XX油田污水處理實(shí)驗(yàn)方案.doc

XX 污水處理污水處理 改造工程改造工程 試試 驗(yàn)驗(yàn) 方方 案案 XXXX 科技有限公司科技有限公司 二零一一年三月二零一一年三月 XX 問題概述問題概述 XX 污水從三相分離器分離以后 污水顏色明顯發(fā)黃 經(jīng)過現(xiàn)有工藝設(shè)備處理以后 污水懸浮物 含油量依然很 高 腐蝕 結(jié)垢 堵塞問題沒有得到有效解決 XX 設(shè)計(jì)工藝流程為 污水 混凝罐 沉降罐 過濾罐 污水罐 外排至河 2 在實(shí)際污水處理中 過濾罐并未運(yùn) 行 而且除過濾罐外 其他各罐都為單罐運(yùn)行 沒有設(shè)計(jì) 備用罐 這就造成如果一個罐體出現(xiàn)問題需要維修時 需 要停產(chǎn)或污水不經(jīng)過處理直接外排 目前 XX 污水處理系 統(tǒng)的運(yùn)行狀況和出口水質(zhì)指標(biāo) 不能滿足 CC 注水站精細(xì)過 濾裝置對水質(zhì)的進(jìn)水要求 因注水水質(zhì)差 造成注水系統(tǒng) 腐蝕 結(jié)垢嚴(yán)重 增加了注水難度 提高了污水處理成本 所以 如何提高現(xiàn)河郝一站注水水質(zhì)亟待解決 半導(dǎo)體電催化氧化 二級沉降罐 鈦金屬膜過濾器工藝 可以很好的解決上述問題 它是目前國內(nèi)最先進(jìn)的污水處 理工藝之一 半導(dǎo)體電催化氧化設(shè)備可以降低藥劑的投加 量 從而減少污泥產(chǎn)量 同時可以有效去除污水中腐蝕 結(jié)垢離子 并且具有良好殺菌作用 而鈦金屬膜過濾器在 勝利油田應(yīng)用已經(jīng)數(shù)年 運(yùn)行效果良好 做到末端把關(guān) 提高水質(zhì)滿足低滲透回注要求 這套工藝的應(yīng)用可以大大 降低污水處理成本 減輕人員工作量 提高出水水質(zhì) 這 套工藝在油田污水處理上具有良好的應(yīng)用前景 目錄目錄 1 試驗(yàn)?zāi)康?1 2 試驗(yàn)工藝流程確定 1 2 1 半導(dǎo)體電催化氧化法的確定 2 2 2 鈦金屬膜過濾裝置的確定 2 3 試驗(yàn)工藝說明 3 3 1 半導(dǎo)體電催化氧化裝置試驗(yàn) 3 3 1 1 半導(dǎo)體電催化氧化機(jī)理 3 3 1 2 電極材料的選擇 4 3 2 不銹鋼沉降罐 4 3 3 鈦金屬膜過濾裝置試驗(yàn) 5 3 3 1 鈦金屬膜過濾裝置特點(diǎn) 5 3 3 2 設(shè)備的技術(shù)性能 5 4 試驗(yàn)的水質(zhì)檢測 6 4 1 水質(zhì)的全分析 6 4 2 半導(dǎo)體電催化氧化裝置試驗(yàn)的水質(zhì)檢測 6 4 3 鈦金屬膜過濾裝置試驗(yàn)的水質(zhì)檢測 7 5 試驗(yàn)安排 8 1 1 試驗(yàn)?zāi)康?試驗(yàn)?zāi)康?XX 現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)對污水處理完以后 腐蝕 結(jié)構(gòu) 離子 SRB TGB 等沒有得到有效去除 尤其鐵離子含量依然 很高 造成了注水管道腐蝕 結(jié)垢 堵塞嚴(yán)重 為提高現(xiàn) 河郝一站注水水質(zhì) 解決管道腐蝕 結(jié)構(gòu) 堵塞問題 滿 足河 2 進(jìn)水要求 