胜三区坨三污水站处理系统优化研究

毕业设计（论文）题 目：胜 三 区 （ 坨 三 污 水 站 ） 处 理 系 统 优 化 研 究学习中心： 年级专业： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 职 称： 导师单位： 摘 要胜利采油厂经多年勘探开发，现已进入注水开发后期，部分区块已进入注聚开发阶段。各种化学药剂的循环投加，使采出水成分复杂，处理难度大，难以达到回注标准。其中最突出的问题表现在机械杂质、含油超标严重。通过综合分析评价胜三区所辖坨三污水站油田采出水处2理系统运行状态，处理效果及存在问题，并针对存在的问题，提出整改措施，以提高水质达标率。确定坨三污水站水处理系统处理工艺的技术适用条件；坨三污水站采出水处理系统运行管理的最佳条件；确定坨三污水站采出水处理系统污水药剂投加技术方案。目 录摘要 i目录 ii第 1 章 前言 1第 2 章 坨三污水站现状及存在的问题 22.1 概况 322.2 水质状况 22.3 存在问题 5第 3 章 工艺评价试验 73.1 试验方法 73.2 一次除油段工艺试验 103.3 二次除油段工艺试验 153.4 过滤试验 193.5 结论 20第 4 章 化学处理技术研究 224.1 净化剂 224.2 杀菌剂 234.3 缓蚀剂 244.4 配伍性试验 254.5 药剂筛选配方 28第 5 章 水质改性技术研究 2945.1 仪器设备 295.2 参照标准 295.3 方法原理 295.4 试验步骤 295.5 试验结果 305.6 水质改性小结 32第 6 章 研究结论 34致谢 351第 1 章 前言胜利采油厂经多年勘探开发，现已进入注水开发中后期，部分区块已进入注聚开发阶段。各种化学药剂的循环投加，使采出水成分复杂，处理难度大，胜三区所辖坨三污水站使用现有的处理工艺，目前仍难以达到回注标准。其中最突出的问题表现在机械杂质、含油超标严重。油田采出水中含有许多固体微粒、游离油和乳化油珠。固体微粒和油珠表面带有负电荷，能长时间悬浮在水中。污水不经处理或未达标处理便注入地下，固体微粒和油珠将堵塞油层毛孔喉道，降低油层渗透率，其后果将导致结垢，腐蚀严重，注水压力上升，注水井吸水指数下降。油田采出水不达标回注已成为影响油田可持续发展的制约因素之一。为解决该问题，项目拟从彻底摸清目前水质处理现状及存在的主要问题入手，有针对性地进行相应的研究及试验过程，形成一套完整的油田水处理综合技术。通过研究，摸索出针对油田采出水的研究及处理模式。通过现场运行状况调研、水质检测分析（水质净化特性、水质稳定特性） 、工艺评价等手段，评价各级处理设备及化学药剂的功效，搞清各站污水处理系统存在的问题，确定引起问题的主要影响因素，有针对性的提出相应的措施，最终达到提高水质处理效果的目的。2第 2 章 坨三污水站现状及存在的问题2.1 概况坨三污水站处理对象为常规水驱采出水，主要来源于坨三联合站和部分坨二联沉降分离出的采出水，目前污水处理量约为 3.6104 m3/d，工艺流程为重力沉降+压力过滤流程，即来水一次除油罐二次混凝罐缓冲罐提升泵核桃壳过滤器外输，设计出水水质标准为 C1 级。污水在一次沉降罐，二次沉降罐的总沉降时间约为 6 小时，沉降后含油基本达标，悬浮物也有一定的去除效果。两级沉降罐均无密闭，间隔 20 天-30 天回收罐顶浮油，收油后维持油厚 30 cm 左右。滤罐为 8 座 3.6m 核桃壳过滤器，06.11 更换滤料至今。每天反冲洗 3 次，全自动控制，反洗时未投加滤料清洗剂。坨三站化学药剂投加较少，流程中未按设计要求进行化学药剂投加，仅在流程前端投加了 DF-2 缓蚀剂（东方化工厂生产） ，投加量为500Kg/d，折合药剂浓度为 12.5 mg/L。絮凝剂，阻垢剂，杀菌剂不定期投加。2.2 水质状况2.2.1 水质检测结果为摸清坨三联合站，坨三污水站的水质状况，2007.01.16-04.11期间对来水、一次除油罐、二次除油罐、缓冲罐、外输水等水样，进行了 4 批次取样检测分析，检测项目主要包括含有油量、悬浮物含量、颗粒粒径中值、溶解氧、硫化氢、SRB、TGB、FB、平均腐蚀速率、温度、pH 值、亚铁、总铁等指标，平均检测结果见下表。表 2-1 坨三污水站水质检测数据统计表3取样地点 坨三联合站 取样日期 2007.1.16-4.11检测依据 SY/T 5329-94 SY/T 5329-2000取样点 来水 外输水 C1 标准温度（） 62 58 -悬浮物(mg/L) 35.20 27.27 5含油量(mg/L) 145.5 1 15颗粒粒径(m) 10.333 8.028 3.0H2S(mg/L) 0 0 2.0O2(mg/L) 0.1 0.1 0.05总铁(mg/L) 5. 4 4 腐蚀速率（mm/a） 0.0229 0.0427 0.076SRB(个/mL) 2.5101 6.0101 0TGB(个/mL) 2.5102 2.5103 n104FB(个/mL) 2.5101 2.5102 n104pH 值 7.50 7.46 70.5备注 坨三污水处理后要求达到 C1 级标准。