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(diǎn)二、傳統(tǒng)處理方法三、新工藝介紹一、油田采出廢水特點(diǎn)

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(chǔ)量的5%～13%二次采油將部分生產(chǎn)油井轉(zhuǎn)為注井，對(duì)油田進(jìn)行地層能量的補(bǔ)充可采出地質(zhì)儲(chǔ)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(chǔ)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(guò)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(chǎng)地清潔水等。匯集后統(tǒng)稱為油田污水。我國(guó)陸上油田有95%是依靠注水開發(fā)的。每個(gè)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(wèn)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(duì)水源需求的最大補(bǔ)充。

油層條件對(duì)水質(zhì)的要求油層條件主要是指滲透率，也就是液體通過(guò)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(lái)越大，這對(duì)注入水的水質(zhì)要求更高。因此對(duì)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(gè)/mlTGB<102個(gè)/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(duì)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(cè)試，小型試驗(yàn)及模擬試驗(yàn)；（2）了解治理水的排放標(biāo)準(zhǔn)或回用的要求，以確定對(duì)廢水的治理程度；（3）對(duì)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(cè)評(píng)價(jià)，以保證最終選擇的廢水治理方法的實(shí)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(chǔ)罐，它不僅對(duì)來(lái)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(shí)對(duì)來(lái)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(guò)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(guò)濾段?；炷凸捱^(guò)濾罐油區(qū)來(lái)水自然除油罐過(guò)濾介質(zhì)：石英砂、核桃殼、無(wú)煙煤、磁鐵礦去除效果：實(shí)際應(yīng)用中各站對(duì)石油類的去除率>80％;COD的去除效果并非很理想，監(jiān)測(cè)40套裝置，只有9套處理后COD達(dá)標(biāo)（GB8978-1996二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為150mg/L).

3、回注水處理工藝流程實(shí)例

混凝除油罐過(guò)濾罐油區(qū)來(lái)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(guò)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(guò)濾罐，過(guò)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(shí)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(guò)濾”流程，精過(guò)濾段大多選用雙濾料過(guò)濾器或改性纖維球過(guò)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(guò)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(jiǎn)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撸νＡ魰r(shí)間（HRT）和污泥停留時(shí)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(shí)間短，降解效率高，停留時(shí)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(dòng)。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(guò)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(guò)自身的生命過(guò)程——氧化、還原、合成等把復(fù)雜的有機(jī)物降解成簡(jiǎn)單的無(wú)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(wú)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?yàn)?，水中溶解氧?huì)分別以化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕、氧差腐蝕等形式對(duì)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(duì)金屬?gòu)?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(xiàng)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(gè)/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(diǎn)：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(wú)二次污染：100%生物菌體分離，出水無(wú)細(xì)菌和固形物；占地面積??；剩余污泥量少；無(wú)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(shí)間長(zhǎng)，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(wèn)題。

2、ABR-BAF工藝處理BAF簡(jiǎn)介曝氣生物濾池工藝（BiologicalAeratedFilter,簡(jiǎn)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(diǎn)：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(shí)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(zhǎng)著高活性的生物膜，濾池內(nèi)部曝氣。污水流經(jīng)時(shí)，利用濾料的高比表面積帶來(lái)的高濃度生物膜的氧化降解能力對(duì)污水進(jìn)行快速凈化，此為生物氧化降解過(guò)程；同時(shí)，污水流經(jīng)時(shí)，濾料呈壓實(shí)狀態(tài)，利用濾料粒徑較小的特點(diǎn)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(huì)隨水漂出，此為截留作用；運(yùn)行一定時(shí)間后，因水頭損失的增加，需對(duì)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(guò)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(guò)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(jiǎn)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(shí)，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(diǎn)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(shí)則比熱力除氧有著明顯的優(yōu)勢(shì)，但大部分熱力除氧的缺點(diǎn)仍存在，并且對(duì)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(guò)鐵屑時(shí)，水中的氧即與鐵發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，在此過(guò)程中氧被消耗掉。該方法除氧裝置簡(jiǎn)單，投資省，但存在著除氧效果波動(dòng)大、裝置失效快等明顯缺點(diǎn)，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(diǎn)是可低溫除氧，不需化學(xué)藥品，只需木炭、焦碳等即可，缺點(diǎn)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(shí)水中的CO2含量會(huì)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