時間:2023-03-02 15:06:03
序論:在您撰寫油田污水處理時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
關鍵詞:含油污水 處理 技術
1.油田含油污水的來源以及水質和現有處理狀況
現如今,大多數油田已進入石油開采中后期,石油量減少使開采難度增加,所以大多使用注水方法來開采原油,以降低開采難度。這樣一來,導致原油含水率逐年上漲,油田含水率高極高,因此,油田便面臨了含油污水的處理的嚴重問題。
1.1 油田含油污水的來源
油田含油污水的來源有很多,最主要的就是伴隨著原油的開采,經原油脫水分離而來,其次,許多原油儲藏罐的罐底水和清洗原油后的含鹽量較高的污水或者進入污水處理站的洗井廢水等等,也是其重要來源。
1.2 油田含油污水的水質
由于需要處理的含油污水有著不同的生產工藝和來源,因此水質比較復雜。大多含有石油類、固體懸浮物、分散油及懸浮油、化學藥劑等多種成分,與注水層不相溶的化學成分組成。
如果油田采出水沒有處理就進行回注,就會很容易生成新的沉淀物,導致沉淀物堵塞注水層的微小裂縫和縫隙,不利于注水層的滲透,而降低了污水回注的速度。所以,為了提高注水效率,延長注水井的壽命,減少投資,降低成本,在回注前很有必要對油田采出水進行處理。
1.3 油田含油污水現有處理狀況
目前一般采用除油段加過濾段的模式來處理采出水。而除油段的主要除油方法有以下幾種:(1)氣浮法:去除污水中所含顆粒,含油污水氣浮裝置過濾出水;(2)物理法:采用重力分離去除浮油,自然沉降混凝沉降過濾出水;(3)化學法:去除分散油;(4)旋流分離技術:分離水中密度較小的油滴,含油污水旋流分離器過濾出水。因為以上幾種方法都有局限性,所以在實際應用時通常是用兩三種方法同時使用,這樣才能使出水水質達到排放標準。
2.油田含油污水處理中的問題
由于大多數油田開采年份較長,導致原油含水比例上升。大力推廣新技術驅油,又給油田含油污水處理帶來了新問題。所以,只有做好油田含油污水的處理凈化工作,才能使油田搞好可持續發展。
2.1 蒸汽驅稠油廢水
大多數油田已開始開采稠油,大幅增加了蒸汽驅稠油廢水量。稠油廢水含油量較高,在1000mg/L以上,溫度在70℃以上,而且稠油比重與水非常接近(0.95),所以稠油的去除是主要難題。另外,現有的油田含油污水處理技術很難驅除稠油廢水中的雜物。
2.2 聚合物驅采廢水
聚合物驅由于高分子聚丙烯酰胺的存在,增加了含油污水的粘度,導致油水分離困難,根據聚合物驅采回注水質的要求,在處理過程中會保留污水中的聚合物、表面活性劑等物質,這也使得除油變得異常困難。
2.3 低滲透油田含油污水
近些年,低滲透油田的開采規模正在不斷擴大。在低滲透油田的開采中,為了保持低滲透油層的滲透性,一般都用清水來灌注油田,產生的污水會經過處理,然后排放掉或作為注水補充水。在作為注水補充水時,油田現有常規處理技術很難滿足其水質要求。
3.含油污水處理技術
3.1 近年來國內的含油污水處理技術
注入水水質標準的提高,也要求污水處理的進步。目前,雖然各油田在提高設備的效率和改善工藝流程上取得一定成績,但常規處理技術目前已不能滿足油田含油污水問題的處理了,所以非常需要油田地面工程技術人員研究和開發高效的污水處理新工藝和新設備。
目前,污水處理技術的發展主要有以下幾個方面體現:高效油水分離技術、生物處理技術、精細過濾技術和膜分離技術、高效新型設備等等。成功的開發這些技術與裝置,不僅提高了含油污水的處理效率,還改進了設備的處理性能,對含油污水處理工作貢獻很大。
國內各油田常用的破乳劑、混凝劑大多是無機鋁鹽,有機聚合物藥劑也得到廣泛應用,并且無機型與有機型絮凝劑作用;復合或復配絮凝劑在處理含油量大、乳化穩定性較高的含油廢水等方面,都有其獨到之處,成為重點發展方向。
3.2外國先進工藝技術
國外有先進的含油污水處理技術和經驗,借鑒和吸收國外先進的經驗與方法,對促進我國含油污水處理技術的發展,具有十分重要的意義。
凈化采油污水的裝置:該設備是密閉式的浮選設備,分為4個浮選室,每個浮選室都裝有一個能使氣體分布為100-1000μm的氣體分布管,下層為清水,上層的浮油收集于儲油箱,浮選氣體采用油田伴生的天然氣。此裝置可以降低污水處理成本。
旋流分離器:這種新型的分離器能實現油―水―固三者的分離。與除油和除砂旋流器相比,該三相旋流器具有效率高、體積小、操作和投資成本較低等特點,是一種集除油和除砂為一體的新型分離設備,適用于海上和陸上油田采油污水的處理。
新一代油水分離技術:該系統基于過濾、聚結和重力分離過程。把這些過程合并成整體,從而形成一種自潔式污水過濾體系。此體系可以實現完全自動化操作,并且不需要加入化學添加劑來破乳,可在完全飽和油時繼續吸收微小乳狀液,不產生廢液。它的自潔式系統分離和維修成本較低。
【關鍵詞】油田污水處理 來源方法
1 油田污水的來源分析
