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油田污水处理新技术的研究与应用


工程 技术 

科技创新 

2 0 1 5 年3 月  ? 8 7?  

油 田污水处 理新 技 术 的研 究 与应用 
祁双 杰 

( 中国石油化工股份有 限公 司江汉油 田分公 司清河采油厂 ,山东寿光  2 6 2 7 1 4 )  
摘  要 : 随着油田的不断开发,油井采 出液不断增加 ,造成油田污水越 来越 多,给油田污水的排放 和处理带来很 大的 困难。   污水处理不 当将会对周 围环境造 成污染,为此,必须做 好 油田污水的处理工作。从 油 田污水来 源、特 点进行 分析 ,阐述 了油田  污水 处理 的几种新技术及应 用发展情 况,给油 田污水处理开创一条新思路 。   关键词 : 油田污水 ;生物 处理技术 ; 膜分 离技术 ;高级氧化技术  中图分类号 : R1 2 3 . 3   文献标识码 : A   文章编号 :1 6 7 1 . 5 5 8 6( 2 0 1 5 )0 3 — 0 0 8 7 . 0 1   优化筛选方面,筛选培养 出高效、高温型嗜油菌 ; 新工艺开发  1油 田污水的 来源 与特点  方面,研制 出颗粒活 性炭流化床反应器、厌氧序批间歇式反应  1 . 1油 田污水 的来源  油 田在开采作业 中,污水产生来源主要有 四方面 : 油 田采  器 、厌氧折流板反应器、半推流式活性污泥系统和悬浮填料生  出水 、钻井污水 、洗井污水 、矿 区雨水及其污染物 。通常油 田  物反 应器 等新工 艺 ; 工 艺方面 ,出现 了厌氧 ( 水解 )一好 氧  接触氧化 ) 、水解酸化一 S B R等新的组合 工艺。 以上改进 点,   开采采用注水开采手段 , 也就是说 , 在保持油层压力的前提下,   ( 注入 高压水 ,在 高压水 的作用下 ,驱动原油从油井采 出。随着  在油 田含油污水处理试验 研究与工程实践上都取得 了较好的效  注水时 间的推移 ,被注入 的水会随着原油 出来 ,俗称 : 采出水。   果。   .   当油 田油质是粘稠状时 ,一般 向油井注入高压水蒸汽 ,注入 的  2 . 2膜分离技术  水蒸汽将稠油粘度 降低 ,粘度 降低后 的原油和水蒸汽冷凝水混  随着科学技术的快速发展 ,膜分离技术得到广泛应用 ,运  合在一起从油井开采 出来 ,其 中的冷凝水也称为采 出水 。伴 随  用膜分离技术处理油 田含油污水引起关注 。同常规水处理工艺  原油 的开采 ,原油 的含水率持续提高 ,而油 田污水绝大多数源  比较,膜分离技术不需要添加化学药剂,能有效保证水质的安  自采 出水 。   全性和可靠性。而且, 膜分 离技 术 自动化程度 高、占地面积 小。   膜分离技术处理油 田污水后的水质能够达到最高排放标准 。膜  1 . 2油 田污水 的特点  因其来源 的油藏不 同,差异较大 。与一般污水相 比油 田污  分离技 术的 MF 、U F和 R O系统油 田含有污水 中应 用效果好 、   应用最 广。MF和 U F系统 适用于含 油污水 中的油和悬浮 物 的  水有 以下 四个特 点 :   O系统 适用  ( 1 )含油 : 这是油 田污水 的主要特点 。由于油 田污水是油  去除 ,尤其 是对 控制悬浮物颗 粒粒径效果 显著 ,R 田生产过程 中产生 的,来源于油藏 。所 以污水含油量较高 。一  于有机物的去除和脱盐。 国外研究较多的是管状陶瓷微滤 、中  美国路易  般在每升几十到几 百毫克不等 。 ‘ 其 中的含油部分是呈悬浮状态  空纤维微滤 、管状聚合物超滤和反渗透系统 。国外 : 存在 ,部分呈溶解状态存在 。前者通过加加入化学剂如破乳剂  斯安娜 、墨西哥湾海 上及陆上 的油 田等地 ,国 内 : 胜利油 田、   比较容 易去 除,但后者通过物理或化学 的方法去除较难  江汉油 田、大庆油 田等地, 都进 行了室内试验和 现场应用 试验 。   膜通量大 ;   ( 2 )具有 一定 的矿 化度 :由于油 田污水来源 于地下油 藏,   试验结果表明,膜分离技术短期运行 ,处理效果好 , 各油藏 中水相 的矿化度不 同, 因此不同油 田污水矿 化度 不一样。   