采油廢水回注處理技術(shù)

采油廢水回注處理技術(shù)摘要：采油廢水經(jīng)處理后回注是減少環(huán)境污染保障油田可持續(xù)開(kāi)發(fā)的一個(gè)重要途徑。較系統(tǒng)地介紹了采油廢水處理技術(shù)和國(guó)內(nèi)外最新發(fā)展動(dòng)態(tài)，著重對(duì)膜分離技術(shù)處理采油廢水方法進(jìn)行了分析、比較和討論。認(rèn)為膜分離技術(shù)處理采油廢水具有廣闊的發(fā)展前景。關(guān)鍵字：采油廢水處理除油膜分離技術(shù)TreatmeentTeechnollogyfforReecycliingoffWasttewateerfroomOillExtrractioon

HUAANGTiing-liin,YANNGLi--weiAbrtracct:Reccyclinngoftreattedwaastewaaterffromooilexxtracttioniisanimporrtantwayttoredduceeenviroonmenttalpoollutiionanndenssuretthesuustainnabledevellopmenntofoilffieldss.TechhnologgyforrthetreattmentofwaastewaaterffromooilexxtracttionaandittslattestddeveloopmenttsinssideaandouutsideeChinnaareeintrroduceedsysstematticalllywitthfoccusonntheanalyysis,compaarisonnanddiscuussionnoftthetrreatmeentoffwasttewateerfroomoillextrractioonusiingmeembrannesepparatiionteechnollogy.IItisbelieevedtthatmmembraaneseeparattionttechnoologyhasbbroadprosppectsforddeveloopmenttintthetrreatmeentoffthe

wasttewateerfroomoillextrractioon;Keywwords::treattmentofwaastewaaterffromooilexxtracttion;ooilreemovall;membbraneseparrationntechhnologgy引言采出原油經(jīng)經(jīng)脫水處理后后，水中一般般含有一定量量的油、硫化化物、有機(jī)酚酚、氰、細(xì)菌菌、固體顆粒粒以及所投加加的破乳劑、絮絮乳劑和殺菌菌劑等化學(xué)藥藥劑。在油田田的開(kāi)發(fā)進(jìn)入入中、后期以以后，油層壓壓力下降很大大，通過(guò)注水水采油是用來(lái)來(lái)維持油層壓壓力的重要手手段。大量的的采出水外排排既造成了環(huán)環(huán)境污染，又又浪費(fèi)了寶貴貴的水資源。因因此，采油廢廢水經(jīng)處理后后回注成為減減少環(huán)境污染染、保障油田田可持續(xù)開(kāi)發(fā)發(fā)、提高油田田的經(jīng)濟(jì)效益益的一個(gè)重要要途徑。廢水中的懸懸浮物和油是是采油廢水回回注中導(dǎo)致注注水井和油層層堵塞的兩個(gè)個(gè)重要因素，而而在除油處理理工藝中往往往伴隨著懸浮浮物的去除，因因此，采油廢廢水的除油問(wèn)問(wèn)題就成為廢廢水回注處理理的一個(gè)重要要研究課題。1采油廢水處處理技術(shù)根據(jù)采油廢廢水中油存在在的五種形態(tài)態(tài)1，主要有以以下幾種處理理方法：1..1隔油處理理法隔油油處理法主要要去除游離態(tài)態(tài)和機(jī)械分散散態(tài)油，靠自自然上浮分離離。常用的處處理構(gòu)筑物類類型有平流式式隔油池、平平板式隔油池池、斜板式隔隔油池等。平平流式隔油池池(API)平流式式隔油池其處處理過(guò)程通常常是靠重力作作用進(jìn)行油水水分離。合理理的水力設(shè)計(jì)計(jì)及廢水停留留時(shí)間是影響響除油效率的的兩個(gè)重要因因素。停留時(shí)時(shí)間越長(zhǎng)，除除油效果越好好[2]。平行行斜板式隔油油池(PPI)與波紋斜板板式隔油池(CPI)與平流流池相比，平平行斜板式與與波紋斜板式式隔油池的不不同之處在分分離槽中沿水水流方向安裝裝傾斜平行板板或波紋傾斜斜板。這些隔隔板可有效地地縮短油珠垂垂直上升距離離，使油珠在在斜板下表面面聚集成較大大的油滴，不不僅增加了有有效分離面積積，而且也提提高了整流效效果。其優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是占地面積積小、油水分分離效果好、停停留時(shí)間短、投投資費(fèi)用較低低。處理低含含油量采油廢廢水的處理結(jié)結(jié)果表明[33,4]，API型隔油池要要優(yōu)于CPI隔油池。1..2氣浮法按照氣泡泡產(chǎn)生的方法法，可分為加加壓溶氣氣浮浮(DAF)、葉輪氣浮(IAF)、曝氣氣浮浮、引風(fēng)空氣氣氣浮、電解解氣浮等。氣氣浮法常作為為二級(jí)處理技技術(shù)。為確保保最佳除油效效果必須結(jié)合合絮凝法，對(duì)對(duì)于去除膠態(tài)態(tài)油與乳化油油，DAF法中的化學(xué)學(xué)處理步驟是是非常重要的的。1.3