油田污水,來源于油氣生產過程中所產出的地層伴生水。油田企業為獲得合格的油氣產品,需要將伴生水與油氣進行分離,分離后的伴生水中含有一定量的原油和其它雜質,這些含有一定量原油和其它雜質的伴生水,被稱之為含油污水。其中包括油田采出水、洗井污水、鉆井污水、井下作業污水、礦區雨水及各種聯合站內其它類型的含油污水。采用注水開采的油田,從注水井注人油層的水,其中大部分通過采油井隨原油一起回到地面,這部分水在原油外運和外輸前必須加以脫除,脫出的污水中含有原油,因此被稱為油田采出水。隨著油田開采年代的增長,采出液的含水率不斷上升,這些含油污水已成為油田的主要注水水源。鉆井污水的復雜成份主要包括鉆井液、洗井液等,其污水的污染物主要包括鉆屑、石油、粘度控制劑(如粘土)、加重劑、粘土穩定劑、腐蝕劑、防腐劑、殺菌劑、劑、地層親和劑、消泡劑等,鉆井污水中還含有重金屬。其它類型污水主要包括油污泥堆放場所的滲濾水、洗滌設備的污水、油田地表徑流雨水、生活污水以及事故性泄露和排放引起的污染水體等。由于油田污水產量大、范圍廣、種類較多,地層差異及鉆井工藝各不相同,因此,各油田污水處理站不僅水質差異大,而且油田污水的水質變化也大,尤其是大慶油田,目前大多數已進入石油開采中后期,石油量減少使開采難度增加,所以大多使用注水方法開采原油,以降低開采難度。這樣一來,導致原油含水率逐年上漲,油田含水率極高,為油田污水的處理帶來一定困難,油田面臨了含油污水處理的嚴重問題。
2 油田污水處理方法分析
油田污水處理的目的是去除水中的油、懸浮物、添加劑以及其他有礙注水和易造成注水系統腐蝕和結垢的不利成分。所采用的技術包括重力分離、粗?;?、浮選法、過濾、膜分離以及生物法等十幾種方法。各油田或區塊的水質成分復雜、差異較大,對處理后回注水的水質要求也不一樣,因此選擇的處理工藝也各不相同。研制新型設備和藥劑,開發新工藝,應用新技術已成為油田污水處理發展的新趨勢。
目前,我國常用的污水處理技術有物理法、化學法、物理化學和生物法四大類。物理處理法的重點是去除廢水中的礦物質和大部分固體懸浮物、油類等。物理法主要包括重力分離、離心分離、過濾、粗?;?、膜分離和蒸發等方法。重力分離技術,依靠油水比重差進行重力分離是油田廢水治理的關鍵。自然沉降除油罐、重力沉降罐、隔油池作為含油廢水治理的基本設施,簡單易行,已被各油田廣泛使用。2.1 廢棄鉆井液處理分析
由于廢棄鉆井液屬于流動性液體,是污染面積大涉及范圍廣的范疇,其中所含的許多重金屬不能被環境自然消化,勢必會淤積在動植物體內,不但破壞土壤成分,還會隨著食物鏈的流動給人類健康帶來威脅,對環境污染較大。在廢棄鉆井液處理方面,國內大多采用固化法、固液分離法、回填法、生物處理法、循環使用法等方法。
固化法是利用在廢棄鉆井液中加入固化劑使其膠結為強度較高固體的方法,目前該方法被看做是非??尚械姆椒ǎ菄鴥忍幚韽U棄鉆井液最主要的方法之一,也是國際上普遍認可使用的。
固液分離法是將多相的廢棄鉆井液進行固液分離,然后分別對固體和液體部分實行不同的處理方法,以達到稀釋鉆井液、降低污染的效果。
回填法是挖出專門的存儲坑,將廢棄鉆井液放入其中加入催化劑使其自行沉降分離,達到符合環保標準后進行直接排放,并將剩余部分就地掩埋的一種方法,此種方法位置和深度、滲漏和析出情況、含水量、化學量等因素如考慮不當,還會造成一定的環境污染。
生物處理法是利用微生物的生化作用,將復雜的有機物分解為簡單的物質,將有毒的物質轉化為無毒物質,從而使廢水得以凈化。主要是通過微生物絮凝劑中的細菌群來對廢棄鉆井液中含有的污染物質進行降解和分化。微生物細菌群對人體無害,殘渣也可以直接進行降解,不會產生二次污染,具有良好的處理效果。生物處理技術被認為是未來最有前景的污水處理技術,一直是水處理工作者研究的重點和難點。特別是近年來,基因工程技術的長足發展,以質粒育種菌和基因工程菌為代表的高效降解菌種的特性研究和工程應用,是今后污水生物處理技術的發展方向。
循環使用法是對廢棄鉆井液進行一定處理后對其中所含的物質進行循環再利用,如廢水、廢棄材料等。2.2 煉油污水處理分析
根據對油田污水處理程度和水質要求的不同,通常將污水處理技術分為一級處理、二級處理和三級處理。一級處理使用方法包括重力沉降法、浮選法等,二級處理方法主要是聚凝法、生化法等,三級處理方法主要是吸附法、膜分離法及深度處理等。
生產裝置是煉油污水的來源,生產裝置的生產運行情況將直接決定污水的水質,而污水的處理又必須針對不同的污水,采取針對性的處理措施才能收到處理效果,因此,污水處理應在生產階段就采用先進的工藝和設備、合理流程,做到盡可能減少污水的產生并建立污水排放考核制度,進行科學管理。
關鍵詞:油田污水;污水處理;處理技術
中圖分類號TE34文獻標識碼: A
一、油田污水處理概述
油田污水處理的目的就是凈化油田污水,去除污水中的油、脂及懸浮物等,使之能夠達到排放的自然水體的水質標準,不會對環境造成影響。但是,由于油田污水具有自身的特性(致污物種類多、水質成分復雜、水質變化大等),使得污水處理變得十分困難。
由于油田污水處理量大、工藝復雜,因此污水處理系統設計需要遵循以下原則:①可靠性高,只有可靠性高才能確??刂凭_,不出現事故;②實用性強,只有實用性強才能在油田企業污水處理中進行推廣應用;③操作性好,良好的操作性是進行控制的基本保障;④通用性好,污水處理工程龐大,通用性好可以確保零件更換、設備維修方便,且容易大范圍推廣使用;⑤性價比高,高性價比是油田提高經濟效益的直接影響因素。
二、油田污水處理配套設施的設計
1.格柵除污機
格柵除污機是設置在整個處理流程最前面的一道程序,在污水處理中起攔截污物的作用,通過格柵將固體與液體分離的儲物機械。在實際的油田污水處理過程中,格柵除污機所處的工作環境惡劣、工作量大,對設備運行的可靠性要求十分高,一般情況下都會設有備用的設備,以備故障時應急使用。格柵及配套構成部分的材質應具有良好的耐腐蝕性能,加工和安裝精度在標準誤差內。
2.沉砂設備
