胜三区处理系统优化研究毕业论文.doc

胜胜三三区区处处理理系系统统优优化化研研究究毕毕业业论论文文 目目 录录 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 2 2 1 概况 2 2 2 水质状况 2 2 3 存在问题 5 第 3 章 工艺评价试验 7 3 1 试验方法 7 3 2 一次除油段工艺试验 10 3 3 二次除油段工艺试验 15 3 4 过滤试验 19 3 5 结论 20 第 4 章 化学处理技术研究 22 4 1 净化剂 2 22 4 2 杀菌剂 23 4 3 缓蚀剂 24 4 4 配伍性试验 25 4 5 药剂筛选配方 28 第 5 章 水质改性技术研究 29 5 1 仪器设备 29 5 2 参照标准 29 5 3 方法原理 29 5 4 试验步骤 29 5 5 试验结果 30 5 6 水质改性小结 32 第 6 章 研究结论 34 致谢 35 1 第第 1 1 章章 前言前言 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 第第 2 2 章章 坨三污水站现状及存在的问题坨三污水站现状及存在的问题 2 12 1 概况概况 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 6 104 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 22 2 水质状况水质状况 2 2 12 2 1 水质检测结果水质检测结果 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 6258 悬浮物 mg L 35 2027 27 5 含油量 mg L 145 51 15 颗粒粒径 m 10 3338 028 3 0 H2S mg L 00 2 0 O2 mg L 0 10 1 0 05 总铁 mg L 5 44 腐蚀速率 mm a 0 02290 04270 076 SRB 个 mL 2 5 1016 0 1010 TGB 个 mL 2 5 1022 5 103 n 104 FB 个 mL 2 5 1012 5 102 n 104 pH 值 7 507 467 0 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 605847464645 悬浮物 mg L 67334038 62816 2 5 含油量 mg L 28828 27 29 666 15 颗粒粒径 m 11 4677 00114 68646 63618 0473 378 3 0 H2S mg L 000000 2 0 O2 mg L 0 30 50 80 30 10 05 0 05 总铁 mg L 5 544411 6542 腐蚀速率 mm a 0 03810 05860 08800 03330 02440 02840 076 SRB 个 mL 6 0 1012 5 1016 0 1022 5 1026 0 1012 5 1010 4 TGB 个 mL 2 5 1026 0 1036 0 1032 5 1032 5 1032 5 103 n 104 FB 个 mL 6 0 1012 5 1022 5 1026 0 1016 0 1012 5 102 n 104 pH 值 7 577 347 457 397 417 407 0 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 0 000 000Li 0 000 000 阴 Cl 9001 21253 913 阳 Na 5246 21228 195 Br 0 000 000NH4 2 140 119 离 NO2 0 000 000 离 K 9 410 241 NO3 0 000 000Mg2 119 709 848 子 SO42 15 810 329 子 Ca2 422 8621 101 OH 0 000 000Sr2 92 532 112 CO32 0 000 000Ba2 66 520 969 HCO3 510 688 369 总 Fe 0 500 027 合计 9527 70262 611 合计 5959 87262 611 pH 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 CaCO3CaSO4SrSO4BaSO4 5 uSI 结垢 趋势 SC 结垢 趋势 Q Ksp 结垢 趋势 B 结垢 趋势 600 2790 76 有 0 1160 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 