凝聚過(guò)濾法法凝聚過(guò)過(guò)濾除油機(jī)理理是小油珠凝凝聚和大油珠珠直接去除兩兩種機(jī)理的綜綜合。在適當(dāng)當(dāng)條件下達(dá)到到良好的出水水水質(zhì)，特別別適用于含機(jī)機(jī)械分散態(tài)油油類廢水的處處理。但不同同性質(zhì)的含油油廢水處理效效果相差很大大[5]，特別別是對(duì)低含油油廢水，不宜宜采用單一的的凝聚過(guò)濾方方法進(jìn)行處理理。1.4化學(xué)處處理法和電解解法化學(xué)學(xué)處理法主要要用于去除乳乳化油。一般般是直接用化化學(xué)藥劑來(lái)削削弱分散態(tài)油油珠的穩(wěn)定性性。通常是投投加無(wú)機(jī)混凝凝劑常為鋁鹽和和鐵鹽，然后后通過(guò)沉降或或氣浮法將分分離的油去除除。投加混凝凝劑后，氣浮浮除油的效率率可提高10%～25%，最高可達(dá)95%以上(表1)。表1投加混凝凝劑的氣浮除除油效率比較較[3,6]]煉油廠ABCDEFGH混凝劑及投加量量聚合電解質(zhì)和膨膨潤(rùn)土25mg/L30～70mmg/L75～100mmg/L無(wú)100mg/LL無(wú)FeCl3Al2(SO44)3Al2(SO44)3石灰明礬加入混凝劑前的的除油效率(％)707970～8070～80

72-74-加入混凝劑后的的除油效率(％)95879095-90-95電解法去除乳化化的油效果良良好，且沒(méi)有有二次污染。電電解法主要有有電解氣浮法法和電解絮凝凝法。前者利利用電解水產(chǎn)產(chǎn)生的氧氣和和氫氣形成微微氣泡，進(jìn)行行氣浮。由于于氣泡微小，能能夠去除較小小的油珠和懸懸浮粒子，廢廢水處理后可可用于回注。后后者則采用消消耗性電極，外外加電壓使電電極氧化而釋釋放出金屬離離子。釋放出出的金屬離子子的水解產(chǎn)物物具有混凝作作用。要求被被處理的廢水水有足夠的導(dǎo)導(dǎo)電性，以使使電解池能進(jìn)進(jìn)行正常工作作，并防止電電極鈍化。11.5

生物物處理技術(shù)采油廢水水經(jīng)隔油池和和氣浮處理后后，可采用活活性泥法、滴滴濾法、曝氣氣法或接觸氧氧化法等生化化方法處理。一一種代表性的的工藝流程見(jiàn)見(jiàn)圖1[7]。國(guó)外外也有報(bào)道在在經(jīng)API隔油池和氣氣浮處理后采采用氧化塘法法進(jìn)一步處理理，氣浮單元元出水含油量量為40mg／L，在氧化塘塘停留時(shí)間超超過(guò)20天后，出水水含油量低于于18mg//L。中科院植植物研究所和和江蘇省植物物研究所利用用鳳眼蓮生態(tài)態(tài)工程凈化處處理采油廢水水[8]，結(jié)果果表明，最佳佳控制條件為為65mg//L＜COD＜130mgg/L，臨界有效效值為COD=2262.6mmg/L。1.6

