油田污水處理

油田污水處理石油工程術(shù)語(yǔ)01產(chǎn)生背景處理方法技術(shù)簡(jiǎn)介一般工藝目錄03020405處理意義水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)處理后的出路目錄0706基本信息油田污水處理。國(guó)內(nèi)外含油污水處理工藝是基本相同的，主要分為除油和過(guò)濾兩級(jí)處理，處理污水進(jìn)行回注。根據(jù)注水地層的地質(zhì)特性，確定處理深度標(biāo)準(zhǔn)、選擇凈化工藝和設(shè)備。產(chǎn)生背景產(chǎn)生背景我國(guó)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(jìn)入石油開(kāi)采的中期和后期，采出原油的含水率已達(dá)70%~80%，有的油田甚至高達(dá)90%，油水分離后產(chǎn)生大量的含油污水。含油污水如果不經(jīng)處理而直接排放，不僅會(huì)造成土壤、水源的污染，有時(shí)甚至?xí)鹞塾椭鹗鹿?，威脅人民的生命安全，造成國(guó)家的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也會(huì)危害油田自身的利益。因此，如何開(kāi)發(fā)出適合我國(guó)油田實(shí)際情況、高效經(jīng)濟(jì)的油田含油污水處理及回用技術(shù)，達(dá)到節(jié)能、降耗、保護(hù)環(huán)境、重復(fù)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(wèn)題。

技術(shù)簡(jiǎn)介技術(shù)簡(jiǎn)介油田污水處理就是采用各種方法將污水中的有害物質(zhì)除去或降低至達(dá)標(biāo)水平，使污水得以利用。因此，污水的利用目的不同，其處理要求也就不同，將污水作為注水水源和作為配制聚合物的水源的處理要求也是不一樣的。目前，油田污水現(xiàn)行的處理技術(shù)，主要以達(dá)到能夠?qū)⑽鬯刈槟康?，而并沒(méi)有考慮作為配制聚合物的要求，因此，一些效果較好的油田污水處理技術(shù)，它雖然滿足污水回注要求，但并不滿足污水配制聚合物要求，仍可能會(huì)導(dǎo)致配制聚合物嚴(yán)重降粘，為此，要解決油田污水配制聚合物的問(wèn)題，必須充分認(rèn)識(shí)油田污水處理現(xiàn)狀。對(duì)于含油污水的處理方法和技術(shù)，國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)一直在不懈的進(jìn)行深入研究，其目標(biāo)是既要除去污水中的油類、有機(jī)物（COD）、懸浮物、硫化物、細(xì)菌等。在20世紀(jì)70年代，各國(guó)廣泛采用氣浮法去除污水中懸浮態(tài)乳化油，同時(shí)結(jié)合生物法降粘有機(jī)物。日本學(xué)者研究出用電絮凝劑處理含油污水、用超聲波分離乳化液、用親油材料吸附油。近幾年發(fā)展用膜法處理含油污水，濾膜被制成板式、管式、卷式和空心纖維式。美國(guó)還研究出動(dòng)力膜，將滲透膜做在多孔材料上，應(yīng)用于水處理中。其處理手段大體以物理方法分離，以化學(xué)方法去除，以生物法降粘。含油污水處理難度大，往往需要多種方法組合使用，如重力分離、離心分離、氣浮法、化學(xué)法生物法膜法、吸附法等。目前，各油田的污水處理技術(shù)的針對(duì)性較強(qiáng)，而且處理技術(shù)的效果均不理想，國(guó)內(nèi)外油田常用的污水處理方法可大致分為三類：物理法、化學(xué)法和生物法。

處理方法物理法生物法化學(xué)法處理方法物理法物理處理法是指通過(guò)物理作用分離和去除油田污水中不溶于水的懸浮物的方法。物理處理法所用的設(shè)備大都比較簡(jiǎn)單、操作方便，分離效果良好，使用極為廣泛，根據(jù)物理作用的不同污水處理主要有重力分離法、篩濾截留法、離心分離法，都是利用不同的水處理設(shè)備將油田污水中有害物質(zhì)除去或降低其含量。1、重力分離除油技術(shù)重力分離除油也叫自然除油，該技術(shù)是根據(jù)油水密度不同，利用油水密度差使油上浮，達(dá)到油水分離的目的。因其處理量大運(yùn)行費(fèi)用低，管理方便等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用，其缺點(diǎn)是占地面積大，基建投資高，對(duì)乳化油的處理效果不好，污水停留時(shí)間長(zhǎng)。目前國(guó)內(nèi)外在重力分離設(shè)備上已取得了一定的進(jìn)展，已由自然沉降除油發(fā)展到斜板除油，加設(shè)斜板，增加分離設(shè)備的工作表面積，縮小分離高度，即利用“淺層沉淀”原理提高除油效率。如美國(guó)Quontek公司研制的聚結(jié)板油水分離器（CPS）。