表 2-2 坨三污水站沿程水质检测数据统计表取样地点 坨三联合站 坨三污水站检测依据 SY/T 5329-94 SY/T 5329-2000坨三联合站 坨三污水站取样点 来水 外输 一级沉降出水二级沉降出水 滤前 滤后C1 标准温度（） 60 58 47 46 46 45 -悬浮物(mg/L) 67 33 40 38.6 28 16.2 5含油量(mg/L) 288 28.2 7.2 9.6 6 6 15颗粒粒径(m) 11.467 7.001 14.686 46.636 18.047 3.378 3.0H2S(mg/L) 0 0 0 0 0 0 2.0O2(mg/L) 0.3 0.5 0.8 0.3 0.1 0.05 0.05总铁(mg/L) 5.54 4 4 11.65 4 2 腐蚀速率（mm/a） 0.0381 0.0586 0.0880 0.0333 0.0244 0.0284 0.076SRB(个/mL) 6.0101 2.5101 6.0102 2.5102 6.0101 2.5101 04TGB(个/mL) 2.5102 6.0103 6.0103 2.5103 2.5103 2.5103 n104FB(个/mL) 6.0101 2.5102 2.5102 6.0101 6.0101 2.5102 n104pH 值 7.57 7.34 7.45 7.39 7.41 7.40 70.5备注 腐蚀速率为室内静态挂片数据。表 2-3 坨三污水站来水离子分析数据统计表取样地点 坨三联合站原水 检测日期 2007.04.28检测依据 SY/T 5523-2000 SY/T5329-94 HJ/ZY2003-A0-01分析项目 (B)/(mgL-1) c(1/zBZ-)/(mmolL-1) 分析项目 (B)/(mgL-1) c(1/zBZ+)/(mmolL-1)F- 0.00 0.000 Li+ 0.00 0.000阴 Cl- 9001.21 253.913 阳 Na+ 5246.21 228.195Br- 0.00 0.000 NH4+ 2.14 0.119离 NO2- 0.00 0.000 离 K+ 9.41 0.241NO3- 0.00 0.000 Mg2+ 119.70 9.848子 SO42- 15.81 0.329 子 Ca2+ 422.86 21.101OH- 0.00 0.000 Sr2+ 92.53 2.112CO32- 0.00 0.000 Ba2+ 66.52 0.969HCO3- 510.68 8.369 总 Fe 0.50 0.027合计 9527.70 262.611 合计 5959.87 262.611pH 值 7.0 矿化度 (B)/ (mgL-1) 15487.57 永硬度 ( CaCO3)/ (mgL-1) 1130.11总碱度 ( CaCO3)/ (mgL-1) 418.87 暂硬度 ( CaCO3)/ (mgL-1) 418.87总硬度 ( CaCO3)/ (mgL-1) 1548.98 负硬度 ( CaCO3)/ (mgL-1) 0.00表 2-4 坨三污水站结垢趋势预测表依据标准 SY 0600-1997温度 CaCO3 CaSO4 SrSO4 BaSO45u SI结垢趋势 S C结垢趋势 Q/Ksp结垢趋势 B结垢趋势60 0.279 0.76 有 0.116 0.165 有 1 无 0.0002 有离子分析显示：坨三站污水为氯化钙水型，通过结垢趋势预测，坨三污水具有 CaCO3 ，CaSO 4及 BaSO4垢的结垢趋势，但实际结垢量不大。2.2.2 水质处理现状由以上水质分析结果可见：该站污水经处理后水质较好，含油量，悬浮物含量较低，而含铁、含氧量较高，腐蚀速度较高，水质稳定性较差。1、主要水质净化指标坨三污水沉降除油效果较好，经坨三联，坨三污的多级沉降后，含油量由最高 280mg/L 降至 10mg/L 以下，达到 C1 级标准要求的15mg/L 的注水指标。坨三来水的悬浮物含量基本在 20mg/l 60mg/l 范围内波动，因水中悬浮物粒径较小，单纯依靠自然重力沉降对悬浮物的去除效果不大，一般为 30%60%，由于滤料为核桃壳，对粒径较小的悬浮物截留效果不佳，处理后污水悬浮物含量在 15mg/L 左右，超过标准要求的5mg/L。2、主要水质稳定指标坨三污水无杀菌措施，因而细菌含量较高，主要表现为 SRB 远超过标准要求百倍以上，TGB、FB 基本达标，沿程变化不大。坨三污水的腐蚀速率较高，远超过标准要求。3、其它指标溶解氧：坨三站污水中溶解氧较高，最高时达到 0.8 mg/l，超过标准要求的 0.05mg/l。且沿程波动较大，主要是一次、二次罐不密闭，6溶解氧增加，导致腐蚀加剧，而腐蚀过程消耗大量溶解氧，表现在随后溶解氧降低，含铁量增加。溶解氧是导致该站腐蚀的主要原因。 2.3 存在问题2.3.1 化学药剂投加不足根据室内药剂筛选结果，该站应投加净化剂、缓蚀剂、杀菌剂，而目前该站仅投加缓蚀剂，且加药量不足。表 2-5 坨三污水站药剂筛选及使用情况统计表投加净化剂可使小颗粒悬浮固体聚并成较大颗粒，从而通过沉降或过滤去除，提高净化效果。杀菌剂可抑制或杀灭水中细菌，控制细菌含量，达到水质稳定的目的。缓蚀剂投加量不足，在金属表面无法形成保护膜，缓蚀效果差。坨三污水站目前不投加净化剂和杀菌剂，缓蚀剂用量不足，严重影响该站的处理效果。2.3.2 流程不密闭该站水处理流程不密闭，仅靠罐顶浮