吸附法法吸附法法是利用親油油性材料來(lái)吸吸附水中的油油?；钚蕴渴鞘浅Ｓ玫奈礁讲牧?。此外外，煤炭、吸吸油氈、陶粒粒、石英砂、木木屑、硼泥等等也可作為吸吸附劑[9]]?；钚孕蕴课椒ㄓ捎捎谔幚沓杀颈靖?、再生難難，使用上受受到一定的限限制。近年來(lái)來(lái)國(guó)外已逐漸漸用它來(lái)對(duì)含含油廢水進(jìn)行行深度處理，以以滿足日益嚴(yán)嚴(yán)格的廢水排排放標(biāo)準(zhǔn)。日日本是較多采采用粒狀活性性炭進(jìn)行深度度處理的國(guó)家家，現(xiàn)在大約約有30套工業(yè)裝置置。美國(guó)目前前進(jìn)行著采用用粉末活性炭炭投加到生化化曝氣池中處處理含油廢水水的技術(shù)研究究。國(guó)內(nèi)也開(kāi)開(kāi)展了使用粒粒狀活性炭處處理采油廢水水這方面的研研究與實(shí)踐[[10]。由由表2可以看出在在很低的含油油量條件下，活活性炭除油效效果非常顯著著，可高達(dá)95%以上。1.77膜分離技術(shù)術(shù)近近年來(lái)，越來(lái)來(lái)越多的膜分分離技術(shù)開(kāi)始始用于油田采采出水處理。膜膜分離技術(shù)就就是利用膜的的選擇透過(guò)性性進(jìn)行分離和和提純的技術(shù)術(shù)。當(dāng)廢水中中油粒子粒徑徑為微米量級(jí)級(jí)時(shí)，可用機(jī)機(jī)械方法進(jìn)行行前處理。膜膜法處理可根根據(jù)廢水中油油粒子的大小小，合理地確確定膜截留分分子量，且處處理過(guò)程中一一般無(wú)相的變變化，常溫下下操作，有高高效、節(jié)能、投投資少、污染染小的特點(diǎn)。常應(yīng)用于于采油廢水處處理的五種膜膜分離技術(shù)為為反滲透(RO)、超濾（UF）、微濾（MF）、電滲析析（ED）和納濾（NF）。微濾由由于所需壓力力小、易清洗洗、操作費(fèi)用用低等特點(diǎn)，因因而應(yīng)用最為為廣泛。微濾濾法處理含油油廢水時(shí)，主主要濾掉廢水水中大顆粒物物質(zhì)及固體懸懸浮物，也可可作為超濾和和反滲透的前前處理。超濾膜技術(shù)術(shù)目前在含油油廢水處理中中應(yīng)用最多，美美國(guó)在1991年前后研究究了一種陶瓷瓷超濾膜處理理采出水用于于油田回注[[11]。國(guó)國(guó)內(nèi)華北油田田、江漢油田田、勝利油田田都有應(yīng)用超超濾膜技術(shù)的的報(bào)道[122]。與傳統(tǒng)統(tǒng)的絮凝分離離方法相比，超超濾膜處理綜綜合費(fèi)用更低低。但是，用用超濾膜處理理含油廢水時(shí)時(shí)，由于低分分子能夠穿透透濾膜，所以以BOD和COD去除率不高高，常將超濾濾透過(guò)水再經(jīng)經(jīng)反滲透（或或活性污泥法法等生物法）進(jìn)進(jìn)行深度處理理[13]（圖2）。超濾膜的污污染與清洗是是目前超濾膜膜技術(shù)研究的的重點(diǎn)問(wèn)題之之一。中科院院上海原子核核研究所通過(guò)過(guò)使用表面活活性劑對(duì)超濾濾膜進(jìn)行膜表表面改性，來(lái)來(lái)改善膜表面面的親水性，從從而有效地降降低膜表面的的污染反反滲透裝置第第一次大規(guī)模模應(yīng)用于油田田采出水處理理的是加利福福尼亞的圣泡泡斯廢熱電站站(Mt.PooseCoo-geneeratioonPlaant)。其水處理理裝置包括除除油、澄清、過(guò)過(guò)濾、反滲透透脫鹽裝置，處處理后的水用用于電站鍋爐爐給水。這套套水處理裝置置成功地將含含鹽3000mmg/L,硅6263mmg/L,油3.5mgg/L,總有機(jī)碳(TOC))16～23mg//L的采出水處處理到鍋爐用用水水質(zhì)。國(guó)國(guó)內(nèi)有專利報(bào)報(bào)道[13]]，將鹽析和和反滲透結(jié)合合起來(lái)處理乳乳化油廢水，效效果良好。加拿大環(huán)環(huán)境廢水中心心自1990年開(kāi)始，采采用電滲析處處理油田采出出水，進(jìn)行了了一系列的小小型試驗(yàn)，并并解決了擴(kuò)大大規(guī)模中試中中的膜污染和和處理高溫采采出水兩大問(wèn)問(wèn)題。