稠油废水处理回用于热采锅炉用水

稠油废水处理回用于热采锅炉用水重质沥青质质原油俗称稠稠油，需热力力开采，即热热采锅炉将水水加热至温度度为315℃、压力为17MPa、干度为80%左右的饱和和蒸汽，注入入油层提高油油层温度，降降低稠油粘度度，通过采油油设备把稠油油提升到地面面。从采油井井口采出的油油和水混合物物称之为原油油采出液。用用各种方法对对采出液进行行油水分离，分分离出的水称称之为稠油废废水。辽辽河油田稠油油储量丰富，现现有稠油废水水处理站9座，日产稠稠油废水约7×104t，输到稀油油区块或废地地层回注约2.6×1104t，剩余4.4×1104t外排，对环环境造成一定定污染。辽河油田热热采锅炉日用用清水约9×104t，由于地表表水水质较差差，所以生产产和生活用水水大量使用地地下水，过量量的开采，使使地下水位急急剧下降。一方面大大量污水外排排污染环境，另另一方面稠油油热采大量使使用清水，生生产和生活用用水量与日俱俱增，供水严严重不足。因因此，对稠油油废水进行处处理回用是非非常必要的。1稠油废水的的水质稠油废水水水质较复杂，是是含有多种杂杂质且水质波波动较大的工工业废水。稠油废水水与稀油废水水及其他工业业废水相比，具具有如下特点点：①稠油平均密密度为900kkg/m3以上，其原原油颗粒可长长期悬浮在水水中；②粘滞性大，特特别在水温低低时更显著；；③温度较高，在在开发稠油过过程中为降低低原油粘度往往往将温度提提高到70～80℃；④乳化较严重重，废水易形形成水包油型型乳状液。根据稠油油废水的水质质，稠油废水水处理一般具具有以下特点点：①为达到油、水水和泥的分离离，破乳是先先决条件。首首先应保证稠稠油废水的处处理温度，选选择合适的破破乳剂，并选选择最佳投药药量、加药点点、混合、反反应和沉降方方式。②保证足够的的油、水和泥泥分离时间。因因稠油密度大大，油水密度度差小，其重重力分离虽在在充分破乳条条件下进行，为为使油珠有效效上浮，加长长油、水和泥泥分离时间还还是必要的，一一般需2～3h。③在使用混凝凝剂时，pH值对混凝效效果影响较大大。2热采锅炉用用水的水质指指标各国热采锅锅炉用水水质质指标见表1。表1各国热采锅锅炉水质指标标项目中国(SY00027—1994))加拿大美国石油协会溶解氧(mg//L)≤0.050.0050.1总硬度(以CaaCO3计)(mg//L)≤0.10.11.0总铁(mg/LL)≤0.050.050.1二氧化硅(mgg/L)≤50100150悬浮物(mg//L)≤215.0总碱度(以CaaCO3计)(mg//L)≤2000最大2000油和脂(mg//L)(建议不包括括溶解油)≤21.01.0矿化度(mg//L)≤700010000最大7000pH值7.5～118.5～9.557～12进炉前是否处理理不处理不处理不处理根据稠油废废水所含污染染物种类和数数量以及热采采锅炉用水水水质指标，稠稠油废水处理理用于热采锅锅炉供水，主主要应处理废废水中的油、悬悬浮物和硬度度。3稠油废水的的水质分类及及回用评估稠油废水中中的油和悬浮浮物去除工艺艺较成熟，工工程一次投资资和处理成本本较低；而稠稠油废水的软软化工艺较复复杂，工程一一次投资和处处理成本较高高，是左右整整个回用处理理工艺的关键键因素。为此此，根据影响响稠油废水软软化工艺选择择的主要水质质指标(总溶解固体TDS和硬度)，把稠油废废水分为六种种类型(见表2)。不同种类类稠油废水的的回用评估见见表3。辽河油田田稠油废水大大部分属于低低矿化度的中中、低硬度稠稠油废水，其其他类型较少少，所以大部部分有回用于于热采锅炉的的可能性。表2稠油废水水种类mg/L废水类型TDS硬度低含盐、低硬度度≤5000≤300低含盐、中等硬硬度≤5000300～8000低含盐、高硬度度≤5000≥800中含盐、低硬度度5000～77000≤300中含盐、中等硬硬度5000～77000300～8000高含盐、高硬度度≥7000≥800其他性质稠油废废水含较高氯根和二二氧化硅和硫硫化物注

①含盐此处处指可溶性固固体物。②硬度以CaCO3计。表3不同种类类稠油废水的的回用评估废水类型评估低含盐、低硬度度易软化，不需预预软化，处理理成本低，宜宜作为锅炉回回用水低含盐、中等硬硬度易软化，需预软软化，处理成成本较低，宜宜作为锅炉回回用水低含盐、高硬度度需特殊预软化，处处理成本较高高，可作为锅锅炉回用水中含盐、低硬度度较难软化，需脱脱盐，处理成成本较高，稀稀释后可作为为锅炉回用水水中含盐、中等硬硬度较难软化，需脱脱盐，处理成成本较高，稀稀释后可作为为锅炉回用水水高含盐、高硬度度很难软化，需脱脱盐，处理成成本很高，不不宜作为锅炉炉回用水4稠油废废水的处理流流程处理理流程主要分分三部分，即即除油部分、除除悬浮物部分分和软化部分分，软化后废废水进热采锅锅炉。各单元元处理工艺如如下：①

