油田污水简介ppt课件

遗传污水简介，宋学名2009.4.13，1，(a)污水的来源可以根据来源分为生活污水和工业污水两类。生活污水是人们日常生活中产生的废水，主要包括厨房洗涤、厕所清洗、洗澡等污水。工业污水是工业生产过程中排放的污水，其成分主要取决于生产过程中使用的原料和应用的工艺。1，污水和特性，2，(2)污水中的污染物，污水中的污染物种类主要可分为固体污染物、氧气要求污染物、营养污染物、酸碱污染物、有毒污染物、油类污染物、生物污染物、感官污染物、热污染等为了表征废水水质，制定了很多水质指标。主要有有毒物质、有机物质、悬浮物、细菌总数、pH值、色度、温度等。水质指标可能包含多种污染物。污染物也可能属于多种水质指标。3，1，固体污染物，固体污染物一般用悬浮物和浊度两个指标表示。悬浮物不仅使水质混浊，而且是阻碍管道和设备堵塞、磨损、污水处理及回收设备工作的重要水质指标。大部分污水都有悬浮物，清除悬浮物是污水处理的基本任务。浊度是水的光导电性的测量，其值表示污水中胶体和悬浮物的含量。固体污染物在水中存在三种状态：溶解状态(直径小于1nm)、胶扎状(直径介于1 100nm之间)和悬浮状态(直径大于100nm)。水质分析把固体分为两部分。也就是说，可以通过滤膜(孔径约为3 10 m)的溶解固体(ds)。不能通过的称为悬浮或悬浮(SS)，这两者加起来称为总固体(TS)。这种分类只是水处理技术的需要。4，通过生物化学和化学作用，可以在水中消耗溶解氧的污水中的物质统称为氧气需求。大部分氧气要求污染物是有机物，无机物主要是Fe，Fe2，S2，cn等。因此，一般来说，氧气需求意味着有机物。有机物种类很多，所以用现有的分析技术很难区分和量化。工程实际中用以下几种综合水污染指标进行了描述。2，氧气需求污染物，5，(1)生化需氧量(BOD)好氧条件下，微生物的活动分解有机物所需的氧气量称为生化需氧量，以单位容积污水所消耗的氧气(mg/l)为单位表示。(2)化学需氧量(COD)化学需氧量是指在酸性条件下，为了将有机物氧化成CO2，H2O而消耗的强力氧化剂。氧化剂通常使用重铬酸钾。重铬酸钾具有良好的氧化作用，可以使大部分有机物和无机物还原物质更完美地氧化，此时化学需氧量用CODCr或COD表示。如果使用高锰酸钾作为氧化剂，则使用大邱Mn。6，污水中包含的n和p是植物和微生物的主要营养素。污水排入水中，如果水中n和p的浓度分别超过0.2mg/l和0.02mg/l，就会引起水中富营养化，促进各种水生生物(主要是鸟类)的活性，刺激他们异常增殖，造成一系列伤害。随着藻类占据的空间增大，鱼活动空间减少，牛死鸟会沉入增加水中有机物量的水中。鸟类种类逐渐减少，以硅藻和绿藻为中心快速繁殖的绿藻主要发生变化，绿藻不是鱼好饲料，而是毒素也会产生。如果藻类过度生长，水中溶解氧急剧减少，水进入严重缺氧状态，鱼死了，水腐烂，发出恶臭。3，营养污染物，7，酸碱污染物主要由工业污水排放的酸碱和酸雨引起。水质标准以pH值反映含量水平。酸碱污染物改变水的pH值，破坏自然缓冲作用，抑制微生物生长，妨碍水的自我净化，恶化水质，引起土壤酸化或盐分。所有的生物如果自己的pH超过那个范围，就会影响生存。以渔业数量来说，pH不能低于6或高于9.2，如果pH为5.5，有些鱼就不能生存或繁殖。农业灌溉水的pH值应为5.5 8.5。此外，酸性水会对金属和混凝土材料产生腐蚀。4，酸碱污染物，8，废水中会对生物产生毒性反应的化学物质，称为有毒污染物。业界使用的有毒化学物质超过12000种，以每年500种的速度增长。毒物是重要的水质指标，各种水质标准确定了主要毒物的极限。废水中的毒物可分为无机化学毒物、有机化学毒物和放射性物质三大类。(1)武器化学毒物武器化学毒物包括金属和非金属。金属缸主要是水银、铬、镉、铅、锌、镍、铜、钴、锰、钛、钒、钼、铋等，特别是头几个更有害。水银进入人体后，转换成甲基汞，积累在脑组织内，破坏神经功能，不能用药物治疗，严重的情况下会导致死亡。镉中毒会导致全身疼痛、腰椎损伤、骨关节变形，从而产生心血管疾病。5，有毒污染物，9，金属毒物具有以下特性：不能被微生物分解，无机汞只能在微生物作用下转化为毒性更大的甲基汞等多种形式相互转化，分散；其毒性在离子状态下存在时最为严重。