CaSO4及 BaSO4垢的结垢趋势 但实际结垢量不大 2 2 22 2 2 水质处理现状水质处理现状 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 32 3 存在问题存在问题 2 3 12 3 1 化学药剂投加不足化学药剂投加不足 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 22 3 2 流程不密闭流程不密闭 该站水处理流程不密闭 仅靠罐顶浮油隔绝空气 而坨三污来水含 油较低 尽管收油周期较长 罐顶浮油依然较薄 约为 30 厘米 起不 到密闭的作用 导致污水中溶解氧较高 溶解氧是引起腐蚀严重的主要 原因 同时较高的溶解氧还会严重影响缓蚀剂的缓蚀效果 腐蚀严重不 仅使水质稳定性差 而且大量的腐蚀产物又会使悬浮物增加 影响水质 净化效果 2 3 32 3 3 过滤器选型不恰当过滤器选型不恰当 应投加药剂现状 类型 缓蚀剂杀菌剂净化剂缓蚀剂杀菌剂净化剂 加药量 3040 20 10 12 5 无无 投加方式连续连续连续 7 现使用的核桃壳过滤器除油效果较好 而对悬浮物 尤其是小颗粒 悬浮物的截留效果不佳 从坨三水质分析情况来看 仅靠重力沉降工艺 就可使污水中的含油量达标 流程末端的过滤器主要应用于水中悬浮物 的去除 要达到 C1 级标准要求的悬浮物 5mg l 应选择双滤料过滤器 第第 3 3 章章 工艺评价试验工艺评价试验 针对以上水质综合评价结果 利用撬装化油田采出水工艺评价装置 评价目前现场采用处理工艺的适应性 以及其他处理流程的匹配性 通 过综合评价 找出坨三站污水处理系统存在的问题 针对问题 研究确 定适合有效的整改措施 该评价装置主要包括三种工艺 重力沉降流程 重力斜板沉降流程 气浮流程 3 13 1 试验方法试验方法 3 1 13 1 1 室内静态沉降试验室内静态沉降试验 沉降时间为 5 小时 每隔半小时取中层水样进行悬浮物和含油量的 检测 考察不同状态下沉降时间与含油量和悬浮物的关系 主要仪器设备 恒温干燥箱 控温精度 1 分光光度计 723 型 电子天平 BA210S 沉降柱 25000 mL 抽滤器 MF 50 型 导液管 250cm 3 1 23 1 2 动态沉降试验动态沉降试验 1 实验装置 如下图所示 高度为 1000mm 直径 500mm 有效容积为 140 4L 8 图 3 1 动态沉降装置示意图 2 实验过程 调整实验装置流量为 23 4L h 停留时间为 6h 试验过程如下 1 开启阀门 1 连续进水 阀门 6 连续出水 调整装置总停留时 间为 T 则 2 3 4 5 处对应的停留时间分别为 T h2 h6 T h3 h6 T h4 h6 T h5 h6 2 从 1 2 3 4 5 6 处分别取水样 测定其含油量 C1 C2 C3 C4 C5 C6 和悬浮固体含量 C1 C2 C3 C4 C5 C6 3 每隔半小时取一组水样 重复上述实验 理论上 各取样口 处的含油量和悬浮物含量应该一致 故分别取各取样口含油量和悬浮物 含量的平均值 4 分别计算 2 3 4 5 6 处含油量去除率 Poil 和悬浮物含量 去除率 PSS 绘制去除率与停留时间的对应关系曲线 3 1 33 1 3 气浮工艺模拟试验气浮工艺模拟试验 气浮模拟装置参照规范 SY T 0083 94 除油罐设计规范 SY T 0006 1999 油田采出水处理设计规范设计完成 溶气浮选试验装置主体用透明有机玻璃圆管制成 并配有水泵二台 空气压缩机一台 不锈钢压力溶气罐一个 水箱一个 流量计水与气各 9 一个 溶气释放器一个 调速刮渣机 调速器 压力表 水量移位器 PVC 管 电源箱和不锈钢台架等 用 0 3MPa 以上的压力泵将水打入溶气罐内 另配有小型空压机 压力调至 0 2 0 4MPa 将空气注入溶气罐内 使空气溶解在水中 再 由罐底部引出直径为 15mm 的水管接到池中央 由于压力突然降低 释 放大量微气泡 黏附于悬浮颗粒上 使颗粒密度小于水而产生上浮作用 从而使呈悬浮状态的物质实现固液分离 装置的主要工艺参数如下 气浮池直径 600mm 气浮池高 750mm 装置总高 1800mm 宽 1000mm 整套装置占地 1m2 试验流量 0 1 0 4 m3 h 溶气压力 0 2 0 4Mpa 回流比 20 40 释放气泡直径为 20 40um 试验药剂泵排量 2L h 停留时间 40min 3 1 43 1 4 重力斜板沉降工艺重力斜板沉降工艺 斜板模拟装置参照规范 SY T 0083 94 除油罐设计规范 SY T 0006 1999 油田采出水处理设计规范设计完成 设计采用 沉淀区长度为 800mm 装置有效系数为 0 8 