污水在遷移、流動和匯集過程中不可避免地會混入泥砂。沉砂設備的主要作用就是去除無水中粒徑大于0.2 mm、密度大于2.65 t/m3的砂粒,以保護管道、閥門等設施免受磨損和堵塞。工作原理是以重力分離為基礎,水量水質是沉砂設備的設計依據,沉砂設備的數量應在2 套以上。
3.充氧曝氣設備
由于油田污水的水質特點,在油田污水的處理過程中在許多地方用到了曝氣設備,如曝氣濾池、SBR 等。在設計中,要首先對污水水體的需氧量進行計算,再進行充氧量的計算,最后根據計算的結果,結合同類工程實例,以及國家的有關規范進行選型。
4.污泥處理設備
在污水處理過程中會產生大量的污泥,污水站的產泥量非常大,如果不及時有效地處理會對環境造成二次污染。主要的污泥處理設備有過濾機、刮泥機等。污泥具有較高的含水率,在設計過程中需要對各種產生污泥的構筑物進行計算分析,確定污泥量。
5.污水、污泥泵
在污水、污泥的處理過程中,往往需要利用泵來提升污水或污泥的高度。通過確定泵需要提升的污水量、污泥量及所需要的揚程,在國家規范中找到最為合適且較為經濟合理的泵。在設計中,設有備用泵以備不時之需。
三、曝氣生物濾池油田污水處理技術的工藝原理及優勢特點
相較于物理技術或者化學技術,生物技術無需太高的成本、投資低,效率顯
著、不存在二次污染現象,目前在各油田中已得到了全面普及。
1.工藝原理
曝氣生物濾池簡稱BAF,二十世紀初,西方國家就對曝氣生物濾池作了相關的研究,在八十年代后期該項技術日漸成型,經過持續的調整與改進,研發了各類形式。實際研發時,主要遵循污水處理接觸氧化技術與給水快濾池的設計原則,實現了曝氣、截留懸浮物、高速率等優勢特征。它的基本工藝原理是:將相應粒徑的粒狀濾料安裝到濾池內,濾料表面存在生物膜,當濾池中的曝氣與污水經過時,通過存在濾料上的具有較大濃度的生物膜量的氧化降解性能及時有效的凈化污水,這一過程就是生物氧化降解。此外,由于污水經過過程中,濾料處于壓實狀態下,這時通過濾料粒徑小的特點和生物膜具有的生物絮凝作用,將存于污水內的眾多懸浮物全部截留,該過程中應注意防止脫落的生物膜隨水流出來,這是截留作用;實際運行一段時間后,由于水頭損失率越來越大,應通過反沖洗的方式全面清理濾池,從而將截留下來的懸浮物整體釋放出且對生物膜進行及時更新,我們稱之其為反沖洗過程。
2.優勢特點
曝氣生物濾池具有廣泛的應用領域,在水深度處理、微污染源水處理、難降解有機物處理、低溫污水的硝化、低溫微污染水處理中均效果顯著。以粒狀填料為主要生物載體,如焦炭、活性炭、石英砂等;和一般的生物濾池、生物濾塔不相同,該工藝具有去除SS、COD、BOD、硝化、脫氮、除磷、去除AOX(有害物質)的作用。曝氣生物濾池集生物氧化和截留懸浮固體一體,節省了后續沉淀池(二沉池),具有容積負荷、水力負荷大,水力停留時間短,所需基建投資少,出水水質好:運行能耗低,運行費用少的特點。實際中,要切實做好反沖洗工作,把存在濾池中截留的ss 予以全面的清理,并且采用新的生物膜。
四、殺菌實驗在油田污水處理中應用分析
在研究美國關于石油工程協會絕跡稀釋法的基礎上,對油田污水處理中的細菌指數含量進行檢測,把已經稀釋好的油田污水測試瓶置于恒溫箱中進行培炎和觀察,在此過程中保持恒溫箱的溫度在30 攝氏度,經過半個月的培養以后,再對該培養液進行SRB數值的測定。在對油田污水進行處理劑的應用過程中,采用的殺菌劑通常是一種叫做十二烷基氯化銨的殺菌劑,在利用前面相同的實驗設計步驟和條件下,可以測出在每升油田污水中加入5mg 的十二烷基氯化銨時候,經過的殺菌時間都是兩個小時時,其殺菌的效果沒有異喹啉季銨鹽的殺菌效果強,其中十二烷基氯化銨對油田污水處理的殺菌率在96%左右,而異喹啉季銨鹽得殺菌效果超過了99%。與此同時,當油田污水在堿性的環境下時,異喹啉季銨鹽產生的殺菌效果更加高,當然隨著油田污水的堿性程度下降時,其異喹啉季銨鹽的殺菌效果也會下降,這是因為油田污水中細菌體中的pH值主要在3 左右,當油田污水呈現堿性時,細菌中氨基酸的構成特點使得更加容易與異喹啉季銨鹽發生中和反應,從而實現對油田污水高效的殺菌率。
五、油田污水處理中緩蝕實驗的應用研究
在油田污水處理緩蝕實驗中,通過蒸餾水、酒精對實驗的鋼片進行清洗之后,在進行吹干干燥處理之后,把異喹啉季銨鹽撒到該鋼片上對其進行腐蝕處理,經過一段時間的腐蝕之后,再檢測分析異喹啉季銨鹽的腐蝕效率。油田污水的酸堿性特點對處理藥劑具有一定的影響,一般情況下如果油田污水呈現踐行時候,對處理劑的腐蝕效果具有降低作用。在該試驗中,通過提高油田污水的堿性程度,其對鋼片的腐蝕有所增長,只是這種增長的趨勢是比較緩慢的。其中當油田污水的PH=5. 5 時候,經過一個月的腐蝕處理,鋼片的腐蝕效率在2. 56g 每平方米小時,因此異喹啉季銨鹽在對油田污水的緩蝕效果是比較優越的。
綜上所述,油田污水處理是否達到處理的標準對于油田開發的效率以及環境的保護具有重要作用,能夠實現能源的充分開發和利用,為石油產業的發展提供更好的前景。隨著科學技術的不斷進步與發展,在能源續期、石油生產技術方面提出了更高的需求。當前,油田污水處理已經成為了改善油田區域生態環境,加快國家環保工作進程的關鍵。伴隨大量油田污水處理技術的應運而生,微生物技術在油田污水處理中的應用越來越廣泛,污水處理效果顯著。
參考文獻:
[1]張文. 油田污水處理技術現狀及發展趨勢[J]. 油氣地質與采收率,2010,02:108-110+118.