最近，石油大學(xué)對(duì)CPS進(jìn)行了改進(jìn)，在其基礎(chǔ)上引進(jìn)了斜板技術(shù)，發(fā)明了斜通道波紋波紋板油水分離器和翼斜板油水分離器，進(jìn)一步提高了板式分離器的效果。2、氣浮分離除油除懸浮物技術(shù)氣浮分離法就是在含油污水中通入空氣設(shè)法使水中產(chǎn)生微細(xì)氣泡，有時(shí)還需加入浮選劑或混凝劑，使污水中的分散油和懸浮顆粒粘附在氣泡上，隨氣體一起浮到水面并加以回收，從而達(dá)到除油除懸浮物的目的?；瘜W(xué)法化學(xué)處理法是指通過(guò)化學(xué)手段如向污水中加入化學(xué)藥劑或采用電化學(xué)等方式除去有害物質(zhì)的方法。油田污水處理的常用化學(xué)方法主要有如下幾種。1、絮凝技術(shù)絮凝技術(shù)可以認(rèn)為是污水過(guò)慮前的預(yù)處理技術(shù)，該技術(shù)主要是通過(guò)向污水中加入絮凝藥劑，使污水中的懸浮物形成絮凝物聚結(jié)下沉，該過(guò)程不僅可以除去污水中的懸浮物和膠體粒子，降低COD值，而且，還可以除去細(xì)菌等。油田水處理用的絮凝劑主要分為無(wú)機(jī)、有機(jī)和生物絮凝劑三類。無(wú)機(jī)絮凝劑主要有無(wú)機(jī)化合物（如硫酸鋁、明礬、三氯化鐵、硫酸亞鐵等）和無(wú)機(jī)聚合物（聚合氯化鋁（PAC）、聚合硫酸鋁（PAS）、聚合硫酸鐵等高聚物），其中無(wú)機(jī)聚合物是60年代后發(fā)展起來(lái)的一類新型絮凝劑，由于其功效成倍提高，有逐步成為主流絮凝劑的趨勢(shì)。有機(jī)絮凝劑有低分子量的陽(yáng)離子聚合物（如聚胺等）和高分子量的聚合物（如聚炳烯酰胺及其衍生物）。與無(wú)機(jī)高分子絮凝劑相比，它的用量少，產(chǎn)生的絮體大、沉降速度快、受共存鹽、pH值和溫度的影響小，效果明顯、且種類繁多，在油田水處理中得到廣泛應(yīng)用。但由于聚炳烯酰胺具有毒性、難生物降粘，目前天然改性高分子絮凝劑和兩性高聚物等環(huán)保型的無(wú)害水處理劑的研究倍受人們，如國(guó)內(nèi)新合成的以F691粉（主要成分水溶性多聚糖、纖維素、木質(zhì)素單寧）為原料的新型高效陽(yáng)離子絮凝劑FNQD，國(guó)外新推出的水處理劑(DTC)，用于美國(guó)墨西哥灣和北海油田水處理中，輕易地將處理精度僅能達(dá)到60~70mg/L的水處理系統(tǒng)提高至1~2mg/L，效果十分明顯。生物法生物處理技術(shù)是目前世界上應(yīng)用最廣泛的污水處理技術(shù)，該技術(shù)較物理或化學(xué)方法成本低，投資少，效率高，無(wú)二次污染，廣泛為各國(guó)化工行業(yè)采用。我國(guó)城市污水采用生物處理法的占85%以上，油田采用生物處理法的相對(duì)較少，大港油田的氧化塘處理技術(shù)就是生物法處理技術(shù)。生物法處理技術(shù)的機(jī)理就是采用一定的人工措施，創(chuàng)造有利于微生物生長(zhǎng)、繁殖的環(huán)境，使微生物大量繁殖，在繁殖的過(guò)程中，這些以污水中的有機(jī)物作為營(yíng)養(yǎng)源的微生物通過(guò)氧化作用吸收分解有機(jī)物，使其轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的CO2、H2O、N2、CH4等，從而使污水得以凈化。生物法從微生物對(duì)氧的需求上可分為好氧生物法和厭氧生物法，從處理的過(guò)程形式上可以分為活性污泥法、生物膜法和氧化塘法。1、活性污泥法活性污泥法是目前應(yīng)用較廣泛的一種生物技術(shù)，它是將空氣連續(xù)鼓入污水中，污水經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的暴氣后，水中會(huì)產(chǎn)生一種以好氧菌為主體的茶褐色絮凝體，其中含有大量的活性微生物，這種含有活性微生物的絮凝體就是活性污泥。這種微生物以污水中溶解性有機(jī)物為食料，獲得能量，并不斷增長(zhǎng)繁殖?；钚晕勰嗟慕Y(jié)構(gòu)松散，表面積很大，對(duì)污水中的有機(jī)物有著強(qiáng)烈的吸附、凝聚和氧化分解能力，從而使污水得以凈化。2、生物膜法生物膜法和活性污泥法一樣同屬于好氧生物處理方法。活性污泥法是靠暴氣池中懸浮流動(dòng)著的活性污泥來(lái)凈化污水，而生物膜法是利用固定于固體介質(zhì)表面的微生物來(lái)凈化污水的，這種方法亦稱為生物過(guò)濾法。一般工藝一般工藝圖1油田污水成分比較復(fù)雜，油分含量及油在水中存在形式也不相同，且多數(shù)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(shí)，因各種力法都有其局限性，在實(shí)際應(yīng)用中通常是兩三種方法聯(lián)合使用，使出水水質(zhì)達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。