设备管理_油田污水处理技术与设备汇总

油田污水处理工艺与设备 提纲 油田污水的主要特点油田污水主要处理和调整剂污水处理的主要工艺与设备污水处理技术的发展趋势油田污水处理调查的启发 油田污水的主要特点 油田污水的主要特点1含油原油是油田污水含有的主要污染物 其含油量一般为1000mg L左右 少部分油田污水含油量高达3000 5000mg L 污水中含油的存在形式可分为悬浮状 分散状 乳化状和溶解状四种形态 2高矿化度含有多种离子在污水中 含有Ca2 Mg2 K Na Fe2 等多种阳离子和Cl HCO3 CO32 S2 等多种阴离子 在一定条件下 这些离子相互结合 生成不溶于水的化合物 如CaC03 CaS04 MgC03等 这些化合物 或悬浮在水中 会使水变浑浊 或沉积在管壁上 引起管壁结垢 3有多种气体溶解有O2 H2S CO2等多种气体 其中的O2是很强的去极化剂 他能使阳极的铁离子失去电子 生成Fe2 或Fe3 从而生成Fe OH 3沉淀 H2S CO2等酸性气体可生成腐蚀性物质 加剧金属设备的腐蚀 油田污水的主要特点 油田污水的主要特点4多种悬浮固体主要有 泥沙 齐种腐蚀产物及垢 细菌 有机物 胶体等 这些悬浮固体悬浮在水中 会使水变浑浊 附着在管壁上 会形成沉淀 引起管壁腐蚀 回注油层 会使孔隙堵塞 影响油井产量 5多种工业细菌污水中常见的工业细菌有硫酸盐还原菌和铁细菌等 硫酸盐还原菌能把S042 离子中S还原成S2一离子 进而生成H2S 铁细菌在繁殖过程中 会在管壁上形成菌苔 进而生成Fe OH 3沉淀 这些细菌产物 都会加速金属设备的腐蚀 综述 成分复杂 其显著特点是腐蚀性强 结垢快 油田污水的悬浮物和油是采油废水回注中导致注水井和油层堵塞的两个重要因素 油田污水的主要特点 油田污水导致管线结垢 川口采油厂污水池里站的反应器腐蚀 管线腐蚀 油田污水的主要处理剂 油田污水的主要处理剂主要包括 破乳剂 清水剂 絮凝剂 混凝剂 灭菌剂 PH值调和剂 缓蚀剂 阻垢剂 除氧剂等 清水剂主要是去除污水中的含油 污水中的油是已油珠的方式存在于水中 油珠的表面 由于吸附了阴离子型表面活性剂 如羧酸盐型表面活性剂 形成扩散双电层而带负电 清水剂可使它们易于聚结 上浮在除油设备中去除 1阳离子型聚合物这类聚合物包括无机阳离子型聚合物和有机阳离子型聚合物 无机阳离子型聚合物如羟基铝 羟基铁和羟基锆 它们的多核羟桥络离子有中和油珠表面负电性和桥接油珠的作用 使油珠易于聚结 上浮 有机阳离子聚合物同样有中和油珠表面负电性和桥接油滴的作用 使油珠易于聚结 上浮 2有分支的表面活性剂有分支的表面活性剂可取代油珠表面原有的吸附膜 使保护作用大大削弱 从而使油珠易于聚结 上浮 油田污水的主要处理剂 油田污水的主要处理剂絮凝剂无机絮凝剂 聚铝类 聚合氯化铝PAC 聚合硫酸铝PAS 聚硫氯化铝PACS 聚合磷酸铝PAP 聚铁类 聚合硫酸铁PFS 聚合氯化铁PFC 聚合硫酸氯化铁PFSC 复合型无机高分子絮凝剂 聚合氯化铝铁PAFC 聚合硫酸铝铁PFC 聚合硫酸氯化铁PAFC 聚合硫酸氯化铝铁PAFCS 有机絮凝剂 聚丙烯酰胺PAM CG A UP 20等 缓蚀剂缓蚀剂按照作用机理分为三类 氧化膜型缓蚀剂 通过氧化产生致密的保护膜 而起到缓蚀作用 如 重铬酸盐 钼酸盐 亚硝酸盐等 沉淀膜型破乳剂 通过在电化腐蚀的阴极表面形成沉淀膜而起到缓蚀作用 如 硅酸钠 硫酸锌 磷酸钠 磷酸二氢钠 磷酸氢二钠 三聚磷酸钠等 吸附膜型缓蚀剂 通过在电化腐蚀的阳极和阴极表面形成吸附膜起到缓蚀作用 如 咪唑啉类缓蚀剂 油田污水的主要处理剂 油田污水的主要处理剂助凝剂本身可以起凝聚作用 也可不起凝聚作用 但与混凝剂一起使用时 