采油廢水處理

油田采出水處理技術(shù)大綱一、采油廢水的特點二、傳統(tǒng)處理方法三、新工藝介紹一、油田采出廢水特點

概念

采出量

注釋一次采油依靠油層的原始能量使原油從油層流到井筒，再由井筒流到地面只能采出地質(zhì)儲量的5%～13%二次采油將部分生產(chǎn)油井轉(zhuǎn)為注井，對油田進(jìn)行地層能量的補(bǔ)充可采出地質(zhì)儲量的20%～25%擴(kuò)大波及體積三次采油注天然氣、注N2、注CO2、注空氣、注聚合物、二元、三元復(fù)合驅(qū)、蒸汽驅(qū)、生物驅(qū)等再采出地質(zhì)儲量的8%～15%既要擴(kuò)大波及體積又提高波及效率

一般采油廢水成份采油廢水成分復(fù)雜，

采油廢水包括：油田開發(fā)過程中的產(chǎn)出水；洗井水；油田鉆井、作業(yè)、機(jī)械冷卻、和設(shè)備場地清潔水等。匯集后統(tǒng)稱為油田污水。我國陸上油田有95%是依靠注水開發(fā)的。每個油田大體要經(jīng)歷一次采油、二次采油、三次采油開發(fā)階段。

回注是油田開發(fā)能量補(bǔ)充

由此看出，二、三次采油階段都要注水補(bǔ)充能量。因此注水是十分主要的問題。產(chǎn)出的污水必須進(jìn)行處理，然后再回注到油層，這也是對水源需求的最大補(bǔ)充。

油層條件對水質(zhì)的要求油層條件主要是指滲透率，也就是液體通過的能力。隨著新油田的發(fā)現(xiàn)，由于埋藏深度增加，低滲油藏的比例越來越大，這對注入水的水質(zhì)要求更高。因此對污水處理的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求更加嚴(yán)格。油田注入水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)PH7-7.5含氧O<0.05mg/LCO20mg/LH2S<2.0mg/L懸浮物<1.0mg/L粒徑中值<2μmFe<0.5mg/L油<5mg/LMe(濾膜系數(shù))>15SRB<102個/mlTGB<102個/ml腐蝕速率<0.076mm/a二、傳統(tǒng)處理方法1、處理工藝選擇

由于各油田或區(qū)塊原水物理性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)及油珠粒經(jīng)分布不同，注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)也不同，因此必須合理選擇處理工藝，基本原則及方法為：（1）對原水應(yīng)進(jìn)行物理化學(xué)性質(zhì)分析，油珠粒經(jīng)分布測試，小型試驗及模擬試驗；（2）了解治理水的排放標(biāo)準(zhǔn)或回用的要求，以確定對廢水的治理程度；（3）對準(zhǔn)備選擇的工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性進(jìn)行預(yù)測評價，以保證最終選擇的廢水治理方法的實際可行性和可靠性；（4）結(jié)合各種操作單元所能達(dá)到的治理范圍，初步確定廢水治理方案。2、基本處理流程

采出水的基本流程是“三段常規(guī)”處理工藝流程：

第一段為緩沖調(diào)節(jié)段：該段主要設(shè)備是自然除油調(diào)節(jié)儲罐，它不僅對來水進(jìn)行均質(zhì)處理，為后續(xù)流程提供穩(wěn)定的水質(zhì)、水量，同時對來水中油珠>100um的浮油及大顆粒的懸浮物進(jìn)行初步分離。第二段為沉降分離除油段：油田采出水所含懸浮雜質(zhì)中，大約有25－50％為浮油，可用自然沉降法去除，其他雜質(zhì)如分散油、乳化油、溶解油、泥質(zhì)、粉質(zhì)及懸浮物等約占50－75％，這些物質(zhì)有較好的穩(wěn)定性，單靠自然沉降很難分離，必須輔以化學(xué)方法才能加速其分離過程。此段工藝，根據(jù)采出水的性質(zhì)，可選用不同的除油設(shè)備。第三段是去除微粒雜質(zhì)和乳化油的壓力過濾段?；炷凸捱^濾罐油區(qū)來水自然除油罐過濾介質(zhì)：石英砂、核桃殼、無煙煤、磁鐵礦去除效果：實際應(yīng)用中各站對石油類的去除率>80％;COD的去除效果并非很理想，監(jiān)測40套裝置，只有9套處理后COD達(dá)標(biāo)（GB8978-1996二級標(biāo)準(zhǔn)為150mg/L).