调节和缓冲冲水量变变化应根据生生产情况实测测，调节水量量一般为处理理规模的10%～15%可满足要求求。均质措施施主要是确定定次流程出水水达到一定含含油和悬浮物物指标，送回回主流程时不不会对主流程程水质产生冲冲击。调调节罐宜设置置一备一用，便便于检修清泥泥，罐内设伴伴热和收油设设施。废废水经调节罐罐后，均质、均均量供给后段段工艺。②

斜板除油罐罐重力除除油一直是国国内外含油废废水处理首选选的初级处理理单元，其效效率高、运行行稳定。通过过这一单元处处理，可以去去除大部分浮浮油和分散油油；加入适当当的破乳剂，可可去除部分乳乳化油。斜板除油罐罐有重力式和和压力式，重重力式斜板除除油罐上部设设有收油设施施和加热设施施；中部为斜斜板的沉降区区；底部设置置锥型排泥斗斗，罐中心设设反应筒。③

浮选试试验和实践证证明，诱导浮浮选(IGF)十分适用于于油水密度差差小的稠油废废水处理。近近年来，溶气气浮选(DAF)和涡凹浮选(CAF)也引入油田田废水处理。诱导浮选选，浮选剂投投加在浮选机机的进水管，经经静态混合器器混合即可，不不需特制药剂剂反应装置；；溶气浮选，最最好在进浮选选前设药剂混混合和反应装装置，国产浮浮选剂投加量量一般为10～20mgg/L。④

过滤经经浮选处理后后，废水进入入核桃壳过滤滤器，进一步步除油和悬浮浮物。全自动动核桃壳压力力过滤器工作作滤速为25～30m//h，强制滤速35～40m//h。反洗时，反反洗水中投加加5mg//L的滤料清洗洗剂，在滤料料搅拌装置的的作用下，对对核桃壳进行行彻底反洗。核桃壳过过滤器出水含含油＜5mg//L，悬浮物在10～20mgg/L。废水水经核桃壳过过滤器后，加加入助滤剂1～5mg//L进入全自动动双滤料(无烟煤和石石英砂)压力过滤器器进行微絮凝凝过滤，进一一步去除悬浮浮物和油。双滤料过过滤出水含油油＜2mg//L，悬浮物＜5mg//L。双滤料过过滤器设空压压机对滤料进进行表面和深深层辅助清洗洗。废水经双双滤料过滤器器处理后，进进入软化处理理部分。⑤

软化选选择稠油废水水离子交换软软化工艺取决决下列因素：：锅炉给水标标准、废水TDS、硬度、硬硬度与碱度之之比。选择软软化工艺一般般原则见表4。表4选择离子子交换软化工工艺的原则mg/LTDS硬度软化工艺≤2000≤100强酸聚合母体单单床树脂700～50000≤2000上流式串联床强强酸树脂5000～100000≤500单床弱酸树脂5000～100000500～20000强酸树脂+弱酸酸树脂串联10000～550000≤2000串联床弱酸树脂脂≥50000≤500单床螯合树脂注①硬度以CaaCO3计；②此表为参照照美国两家设设计公司选择择软化工艺的的数据。是否进行化化学沉降分离离预软化处理理，还取决于于原水中TDS、总硬度、碱碱度、SiO2和金属离子子的含量。根据辽河河油田曙四联联稠油废水离离子交换软化化的工业试验验和工程实践践，总矿化度度＜70000mg/LL，硬度＜500mmg/L时：a.0011×7强酸阳离子子树脂和大孔孔弱酸树脂D113能与稠油废废水相适应，软软化后可达到到进热采锅炉炉水质指标。b.树脂可承受受一定量的有有机物，这种种暂时性污染染对交换过程程影响不大，但但悬浮物不应应过高(不宜超过10mgg/L)。c.废水中COD＜300mmg/L对树脂没有有明显污染作作用。d.0011×7强酸阳离子子树脂的软化化过程，工作作滤速可按清清水软化设计计滤速设计；；树脂装填高高度应高出清清水软化树脂脂装填高度200～300mmm；再生液浓浓度和再生液液用量应比清清水软化设计计时高出1.2～1.5倍。e.大孔弱酸树树脂D113用于稠油废废水软化的交交换容量可高高出001×7树脂的1～1.5倍，抗污染染能力强于001×7树脂，具有有再生彻底等等特点，它适适用于废水中中含长链有机机物。f.移动床软化化比固定床软软化提高交换换效率0.5～1.0倍，再生与与清洗彻底，可可防止树脂板板结，适用于于含污染物多多的稠油废水水。5工程实践和和效益分析辽河油田对对稠油废水深深度处理回用用于热采锅炉炉，现已建成成曙四联8000mm3/d废水深度处处理站1座和洼一联6000mm3/d废水深度处处理站1座，正处于于试运投产阶阶段，基本可可实现稠油废废水回用于热热采锅炉。以欢三联联2×1044m3/d稠油废水深深度处理回用用热采锅炉为为例，经济效效益如下：a.热能的利用用：2920万元/a(稠油污水温温度55℃，清水温度15℃，燃料油700元/t计)。b.排污费的节节省：73万元/a(达标外排费0.1元/m3，暂不计污污染费)。c.回收原油费费：回收原油油10t//d，225万元/a(原油700元/t计)。d.节省清水资资源费：1022万元/a(水价1.4元/m3)。合计：4270万元/a。与年运行行费用24777.64万元对比，可可以看出有较较大效益。6结语美国、加拿拿大利用稠油油废水处理后后回用热采锅锅炉的技术已已有20余年的历史史，从工艺流流程(包括废液和和废泥处理工工艺)、设备、自自动控制都有有完整配套技技术，有成熟熟的运行经验验，生产实践践证