關鍵詞:高濃度污水;處理技術;應用現狀
油田污水主要包括原油脫出水(又名油田采出水)、鉆井污水及站內其它類型的含油污水。油田污水的處理依據油田生產、環境等因素可以有多種方式。由于油田污水種類多,地層差異及鉆井工藝不同等原因,油田污水處理站不僅水質差異大,而且油田污水的水質變化大,廢水水質復雜,含有石油破乳劑、鹽、酚、硫等污染環境的物質,嚴重地污染了生態環境。當油田需要注水時,油田污水經處理后回注地層,此時要對水中的懸浮物、油等多項指標進行嚴格控制,防止其對地層產生傷害。為此,提出了更高的污水處理技術,對油田采出水處理具有一定的參考價值。
1 油田污水處理技術現狀
油田的水處理工藝,其流程一般為“油―過濾”和“隔油―浮選(或旋流除油)―過濾”,即通常稱為的“老三套”,其工藝主要是除去廢水中的油和懸浮物。在很長一段時間內,此工藝流程被廣泛地應用于各油田的采出水處理中,而且效果良好,處理后的水質一般都能達到回注水的要求。
1.1技術分類
(1)根據對油田污水處理程度和水質要求的不同,通常將污水處理技術分為一級處理、二級處理和三級處理。一般來說一級處理屬于預處理,二級處理能除去90%左右可降解有機物和90%~95%的固體懸浮物。對于重金屬毒物和生物等難以降解的有機物,例如高碳化合物以及在生化處理過程中出現的氮、磷,二級處理難以完全除去,則需進行三級處理。各級處理技術主要包括重力分離、粗?;?、浮選法、過濾、膜分離以及生物法等十幾種方法。
(2)技術分類有物理法、化學法、物理化學法、生物法。物理處理法的重點是去除廢水重點礦物質和大部分固體懸浮物、油類等,主要方法包括重力分離、離心分離、過濾、粗粒化、膜分離和蒸發等方法?;瘜W法主要用于處理廢水中不能單獨用物理法或生物法去除的一部分膠體和溶解性物質,特別是含油廢水中的乳化油,包括混凝沉淀、化學轉化和中和法。物化處理法通常包括氣浮法和吸附法兩種。生物法是利用微生物的生化作用,將復雜的有機物分解為簡單的物質,廣泛為各國所采用。
1.2油田污水處理的一般工藝
油田污水成分比較復雜,油分含量及油在水中存在形式也不相同,且多數情況下常與其他廢水相混合。因此單一方法處理往往效果不佳。同時,因各種方法都有其局限性,在實際應用中通常是兩三種方法聯合使用,使出水水質達到排放標準。另外,各油田的生產方式、環境要求以及處理水的用途的不同,使油田污水處理工藝差別較大。在這些工藝流程中,常見的一級處理有重力分離、浮選及離心分離。主要除去浮油及油濕固體;二級處理有過濾、粗?;⒒瘜W處理等,主要是破乳和去除分散油;深度處理有超濾、活性炭吸附、生化處理等,主要是去除溶解油。
1.3膜生物反應器工藝
膜生物反應器(MBR)是一種由膜分離單元與生物處理單元相結臺的新型水處理技術,以膜組件取代二沉池在生物反應器中保持高活性污泥濃度減少污水處理設施占地,并通過保持低污泥負荷減少污泥量。與傳統的生化水處理技術相比,MBR具有以下主要特點:處理效率高、出水水質好;設備緊湊、占地面積??;易實現自動控制、運行管理簡單。自20世紀80年代以來,膜生物反應器己應用于美國、德國、法國和埃及等十多個國家,規模從6m3/d至13000m3/d不等。在我國,膜生物反應器作為污水再生回用的一項高新技術,其開發與研究也正越來越深入。雖然目前膜生物反應器在我國的實際應用還比較少,然而,在水資源日益緊缺的情況下,隨著膜技術的發展、新型膜材料的開發以及膜材料成本的逐漸下降,膜生物反應器將會有較好的應用前景。
2 污水處理技術分析
目前,石化行業的堿渣廢水處理方法主要有直接處理法、化學處理法和生物氧化法。直接處理法有出售、稀釋、深井注入和焚燒處理等方法,其中以焚燒法為主,直接處理法容易出現污染轉移(大氣)或轉嫁(其他地方),故受到一定限制?;瘜W處理法通常采用濕式空氣氧化技術(WAO),即在150~200℃,1.5~10MPa的條件下,利用氧氣直接氧化去除堿渣中的硫化物,達到堿渣預處理的目的。堿渣的處理效果受制于氧化反應體系的溫度與壓力,污染物去除效率越高,相應體系所需的溫度與壓力也就越高,WAO法高昂的設備投資額度和運行費用使其應用受到限制。焚燒和濕式催化氧化都是投資、運行費用非常高的處理技術。相比之下,采用生化技術進行處理,其投資、運行費用都只有濕式催化、焚燒法的幾分之一或者幾十分之一,運行管理簡單,處理效果穩定。生物氧化法首先將堿渣進行適度的稀釋(10~20倍),控制硫化物在1000~3000mg/L,中和后,利用特殊的生物反應器,使硫細菌在生物反應器中形成生物氧化床,通過生物的作用利用空氣中的氧氣氧化硫化物和酚,從而達到堿渣預處理的目的。生物氧化方式相比具有較好的技術經濟價值,而內循環固定生物氧化床技術即IRBAF處理工藝是針對石油煉制和石油化工產品精制過程中產生的廢堿渣(汽油、柴油、液態烴等堿渣)而開發,大幅度減輕污水處理場的進水負荷,能夠有效地氧化處理催化汽油廢堿液、液態烴廢堿液等高濃度廢水,保證了現有污水處理系統的正常運轉和達標排放。