斜板安装高度 0 866m 斜板罐容积 1m3 10 板 板 1 1 1 1 斜板区 100 板板 40 40 40 承托架 板 板 排泥口 出水口 进水口 图 3 2 斜板试验装置图 说明 1 板 A 起整流作用 上部均匀开孔 孔径 20mm 起均匀布水的 作用 2 板 B 上部堰板式出流 起到均匀出水的作用 3 板 C 为一平板 固定在斜板承托架末端 上端高出水面 50mm 左右 下端出水 起隔油作用 4 斜板区斜板间距为 50mm 斜板采用玻璃钢材质 斜长 1000mm 倾斜角 60 3 23 2 一次除油段工艺试验一次除油段工艺试验 3 2 13 2 1 室内静态沉降试验结果室内静态沉降试验结果 以坨三污水站来水作为试验介质 进行空白静态恒温沉降试验 考察坨三污水的沉降性能 以评价自然沉降工艺对坨三污水的净化效果 坨三联合站来水空白静态沉降试验结果见表 3 1 沉降时间与含油 11 量和悬浮物的关系见图 3 3 3 4 表 3 1 静态沉降试验结果表 沉降时间 h 检测 项目 00 51 01 52 02 53 03 54 04 55 0 悬浮物 mg L 30 4 23 1 19 0 17 2 15 7 15 7 含油量 mg L 147 236 428 423 720 116 116 815 914 714 014 1 0 5 10 15 20 25 30 35 0123456 沉降时间 h 悬浮物 mg L 图 3 3 静态沉降含油量与沉降关系曲线 0 20 40 60 80 100 120 140 160 00 511 522 533 544 555 56 沉降时间 h 含油量 mg L 图 3 4 静态沉降悬浮物与沉降关系曲线 12 由图 3 3 3 4 得到 坨三联合站来水静沉 3h 后 水样中含油量 和悬浮物含量趋于稳定 此时含油量和悬浮物含量分别为 16 8 mg L和 17 2 mg L 室内试验表明 坨三污水静态沉降性能较好 3h 以上的自然沉降 过程 对坨三污水浮油的去除效果较好 对悬浮物也有一定的去除效果 3 2 23 2 2 动态沉降试验结果动态沉降试验结果 以坨三联合站来水作为试验介质 现场进行动态沉降试验 考察坨 三污水的动态沉降性能 以评价自然沉降工艺对坨三污水的净化效果 表 3 2 动态沉降试验结果表 水中含油悬浮物 序号 停留时间 h 含量 mg L 除油率 含量 mg L 去除率 10153 4 28 5 2140 173 820 129 5 3228 981 019 631 2 4317 588 618 535 1 5416 889 016 542 1 6517 288 816 243 2 7615 190 216 342 8 13 0 5 10 15 20 25 30 01234567 沉降时间 h 悬浮物 mg L 0 50 100 150 200 01234567 沉降时间 h 含油量 mg L 图 3 5 坨三污水动态沉降效果图 从试验数据中可以看出坨三污水动态沉降 3 4h 含油量和悬浮物去 除率曲线趋于平缓 沉降时间为 3h 时 含油量为 17 5mg L 基本达到 稳定状态 之后延长沉降时间无较大变化 沉降时间为 4h 时 悬浮物 含量基本达到稳定状态 较大颗粒基本沉降完全 剩余小颗粒悬浮物悬 浮在污水中 继续延长沉降时间对其基本无效果 此时悬浮物含量为 16 5 mg L 去除率为 42 1 由此试验可见 自然沉降过程对坨三污水的水中含油有较好的去除 效果 去除率可达 90 左右 对悬浮物也有一定的的去除效果 去除 率在 42 左右 目前坨三污水站一次除油罐污水停留时间大约 4 8h 加上二次除油 罐总的停留时间约为 6 小时 沉降时间基本满足要求 现场数据表明 经一次 二次除油罐沉降后 水中浮油去除效果较好 基本达到标准要 求的 15 mg L 悬浮物去除率与试验装置去除率相近 悬浮物含量在 20 30mg L 左右 3 2 33 2 3 气浮试验结果气浮试验结果 实验介质 坨三联合站来水 气源 空气 实验温度 50 14 进行空白气浮试验 待设备运行 20 分钟后取样 每隔 10 分钟取样 共 4 批 表 3 3 气浮模拟试验结果表 气浮 气浮时间 分钟 含油量 mg L 除油率 悬浮物含量 mg L 悬浮物去除率 2023 684 6290 3017 888 42415 8 4012 691 820 528 1 空白 气浮 5011 592 519 431 9 原水 153 6 28 5 备注 由上表可见 该设备运行 40 分钟后 效果基本稳定 空白气浮除 油效果明显 除悬浮物效果略差 污水含油降至 12 mg L 左右 除油率 为 92 左右 悬浮物含量降至 20 mg L 左右 去除率为 30 左右 3 2 