我公司專門設(shè)計(jì)了半導(dǎo)體電催化氧化 二 級沉降罐 鈦金屬膜裝置的試驗(yàn)方案 2 試驗(yàn)工藝流程確定 試驗(yàn)工藝流程確定 經(jīng)過現(xiàn)場勘察 在不影響 XX 生產(chǎn)的前提下 同時保 證試驗(yàn)工藝的可靠性 整套工藝設(shè)計(jì)來水從三相分離器出 水取樣口接水進(jìn)行試驗(yàn) 出水再回注進(jìn)一級沉降罐 設(shè)計(jì) 污水處理量為 XXm3 d 2 2 1 半導(dǎo)體電催化氧化法的確定半導(dǎo)體電催化氧化法的確定 要解決管道腐蝕 結(jié)垢問題 就要去除污水中造成腐 蝕 結(jié)構(gòu)的離子以及 SRB TGB 投加復(fù)合堿可以去除部 分離子 但在沉降罐要產(chǎn)生大量污泥 同時針對污水中鐵 離子含量高的問題 經(jīng)過研究第一步工藝采用半導(dǎo)體催化 氧化法 該方法能夠有效殺菌 去除腐蝕 結(jié)垢離子以及 鐵離子 而無需添加任何藥劑 該工藝充分利用半導(dǎo)體材 料在電場作用下 空穴效應(yīng)產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性物質(zhì) 殺滅水 中腐蝕細(xì)菌 同時將二價(jià)鐵離子氧化成三價(jià)鐵離子 同鈣 鎂離子分別結(jié)合水中的氫氧根離子產(chǎn)生沉淀從水中分離 將水中的 H2S FeS 等硫化物氧化成單質(zhì)硫而形成沉淀 從 而使水質(zhì)凈化 控制腐蝕 結(jié)垢 2 2 鈦金屬膜過濾裝置的確定鈦金屬膜過濾裝置的確定 污水經(jīng)過半導(dǎo)體電催化氧化裝置處理后 進(jìn)入一級 二級沉降罐沉降 停留時間分別為 4 個小時 經(jīng)過處理后 有害離子及細(xì)菌得到了有效去除 但是污水中還會殘留部 分微小懸浮顆粒物和油 為達(dá)到出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 對于超標(biāo) 的懸浮顆粒物和油 選用了鈦金屬膜過濾裝置進(jìn)行處理 鈦金屬纖維膜作為過濾介質(zhì) 可以在強(qiáng)酸 強(qiáng)堿及含有機(jī) 溶劑的介質(zhì)中實(shí)現(xiàn)過濾 化學(xué)性能相當(dāng)穩(wěn)定 另外 濾膜 經(jīng)過等離子體處理 表面具有一定的親水斥油能力 鈦金 屬濾芯使用壽命長 更換周期長 過濾 反洗全自動化控 3 制 整套設(shè)備可以做成橇裝結(jié)構(gòu) 占地小 效率高 3 試驗(yàn)工藝說明 試驗(yàn)工藝說明 3 1 半導(dǎo)體電催化氧化裝置試驗(yàn)半導(dǎo)體電催化氧化裝置試驗(yàn) 通過試驗(yàn)驗(yàn)證半導(dǎo)體電催化氧化裝置下列二方面的可 靠性 1 裝置核心電極材料的選擇 2 針對水質(zhì)電流大小的確定及調(diào)節(jié) 3 1 1 半導(dǎo)體電催化氧化機(jī)理半導(dǎo)體電催化氧化機(jī)理 半導(dǎo)體電催化氧化的機(jī)理為由電極上生成的 O2 和 H2O2 在體系中形成強(qiáng)氧化性的羥基自由基 OH 來氧化 水體中的 Fe2 細(xì)菌 有機(jī)物等 半導(dǎo)體材料的催化作用主 要在于其在電場中的 空穴 效應(yīng) 半導(dǎo)體材料當(dāng)受到大 于 禁帶 寬度的能量激發(fā)時 