3污水處理趨勢分析
新型水處理藥劑的研制和開發混凝劑是油田采出水、鉆井污水處理中重要的環節,研制出混凝能力強、快速破乳、沉降快、絮凝體體積小、在堿性和中性條件下同樣有效的新型混凝劑,是油田水處理藥劑開發工作者今后努力的方向。近年來,研制和應用原料來源廣的聚合鋁、鐵、硅等混凝劑成為熱點,無機高分子混凝劑的品種已經逐步形成系列;而在有機方面,有機混凝劑復合配方的篩選和高聚物枝接是研究的重點。先進設備的研制和應用先進的生物處理技術被認為是未來最有前景的污水處理技術,一直是水處理工作者研究的重點和難點。近年來,基因工程技術的長足發展,以質粒育種菌和基因工程菌為代表的高效降解菌種的特性研究和工程應用,是今后污水生物處理技術的發展方向。膜分離技術的研究及推廣膜分離技術用于油田污水處理,目前尚處于工業性試驗階段,難以大規模工業應用的原因主要是膜的成本和膜污染問題。因此,今后的研究的重點是:開發質優價廉的新材料膜;找出減少膜污染的措施;清洗方法的優化以及清洗劑的開發。開發工藝更為先進的復合反應器,提高處理效率,減少占地面積。膜生物反應器工藝,作為膜分離技術和生物處理技術的結合體,集中了兩種技術的優點,已經在一些工業廢水處理中應用。但就其自身特點而言,膜生物反應器應用于油田污水處理的趨勢已經不可逆轉。
4 結束語
介紹了油田污水處理的一般工藝和國際先進的膜生物反應器工藝,并對污水處理技術進行了對比分析,探討了水處理今后的發展方向,為今后油田水處理工藝改進提供了理論依據。
關鍵詞:油田;污水處理;技術
在油田開發行業迅速發展的背景下,油田污水量也在急劇增多,因此,必須加強對油田污水處理問題的關注與重視。油田污水的主要來源包括原油出水、鉆井污水以及其他污水,針對不同來源的污水,采取有針對性的污水處理技術,實現對水資源的再回流利用,有利于實現油田經濟效益與社會效益的提高。
1污水處理方法
就現階段來說,我國對油田堿渣污水進行處理的時候,所采取的方法主要有生物氧化法、化學處理法、直接處理法。首先,直接處理法通常情況下是進行焚燒,這個過程中會產生嚴重的大氣污染,從而導致污染轉移,無法得到理想的效益。其次,化學處理法通常情況下是采取濕式空氣氧化工藝實現除污,具體來說就是氣壓在10兆帕以上、溫度在150℃—200℃左右的環境中,利用氧化法將油田堿渣污水中存在的硫化物去除,以達到預處理效果[1]?;瘜W處理法對條件的要求較高,只有在高壓、高溫的條件下,方可得到理想的效果,然而,制造高壓、高溫環境,又往往需要投入大量的成本。對物氧化法、化學處理法、直接處理法進行比較,生物氧化法具有運行費用、投入成本較低的優勢,且處理效果較為可靠、運行簡單,因此,可優先選擇。
2油田污水處理技術
油田中所使用的傳統污水處理技術,其基本流程如下:隔油旋流除油過濾,主要目的是將污水中的油、漂浮物等雜質去除。在油田企業之中,這種污水處理工藝得到了十分廣泛的應用,且取得的效果也較為理想,同時出水水質也符合我國相關標準的要求。
2.1油田污水處理技術的分類
針對油田污水污染程度、出水水質要求的差異,通常情況下會對污水處理技術進行相應的分級。一級處理為預處理,處理指數僅有百分之三十左右,其目的在于將污水中的固體污染物、懸浮物去除;二級處理為進一步處理,通常情況下可以將污水中百分之九十以上的膠體狀污染物、可降解有機物去除,但是,二級處理很難將污水中的高碳化合物、難降解有機物、有毒物質去除,這就需要三級處理。污水處理技術每一級均有著繁多、復雜的工序,但是,經過層層處理,便可以有效確保出水水質[2]。
2.2膜生物反應器
膜生物反應器是一種新型的污水處理技術,其有機結合了生物處理單元、膜分離單元,主要通過利用膜組件,代替傳統生物處理工藝的末端二沉池,能夠在生物反應器中有效保持高活性污泥濃度,從而有利于實現生物有機負荷的提高,在很大程度上降低了剩余污泥量,也減少了污水處理面積,因此,具有十分理想的效果與經濟效益。相比較于傳統污水處理技術,膜生物反應器有著設備占地面積較小、處理效率高、操作簡單、出水水質高以及以實現自動化控制等一系列優點,因此,受到了越來越多的關注與重視。雖然就現階段來說,膜生物反應器尚未得到廣泛采納,但相信隨著科技的不斷進步,膜生物反應器也會得到不斷的改進與完善,并會在油田污水處理中得到越來越廣泛的應用。
3膜生物反應器的優勢