43 2 4 重力斜板沉降试验重力斜板沉降试验 由以上试验及现场检测数据可见 坨三污水站污水通过沉降可去除 90 左右的含油 但悬浮物的去除效果不理想 来水经一次 二次沉降 后仍有 20 30mg L 的悬浮物无法去除 因此 为加强悬浮固体的去除效果 我们在现场进行了侧向流斜板 分离试验 以评价斜板沉降工艺对坨三污水的净化效果 待设备稳定后分别于停留时间为 20min 30min 40min 时取样 检 测水样的含油量 悬浮物含量 表 3 4 斜板沉降实验结果表 沉降 沉降时间 min 含油量 mg L 除油率 悬浮物含量 mg L 悬浮物去除率 208 2394 616 542 1 308 2194 716 442 5 空白 沉降 407 729515 246 7 原水 153 6 28 5 15 通过试验得到 与前期动态沉降相比 填加斜板后 设备的净水 效率明显提高 在停留时间减少到 40min 时 悬浮物和含油量的去除效 果即达到并略高于无斜板自然沉降 4 小时 悬浮物的去除率由 42 提 高到 46 7 含油量的去除率由 90 提高到 95 3 2 53 2 5 一次除油段一次除油段试验试验小结小结 1 由静态及动态沉降结果可见 坨三污水沉降性能较好 污水沉 降 3 4 小时 油珠浮升过程基本完成 悬浮物去除率基本稳定 2 从使用效果上 气浮工艺加速了油珠的上浮速度 除油效率明 显优于沉降工艺 除悬浮物效果略差 3 填加斜板后 设备的净水效率明显提高 在保持悬浮物和含油 量的去除效果的前提下 污水停留时间可由无斜板自然沉降的 4 小时减 少到 40min 4 结合以上试验结果 从运行操作 维护 成本等方面综合考虑 坨三污水在一次除油段以重力沉降更为适宜 现场一次除油罐污水停留 时间大约 4 8h 沉降时间基本满足要求 3 33 3 二次除油段工艺试验二次除油段工艺试验 坨三污水在一次除油段依靠自然沉降去除大部分的浮油和大颗粒悬 浮物 剩余的含油 主要为溶解油和乳化油 和小颗粒的悬浮物具有较 好的稳定性 单靠自然沉降难以分离 必须结合化学与物理方法 加速 悬浮杂质的分离 二次除油段净化试验主要在投加适宜净化剂的基础上 进行沉降 气浮 斜板等工艺的试验 以确定适合坨三污水处理的工艺 3 3 13 3 1 净化剂筛选净化剂筛选 在室内进行净化剂筛选 得到效果最佳的净化剂进行斜板沉降试验 16 表 3 5 坨三污水站净化剂筛选结果 药剂 名称 浓度 mg L 含油量 mg L 去除率 悬浮物 mg L 去除率 现象观察 空白 0123 6 46 9 水色黄 浊度较大 2051 258 625 246 3 3043 664 723 849 3 4019 784 110 477 8 WDXN 01 5038 468 917 662 5 随药剂量增加 水逐渐 变清 形成大量絮团 静止 30min 后 大部分 絮团上浮 15 547 361 723 549 9 20 540 966 920 955 4 20 1023 880 710 777 2 SH 1 SH 2 30 539 168 419 758 0 随药剂量增加 水逐渐 变清 形成大量絮团 静止 30min 后 大部分 絮团上浮 说明试验温度 60 静置沉降 30min 后 取中层水样进行检测 由以上结果可以看出 WDXN 1 净水剂 SH 01 混凝剂 SH 02 絮凝 剂的净化效果较好 3 3 23 3 2 加药沉降试验加药沉降试验 根据筛选结果选取 SH 01 SH 02 净化剂进行加药沉降实验 投加量 分别为 20 10mg L 表 3 6 坨三污水加药沉降试验 沉降时间 小时 检测项目 00 51 01 52 02 53 0 悬浮物 mg L 26 511 110 19 99 79 79 4 含油量 mg L 2613 810 19 89 59 59 4 由表可见 加药沉降 1 小时 悬浮物和含油量已基本稳定 悬浮 物含量降至 10 mg L 左右 含油量降至 23mg L 3 3 33 3 3 斜板沉降实验斜板沉降实验 17 1 实验条件 净化剂及投加浓度 选取 SH 01 SH 02 净化剂进行斜板沉降实验 投加量分别为 20 10mg L 2 实验流程 图 3 6 工艺流程示意图 3 实验结果 待设备稳定后分别于停留时间为 20min 30min 40min 时取样 检测水样的含油量 悬浮物含量 结果见表 3 7 投加净化剂能明显提高斜板沉降效果 相同沉降条件下 加药后 悬浮物的去除率由 46 7 提高到 61 4 含油量的去除率由 95 提高 到 97 4 尽管采用斜板加药沉降工艺提高了净化效果 但沉降后仍有 11 mg L 的悬浮物无法去除 这部分悬浮颗粒由于粒径较小 沉降速度十 分缓慢 在有水流扰动的情况下 