采油廢水深度處理技術介紹

采油廢水深度處理技術介紹一、項目的由來油田在開采過程中會產(chǎn)生大量的油田采出水、洗井廢水、鉆井廢水和井下作業(yè)廢水等采油廢水。由于我國大部分油田均已進入中后期開發(fā)，且多采用注水開發(fā)的方式，采出液含水率越來越高，采油廢水量也逐年增加，受地層結構和其他條件的限制，采油廢水如不得到妥善解決，勢必對我國油田的增產(chǎn)形成障礙，并造成一定的環(huán)境污染。采油廢水常用的處理方法由于受油品黏度、鹽度等差異的影響，采油廢水的性質(zhì)和處理工藝各不相同。采油廢水處理工藝的選取是由廢水中污染物的性質(zhì)、出水水質(zhì)要求等因素決定的。自然除油可以去除廢水中的浮油和大部分散油。由于自然除油不投加混凝劑，只靠微小油珠、懸浮顆粒與污水的相對密度差上浮或下沉將水、泥、油分離，因此去除效率低，而且體積大、占地面積大。斜板除油是目前常用的高效除油方法之一，也是利用重力分離技術的除油方法。斜板除油的基本原理是“淺層理論”，簡單地說，就是沉淀池越淺，就越能縮短沉淀時間，提高除油效率。粗?；褪侵覆捎臀鬯ㄟ^一個裝有粗?；牧?填充物)的設備時，油珠粒徑由小變大的過程。粗?；O備能去除大于20

um的油珠，主要是去除廢水中的分散油。粗?；偷臋C理目前尚處于探討階段，未形成統(tǒng)一的理論。目前常用的粗?；牧嫌惺⑸?、無煙煤、陶粒、樹脂等?；炷褪峭ㄟ^向廢水中加入混凝劑，通過壓縮雙電層和電中和作用，破壞膠體的穩(wěn)定性、使膠體凝聚、顆粒不斷增大，最后重力沉淀下來，分離去除?；炷涂梢匀コ龔U水中的乳化油和膠體顆粒。目前國內(nèi)各油田普遍采用的采油污水處理工藝流程為：自然除油一混凝除油一壓力過濾，可使采油污水的含油量從5000

mg／L降至20

mg／L以下，懸浮物降到10

mg／L，再經(jīng)殺菌、阻垢、緩蝕處理可得到合格的凈化水用于回注。污油回收至原油集輸系統(tǒng)，除油罐及沉降罐的沉淀污泥定期人工清除。該工藝處理效果較好，對原水含油量變化適應性強，缺點是設計規(guī)模增大時，壓力濾罐數(shù)量增多。二、低壓膜油水分離分離技術我們八年前受大慶設計研究院委托，并簽訂了有關采油廢水實現(xiàn)水回用的攻關試驗協(xié)議。先后在大慶油田進行了三次采油廢水深度處理工業(yè)試驗。采用低壓膜水處理技術解決油田廢水深度處理實現(xiàn)回用課題，經(jīng)過三年努力在技術上已經(jīng)取得了完全成功，并達到國際“5.1.1”回用標準。因此，大慶油田向我們承諾，大慶油田今后的采油廢水深度處理工程，可由我們來實施，給我們工程準入證，并要求我們在大慶油田建立大慶水凈化技術工程公司以完成采油廢水處理任務。三、項目效益預測本公司成立后，我們能干多少工程就干多少工程，這方面沒有困難。這是本項目進入工程實施以后，我們的公司是在滾動中發(fā)展，公司壯大接受工程數(shù)量就可以增加，特別是除大慶的1000個工程外，我們還可以承接大港、中原及南方油田的工程，凡是油田都需要實現(xiàn)油水分離進行回注水工程，這是油田增產(chǎn)的關鍵。采油廢水含油量高，BODs／CODe