3、回注水處理工藝流程實例

混凝除油罐過濾罐油區(qū)來水自然除油罐（1）用于回注中、高滲透油層的工藝流程大部分采用“三段式”處理流程

自然除油罐：

油水分離，去除浮油混凝除油罐：在罐的進(jìn)水管內(nèi)加入混凝劑，在罐內(nèi)進(jìn)行混凝除油以進(jìn)一步除去浮油和部分乳化油；過濾罐：從混凝除油罐流出的廢水進(jìn)入吸水罐，用加壓泵升壓送至壓力式過濾罐，過濾去除廢水中的懸浮雜質(zhì)和殘余的油珠。如：大慶杏十六污水站、大港羊一污水站、華北霸一聯(lián)等

3、回注水處理工藝流程實例

（2）用于回注低滲透油層的工藝流程

一般為“三段常規(guī)”處理加“精細(xì)過濾”流程，精過濾段大多選用雙濾料過濾器或改性纖維球過濾器等。也有結(jié)合氣浮的工藝，如大慶油田部分回流加壓溶氣氣浮工藝流程：

浮選罐緩沖罐進(jìn)水自然除油罐混凝劑泵浮渣泵過濾罐出水溶氣罐加壓溶解空氣出水：含油率為0.3mg/L；懸浮固體物為1.3mg/L

三、新工藝介紹1、微生物+膜處理（MBR）MBR簡介膜生物反應(yīng)器（MBR）工藝是膜分離技術(shù)與生物技術(shù)有機(jī)結(jié)合的新型廢水處理技術(shù)。

MBR利用膜分離設(shè)備將生化反應(yīng)池中的活性污泥和大分子有機(jī)物質(zhì)截留住，省掉二沉池?；钚晕勰酀舛纫虼舜蟠筇岣?，水力停留時間（HRT）和污泥停留時間（SRT）可以分別控制，而難降解的物質(zhì)在反應(yīng)器中不斷反應(yīng)、降解。使用MBR法進(jìn)行高難度的污水處理，污泥濃度高，停留時間短，降解效率高，停留時間短，出水水質(zhì)好，污泥量少。MBR預(yù)處理RO排放曝氣回用污泥回流進(jìn)水PLCMBR法處理垃圾滲濾液工藝1、微生物+膜處理（MBR）1、微生物+膜處理（MBR）

工藝流程圖：油田采出水油水分離罐調(diào)節(jié)曝氣池微生物反應(yīng)池膜處理單元除氧回注1、微生物+膜處理（MBR）油水分離罐：主要去除浮油、分散油調(diào)節(jié)曝氣池：調(diào)節(jié)水質(zhì)水量，降低后續(xù)處理工藝的負(fù)荷波動。單元功能描述：返回工藝圖1、微生物+膜處理（MBR）微生物反應(yīng)池：降解有機(jī)物

在有氧的條件及適宜的環(huán)境中，采油廢水中的溶解性有機(jī)物透過細(xì)菌的細(xì)胞壁被細(xì)菌所吸收，固體和膠體等不溶性有機(jī)物先是附著在細(xì)菌體外，由細(xì)菌所分泌的一種特殊酶分解成可溶性物質(zhì)，再滲入細(xì)胞體內(nèi)，從而細(xì)菌通過自身的生命過程——氧化、還原、合成等把復(fù)雜的有機(jī)物降解成簡單的無機(jī)物（H2O和CO2等），放出的能量一部分作為自身生存與繁殖的生命之源。返回工藝圖1、微生物+膜處理（MBR）膜處理單元：以膜分離代替活性污泥法中的二沉池，分離效率可大大提高，而且微生物反應(yīng)器內(nèi)活性污泥的濃度從3-5g/l提高到15-20g/l，使微生物反應(yīng)器體積減小，反應(yīng)效率提高，出水中無菌體和懸浮物。

返回工藝圖1、微生物+膜處理（MBR）除氧：目的是避免或減少管道腐蝕現(xiàn)象。因為，水中溶解氧會分別以化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕、氧差腐蝕等形式對管網(wǎng)及其設(shè)備造成不同程度的腐蝕，特別是在疏松的污垢下、水渣沉積處、縫隙處及應(yīng)力不平穩(wěn)處容易發(fā)生腐蝕，造成潰瘍穿孔等，對金屬強(qiáng)度損壞十分嚴(yán)重。因此需要除氧除氧方法介紹返回工藝圖1、微生物+膜處理（MBR）項目進(jìn)水指標(biāo)(mg/l)出水指標(biāo)(mg/l)CODcr1000-2000≤150油100-250≤1SS150-600≤1PH6-86-8細(xì)菌/≤100個/ml溶解氧/≤0.1mg/lCO2/10mg/l含鹽量10000-60000主要技術(shù)指標(biāo)：1、微生物+膜處理（MBR）工藝特點：主要污染物CODcr、BOD5、懸浮物和油及其它難降解的物質(zhì)能有效降解，無二次污染：100%生物菌體分離，出水無細(xì)菌和固形物；占地面積??；剩余污泥量少；無需脫臭裝置；運(yùn)行費(fèi)用少；

油田回注水處理采用微生物+膜技術(shù)聯(lián)合處理的工藝，由于反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度高，停留時間長，而膜截留的最小粒徑為0.05um，這將使微生物、細(xì)菌完全被截留，出水懸浮物、濁度以及細(xì)菌幾乎為零，這將可以解決常規(guī)處理技術(shù)難以解決的問題。