更加难以下沉 资料表明 当粒径小 到 1 5 m 左右 沉降 1 英尺高度就需 35 小时 因而 对于小粒径 的悬浮颗粒 应增加过滤处理 表 3 7 斜板沉降实验结果表 沉降 沉降时间 min 含油量 mg L 除油率 悬浮物含量 mg L 悬浮物去除率 出水管 絮凝剂 加药筒 加药泵 污水 混凝反应器 流量计 放空管斜板沉淀池 18 208 2394 616 542 1 308 2194 716 442 5 空白 沉降 407 729515 246 7 204 3897 112 755 4 303 9297 411 460 加药 沉降 404 0297 41161 4 原水 153 6 28 5 备注净化剂为 SH 1 SH 2 加药浓度为 20 10mg L 3 3 43 3 4 气浮实验气浮实验 选取效果较好的几种不同类型浮选剂 在室内进行浮选剂筛选 得到效果最佳的浮选剂进行气浮模拟实验 表 3 8 坨三污水站浮选剂筛选结果 序号药剂名称投加浓度 mg L 含油量 mg L 含油量含油量 去除率去除率 1 原水 160 4 2 空白试验 126 851 3 3736 586 0 41032 287 6 5 LD 1 1519 892 4 6768 773 6 71035 886 3 8 LD 2 1526 489 9 9734 286 9 101030 288 4 11 LD 4 1522 491 4 12721 391 8 131019 692 5 14 SH 2 1516 493 7 说明 试验温度 50 浮选时间 5 min 静止 30S 后检测 水样加入浮选槽中 启动浮选机 进行浮选试验 浮选一定时间后 静止 30s 撇去上层浮油 抽取中层水样检测含油量 19 由以上得到 SH 2 药剂在其他条件相同的情况下 除油效果明显 高于其他 3 种浮选剂 因此选择 SH 2 进行气浮实验 表 3 9 坨三污水加药气浮试验 气浮 气浮时间 分钟 含油量 mg L 除油率 悬浮物含量 mg L 悬浮物去除率 2023 684 6290 3017 888 42415 8 4012 691 820 528 1 空白 气浮 5011 592 519 431 9 2010 593 218 535 1 309 893 61933 3 407 795 017 538 6 加药 气浮 507 195 41740 4 原水 153 6 28 5 备注浮选剂为 SH 2 加药浓度为 15mg L 加入浮选剂后 气浮效率均有所提高 污水含油降至 7mg L 左右 除油率为 95 左右 悬浮物含量降至 17mg L 左右 去除率为 40 左右 在去除悬浮物方面 气浮工艺效果不理想 加药气浮与空白沉降效 果相当 3 3 53 3 5 二二次除油段次除油段试验试验小结小结 1 坨三污水投加净化剂后 悬浮物及含油的去除效率明显提高 2 坨三污水加药沉降 1 小时 悬浮物和含油量已基本稳定 悬浮 物含量降至 10 mg L 左右 含油量降至 10mg L 3 添加斜板后 净化效果悬浮物含量降至 11 mg L 左右 含油量 降至 4mg L 除油效果优于未添加斜板 4 在去除悬浮物方面 气浮工艺效果不理想 加药气浮与空白沉 降效果相当 20 5 从运行操作 维护 成本等方面综合考虑 坨三污水在二次除 油段以重力沉降更为适宜 现场二次除油罐污水停留时间大约 1 8h 沉 降时间基本满足要求 应投加适宜的净化剂以提高净化效果 3 43 4 过滤试验过滤试验 经前期一次 二次沉降处理后 坨三污水的含油 悬浮物含量大幅 降低 基本在 20mg L 30 mg L 左右 这部分含油与悬浮物从形态上属 于微小粒径颗粒与油珠互相粘附 虽然数值较低 但处于较为稳定体系 为达到回注要求 必须进行过滤处理 目前坨三污水站应用的是核桃壳过滤工艺 核桃壳滤料对水中含油 的去除效果较好 但对于微小悬浮物截留效果不理想 从坨三水质分析 情况来看 仅靠重力沉降工艺就可使污水中的含油量达标 流程末端的 过滤器主要应用于水中悬浮物的去除 要达到 C1 级标准要求的悬浮物 5mg l 应选择双滤料过滤器 3 4 13 4 1 试验设备试验设备 试验介质 坨三来水投加 SH 01 SH 02 净化剂 20 10mg L 自然 沉降 30 分钟后 取中层水进行过滤实验 试验设备 过滤器为 80X800 的透明有机玻璃筒 内装核桃壳与石 英砂滤料 下部用滤布作垫层 水从上部倒入过滤器中 让其自然通过 收集滤后水 测定各项参数 3 4 23 4 2 试验结果试验结果 表 3 10 污水过滤试验结果 悬浮物含油量 名称 含量 mg L 去除率 含量 mg L 去除率 滤前 12 8 21 5 滤后 3 175 82 687 9 21 备注试验介质为加药沉降后的坨三污水 