它能促进水的混凝过程 产生大而结实的矾花 助凝剂常使用有机非离子型和阴离子型的水溶性聚合物 如聚丙烯酰胺 部分水解聚丙烯酰胺 聚乙二醇等 这些水溶性聚合物都是线形聚合物 可通过吸附而桥接在颗粒表面 使他们聚结在一起 使用絮凝剂处理水时 有两点值得注意 1 注意混凝剂和助凝剂都有一个最佳浓度 大于或小于这个最佳浓度 絮凝效果都不好 2 注意加入顺序 要先加入混凝剂 接触了固体颗粒表面的负电性 再加入助凝剂 有机阳离子形聚合物 兼有混凝剂和助凝剂的作用 应此可单独使用 油田污水的主要处理剂 油田污水的主要处理剂阻垢剂 油田水结垢通常只有少数几种盐 常见的垢的类型有碳酸钙 碳酸镁 硫酸钙 硫酸钡 硫酸锶等 阻垢剂是一些化学药品的统称 把少量防垢剂加入水中 通常能起到延缓 减少或抑制结垢的作用 使用防垢剂是油田最为常用的方法 其高效 简便 易行 常用的阻垢剂种类有 磷酸盐 如 EDTMP HEDP AEDP等 氨基多羧酸盐 如 EDTA MIMDA IMDA等 磷酸脂盐低分子聚合物如 DMAA PVAA PAA PMA除氧剂能除去水中溶解氧的化学药剂叫除氧剂 除氧剂都是还原剂 常用的除氧剂有 亚硫酸盐 铜 锰 镍和钴的二价金属盐作催化剂 二氧化硫 联氨等 油田污水的主要处理剂 油田污水的主要处理剂杀菌剂主要包括 氧化型杀菌剂 通过氧化作用杀菌 Cl2 次氯酸钠 次氯酸钙 高铁酸钾 高锰酸钾等 非氧化型杀菌剂吸附型杀菌剂 通过吸附在细菌表面 影响细菌正常的新陈代谢而起到杀菌效果 如季铵化合物 渗透型杀菌剂 这类杀菌剂渗透入细菌的细胞中 破坏细菌体内的生物酶而起到杀菌效果 杀菌剂多复配使用 复配杀菌剂的效果超过单一杀菌剂的效果 杀菌剂必须交替使用 因长期使用一种杀菌剂会使细菌产生抗药性而显著降低杀菌剂的效果 杀菌剂开始使用时浓度要高 在细菌数量处在控制之下时 则可改为低浓度 即能有效地控制细菌的繁殖 杀菌剂可连续投放或间歇加入 连续投放时杀菌剂的浓度一般为10 50mg L 间歇加入时杀菌剂的浓度一般为100 200mg L 油田污水的主要处理剂 油田用聚丙烯酰胺 聚合氯化铝 阳离子型线高分子缩聚物 油田污水处理的主要工艺与设备 一 油田污水的主要处理技术与工艺现状1目前国内外石油开采中 处理含油污水通常采用的工艺路线 物理方法 调节 隔油 气浮 沉降 旋流 过滤 出水 化学方法 调节 中和 絮凝 出水 物理 化学方法 调节 隔油 絮凝 沉降 过滤 出水 物理 化学 生物法 调节 隔油 絮凝 厌氧 好氧 沉降 过滤 出水 2主要技术方法1 物理法 物理处理法的重点是去除废水中的矿物质和大部分固体悬浮物 油类等 物理法主要包括重力分离 离心分离 过滤 粗粒化 膜分离和蒸发等方法 2 化学法 化学法主要用于处理废水中不能单独用物理法或生物法去除的一部分胶体和溶解性物质 特别是含油废水中的乳化油 包括混凝沉淀 化学转化和中和法 化学处理法主要用于去除乳化油 一般是直接用化学药剂来削弱分散态油珠的稳定性 通常是投加无机混凝剂常为铝盐和铁盐 然后通过沉降或气浮法将分离的油去除 投加混凝剂后 气浮除油的效率可提高10 25 最高可达95 以上 油田污水处理的主要工艺与设备 3 物理化学法 油田污水物化处理法通常包括气浮法和吸附法两种 4 生物法 生物法是利用微生物的生化作用 将复杂的有机物分解为简单的物质 将有毒的物质转化为无毒物质 从而使废水得以净化 根据氧气的供应与否 将生物法分成好氧生物处理和厌氧生物处理 采油废水经隔油池和气浮处理后 可采用活性泥法 滴滤法 曝气法或接触氧化法等生化方法处理 一种代表性的工艺流程见图 国外也有报道在经API隔油池和气浮处理后采用氧化塘法进一步处理 生物法较物理或化学方法成本低 投资少 