2、ABR-BAF工藝處理BAF簡介曝氣生物濾池工藝（BiologicalAeratedFilter,簡稱BAF），是一種采用顆粒濾料固定生物膜的好氧或缺氧生物反應(yīng)器，集生物接觸氧化與懸浮物濾床截留功能于一體。

作用：可有效去除水中SS、CODcr、BOD5、NH3-N、TN、TP去除AOX（有害物質(zhì)）等。

特點：是集生物氧化和截留懸浮固體于一體，節(jié)省了后續(xù)沉淀池(二沉池)，其容積負(fù)荷、水力負(fù)荷大，水力停留時間短，所需基建投資少，出水水質(zhì)好：運(yùn)行能耗低，運(yùn)行費(fèi)用省。適用于市政污水、工業(yè)污水、再生回用水深度處理及給水污染水源的預(yù)處理等。2、ABR-BAF工藝處理BAF工作原理

在曝氣濾池中裝填一定量粒徑較小的粒狀濾料，濾料表面生長著高活性的生物膜，濾池內(nèi)部曝氣。污水流經(jīng)時，利用濾料的高比表面積帶來的高濃度生物膜的氧化降解能力對污水進(jìn)行快速凈化，此為生物氧化降解過程；同時，污水流經(jīng)時，濾料呈壓實狀態(tài)，利用濾料粒徑較小的特點及生物膜的生物絮凝作用，截留污水中的懸浮物，且保證脫落的生物膜不會隨水漂出，此為截留作用；運(yùn)行一定時間后，因水頭損失的增加，需對濾池進(jìn)行反沖洗，以釋放截留的懸浮物以及更新生物膜，此為反沖洗過程。

2、ABR-BAF工藝處理主要介紹了，利用折流板厭氧反應(yīng)器（ABR）和曝氣生物濾池（BAF）的組合工藝處理江漢油田的采油廢水的處理情況。原水水質(zhì)分析原水取自江漢油田馬-25污水處理站。該站的污水處理采用的是重力流程,三相分離器出水經(jīng)除油罐(100m3)除油后自流到吸水罐(80m3),再通過離心泵提升進(jìn)入沉降罐。

ABR-BAF處理裝置的進(jìn)水為沉降罐出水，其水質(zhì)分析結(jié)果如下表：

2、ABR-BAF工藝處理原水水質(zhì)分析

可以看出,該廢水的BOD5/COD值較低,表明可生化性較差,此外該廢水還含有較高濃度的氯離子,不利于生物處理。因此,研究了ABR—BAF工藝的處理效果,探討了利用ABR改善廢水可生化性的可能性。2、ABR-BAF工藝處理ABR-BAF處理裝置簡圖曝氣生物濾池的填料采用球形輕質(zhì)陶粒。該陶粒表面粗糙、密度適中、有一定的機(jī)械強(qiáng)度,其主要性能參數(shù)見下表：2、ABR-BAF工藝處理處理效果除氧方法介紹熱力除氧：

原理是根據(jù)氣體溶解定律（亨利定律），任何氣體在水中的溶解度與在氣水界面上的氣體分壓力及水溫有關(guān)，溫度越高，水蒸汽的分壓越高，而其它氣體的分壓則越低，當(dāng)水溫升高至沸騰時，其它氣體的分壓為零，則溶解在水中的其它氣體也就等于零。真空除氧：

其除氧原理與熱力除氧基本相同，除氧器在低于大氣壓力下進(jìn)行工作，利用壓力降低水的沸點也除低的特性，水處于沸騰狀態(tài)而使水中的溶解氧析出。在20t/h以上的鍋爐由于出水溫度低于蒸汽鍋爐的進(jìn)水要求而很少采用真空除氧，在要求低溫除氧時則比熱力除氧有著明顯的優(yōu)勢，但大部分熱力除氧的缺點仍存在，并且對噴射泵、加壓泵等關(guān)鍵設(shè)備的要求較高。鐵屑除氧：

原理是當(dāng)有一定溫度的水通過鐵屑時，水中的氧即與鐵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在此過程中氧被消耗掉。該方法除氧裝置簡單，投資省，但存在著除氧效果波動大、裝置失效快等明顯缺點，因而使用該方法除氧的用戶逐步減少，面臨著淘汰的處境。

除氧方法介紹解吸除氧：

基本原理亦是利用亨利定律，氧在水中的溶解度與所接觸的氣體中的氧分壓成正比，只要把準(zhǔn)備除氧的水與己脫氧的氣體強(qiáng)烈混合，則溶解在水中的氧將大量擴(kuò)散到氣體中，從而達(dá)到除去水中溶解氧的目的。該方法優(yōu)點是可低溫除氧，不需化學(xué)藥品，只需木炭、焦碳等即可，缺點是除氧效果不穩(wěn)定，而且只能除氧不能除其它氣體，用木炭作反應(yīng)劑時水中的CO2含量會增加。

樹脂除氧：

基本原理是在除氧器內(nèi)氧化還原樹脂與水中溶解氧反應(yīng)生成除氧水，樹脂失效后用水合肼等再生，使用該方法除氧產(chǎn)生的蒸汽和熱水，均不允許與飲用水