上表数据表明 通过过滤 悬浮物 含油量都可达到较高的去除率 尤其对悬浮物 滤后悬浮物含量可降至 3 1mg L 达到注水标准 3 4 33 4 3 过滤实验小结过滤实验小结 双滤料过滤处理对坨三加药沉降后污水的含油量 悬浮物去除率 有明显的去除作用 过滤后悬浮物含量降至 5mg L 以下 达到注水标准 3 53 5 结论结论 3 5 1 从运行操作 维护 成本等方面综合考虑 坨三污水在一次除油 段以重力沉降更为适宜 现场一次除油罐污水停留时间大约 4 8h 沉降 时间基本满足要求 3 5 2 坨三污水在二次除油段以重力沉降更为适宜 现场二次除油罐污 水停留时间大约 1 8h 沉降时间基本满足要求 应投加适宜的净化剂以 提高净化效果 3 5 3 实验室及模拟净化试验证实 坨三现用的重力沉降工艺对坨三污 水水质净化处理是适合的 沉降时间基本满足要求 建议投加净化药剂 更换双滤料过滤器 以提高过滤效果 22 第第 4 4 章章 化学处理技术研究化学处理技术研究 4 14 1 净化剂净化剂 4 1 14 1 1 参照标准参照标准 SY T 5796 93 絮凝剂评定方法 Q SL 1356 1998 油田采出水处理用液体絮凝剂通用技术条件 SY T 5329 1994 碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法 4 1 24 1 2 试验方法试验方法 取坨三污水站来水 在以 300r min 的速度搅拌的条件下搅拌 3min 再将不同的净化剂以不同浓度投加 转速降低到 20 60 r min 继续搅拌 20min 后 监测絮体形成速度 絮体大小 然后静置沉降 23 30min 后 取中层水样进行水质分析 4 1 34 1 3 筛选结果筛选结果 表 4 1 坨三净化剂种类筛选结果 药剂名称浓度 mg L 现象观察 空白 水色发黄 混浊 WDXN 140 絮团较大 水较清 SH 1 SH 220 10 絮团较大 水较清 WD 6F40 絮团很小 水浑 根据试验结果 药剂选择 WDXN 1 净水剂 SH 01 混凝剂 SH 02 絮 凝剂 表 4 2 坨三净化剂浓度筛选结果 药剂名称 浓度 mg L 含油量 mg L 去除率 悬浮物 mg L 去除率 现象观察 空白 016 36 9 水色黄 浊度较大 206 7258 623 346 3 305 7664 718 549 3 402 5684 18 577 8 WDXN 01 504 9668 914 162 5 随药剂量增加 水逐 渐变清 形成大量絮 团 静止 30min 后 大部分絮团上浮 15 56 461 718 449 9 20 55 2866 916 655 4 20 103 280 78 677 2 SH 1 SH 2 30 54 9668 415 558 0 随药剂量增加 水逐 渐变清 形成大量絮 团 静止 30min 后 大部分絮团上浮 说明试验温度 60 静置沉降 30min 后 取中层水样进行检测 WDXN 01去除率 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 20304050 药剂浓度 mg L 去除率 含油 悬浮物 SH 1 SH 2去除率 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 15 520 520 1030 5 药剂浓度 mg L 去除率 含油 悬浮物 图 4 1 WDXN 1 去除率 图 4 2 SH 1 SH 2 去除率 24 由以上结果可以看出 投加净水剂 WDXN 1 40mg L 时 含油为 2 56 mg L 悬浮物为 8 5 mg L 投加净化剂 SH 01 SH 02 20 10mg L 时 含油为 3 2 mg L 悬浮物为 8 6 mg L 4 24 2 杀菌剂杀菌剂 4 2 14 2 1 参照标准参照标准 本试验中细菌含量检测执行 SY T 5329 1994 碎屑盐油藏注水水 质推荐指标及分析方法 中规定的试验方法 杀菌剂筛选执行 SY T5890 93 杀菌剂性能评价方法 中规定的实 验方法 4 2 24 2 2 筛选结果筛选结果 在对来水进行 SRB 的菌量检测的基础上 进行杀菌剂筛选 以确定 适宜的杀菌剂 表 4 3 杀菌剂杀菌效果筛选 杀菌剂型号加药浓度 mg L 检测结果 10 20 30 40 WD 5B 50 10 20 30 40 SJ 01 50 10 20 DS F 30 25 40 50 注 1 原水中 SRB 菌 6 0 101个 mL 2 表示有细菌生长 表示无细菌生长 4 2 34 2 3 筛选结果分析及推荐药剂筛选结果分析及推荐药剂 由杀菌剂筛选结果可见 