其滿帶上的電子通過禁帶進(jìn) 入導(dǎo)帶 同時在滿帶上形成空穴 空穴具有很強(qiáng)的俘獲電子 的能力 可以奪取半導(dǎo)體顆粒表面的有機(jī)物或溶劑中的電子 在水溶液中發(fā)生催化氧化反應(yīng) 在半導(dǎo)體表面失去電子的主 要是水分子 生成強(qiáng)氧化性的羥基自由基 OH 并且半導(dǎo) 體催化劑和電極產(chǎn)生的 H2O2 等活性氧化物質(zhì)具有協(xié)同作用 這是因?yàn)?H2O2是有效的導(dǎo)帶電子俘獲劑 同時 H2O2本身還能 提供 O 和 OH 因此 半導(dǎo)體材料在本反應(yīng)體系中呈現(xiàn) 明顯的催化效果 可以作為氧化反應(yīng)體系的催化劑 4 3 1 2 電極材料的選擇電極材料的選擇 污水具有很強(qiáng)的腐蝕性 所以首先要考慮電極材料的 耐腐蝕性 然后要求電極具有良好的導(dǎo)電性 較高的析電 勢 而且催化活性高 產(chǎn)生自由基速率和濃度高 電流效 率高 并且要有良好的機(jī)械物理性質(zhì) 電極材料由基體材料和涂層組成 基體材料用來承載 涂層 主要包括貴金屬 如 Ti Pt PbO2 和石墨等 在涂 層中摻雜一些其他金屬或非金屬元素 形成表面缺陷 晶面 階梯 位錯等 它們能在禁帶間形成可與中間化合物強(qiáng)烈 作用的電子表面態(tài) 使半導(dǎo)體表面上的電極反應(yīng)過程大大加 快 而且含摻雜電極具有較高的析氧 析氯過電位 有利于 OH 自由基的反應(yīng) 還可防止含油污水中含氯有機(jī)污染物降解 時生成更難降解的有機(jī)氯化物而造成二次污染 此外 摻雜 還可避免有機(jī)物濃度較高時 在電極 溶液界面上生成阻礙 電子傳遞的聚合物膜 使電極失去作用 所以最終決定電 極材料選用 Ti Sb SnO2為陽極 不銹鋼為陰極 3 2 不銹鋼沉降罐不銹鋼沉降罐 一級 二級沉降罐采用不銹鋼材質(zhì) 直徑為 XXm 高為 XXm 容積為 XXm3 設(shè)計(jì)停留時間為 XXh 一級沉降罐主要用于沉淀物的沉降 達(dá)到固液分離的 目的 同時還可以去除浮油 二級沉降罐除了具有實(shí)現(xiàn)固 液分離 去除浮油功能外 還可以投加藥劑中和來水中的 5 鹽酸和次氯酸 避免造成出水 pH 值偏低 腐蝕管道 在二 級沉降罐出水管道上安裝 pH 儀 測定出水 pH 值 根據(jù)出 水 pH 值計(jì)算污水的酸度 得出藥劑的投加量 3 3 鈦金屬膜過濾裝置試驗(yàn)鈦金屬膜過濾裝置試驗(yàn) 3 3 1 鈦金屬膜過濾裝置特點(diǎn)鈦金屬膜過濾裝置特點(diǎn) 采用的過濾介質(zhì)為鈦金屬纖維濾膜 這種濾膜經(jīng)過等 離子體的處理 表面具有一定的親水斥油能力 鈦金屬是 一種惰性金屬 具有優(yōu)良的耐腐蝕性能 以鈦金屬為原料 的鈦金屬纖維濾膜 可以在強(qiáng)酸 強(qiáng)堿及含有機(jī)溶劑的介 質(zhì)中實(shí)現(xiàn)過濾 化學(xué)性能相當(dāng)穩(wěn)定 在鈦金屬纖維濾膜中粗纖維層組成支撐材料 又有很 高的機(jī)械強(qiáng)度 直徑特別小的纖維層用于過濾 精細(xì)的纖 維位于濃縮液的一面 以防顆粒透入過濾介質(zhì) 避免鈦金 屬纖維濾膜的快速堵塞 粗纖維層和精細(xì)纖維層是通過真 空燒結(jié)在一起的一個整體 所以機(jī)械性能特別好 3 3 2 