大約在0．15～0．25之間，可生化性差，直接利用好氧工藝很難達到滿意的處理效果，需先用厭氧法提高廢水的可生化性。根據(jù)郝超磊報道

，含油廢水在進入A／O處理站之前，先經(jīng)物理化學方法預處理后，使水質(zhì)基本達到以下要求：石油類在50

mg／L以下、COD低于650mg／L、硫化物低于5．25mg／L、pH值在6～9之間、水溫在35℃～56℃。在合適的溫度、碳氮磷比例及pH值為中性等條件下，采用逐級擴大法培養(yǎng)馴化厭氧微生物和好氧菌。厭氧池生化反應控制在水解酸化階段，微生物主要以水解發(fā)酵性細菌群為主，既有專性厭氧菌又有兼性厭氧菌，好氧池活性污泥中原生動物活躍，有鐘蟲纖毛蟲、漫游蟲、盾纖蟲、倫蟲等。冀東油田分公司分別于2002年和2003年建成兩座厭氧一好氧工藝廢水處理站，處理能力分別為4000m。／d和10000

m3／d，其處理工藝基本相同，主要為二級隔油沉降罐、二級過濾、A／O生化處理。與其它生化處理工藝不同的是，池中同時存在懸浮污泥和生物膜，保持了很高的生物量，兩個污水處理站的處理效果均良好，石油類去除率在90％

以上、COD去除率可達86％

以上，硫化物去除率在94％

以上，處理后的污水達到《污水綜合排放標準》(GB

8978—1996)中的一級排放標準。安塞油田侯市集油站污水處理裝置接收的采油廢水來自同一地層層位，處理工藝較為簡單，采用大罐沉降一斜管除油工藝處理后，

出水能夠滿足長慶油田《污水回注指標控制標準(暫行)》的要求，全部回注地層。安塞油田的王十八轉集油站、杏河集油站和沿河灣集油站的污水處理裝置接受的采油廢水來自不同地層層位，來水成分比較復雜，因此采取了混凝除油——核桃殼過濾器——改性纖維球過濾器，處理后出水水質(zhì)可滿足回注水的要求。新疆油田

采油廢水中污泥黏度高，在除油時容易黏附在斜管上不下滑，斜管常常有壓塌現(xiàn)象。為此，設計時將斜板沉降段的斜板傾角改為70。，斜板間距改為30

inln，既利于污泥沉降，又利于油珠上浮斜板去除。河南油田井樓稠油聯(lián)合站因進口的斜板沉降裝置和引氣浮選裝置在維修和維護方面都比較困難而被閑置，廢水處理流程變成了先重力沉降后直接用雙濾料過濾，出水中污油和懸浮物的含量均超過150mg／L。張慶珍等

人在原重力沉降罐后增加一級高效壓力沉降罐，并利用篩選出的有機、無機復合絮凝劑來實現(xiàn)污油和懸浮物的粗粒化，提高沉降分離效率。改造后，出水水質(zhì)滿足回注要求，不但降低了無效回注費用、降低藥劑成本，還收回了污油，每年可節(jié)約成本近500萬元。丹東輸油分公司

采用鳳眼蓮凈化含油工業(yè)廢水。鳳眼蓮是一種“浮萍科”草本植物，具有發(fā)達的根系懸浮于上層水中，與污水接觸面積較大，能大量吸附水體中懸浮固體，并能降解污水中的有機物。試驗結果表明，工業(yè)廢水含油量小于5mg／L時，鳳眼蓮的處理效果最佳，為此，將原來廢水處理工藝中的三級隔油預處理變成七級隔油預處理，再經(jīng)放入鳳眼蓮的氧化塘處理后，第一級氧化塘水質(zhì)清澈、透明見底，第三、四級氧化塘已適宜魚類生長。經(jīng)長期監(jiān)測，出水水質(zhì)含油量小于2

mg／L，滿足低壓鍋爐用水標準的要求，COD也滿足工業(yè)用水要求，全部回收利用，實現(xiàn)了工業(yè)廢水零排放。每年可節(jié)省工業(yè)廢水排污費近萬元，節(jié)省水資源費7萬元，對該處理工藝投資共花費37萬余元，預計四年半可全部回收。施春雨等

采用傳統(tǒng)的氣浮一生化技術與人工濕地相結合的聯(lián)合處理工藝，對某采油廠采油廢水進行了處理試驗。經(jīng)過調(diào)試，其化學需氧量去除率達到86．8％