對于膜生物反應器來說,可以通過利用膜分離單元有效實現油田污水的固液分離,因此,利用膜生物反應器,可以將油田污水中存在的固態雜質有效去除。其主要優勢包括:第一,相比較于以往所采取的沉淀分離固液模式,膜分離方法的固液分離效果更好,同時,分離出來的水可進行直接回流再利用,進行回流的過程中,還能將微生物有效阻隔開來,實現水、污泥之間的徹底分離,且操作也比較靈活[3]。第二,膜生物反應器與傳統技術的結合應用,有效避免了傳統三級處理的復雜流程,不僅可以大幅度減少對土地的利用,也有利于降低成本??偠灾?,采取膜生物反應器來進行油田污水處理,可以有效確保污水處理質量與水平,也更容易實現自動化控制,避免了傳統污水處理工藝下繁瑣的處理流程,有利于實現污水處理效率以及水資源的回收利用效率的提高。此外,相比較于傳統活性污泥處理,膜生物反應器對低廢棄污泥量的處理難度雖然較大,但卻具有操作彈性較大、排泥周期長的優勢,同時,生物膜處理技術可以通過PLC的控制進行設計,因此便于維護,且實現自動化控制也更為容易,不僅縮減了污泥池的占地面積,也具有低臭味、低噪音、低公害的優勢,通過利用膜分離技術、生物法有機結合的膜生物反應器,可以實現對油田污水的有效處理,有利于實現污水回收率的提高。
4結語
綜上所述,污水處理在油田中有著十分重要的地位,通過實現污水回收率的提高、加強污水處理效果,不僅有利于實現水資源的節約、提高水資源的利用率,還有利于保護生態環境,實現油田企業經濟效益與社會效益的雙贏。
作者:梁美琪 單位:中油遼河工程有限公司環境工程所
參考文獻:
[1]李冠成.油田污水處理技術現狀及發展趨勢[J].化工管理,2016,(08):277.
關鍵詞:油田污水處理 方法工藝 發展趨勢
目前隨著我國工業和汽車業等行業對石油的需求量日益增長,促使我國加大了對石油的開發和勘測。然而我國許多油田都已處于開發的中后期,產出液的含水量較大,產生了大量的油田污水,對生態環境的保護和可持續發展提出了嚴峻的考驗。由于油田污水含有大量的石油生產和開采成分,所以必須深入研究油田污水處理的原理和方法,掌握處理的工藝和流程,根據污水成分的特點進行綜合分析,探索油田污水處理技術的新方法。
一、油田污水處理的意義
油田污水處理是油田開采和生產中一項重要的內容,對環境生態保護有重要意義。隨著石油資源的不斷開采,原油含水量也越來越高,因此污水處理已成為石油生產中急需解決的問題。油田污水的隨意排放會給油田水體造成潛移性的侵害,對周圍環境造成了很大危害。所以針對油田污水要采取科學有效的技術進行處理,不斷改進油田污水處理技術,降低石油生產和開發利用中對環境造成的危害,實現經濟和環境的協調發展。
二、油田污水處理的工藝和方法
1.油田污水處理方法
按照污水排放標準和注水水質標準的要求,要嚴格控制排放和注水的各項指標,綜合利用各種方法對油田污水進行處理。水中的懸浮雜質一般有膠體固體物、浮油和分散油、乳化油以及懸浮固體四類。其中懸浮物中的主要為含油類雜質,而去油的過程同時也能夠將膠體固體物和懸浮固體去除。油田污水處理過程中,為滿足凈化水處理中的指標要求,需要添加一定量的添加劑。例如通過添加適量的緩蝕劑、防垢劑以及殺菌劑,可以避免腐蝕、水結垢以及細菌繁殖。常用的去油污方法有以下三種:
1.1物理法:物理方法去油主要為斜板除油、自然除油、旋流除油、氣浮法除油、立式除油罐除油以及粗粒化除油。采用物理法進行除油的同時也能去除懸浮固體。由于水和油密度不同,自然除油是利用重力作用實現水油分離,這種方法忽略了水流的不均勻性以及油珠顆粒上浮中的絮凝,導致污水處理容積大,操作環節不密封,停留時間長,成本高?;凇皽\池理論”對自然除油進行改進的斜板除油法,通過在除油罐的沉降區添加波紋斜板,大大提高了除油的效率。粗?;偷哪康氖侨コ稚⒂?,當污水經過填充物時油珠會增大,從而有利于沉降。旋流除油法是利用水、油的密度差,通過調整液流旋轉速度,利用不同的離心力分離出水和油。
1.2混凝處理:混凝除油法是利用混凝劑破除膠體固體并去除膠體固體和乳化油。在污水處理中,為了處理油田污水中的分散油、溶解油以及乳化油,通常采用混凝沉降法進行去除,處理過程中能夠去掉其中的粉質懸浮固體和泥質?;炷幚淼闹饕硎抢梦锢砘蚧瘜W方法增加污水中各類雜質的分離速度,加速其沉降?;炷齽λ心z體顆粒常見的三種混凝作用是電性中和、吸附橋架以及網掃作用。按照混凝劑種類的不同,或者其膠體性質和投放量的不同,其混凝作用有主次之分。隨著復合型混凝劑和無機高分子混凝劑的不斷使用,使得其在油田污水處理中的凈化效果越來越好,并且加入一定劑量的藥劑可以大大降低投資成本,提高處理的效率。
1.3過濾方法:過濾主要是為了去除破乳后的油物以及混凝后的懸浮固體。過濾處理是將污水中的雜質去除,首先讓污水通過含粒狀物的過濾床或厚實多孔的石英砂,使雜質留在介質的空隙或介質上,從而凈化了油田污水。過濾的主要環節有:吸附絮凝沉淀截留,目的是去除其中的懸浮物和膠體物質,同時去除水中的油類、鐵氧化物、細菌和放射性顆粒等。
2.油田污水處理工藝
油田污水注水水質處理的工藝主要由來水水質、水源和對水質的要求確定。針對高滲透油層,通常要利用幾種常見的污水處理工藝進行處理;而對中低滲透油層除了需要常規處理外,還要對其做進一步的深度處理,如二級處理或三級處理。目前在處理含高滲透油層污水時,許多油田通常使用三段處理工藝,首先采用自然沉降法除油,其次在第二段采用混凝沉降法去除懸浮物和油,最后采用石英砂對污水進行過濾。對于原水質較差的區塊或油田,常采用以下幾種工藝:浮選式、旋流式、重力式和壓力式。中低滲透油層的處理過程較復雜,通常包括兩次過濾,要經過含油污水常規處理工藝粗過濾精過濾等處理工藝。最常見的深度處理工藝有多次雙向過濾流程、過濾-浮選深度流程和濾芯過濾和雙濾料深度處理流程。以下為兩種常見的污水處理工藝。