金属离子容易吸附在水中带负电荷的胶体上，吸附金属离子的胶体可以随着水流移动，但大部分会迅速下沉，因此重金属通常浓缩在下水道下游一定范围的沉积物中。被浓缩在生物体内，可能危及生物，也可能通过食物链对人体造成危害。淡水鱼可以将水银浓缩为1000倍，镉300倍，铬200倍等。重金属进入体内后，可能会因蛋白质、酶等作用使这种生理高分子物质失去作用，在人体特定器官中积累，引起慢性中毒，其危害可能需要10 20年才能查明。10，重要的非金属毒物有砷、硒、氰、氟、硫、亚硝酸盐等。砷中毒会引起中枢神经紊乱，引发皮肤癌等。亚硝酸盐可以在人体内产生亚硝胺和二次胺，致癌效果强。必须指出，很多毒物元素，往往是生物体必需的微量元素，只有在超过一定限度时才会产生毒性。(2)这种有毒的有机化学毒物，大部分是人工合成的有机物，难以生物降解，大部分是强烈的三种衍生物(致癌、诱变、致畸)，毒性很大。主要有杀虫剂(DDT、有机氯、有机磷等)、酚化合物、多氯联苯、重环芳烃(苯并芘等)、芳香氨基化合物等。例如，有机氯农药具有很好的化学稳定性，在自然环境中半衰期在十几年到几十年之间，都通过食物链浓缩在人体内，危害人体健康。如果DDT能在鱼脂肪中积累，浓度将比水体高12500倍。11，(3)放射性物质辐射是指核衰变发出的射线的物质属性。主要是x射线、射线、射线、射线、质子束等。废水中的放射性物质主要来自核试验、核燃料再处理、原料冶炼厂等铀、镭等放射性金属的生产和使用过程。其浓度一般较低，主要诱发癌症、对孕妇和婴儿造成损伤、遗传性伤害等慢性辐射和后期效果。12，6，石油类污染物，包括“石油类”和“动植物油”在内的石油类污染物。油类污染物可以在水面形成油膜，阻断大气和睡眠，破坏水的复氧条件。还附着在土壤颗粒表面和动植物体表上，会影响营养物质的吸收和废物的排放。水含有0.01 0.1mg/l的油，会影响鱼和水生生物。水含有0.3 0.5mg/l的油，有油味，不适合饮用。13、生物污染物主要指废水中的病原微生物，包括病原菌、病虫害、病毒等。未污染的天然水的细菌含量低，城市污水、垃圾淋溶水、医院污水等排出后，流入各种病原微生物。国内污水中可能含有肝炎、伤寒、霍乱、痢疾、脑炎的病毒和细菌、蛔虫卵和钩蛋等。生物污染物污染的特点是数量大、分布广、生存时间长、繁殖快，必须重视。水质标准的卫生指标有两种，反映水体被动物粪便污染的情况：细菌总数和大肠菌群总数。7，生物污染物，14，污水中可能引起双色、混浊、泡沫、恶臭等现象的物质，虽然没有严重的危害，但被称为引起人的感官极度不快的感官污染物。为了巡回及文体活动的水域，感官污染物的危险很大。特色浑浊的污水主要来自印染厂、纺织厂、造纸厂、和谐厂、煤气厂等。恶臭废水来自炼油厂、石油化工厂、橡胶厂、制药厂、屠宰厂、皮革厂等。废水中含有表面活性物质时，流动和曝气过程中可能会产生造纸废水、纤维废水等泡沫。在各种水质标准中，对色度、恶臭、浊度、悬浮物等的指标也由此确定。8，感觉污染物，15，高污水温度造成的危害称为热污染。热污染的主要危险包括：随着水温的升高，水体溶解氧浓度降低，相应的氧气损失也会减少，因此大气中的氧气传送到水体的速度也会减慢。此外，水温升高，生物氧气消耗速度加快，水中溶解氧消耗得更快，水质迅速恶化，鱼和水生生物因缺氧而死亡。水温高，鸟类繁殖快，水体富营养化过程快。水温升高，水中的化学反应加快，离子浓度、电导率、腐蚀性等水的物理化学性质发生变化，可能引起管道和容器的腐蚀。水温高，细菌的生长繁殖快，后续水处理费用增加。如果将此水用作供水源，则必须增加凝固剂和氯的注入量，增加水中有机氯化物的数量。9，热污染，16，1，油田污水源油田污水主要由钻井液、压裂液、洗涤液等钻井废水和站内其他类型的含油污水组成。其中，油田流出的水是与生产工作一起流出的含水原油(流出物)脱水分离出来的水，也称为“原油流出物”。遗传污水的数量和负面影响最大，也是遗传污水处理的主要对象。油田污水的性质与脱水过程有关。油性质和原油含水量不同的油田或区块会引入不同的脱水过程。代表性的脱水工艺包括电化学脱水、第二阶段电化学脱水、第三阶段电化学脱水等。第二，油田污水的来源和特性，17，(1)一种电化学脱水，所谓原油电化学脱水，在脱水机前添加一定量的原油破乳剂，乳化油水，释放水，然后通过脱水机通过合格去除原油水分流出。