，石油類物質(zhì)去除率達到83．8％，而且該工藝具有較強的耐沖擊負荷能力。當進水中的化學需氧量在500

mg／L以下且有大幅度波動時，該系統(tǒng)仍可穩(wěn)定運行，生物氧化段沉淀池出水水質(zhì)達到《污水綜合排放標準》(GB

8978-1996)中的二級標準。3

采油廢水處理技術的研究進展從各油田采油廢水處理工藝的運行處理效果來看，目前仍存在稠油污水處理困難、高鹽度污水影響生化處理效果、鉆井廢液不易處理等問題。為解決這些問題，許多油田企業(yè)和研究機構開展了大量的研究工作。黎躍東等

人提出了超聲氣浮-BAF組合工藝處理稠油污水。研究結果表明，超聲氣浮工藝對污水(來自勝利油田某聯(lián)合站混凝沉降除油罐出水)中COD的去除效果不明顯，去除率只有23．0％，但可使污水的BOD

／COD

由0．18上升到0．31，可生化性得到改善，再經(jīng)上流式曝氣生物濾池(BAF)組合處理后，出水水質(zhì)可以達到《污水綜合排放標準》(GB

8978～1996)中的一級排放標準，處理費用為1．406元／m3。某油田廢水經(jīng)過處理后仍具有較高的礦化度、懸浮物、殘留油，硫酸鹽還原菌SRB也嚴重超標，回注時與地層的配伍性差，針對這些問題，郭艷隅

等研制、篩選了相應的成垢離子劑、絮凝劑、成垢離子鈍化劑，使出水水質(zhì)達到了回注水標準，并與地下各產(chǎn)層地層水配伍性良好。國內(nèi)某油田的鉆井污水中COD、礦化度、色度、懸浮物及含油量均比較高，直接外排會對周邊生態(tài)環(huán)境造成污染，與采油廢水混合處理后出水不達標，崔聯(lián)廣

等提出鉆井污水經(jīng)處理后，與采油污水混合，經(jīng)收油一沉降一緩沖一過濾處理后，水質(zhì)達到注水水質(zhì)標準，且無結垢傾向。鄭義平等

人研究了不同礦化度對石油烴類降解菌生長情況及去油效果的影響，實驗菌種是在石油烴為有機碳源、礦化度2．1×105

mg／L的培養(yǎng)液中培養(yǎng)出來的耐鹽石油烴類降解菌，實驗表明：在含鹽濃度低于l5％

的石油烴廢水中，

細菌生長旺盛、數(shù)量很大；鹽濃度為15％～20％

時，菌量仍較多，但已明顯減少；

當鹽濃度達到30％時，

由于高鹽環(huán)境使細胞嚴重失水死亡，幾乎無細菌生長。高礦化度下生存的微生物在處理含油廢水等方面具有相當?shù)膽脻摿?。呂志萍等人利用序批式生物反應器SBR處理稠油污水，稠油污水中含有大量的難以生物降解的芳香烴、環(huán)烷烴、瀝青質(zhì)和石油膠質(zhì)等，處理難度大。實驗表明：采用SBR工藝可以使污水中的COD

從323mg／L降至72

mg／L，去除率為77．7％；BOD從90

mg／L降至14．4mg／L，去除率為84％；懸浮物從200

mg／L降至47mg／L，去除率為76．5％，處理效果良好。許謙n鉑研究了絮凝除油—

井批式生物膜法對國內(nèi)某油田采油廢水的處理效果，通過加入微生物促生劑加速微生物的培養(yǎng)，實驗表明：

當絮凝后廢水COD濃度在500mg／L、進水COD容積負荷為0．5

kg／(m

·d)時，出水中COD濃度低于lOOmg／L，符合《污水綜合排放標準》(GB

8978—1996)中的一級排放標準。油氣田深井鉆探過程常使用聚磺體系鉆井液，馬文臣等采用Fenton試劑對聚磺體系鉆井廢水處理進行催化氧化。結果表明：COD去除率可達82％、色度去除率為98．5％，出水達到《污水綜合排放標準》(GB