对于坨三污水 WD 5B SJ 01 杀菌剂均 有良好的杀灭效果 室内最低致死浓度均为 40 mg L 可用于该站的污 水杀菌处理 因此推荐连续式投加杀菌剂 WD 5B 或 SJ 01 杀菌剂 投加浓度为 40 mg L 4 34 3 缓蚀剂缓蚀剂 4 3 14 3 1 参照标准参照标准 依据 SY T5273 2000 油田采出水用缓蚀剂评价方法 依据 SY T6301 1997 油田采出水用缓蚀剂通用技术条件 4 3 24 3 2 筛选结果筛选结果 以坨三污水站的来水作为腐蚀介质 对不同类型的缓蚀剂在不同加 药浓度下的缓蚀剂效果进行了评价 表 4 4 缓蚀剂筛选结果 药剂型号浓度 mg L 缓蚀率 说明 2015 2 3073 8SL 2C 4078 5 水黑 有黑色沉淀 片局部发黑 2046 7 3061 0DF 2 4054 9 水黑 有黑色沉淀 片局部发黑 2028 6 3026 5SL 2B 4025 7 水黑 有黑色沉淀 片局部发黑 备注 检测日期 07 1 16 空白腐蚀速率 0 229 mm a 26 由筛选结果可以看出 缓蚀剂 SL 2C 和缓蚀剂 DF 2 的缓蚀效果相 对好一些 建议现场投加缓蚀剂 SL 2C 浓度 40mg L 或缓蚀剂 DF 2 浓度 30mg L 4 44 4 配伍性试验配伍性试验 因净化剂投加位置在水处理前段 而缓蚀剂与杀菌剂在水处理前段 投加位置较为接近 有可能产生协同或抵消作用 因而配伍实验主要考 察缓蚀剂与杀菌剂之间的配伍性 配伍性实验研究对象为筛选出的 WD 5B 杀菌剂 SJ 01 杀菌剂和 SL 2C 缓蚀剂 DF 2 缓蚀剂 4 4 14 4 1 缓蚀剂对杀菌效果的影响缓蚀剂对杀菌效果的影响 1 实验步骤 取 100mL 待测油田采出水样品加入已灭菌的试瓶内 按浓度依次加 入待测化学药剂 顺序为缓蚀剂 杀菌剂 每加一种药剂充分振荡 放入恒温水浴内 恒温 1 小时后取出 按标准要求进行杀菌性能检测 2 实验结果 按照单剂筛选结果 对所选缓蚀剂与杀菌剂进行配伍性实验 表 4 5 DF 2 缓蚀剂与 WD 5B 杀菌剂配伍性实验 序号 缓蚀剂 名称 缓蚀剂浓度 mg L 杀菌剂 名称 杀菌剂浓度 mg L 杀菌效果 最低致死浓度 mg L 10 20 30 1 WD 5B 40 40 10 20 30 2DF 220WD 5B 40 40 10 3DF 230WD 5B 20 40 27 30 40 4DF 230 备注 表示有细菌生长 表示无细菌生长 结果表明 WD 5B 杀菌剂单独使用时最低致死浓度为 40mg l 与 DF 2 缓蚀剂配合使用时 在缓蚀剂浓度为 20 30mg l 未见影响 DF 2 缓蚀剂单独使用在 30mg l 未见杀菌效果 表 4 6 SL 2C 缓蚀剂与 SJ 01 杀菌剂配伍性实验 序号 缓蚀剂 名称 缓蚀剂浓度 mg L 杀菌剂 名称 杀菌剂浓度 mg L 杀菌效果 最低致死浓度 mg L 20 30 40 1 SJ 01 50 40 20 30 40 2SL 2C30SJ 01 50 40 20 30 40 3SL 2C40SJ 01 50 40 4SL 2C40 备注 SL 2C 表示有细菌生长 表示无细菌生长 结果表明 SJ 01 杀菌剂单独使用时最低致死浓度为 40 mg L 与 SL 2C 缓蚀剂配合使用时 在缓蚀剂浓度为 30 40 mg L 未见影响 SL 2C 缓蚀剂单独使用在 40 mg L 未见杀菌效果 4 4 24 4 2 杀菌剂对缓蚀效果的影响杀菌剂对缓蚀效果的影响 表 4 7 SJ 01 杀菌剂对 SL 2C 缓蚀剂的影响 缓蚀剂 浓度 mg L 杀菌剂 浓度 mg L 缓蚀率 说 明 SL 2C30SJ 01074 0 水清 片光滑 28 40077 2 水清 片光滑 SL 2C0SJ 0140 无缓蚀率水清 片光滑 3030 1 水清 片光滑 SL 2C30SJ 01 4026 8 水清 片光滑 3020 6 水清 片光滑 SL 2C40SJ 01 403 3 水清 片光滑 由试验结果可以看出 在加入杀菌剂 SJ 01 后 会严重影响缓蚀剂 SL 2C 的缓蚀效果 所以现场投加时 两种药剂的加药点要隔开 避免 两者之间的负面影响 表 4 8 WD 5B 杀菌剂对 DF 2 缓蚀剂的影响 缓蚀剂 浓度 mg L 杀菌剂 浓度 mg L 缓蚀率 说 明 20042 5 水清 片光滑 DF 2 30 WD 5B 058 9 水清 片光滑 DF 20WD 5B400 水清 片光滑 3044 5 水清 片光滑 DF 220WD 5B 4048 2 水清 片光滑 3056 1 水清 片光滑 DF 230WD 5B 4047 2 水清 片光滑 由试验结果可以看出 当杀菌剂在其使用浓度 