧氧化、TiO2电极氧化、Fenton试剂氧化等。

2.2.3 物理化学法

油田污水物化处理法通常包括气浮法和吸附法两种。

气浮法是将空气以微小气泡形式注入水中,使微小气泡与在水中悬浮的油粒粘附,因其密度小于水而上浮,形成浮渣层从水中分离。常投加浮选剂提高浮选效果,浮选剂一方面具有破乳作用和起泡作用,另一方面还有吸附架桥作用,可以使胶体粒子聚集随气泡一起上浮。

张登庆等把电气浮技术应用于油田采出水处理中,研究表明电气浮工艺用于油田采出水除油及杀菌是可行的。阳极用于除油,阴极用于杀菌,除油率为80%~90%,电耗约为0.1kW·h/m3。

吸附法主要是利用固体吸附剂去除废水中多种污染物。根据固体表面吸附力的不同,吸附可分为表面吸附、离子交换吸附和专属吸附三种类型。

油田污水处理中采用的吸附主要是利用亲油材料来吸附水中的油。常用的吸附材料是活性炭,由于其吸附容量有限,且成本高,再生困难,使用受到一定的限制,故一般只用于含油废水的深度处理。因此,近年来开展了寻求新的吸油剂方面的研究,研究主要集中在两点:一是把具有吸油性的无机填充剂与交联聚合物相结合,提高吸附容量:二是提高吸油材料的亲水性,改善其对油的吸附性能。

20世纪70年代,美国学者Richard首次提出了超声波辐照的化学效应,随着超声波技术的不断发展,大功率超声波设备的问世,超声波的物理化学效应逐渐成为人们的研究热点。20世纪90年代以来,国内外学者纷纷致力于超声波降解有机物的研究,开始将超声波应用于控制水污染,尤其是治理废水中难以降解的有毒有机污染物,结果表明,超声波对污染水体的降解机理是声空化效应及由空化产生的增强化学反应的活性自由基的作用。李书光等在超声波处理石油污水的实验中探讨了时间、功率、pH值和温度的影响。

另外,徐有生等取得专利并大力推广的微波能水处理技术,也开始应用于油田污水。

2.1.4 生物法

生物法是利用微生物的生化作用,将复杂的有机物分解为简单的物质,将有毒的物质转化为无毒物质,从而使废水得以净化。根据氧气的供应与否,将生物法分成好氧生物处理和厌氧生物处理,好氧生物处理是在水中有充分的溶解氧的情况下,利用好氧微生物的活动,将废水中的有机物分解为CO2、H2O、NH3、NO3­等;厌氧生物处理的特点是可以在厌氧反应器中稳定的保持足够的厌氧生物菌体,使废水中的有机物降解为CH4、CO2、H2O等。

生物法较物理或化学方法成本低,投资少,效率高,无二次污染,广泛为各国所采用。油田废水可生化性较差,且含有难降解的有机物,因此,目前国内外普遍采用A/O法、接触氧化、曝气生物滤池(BAF)、SBR、UASB等处理油田污水。

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