电化学脱水过程如下图所示。从兑换处运输的含水原油通过分离缓冲装置添加原油破乳剂，加热后，电脱水机脱水。合格脱水原油泵外转移；从电脱水机底部流出的污水直接进入污水处理厂。这个过程适合处理水分含量在20%以下的原油。通常在电气脱水前将含水原油提高到较高的温度(通常在50 左右)，工艺产生的污水温度高，易于处理。但是，脱水机油水界面控制不好，污水的含油率高，污水处理有困难。18，19，(2)两个电化学脱水，两个电化学脱水过程如下图所示。含水原油在换乘站加入乳化剂，然后用泵送到脱水回流站脱水。脱水加油站首先进行热沉淀脱水，将水分含量降低到20%以下，再加热，进行电脱水。经过脱水净化的原油通过缓冲罐由泵运送到外部。从电脱水机里流出的污水的尖端沉淀脱水罐，会将污水从该罐底部排放到污水处理厂。这个过程适合处理原油水分含量为50%到20%的原油。这个工序产生的污水温度比使用电化学脱水低，但比3段脱水高。20，21，(3) 3个电化学脱水，3个电化学脱水过程如下图所示。货币兑换所带来的水基原油首先通过自由水去除机去除自由水，通过这一段，水分含量可能会下降到50%以下。再加热后沉降脱水可以通过这一段将水分含量降低到20%。电脱水的增压和加热。上述三种脱水机排出的污水，统一放入开放式污水沉淀罐中回收，然后通过污水泵流入污水处理场。该工艺适合处理水分含量在50%以上的原油。这个工序排出的污水温度低。特别是自由水除雾器，污水的温度更低，偶尔达到40 以下，污水不容易处理。22，23，为了减少乳化剂的用量，提高乳化效果，目前在此过程中经常使用两步添加剂，在自由水出埃及记前使用水溶性乳化剂，在自由水出埃及记后上传加油可溶性乳化剂。随着原油开发方式的变化和第三次回收技术的应用，从油井中提取的液体的水分含量继续上升，成分越来越复杂，导电性继续加强，原油脱水过程中经常出现电脱水机不能工作的问题。为了解决这个问题，油田在第三段电化学脱水中停用电脱水机，使第三段电化学脱水成为第二阶段化学脱水是普遍的做法。24，值得指出的是，在上述脱水过程中，乳化剂的种类和性能对脱后污水的性质影响很大。目前国内油田使用的乳化剂主要以环氧乙烷和环氧丙烷为原料合成的乳化剂(称为传统乳化剂)，随着油井生产物性的变化，不能适应原油脱水生产要求，该乳化剂脱水生产不稳定，脱后废水油分和悬浮物含量高，给后续污水处理带来了很多困难。近两年来，国内出现了以其他高分子材料为原料生产的高分子乳化剂。这种乳化剂分子量大，乳化机制和传统乳化剂有很大差异，特别适合超高含水复杂原油萃取流体的乳化脱水，脱水生产稳定，脱后废水油分和悬浮物含量少，有效保持电脱水机的电场稳定性等，具有乳化和净水双重功能，在油田脱水生产中得到越来越广泛的应用。25、包括复杂成分的油田生产方法不同形成，不同生产方法的油田生产水，不同时间同一水处理站的废水成分也不同。尽管如此，油田被原油污染，高温高压水库融化了地层中的各种盐类和气体，在原油收集、运输和处理过程中混合了各种化学药品，大量有机物、水中大量存在细菌等，具有共同之处。因此，油田流出的水的成分大体上可以分为污染、悬浮物、结垢离子、微生物等。油田含油废水中的小杂质可以根据污水处理的观点分为五类。2，介电生产特性，26，(1)悬浮固体的颗粒直径范围为1 100m。因为大于100 m的固体粒子在处理过程中容易下沉。这种杂质的主要部分是：泥沙：0.05 m 4 m的粘合，4 60m的淤泥，以及比60m大的细砂；多种腐蚀产物和尺度：Fe2O3，Cao，MgO，FeS，caso 4；CaCO3等；细菌：硫酸盐还原菌(SRB) 5 10 m，腐败菌(TGB)10 30m；有机物：胶质沥青和石蜡等重质油。(2)胶体粒子大小为110-3 1m，主要由泥沙、腐蚀结垢产品和微有机物组成，物质组成基本类似悬浮固体。27，(3)分散油和油源一般具有2000 5000mg/l的原油，其中90%左右具有10 100m的分散油和100m以上的油分。(4)乳化油是原水中约10%的110-3 10 m乳化油。(5)溶解物质溶于水的低分子和离子物质。主要溶于水的无机盐。基本上以正离子和负离子的形式存在，粒子大小在110-3m以下，主要还包括有机溶解，例如Ca2，Mg2，Ba2，k，Na，Fe2，Cl-，HCO3-，CO32-，SO42-等