元壩氣田采出水資源的預處理

元壩氣田采出水資源的預處理

元水庫氣田位于四川省廣元蒼溪區(qū)元水庫市。是中國石化的主要項目。氣田采出水總量為600m1工藝參數(shù)及中試實驗情況分析元壩氣田采出水零排放處理工程依托元壩凈化廠，采出水處理后回用元壩凈化廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)。經(jīng)深度處理后的采出水水質(zhì)需要達到《煉化企業(yè)節(jié)水減排考核指標與回用水質(zhì)控制指標》（Q/SH0104—2007）中關(guān)于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補水水質(zhì)要求。為實現(xiàn)元壩氣田高含硫采出水處理后達到循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補水水質(zhì)要求，首先需對氣田采出水開展水質(zhì)分析研究。氣田采出水水質(zhì)分析情況見表1。另外，采用氣質(zhì)聯(lián)譜（GC/MS）對采出水中COD組分進行分析，分析結(jié)果見圖1和表2。通過分析可以看出，氣田水中組成COD的主要物質(zhì)是含苯環(huán)類芳香族化合物，主要包括苯胺、苯酚等等芳香族化合物質(zhì)。芳香族化合物是含苯環(huán)結(jié)構(gòu)的碳氫化合物的總稱根據(jù)水質(zhì)分析結(jié)果，為實現(xiàn)資源化利用，需對水中的硫化物、COD、氨氮、揮發(fā)酚、成垢離子、TDS等進行去除。元壩氣田采出水零排放綜合處理工程中去除水中硫化物采用了密閉脫硫工藝；去除水中的成垢離子采用了澄清預處理的工藝；去除氣田采出水中氨氮和COD、揮發(fā)酚及TDS采用了“預蒸發(fā)+低溫多效蒸發(fā)+高級氧化+雙膜”的處理工藝。采用低溫多效蒸發(fā)工藝去除水中高沸點COD，利用芬頓氧化工藝去除水中低沸點COD。其中，去除氣田采出水中氨氮和高沸點COD的低溫多效蒸發(fā)試實驗情況見表3。根據(jù)試驗結(jié)果，控制脫氨塔塔底溫度在105℃，塔頂溫度80～90℃，能夠有效去除水中的氨氮，控制出水氨氮小于或等于10mg/L，同時還能夠去除水中部分COD。而在后續(xù)多效蒸發(fā)過程中，COD逐漸降低，根據(jù)試驗情況，二次蒸汽冷凝水中COD含量均降至了900mg/L以下。針對低溫蒸餾裝置產(chǎn)水中低沸點COD及揮發(fā)酚等，采用了芬頓反應+雙膜的處理工藝。通過室內(nèi)試驗和現(xiàn)場中試確定了芬頓反應的藥劑量及整個中試工藝的可行性。芬頓反應藥劑量：H通過中試試驗結(jié)果可以看出，采用“芬頓+反滲透”工藝能夠有效控制出水COD小于或等于50mg/L，氨氮小于或等于10mg/L，能夠保證出水水質(zhì)達到標準要求。2氣田采出液處理系統(tǒng)根據(jù)前期研究的結(jié)果，元壩氣田采出水深度處理工藝流程如下：氣田采出水→氣提塔→壓力兩相接收罐→混凝沉降池→提升泵→澄清預處理系統(tǒng)→過濾提升泵→過濾裝置→預蒸發(fā)處理系統(tǒng)→低溫多效蒸發(fā)系統(tǒng)→高級氧化系統(tǒng)→雙膜系統(tǒng)→成品水系統(tǒng)。2.1閉合硫處理氣田采出水經(jīng)氣提塔處理進入密閉除硫系統(tǒng)處理，通過密閉除硫系統(tǒng)能夠有效的去除水中硫化物，出水硫化物的含量小于或等于3mg/L。2.2透明預處理系統(tǒng)密閉脫硫系統(tǒng)脫硫后氣田采出水進入澄清預處理系統(tǒng)，在澄清處理系統(tǒng)主要去除水中的鈣、鎂離子，在澄清罐內(nèi)投加復合堿（Na2.3預蒸發(fā)系統(tǒng)和多效蒸發(fā)系統(tǒng)2.3.1蒸發(fā)系統(tǒng)處理經(jīng)前端密閉脫硫系統(tǒng)和澄清預處理系統(tǒng)處理合格后的氣田采出水，經(jīng)過板式換熱器加熱至50℃左右進入預蒸發(fā)系統(tǒng)進行處理，預蒸發(fā)系統(tǒng)主要去除水中氨氮和部分COD，該系統(tǒng)再沸器運行溫度為105℃，脫氨塔塔頂溫度為85℃。預蒸發(fā)系統(tǒng)出水水質(zhì)情況見表6?？梢钥闯?，預蒸發(fā)系統(tǒng)能夠有效去除水中氨氮和部分COD，氨氮的去除率達到95%左右。對COD的去除率在55%左右，主要去除的是高沸點COD。2.3.2蒸發(fā)后出水水質(zhì)情況預蒸發(fā)系統(tǒng)處理后的氣田采出水進入到低溫多效蒸發(fā)系統(tǒng)，該系統(tǒng)各效溫度分別為一效溫度95℃，二效、三效的運行溫度為75、56℃。經(jīng)低溫多效蒸發(fā)系統(tǒng)處理后出水水質(zhì)情況見表7。可以看出，通過低溫多效蒸發(fā)處理后，出水達到了進入后續(xù)高級氧化及雙膜的水質(zhì)條件。另外，通過低溫多效蒸發(fā)系統(tǒng)對氣田采出水進行蒸發(fā)，充分利用了元壩凈化廠剩余蒸汽，避免了資源浪費。正常情況下1t水全部蒸發(fā)理論上需要1.1t蒸汽，本設(shè)計中供需要蒸發(fā)水量為22.5t，應需要蒸汽量為24.75t蒸汽。采用低溫多效蒸發(fā)技術(shù)，通過以上計算所需蒸汽量為8.3t，大大減少了蒸汽的消耗量。經(jīng)核算，每年可以減少熱污染3.7×102.3.3反滲透+蒸發(fā)cod高級氧化工藝控制芬頓反應進水pH至在2～3,H通過對芬頓進出水COD的連續(xù)檢測數(shù)據(jù)可以看出，在芬頓進水COD小于或等于600mg/L的情況下，出水COD均能控制在小于或等于100mg/L。反滲透裝置能夠進一步去除芬頓反應裝置出水COD及氨氮，根據(jù)對反滲透裝置出水連續(xù)化驗分析結(jié)果看，反滲透出水能夠有效控制出水COD小于或等于50mg/L，氨氮小于或等于10mg/L。該項目投產(chǎn)后，每天向元壩凈化廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)補充合格成品水約600m3高級氧化+雙膜工藝處理1）氣提+密閉脫硫系