2.1重力式污水處理工藝。重力式污水處理工藝流程當沒有動力泵時,能夠借助重力差實現含油污水的流動,其過濾過程和沉降都是自流。然而該工藝所占面積較大,污水停留時間長。
2.2壓力式污水處理工藝。壓力式污水處理工藝的流程為:污水進入緩沖罐提升泵增壓粗粒化罐除油斜板沉降罐(去除乳化油和機械雜質)進入壓力過濾罐(去除懸浮物)。該方法所用過濾和除油設備均為承壓容器,密閉性較好,能隔絕氧氣,同時污水在其內部的停留時間更短。不足是水中含沙量較高時容易出現堵塞現象,并且其適應水質和水量變化的能力會降低。
三、油田污水處理技術的發展方向
由于對油田回注水的水質要求不斷提高,以及人們對油田污水處理的重視程度越來越高,使得油田污水處理技術正面臨著嚴峻的考驗。加強油田污水的后處理利用和處理技術的研究是今后油田污水處理研究的重要方向。
1.生物處理技術
在油田污水處理過程中使用生物處理技術是目前前景較好的一種新型技術。采用生物技術處理含油污水主要研究方向是高效降解菌和應用,質粒育種菌和基因工程菌的研究是油田污水生物處理技術的重要發展方向。
2.高新技術和高效水處理設備
目前油田污水處理中的高新技術有:光催化氧化技術和電絮凝技術等,而微波技術、超聲波技術是今后技術研究的重要方向。高效水處理設備目的是為了減少占地面積并提高處理效率,例如新型密閉式浮選箱、水力旋流器以及組合式裝置等
3.高效處理藥劑的開發
高效處理藥劑的開發主要是混凝劑,主要是根據油田廢水的具體情況開發相應的處理劑,其具有絮凝體積小、混凝能力強、快速破乳以及沉降迅速等特點。目前混凝劑使用的材料多為鐵、硅和聚合鋁等,另外高聚物混凝劑等有機材料型混凝劑的研究也是一個重要方向。
四、結語
隨著我國油田開發力度的增加,針對油田污水處理的方法、工藝研究及設備研制也得到了快速的發展。但各種方法都難滿足所有需求,處理的工藝也有待完善。所以針對油田污水要采取科學有效的技術進行處理,不斷改進油田污水處理技術,降低石油生產和開發利用中對環境造成的危害,實現經濟和環境的協調發展。
參考文獻:
[1] 劉會友.勝利油區污水處理工藝改造的技術經濟性分析[J].油氣地質與采收率,2005,12(4):78-80.
[2] 馬寶東,陳曉彥,張本艷,等.聚合物驅新型污水處理劑的研制和應用[J].油氣地質與采收率,2005,12(5):70-72.
【關鍵詞】油田污水處理 對策
中圖分類號:U664文獻標識碼: A 文章編號:
目前,對油田含油污水的精細處理已經成為熱門課題。隨著國內外各油田進入中后開采期,注水開發方式被普遍采用,同時為了提高采收率,油田助劑也被大量使用,致使油田采出液含水量不斷增加、成分更加復雜,特別是隨著聚合物驅油技術的日益成熟,采出水中所含的高分子聚合物使得污水處理難度進一步加大。為了增加經濟效益和達到環保要求,油田采出水通常經過多道處理工序后用于回注,如果處理不達標就回注,將導致管線腐蝕結垢、滲油口堵塞、注水壓力升高等一系列問題。某些低滲透和特低透滲油田,對回注水要求其含油量小于0.005%。,懸浮物粒徑小于1 m,懸浮物濃度小于0.001‰ ?;刈⑶皩臀鬯奶幚砩婕皯腋‰s質、防垢、防蝕、殺菌和隔氧等多個方面,其中,最難處理的是懸浮雜質,包括浮油、分散油、乳化油、懸浮固體、聚合物等。
油田污水的處理意義
1、我國油田污水概況
我國油田分布廣闊,遍及東北、華北、中南、西南、華中及東南沿海各地。目前,大部分油田已進入石油開采的中期和后期,采出原油的含水率已達70%~80%,有的油田甚至高達90%,油水分離后產生大量的含油污水。含油污水如果不經處理而直接排放,不僅會造成土壤、水源的污染,有時甚至會引起污油著火事故,威脅人民的生命安全,造成國家的經濟損失,同時也會危害油田自身的利益。因此,如何開發出適合我國油田實際情況、高效經濟的油田含油污水處理及回用技術,達到節能、降耗、保護環境、重復利用水資源的目的,成為油田水處理站改造和建立的重要問題。
2、油田污水的處理意義
油田采油污水是一種量大而面廣的污染源。據統計大慶油田每天采出的含油污水達到142.5×104 m3,全國每年大約有十幾億t 油田采油污水需要處理,這些污水在處理達標以后,大部分要作為開采注入水回注地層,一小部分向自然環境中排放。
在石油的二次開采中,注水開發是主要的開發方式。目前我國各油田絕大部分開發井都采用注水開發。伴隨著油田注水開發生產的進行,出現了兩大問題,一是注入水的水源問題;二是注入水和油田采出水的處理及排放問題。注水開發初期的注水水源是通過開采淺層地下水或地表水來解決的,但大量開采淺層地下水會引起局部地層水位下降,而地表水資源又很有限。因此,采油污水處理后用于油田回注水為各大油田所采用。但是如果污水未達到回注水的要求(主要是含油量、懸浮物超標),仍然回注到地下,這將導致堵塞地層出油通道,降低注水效率和石油開采量;因此污水處理是否達標將直接影響注水采油的效率。