設(shè)備的技術(shù)性能設(shè)備的技術(shù)性能 1 耐腐蝕性強(qiáng) 濾膜采用鈦金屬材料 其它如過濾器殼體 管匯 閥 門均采用不銹鋼制造 具有優(yōu)良的耐腐蝕性能 2 抗壓能力強(qiáng) 由于鈦金屬纖維濾膜具有超強(qiáng)的機(jī)械性能 耐壓可達(dá) 1 0Mpa 不會因?yàn)閴翰钸^高而損傷金屬纖維濾膜 6 3 設(shè)備全自動化控制 采用 MCU 自動控制技術(shù) 實(shí)現(xiàn)過 濾 反洗的全自動化控制 4 耐溫能力強(qiáng) 能過濾溫度達(dá)到 80 的過濾介質(zhì) 4 試驗(yàn)的水質(zhì)檢測 試驗(yàn)的水質(zhì)檢測 水質(zhì)檢測的采樣點(diǎn)共設(shè)有三處 一 整個工藝的進(jìn)水管道 即三相分離器出水管道上 的取樣口 二 沉降罐的出水口 三 鈦金屬膜過濾裝置的出水口 在水質(zhì)檢測時 pH 值 進(jìn)出水流量 壓力 溫度可以 在現(xiàn)場測定 其余水質(zhì)指標(biāo)送至第三方進(jìn)行檢測 4 1 水質(zhì)的全分析水質(zhì)的全分析 首先要對試驗(yàn)進(jìn)水水質(zhì)作全分析 可以通過 XX 的相關(guān) 工作人員取得進(jìn)水水質(zhì)數(shù)據(jù) 4 2 半導(dǎo)體電催化氧化裝置試驗(yàn)的水質(zhì)檢測半導(dǎo)體電催化氧化裝置試驗(yàn)的水質(zhì)檢測 水質(zhì)檢測的采樣點(diǎn)設(shè)置在沉降罐的出水管道上 對于 半導(dǎo)體電催化氧化裝置出水需要檢測的水質(zhì)指標(biāo)見下表 1 表 1 出水水質(zhì)檢測指標(biāo) 陽離子Ca2 Mg2 Ba2 Fe2 陰離子CO32 HCO3 Cl S2 其它指標(biāo) pH 值 水溫 懸浮物 濁度 電導(dǎo)率 油 點(diǎn)腐蝕 SRB TGB 7 其中 出水管道上安裝了 pH 儀 時時監(jiān)測 pH 值 其 余各檢測指標(biāo)可兩個小時測定一次 4 3 鈦金屬膜過濾裝置試驗(yàn)的水質(zhì)檢測鈦金屬膜過濾裝置試驗(yàn)的水質(zhì)檢測 對于鈦金屬膜過濾裝置出水需要檢測的水質(zhì)指標(biāo)有 出水流量 懸浮物 懸浮顆粒物直徑中值 含油量 點(diǎn)腐 蝕 各水質(zhì)指標(biāo)可兩個小時測定一次 出水指標(biāo)應(yīng)該達(dá)到 A2 標(biāo)準(zhǔn) 表 2 碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo) SY T5329 94 注入層平均空氣滲透率 10 3 m2 600 標(biāo)準(zhǔn)分級A1A2A3B1B 2B3C1C2C3 懸浮固體質(zhì)量濃度 mg l 1 0 2 0 3 0 3 0 4 0 5 0 5 0 7 0 10 0 懸浮物顆粒直徑中值 m 1 0 1 5 2 0 2 0 2 5 3 0 3 0 3 5 4 0 含油量 mg 1 1 5 0 6 0 8 0 8 0 10 0 15 0 15 0 20 30 平均腐蝕率 mg a 1 0 076 點(diǎn)腐蝕 A1 B1 C1 級 試片各面都無點(diǎn)腐蝕 A2 B2 C2 級 試片有輕微點(diǎn)腐蝕 A3 B3 C3 級 試片有明顯點(diǎn)腐蝕 SRB 含量 個 毫升 0 10