40mg L 时 杀菌 剂对缓蚀剂没有明显的影响 4 4 34 4 3 配伍性实验结果配伍性实验结果 SL 2C 缓蚀剂 DF 2 缓蚀剂在其使用浓度对杀菌剂无影响 而杀 菌剂在其使用浓度 40mg L 时 对其配合的缓蚀剂的缓蚀效果有影响 尤其是 SJ 01 杀菌剂严重影响 SL 2C 缓蚀剂的缓蚀效果 DF 2 缓蚀剂和 WD 5B 杀菌剂配伍性较好 建议现场使用 4 54 5 药剂筛选配方药剂筛选配方 鉴于该站水中溶解氧含量较高 建议投加除氧剂 一般为亚硫酸 钠除氧剂 根据现场氧含量计算 建议投加量为 10 mg L 根据以上单剂筛选结果及配伍试验结果 得到坨三污水处理化学 29 药剂配方及投加方案 表 4 9 坨三污水处理化学药剂配方及投加方案 药剂 项目 净化剂缓蚀剂杀菌剂除氧剂 型号 SH 1 SH 2DF 2WD 5B 亚硫酸钠 加药点一次沉降后二次沉降后滤前来水 加药量 mg L 20 10 304010 投加方式连续连续连续连续 药剂单价 元 吨 4800900090002200 药剂成本 元 m3水 0 1440 270 360 022 合计 元 m3水 0 796 备注 为保证水质净化剂的效果 建议混凝剂先于絮凝剂投加 如采用管道 混凝 两个加药点距离大于 30 米 第第 5 5 章章 水质改性技术研究水质改性技术研究 5 15 1 仪器设备仪器设备 酸度计 PHS 3C 型 絮凝搅拌仪 JBY I 分光光度计 DR 2000 电子天平 MP200 1 悬浮固体测定仪 JCXG 03 5 25 2 参照标准参照标准 检测方法依据 SY 5329 94 碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法 30 5 35 3 方法原理方法原理 水质改性是往含油污水中加入以 OH 为主要成分的 pH 调整剂 提供 足够多的 OH 调整水中阴阳离子的分布与成分 使原水由弱酸性或中 性变为碱性 一般 pH 值控制在 7 5 10 调整剂在水中发生化学反应 使污水中的化学平衡得到破坏 HCO3 不断离解为 CO32 和 H 大量的 CO32 OH 与 Ca2 Fe3 Mg2 生成碳酸钙 氢氧化铁和氢氧化镁等盐 垢沉淀 再利用絮凝剂的网捕作用 与系统中的悬浮固体等一同快速沉 降 从系统中排出 从而达到净化水的目的 从电化学腐蚀角度来看 pH 值对金属的腐蚀的影响很大 当 pH 值 大于 8 0 后 氢的去极化和氧的去极化作用都减至最弱 铁处于热力学 稳定状态即进入钝化区 主要是由于 Fe OH 3或 FeCO3覆盖于金属表面 使腐蚀速度变慢 因此改性处理提高污水的 pH 值可以有效的控制腐蚀 改性水 pH 值较高时 环境中腐生菌 铁细菌 硫酸盐还原菌的存 活和繁殖受到限制 所以改性处理又能达到抑制细菌的作用 5 45 4 试验步骤试验步骤 取 1000ml 水样 6 组 1 组空白 加入碱剂 主要成分石灰乳 调 节不同的 pH 值 搅拌 5min 后 选择絮凝效果较好的絮凝剂 SH 1 等量 加入 快速搅拌 5 分钟 再慢速搅拌 2min 然后加入等量的 SH 2 同 样先快速再慢速搅拌均匀 停止搅拌 观察处理效果 沉降 30min 后 抽取中层水样检测水中悬浮物和含油量 以及细菌 平均腐蚀速率等指 标 5 55 5 试验结果试验结果 实验过程中 通过投加碱剂 逐步调整 pH 值 观察实验现象 表 5 1 水质改性实验结果 31 名称pH 值 悬浮物含量 mg L 含油量 mg L 处 理 现 象 描 述 空白 7 539 82 0 水清 絮团小 沉降较慢 水中悬浮物多 渣少 7 969 41 4 水清 絮团小 沉降慢 水中悬浮物多 渣少 8 204 10 水清 絮团大 沉降快 水中悬浮物少 渣少 8 524 20 水清 絮团小 沉降快 水中悬浮物少 渣多 8 713 90 水清 絮团大 沉降快 水中悬浮物少 渣多 改 性 处 理 9 054 20 水清 絮团大 沉降快 水中悬浮物少 渣多 杯壁发白 备注以上均投加净化剂 SH 1 和 SH 2 投加量是 20 20 mg L 坨三污水单独投加净化剂时 水中絮团较小 调整 pH 值至 8 20 以 上时 再投加净化剂 效果明显 水清 产生的絮团大 沉降速度快 但是 pH 调至 9 05 以上时 杯壁发白 有大量不溶物生成 开始明显出 现结垢现象 所以最佳 pH 值范围应在 8 20 8 70 之间 由以上可以看出 对坨三污水进行改性处理的净化效果是比较好的 最佳 pH 值范围在 8 20 8 70 之间 SH 1 和 SH 2 的投加量是 20 20 mg L 沉降 30 分钟后 水清 水中悬浮物明显减少 表 5 2 改性前后水中离子含量对比 离子含量 mg