另外,隨著原油含水量的逐漸上升,油田采出水水量越來越大,由于注水井的布局及注入量的不均衡、現有技術設備的處理局限等因素,一部分油田污水不能夠做為回注水使用,而需排到環境中去。因此,必須考慮污水的達標排放問題。如果這些污水不經處理或處理后未達標而排放,將會造成環境污染、破壞水體、土壤、影響生態平衡,造成重大的經濟損失。因此,油田污水的處理回用對于保護、節約水資源,保護生態平衡促進可持續發展,具有重大的意義。
二、油田采出水常規處理方式
目前,國內油田采用的污水處理技術一般包括:重力沉降技術、粗?;夹g、氣浮技術、過濾技術等。重力沉降的處理效果完全依賴于污水中各成分的重力差以及化學藥劑的效果,設備占地面積大。粗?;夹g處理效果的好壞依賴于粗?;牧系木劢Y性能,聚結性能好的粗粒化材料能使細小油珠變為大油珠,從而使得除油更容易。氣浮技術在油田含油污水處理中的應用主要是密閉加壓溶氣氣浮技術,常用氣源為天然氣,氮氣也有所應用。此外,膜分離技術、井下油水分離技術、三相旋流分離技術等也是目前油田污水處理技術中的研究熱點。下面介紹幾種油田采出水的處理流程。
1、自然除油+混凝除油+過濾流程(三段流程)
自然除油階段利用重力進行油水分離,去除浮油?;炷A段進一步去除浮油和部分乳化油。經過這兩個階段后污水中含油量較低,可以進行過濾操作,在過濾階段主要去除污水中的懸浮物和微量油類。
該流程形成于油田開發初期,其特點是適應性強,廢水含油量變化幅度較大時,一般也能滿足回注所需水質的要求,但該流程所需的構筑物比較多。后來形成的不同處理流程,都是在此基礎上完善、發展起來的。
2、混凝除油+過濾流程(兩段流程)
隨著混凝技術的提高,利用高質量的破乳劑可將經過一次混凝除油處理后的污水含油量控制在0.1%o以下,于是對原來的三段流程進行簡化,形成了二段處理工藝,而構筑物的投資也僅為原來的3/4。同時,處理技術和設備的更新也使該流程更加實用,如無閥濾池技術與單閥濾罐的引進,使得濾罐可以自動反沖洗,減輕了操作工人的勞動強度,節省了反沖洗泵和反沖洗罐的投資費和運行費。
3、精細處理流程
對于低滲透油田,其回注水的水質要求更高,處理難度也更大。目前國內用于低滲透層油層回注水的處理方法為:常規處理加“精細過濾”,即在三段式處理工藝之后再加一套精細處理裝置。常見流程有:
(1)水力旋流一精細過濾流程
當污水中油與水的密度相差較大時,即所含油分中輕質油含量較高時,可采用水力旋流加精細過濾工藝流程,如圖1所示。水力旋流器在分離密度差較大的混合物時處理效果好。
氣浮浮選一精細過濾流程
當油田回注水中油與水的密度相差較大時,還可以采用氣浮浮選處理加精細過濾工藝流程,其原理如圖2所示。
污水治理新技術及工藝
經過多年的研究應用和發展,國內外針對采油污水的處理尤其在除油、降低COD 方面已取得了多項新技術。在去除污油方面,有三相旋流分離器、高效氣浮器、電氣浮技術、專項絮凝技術等,在去除懸浮物方面,有吸附過濾技術、連續自動砂濾器、膜分離技術(主要是微濾和超濾)。在去除有機物和鹽類方面有:膜技術(納濾、反滲透)、高級氧化技術(化學催化氧化、光催化氧化、濕式催化氧化、電催化氧化、微波誘導催化氧化、生物酶催化氧化、催化超臨界水氧化、超聲氧化以及組合氧化等)、生化技術及膜生物反應器等。
隨著科技的不斷進步,人們對環保的重視程度不斷加深,相關領域的研究也不斷的發展創新,并且已經取得了眾多新成果。例如:旋流技術的應用、全物理性膜分離技術、曝氣除鐵技術、電化學技術、射流器浮技術、超聲波改善水質增注技術、高級氧化技術、超濾法、懸浮、附著厭氧—好氧技術、水質改性技術。總而言之,油田采油污水處理將朝著低污染低污染、低成本、易操作、高效處理方向發展。新的處理方法和流程將是傳統方法、生物處理法、膜處理法結合起來的方法。
總結
油田含油污水處理問題是一項難度極大的技術課題,也是一項關系地下和地面的復雜系統工程。從目前國內含油污水處理技術的研究及應用現狀來看,與國外相比還有一定的差距,未能很好解決這一關系油田生產和環保事業的難題。因此,開發出新的油田含油污水綜合處理及回用技術,必將給油田含油污水處理領域帶來希望和生機。
參考文獻
[1]王臨紅,趙振興,韓桂華,等。含油污水除油凈水技術研究與發展[J].工業水處理,2005,25(2):5-8.
[2]陳進富。油田采出水處理技術與進展[J].環境工程,2000,18(1):18-20.
[3]孔凡貴。高級氧化技術處理油田水中污染物的研究[D].黑龍江:大慶石油學院,2003.
[4]楊云霞,張曉健。我國油田采出水處理回注的現狀及技術發展[J].給水排水,2000,26(7):32-35.