8978—1996)中的一級排放標準。其原理是H2o

在酸性條件下、Fe

催化作用下分解產(chǎn)生·OH，·OH具有強氧化性，可有效氧化有機物，促進雙鍵分離，改變其分子結構，實現(xiàn)有機物降解，降低pH值和色度。超濾膜生物反應器(u~Ⅱ3R)是將超濾膜與生物反應器相結合的一種水處理設備。根據(jù)膜組件和生物反應器的位置和流體流程的不同，可分為內(nèi)置式膜生物反應器和外置式膜生物反應器。外置式超濾膜生物反應器是將超濾膜外置于生物反應器的一種水處理設備。劉國強等采用外置式超濾膜生物反應器(Ru~Ⅱ3R)處理油田廢水，廢水中的有機物被生物接觸氧化池填料上形成生物膜的微生物降解，然后通過中空纖維超濾膜進行過濾，出水中油質(zhì)量濃度在1

mg／L以下，懸浮物質(zhì)量濃度在3mg／L以下。考察了細菌的篩選、生物膜的培養(yǎng)馴化以及壓力、溫度等對膜通量的影響。結果表明，篩選出的3株高效原油降解菌有很好的除油效果；生物膜經(jīng)培養(yǎng)馴化成熟后，生物接觸氧化池內(nèi)細菌濃度為1×1O。個／L；膜通量隨壓力和溫度的適當增加而提高，適宜的操作壓力為0．08MPa，溫度為20~C一28℃

。依次用超濾水反沖洗，稀堿、稀酸、殺菌劑(如NaClO)加超濾水沖洗被污染的超濾膜，可使膜通量恢復到新膜的98％以上。4

結束語生化法處理廢水因其處理成本較低、處理效果良好、運行穩(wěn)定等特點，在實際應用中被廣泛采用。但許多稠油污水的可生化性差，如何提高稠油污水的可生化性是亟待解決的一個問題。此外，鉆井廢水和泥漿一起固化成本較高，開展對采油廢水處理的研究，可為企業(yè)降低成本，且環(huán)境效益顯著。中國石油生產(chǎn)處于中后期產(chǎn)油階段，國家下達采油廢水回用以提高產(chǎn)油的科研項目，是由我們完成的。大慶油田對我們的技術是信賴的，是非常重視的。由于我們的條件限制，在大慶建公司的計劃一直未得到實施。我們現(xiàn)在決心開發(fā)這個項目。二、項目的性質(zhì)油田工程項目是不欠錢的，對我們更不會欠錢。因此，在大慶建工程公司不用大量投資，只需一點啟動資金，預計800萬元就足矣，其中包括再做一次工試費用在內(nèi)。在實施工試同時，我們就能落實工程，一項工程費用可在3500萬元左右，預付金到位，本公司不缺錢，一項工程的利潤不低于2200萬元，一年做兩個工程效益就是4400萬元。三、項目實施工程定項和工程實施都不用我們費心費力，由該公司的承包管理的班子負責組織、去實施、去完成。這幾個人在大慶組織實施工程是非常有力的。我們已經(jīng)向他們承諾：他們進入公司管理系統(tǒng)，并持有30%股份。只要啟動資金一到位，這個公司就可以全面啟動。四、效益預測五、開發(fā)方法1、啟動資金800萬元，投資方當董事長。2、承包管理方（五個人），其中一人當總經(jīng)理。3、股份制方式，投資方占40%，經(jīng)營方30%，技術方占30%。4、技術方的全部效益收入進入<凈化慈善基金會>，用于援救國內(nèi)外因水污染受困人群，無條件向他們提供安全飲水設備，保護他們的健康和生存。關于開發(fā)大慶水凈化技術工程的招商說明（一）大慶油田需要進行的采油廢水深度處理工程約1000個。按每個水處理站的深度處理工程規(guī)模為5000—10000噸/日。按1000個工程計算，工程總額為50億—100億元，本項技術工程效益按30%計算，效益為15億—30億元。成立大慶凈化技術工程公司的啟動資金并不要求很多，有800萬元資金配套就可以把公司成立并運作起來。因為我們有工業(yè)試驗成果，還有自己的實驗廠可以批量生產(chǎn)油水分離深度處理所需元件，這也就大大減少了在大慶建公司的投資。（二）投資者只要資金能準確到位，并按股份制企業(yè)進行組建，這件事情就一定會辦好。股份制包括三個方面：技術方占30%，大慶承包經(jīng)營方占