随着运行时间的增加 ,膜通量一般都成倍下降 ,使得 出水水质  高 的可达每升几万毫 ,低 的也在每升几千毫克 。污水硬度一般  恶化和需进行高频率的清洗, 最终 导致运行 成本和基 建投 资高。   也较高 , 矿化度和硬度的存在一定程度上会影响污水处理效果 。   以上缺点限制 了膜分离技术在工程上的大规模应用 。因此 ,今  ( 3 )具有较高 的温度 :由于油藏埋深不 同,不 同油藏 中产  后的研究方 向将主要是采用动力膜和不 同水力技术来降低膜污  出水 温度不 同,一般较高 的污水温度可 达 5 0 — 6 O ℃。较 高的温  染 ,提高膜通量 ,使膜的清洗频率降到最低 。   2 . 3高级氧化技术  度对水处理设备有着不利 的影响 。   高级氧化技术是运用活性好的 自由基 ( 如O H? )氧化分解  ( 4 )含菌 : 大 多数油 田处理系统含有不 同类别 的细菌 。众  H? 的氧化 电  多细菌 中包含硫酸盐还原菌等有害细菌 。有害细菌 能引起设备  污水 中的有机污染物 。是一种新型的除污技术 。O 的生物腐蚀 , 还能提高污水悬浮物的数量。在 生物腐蚀 过程 中,   位为 2 . 8 0 V,仅次 于氟 的2 . 8 7 v,在降解污水时具有 以下特 点 :   H? 是高级 氧化 的中间产物 ,作为 引发剂诱 发后面 的链反  般会产生许多机杂 ,使得污水进一步恶化 ,而油 田污水水质  ① O 应发 生,尤其适 用于 降解物质 ;② O H? 几乎可 以与污水 中的  不稳定 的主要原 因及时生物腐蚀所造成 的。   任何有机物反应 ,通过反应产物通常是二氧化碳 、水或者矿物  2油 田污水处理新技术研究与应用  盐 ,不会 出现新污染 ; ③它是一种物理一化学处理过程 ,操作  2 . 1生物处理技术  ④ 反应 条件 温和 ,是一种 高效 节能  生物处理技术作用机制是利用微生物 的生化作用 ,把污水  简单 方便 ,处理 范围广 ; e n t o n法 、o   氧化法、   中的有机物分解成简单物质 ,把有毒害物质转变为无毒 ,以此  型 的污水处理技术 。高级氧化 技术包括 F 达到净化 目的。 。 生物 处理技术根 据供氧与 否,划分好氧生 物、   湿式氧化技术 、超临界水氧化法 、光催化氧化法 、电化学催化    厌氧生物处理两大类 。 好氧生物处理又可 以划分为活性污泥法、   降解法等 。 生物膜法 ( 生物滤池 、生物转盘 、生物氧化塔 ) 、接触氧化池、   3结论  油 田含有污水处理 比较复杂 ,污水处理好坏直接关系 到地  好氧塘等 。厌氧生物处理有可 以划分为厌氧活性污泥法 、厌氧  滤池 、升流 式厌 氧污 泥床 ( U AS B) 、 内循 环 反应 器 ( I C)和  面和地下 ,是一项难度大 、影响大 的技术性难题 。我 国当前 的  膨胀颗粒 污泥床 ( E G S B)等 。油 田污水经 过前期物 化处理后  污水处理技术 同国外 比较存在差距 。为 能更好地解决油 田高效  含油 污水 的 C OD通 常在 3 0 0 — 5 0 0 mg / L,但 是油 田污水 中的有  生产和安全环保冲突 的难题 ,不断研 究和开发处理油 田污 水的  机物不易被微生物降解 , 尤其是稠油污水 , 水中含有较高盐分 ,   新技术迫在眉睫 。优异 的污水处理技术必将给油 田高效生 产带  水温偏高通 常在4 0 ~ 6 0 " C,不利于 微生物 的生存 ,所 以,生物  来佳音 。   法 处理油 田含有污水效果较差 。当前 ,国内外关于油 田含油污  参 考文献  水生物处理的研究重点在于石油 降解微生物的筛选 、新工艺 的  [ 1 】 阎安,王玉江 ,贾建清 . 油 田含油污水除油新技术 [ J 】 . 水 处  开发 以及工艺流程的优化组合方面 ,主要表现在 : 微生物菌种  理技术 ,1 9 9 8 ,2 4( 2 ):1 1 7 — 1 2 1 .  



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