效率高 无二次污染 广泛为各国所采用 油田废水可生化性较差 且含有难降解的有机物 因此 目前国内外普遍采用A O法 接触氧化 曝气生物滤池 BAF SBR UASB等处理油田污水 油田污水处理的主要工艺与设备 油田污水处理的主要工艺与设备 二 油田污水的一些典型工艺 1重力分离沉降除油与核桃壳粗滤器 纤维球精滤污水处理工艺示意图 长庆油田 2三级改性纤维球过滤器处理工艺流程示意图 长庆油田 油田污水处理的主要工艺与设备 3自然除油 混凝除油 过滤流程图 4吉林油田乾安采油厂联合站污水处理改造后流程 油田污水处理的主要工艺与设备 5重力式污水处理流程 油田污水处理的主要工艺与设备 6压力式污水处理流程 油田污水处理的主要工艺与设备 7中原文南油田改造后污水处理流程 解决了污 清水混注 机杂含量急剧上升结垢服饰与细菌繁殖 污水中含有大量的Ca2 Mg2 Fe2 SO42 和部分清水中的HCO3 清 污水混合后 清水中的HCO3 加速了CaCO3的沉淀 污水矿化度高 清水没有营养物质 但两者混合细菌繁殖快 SRB的含量高达106个 ml 油田污水处理的主要工艺与设备 8 粗粒化 混凝除油 单阀滤罐过滤流程图 油田污水处理的主要工艺与设备 三 油田污水的一些设备的结构 原理示意图 1平流池示意图 2粗粒化罐构造图 油田污水处理的主要工艺与设备 4立式斜板除油罐构造图 1进水管 2中心反应筒 3配水管 4集水管 5中心管柱 6出水管 7波纹斜板组 8溢流管 9集油管 10出油管 11排污管 油田污水处理的主要工艺与设备 6立双料过滤器 7溢流沉降罐 油田污水处理的主要工艺与设备 8改性纤维球过滤器 8PE过滤器 油田污水处理的主要工艺与设备 9SSF污水净化装置结构示意图 10旋流分离器原理示意图 油田污水处理的主要工艺与设备 11曝气式沉砂池原理图 12竖流式气浮池原理图 油田污水处理的主要工艺与设备 13活性污泥池原理图 14曝气生物滤池原理图 油田污水处理的主要工艺与设备 15生物曝气滤池 BAF 的构造图 油田污水处理的主要工艺与设备 带式浓缩压滤机 曝气式沉砂池 平流沉淀池 油田污水处理的主要工艺与设备 竖流沉淀池 辐流沉淀池 油田污水处理的主要工艺与设备 纤维球滤料 沸石滤料 蜂窝斜管填料 油田污水处理的发展趋势 油田污水处理发展趋势油田污水处理后回用已经越来越受到重视 目前的研究有如下趋势 1 新型水处理药剂的研制和开发混凝剂是油田采出水 钻井污水等处理中重要的药剂 研制混凝能力强 能够快速破乳 沉降速度快 絮凝体体积小 在碱性和中性条件下同样有效的新型混凝剂 是水处理药剂开发者致力的方向 近年来 研制和应用原料来源广的聚合铝 铁 硅等混凝剂成为热点 无机高分子混凝剂的品种已经逐步形成系列 而在有机方面 有机混凝剂复合配方的筛选和高聚物枝接是研究的重点 2 先进设备的研制和新技术的应用国内陈忠喜等专家开发出的横向流含油污水除油器 E Bessa等采用光催化氧化技术 S Rubach等采用电絮凝技术等都取得了较好的效果 另外 微波能技术和超声波技术也都是今后研究的重点 油田污水处理的发展趋势 3 生物处理技术生物处理技术被认为是未来最有前景的污水处理技术 一直是水处理工作者研究的重点和难点 特别是近年来 基因工程技术的长足发展 以质粒育种菌和基因工程菌为代表的高效降解菌种的特性研究和工程应用是今后污水生物处理技术的发展方向 4 膜分离技术的研究及推广膜分离技术用于油田污水处理 基本处理工业性试验阶段 难以大规模工业应用的原因主要是膜的成本和膜污染问题 因此 今后的研究重点是 开发质优价廉的新材料膜 减少膜污染的方法 清洗方法的优化以及清洗剂的开发 5 开发工艺更为先进的复合反应器 提高处理