1.88高效油水分分離設(shè)備近年來(lái)，處處于環(huán)保和經(jīng)經(jīng)濟(jì)兩方面的的考慮，國(guó)外外許多大的石石油公司開(kāi)發(fā)發(fā)研究諸多高高效油水分離離設(shè)備以減少少過(guò)高成本和和處理采出水水費(fèi)用，如加加拿大工程研研究中心(C-FEER)開(kāi)發(fā)研究出出井下油水分分離系統(tǒng)：將將水力旋流分分離器與經(jīng)過(guò)過(guò)改進(jìn)的多流流井下泵送系系統(tǒng)配套使用用，完成產(chǎn)油油、油水分離離及實(shí)現(xiàn)采出出水同井回注注[15]。這這項(xiàng)新技術(shù)在在加拿大東部部艾伯塔省阿阿萊恩斯油田田得到良好地地應(yīng)用[166]。2采油廢水水處理技術(shù)現(xiàn)現(xiàn)狀與展望由于各油田田所處環(huán)境不不同，油田地地層滲透率差差別較大，對(duì)對(duì)回注水水質(zhì)質(zhì)要求不同，國(guó)國(guó)外油田采出出水經(jīng)處理后后，主要用于于回注，其次次用于農(nóng)田灌灌溉和用于蒸蒸汽發(fā)生器或或鍋爐給水。國(guó)國(guó)內(nèi)目前各油油田多數(shù)采用用隔油除油—混凝或沉淀淀（或氣?。^(guò)濾三段處處理工藝，再再輔以阻垢、緩緩蝕、殺菌、膜膜處理或生化化法處理等。由由于有時(shí)采出出水CODcr嚴(yán)重偏高高，特別是對(duì)對(duì)于稠油污水水、聚合物采采出水、高含含鹽采出水經(jīng)經(jīng)處理外排時(shí)時(shí)達(dá)標(biāo)率僅為為50%左右。也有有其它多種原原因，致使采采出水處理無(wú)無(wú)法再次利用用而只能外排排。國(guó)內(nèi)內(nèi)目前的“老三套”方法雖然有有一定的效果果，處理后都都還存在很多多問(wèn)題，如隔隔油池只能去去除大粒徑的的油珠，不能能去除水中乳乳化油和溶解解油；氣浮法法要加破乳劑劑，且油不易易回收；活性性炭吸附法成成本高，活性性炭不易再生生等；而對(duì)于于膜法處理則則具有效率高高、設(shè)備小、耗耗能少、操作作簡(jiǎn)便、易實(shí)實(shí)現(xiàn)自控化，易易工業(yè)化規(guī)模模使用等優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)，加之國(guó)內(nèi)內(nèi)外對(duì)膜法處處理油田采出出水的研究的的重視和深入入，膜材料的的不斷更新，膜膜成本的逐漸漸降低，使膜膜分離技術(shù)用用于油田采出出水的處理成成為未來(lái)的重重要發(fā)展方向向。參考文獻(xiàn)[1]W.帕特森工業(yè)水處理理技術(shù)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)學(xué)工業(yè)出版社社，93.111:286～287．[2]Yost..KJ.,AA.Soluutionss[C].FFin.Maanag.oonly,11978:119～24.[3]TreattmeatinthhePettroleuumInddustryy[J].EEfflueentWaaterTTreatmment,11974,114:26～29.[4]MMorrisson.j..Tilteed-PlaateSeeparattorsfforReefinerryWasstewatter[J]].OilCCas,19970,688:86～88．[5]Maanual..vol.IIV.TeeehnoloogiesforCCon-trrolReemovallofPPolluttants[[M].Vssepa6600-8--80-0442-c,11980.[6]QQuileyy.R.E..,E.L..Hoffmman.FlloatattionoofQittyWasstes[AA].Proo-ceeddingsofthhe21SSTInddustriialWaasteCConperrencell[C].PPurdueeUnivversitty,19666.5277～533.[7]MMadiannE.S,,etall..TreeatinggofpproduccedWaaterfforSuurfaceeDis--charggeattheAArunCCasCoondenssateffieledd[R].SSPEpaaper228946,,Preseented,,atthheSPEEInteematioonalSSympossiumoonOillfielddChemmistryy,SanAntonnioTeexas,11995.[8]唐述虞，陳陳建國(guó)，史建建文．鳳眼蓮蓮在