另外，各油田的生產(chǎn)方式、環(huán)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(jiàn)的一級(jí)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(jí)處理有過(guò)濾、粗?；?、化學(xué)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。如圖1所示是油田污水處理常見(jiàn)的幾種工藝，其中工藝2、3處理后外排；工藝4處理后回用作熱采鍋爐給水；工藝1、5處理后用于回注。處理意義處理意義油田采油污水是一種量大而面廣的污染源。全國(guó)每年大約有十幾億方油田采油污水需要處理，這些污水在處理達(dá)標(biāo)以后，大部分要作為開(kāi)采注入水回注地層，一小部分向自然環(huán)境中排放。在石油的二次開(kāi)采中，注水開(kāi)發(fā)是主要的開(kāi)發(fā)方式。目前我國(guó)各油田絕大部分開(kāi)發(fā)井都采用注水開(kāi)發(fā)。伴隨著油田注水開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的進(jìn)行，出現(xiàn)了兩大問(wèn)題，一是注入水的水源問(wèn)題；二是注入水和油田采出水的處理及排放問(wèn)題。注水開(kāi)發(fā)初期的注水水源是通過(guò)開(kāi)采淺層地下水或地表水來(lái)解決的，但大量開(kāi)采淺層地下水會(huì)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(dá)到回注水的要求（主要是含油量、懸浮物超標(biāo)），仍然回注到地下，這將導(dǎo)致堵塞地層出油通道，降低注水效率和石油開(kāi)采量；因此污水處理是否達(dá)標(biāo)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(lái)越大，由于注水井的布局及注入量的不均衡、現(xiàn)有技術(shù)設(shè)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(huán)境中去。因此，必須考慮污水的達(dá)標(biāo)排放問(wèn)題。如果這些污水不經(jīng)處理或處理后未達(dá)標(biāo)而排放，將會(huì)造成環(huán)境污染、破壞水體、土壤、影響生態(tài)平衡，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。處理后的出路處理后的出路從國(guó)內(nèi)外油田生產(chǎn)情況來(lái)看，油田含油污水經(jīng)處理后的出路一般有三種：（1）回注：代替清水資源直接回注地層或配制聚合物后回注地層。（2）回用：處理后作為熱采鍋爐的給水。（3）外排：處理后達(dá)到國(guó)家污水排放標(biāo)準(zhǔn)，直接排放。油田污水的處理依據(jù)油田生產(chǎn)、環(huán)境等因素可以有多種方式。當(dāng)油田需要注水時(shí)，油田污水經(jīng)處理后回注地層，此時(shí)要對(duì)水中的懸浮物、油等多項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行嚴(yán)格控制，防止其對(duì)地層產(chǎn)生傷害。如果是作為蒸汽發(fā)生器或鍋爐的給水，則要嚴(yán)格控制水中的鈣、鎂等易結(jié)垢的離子含量、總礦化度以及水中的油含量等。如果處理后排放，則根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境要求，將污水處理到排放標(biāo)準(zhǔn)。水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)油田開(kāi)發(fā)對(duì)注水水質(zhì)的要求陸上油田的開(kāi)采方式主要為注水開(kāi)發(fā)方式，通過(guò)向地層注水來(lái)彌補(bǔ)因采油而造成的地下虧空，并起到驅(qū)油的目的。油田注水所服務(wù)的對(duì)象是由致密巖石組成的油層，因此要求一定的注水水質(zhì)加以保證，這樣才能達(dá)到注得上、注得進(jìn)、注得夠的目的。目前陸上油田開(kāi)發(fā)的地滲透油藏在35%左右，而且每年新探明的石油地質(zhì)儲(chǔ)量中低滲透油層所占的比重也越來(lái)越大，這些低滲透油層的孔喉半徑通常在2~4um以下，滲透率在（10~50）×10-3um2，污水回注必須有相應(yīng)配套的污水處理工藝，以確保處理后的水質(zhì)達(dá)到相應(yīng)低滲透油層的注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。注