油田污水处理

*污水来源油田综合含水率达90%，陆上油田3.96亿吨/年。含油污水或原水：油水分离后污水。洗井水：注水井反冲洗产生的污水。*第一节油田污水的水质一、油田污水的特点1.污水中含油油田污水的主要污染物为原油，含油量1000mg/L左右,少部分高达3000～5000mg/L。油的存在形式有：悬浮状：油滴状,直径大于100μm。占污水中总含油量的60%～80%。分散状：油滴状,直径10～100μm。占污水中总含油量的10%～30%。乳化状：直径0.1～10μm。占污水中总含油量的10%。溶解状：直径小于0.1μm。占污水中总含油量的比例很小。*污水含油的危害：1.使污水处理滤罐中的滤料粘结失效；2.含油量较大的污水回注地层后，会形成乳化段塞，堵塞油层孔隙，降低油层的吸水能力。3.污水中的含油还会吸附污水处理过程中加入的化学药剂，使其失效。*2.污水中含有的离子钙、镁、钾、钠、铁等阳离子，氯、碳酸、碳酸氢，硫酸等阴离子。在一定条件下，生成不溶于水的化合物。3.污水中含有的气体O2,H2S,CO2等多种气体。4.污水中含有的悬浮固体①泥沙②各种腐蚀产物及垢③细菌④有机物⑤胶体*二、油田污水的水质 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 1.滤膜系数单位时间内、单位压差下通过规定的孔隙的滤膜所流出的污水量。滤膜系数越大，水质越好。规定处理后污水滤膜系数＞15。2.腐蚀率金属在污水中被腐蚀的速度，规定处理后的污水腐蚀率小于0.125mm/a。3.结垢率管壁的结垢速度，处理后的污水结垢率小于0.5mm/a。*4.含油量单位体积污水中含有原油的质量，规定处理后污水中含油量不超过30mg/L。5.悬浮物含量单位体积的污水中含有难溶性固体的质量，规定处理后污水的悬浮物含量不超过5mg/L。6.细菌含量单位体积污水中总工业细菌的数量，规定处理后污水的工业细菌含量不大于10000个/mL。其中硫酸盐还原菌含量不大于100个/mL。*7.溶解氧含量溶解于单位体积污水中氧气的含量。矿化度低于5g/L的污水溶解氧含量小于0.5mg/L；矿化度高于5g/L的污水溶解氧含量小于0.05mg/L；8.硫化物含量单位体积污水中含有硫化物的质量，规定处理后的污水流化物含量应小于10mg/L。9.铁含量单位体积污水中含有铁的质量。铁含量是衡量污水腐蚀程度的重要指标。规定处理后的污水铁含量不超过0.5mg/L。*三、油田污水的水质分析1.pH值的测定pH值越高，污水的结垢趋势越大；pH值越小，污水的腐蚀性越大。采用试纸法、比色法等测定。2.CO2含量的测定利用溶于水中的CO2与强碱溶液反应生成碳酸氢盐，用滴定法测定。3.Cl-含量的测定利用Cl-和Ag+结合，生成难溶的AgCl沉淀。4.硬度的测定利用等Ca+、Mg+离子在pH值为10的缓冲溶液中能与有机化合物乙二胺四乙酸溶液结合。*5.SO42+含量的测定根据SO42+与Ba2+结合生成难溶性沉淀物，利用滴定法测定。6.溶解氧含量的测定利用在碱性介质中溶于水中的氢氧化锰生成水合氢氧化锰，在KI存在的条件下，酸化水和氢氧化锰，定量的将I-氧化为I2。7.硫化物含量的测定①碘量法硫化物含量大于20mg/L②比色法硫化物含量小于20mg/L*8.铁离子的含量测定利用二价铁离子与邻二氮菲结合生成橙红色物质的特性。9.含油量的测定采用萃取法测定10.悬浮物含量测定采用重量法测定污水中的悬浮物含量。**第二节油田污水的除油采出水治理方法物理治理方法过滤、浮选、重力分离、离心分离、蒸发和活性炭吸附等；化学治理方法去除污水中胶体和溶解性物质，包括；混凝沉淀、化学氧化和还原、离子交换等；物理化学治理法加混凝剂的浮选法、离子交换法、反渗透法和电渗析法；生物治理法利用微生物的生物化学作用；好氧治理法和厌氧治理法。*目前常用除油方法有：重力除油、化学除油、旋流除油、聚结除油、气浮除油、过滤除油等。一、重力除油利用油和水的密度差，使油从水中上浮，达到油水分离的目的。常用设备有除油罐和隔油池。1.立式除油罐*立式除油罐*可去除浮油和分散油。含油废水通过进水管配水室的配水支管和配水头流入除油罐内，在罐内废水自上而下缓慢流动，靠油水的密度差进行油水分离，分离出的废油浮至水面，然后流入集油槽，经过出油管流出。废水则经集水头、集水干管、中心柱管和出水总管流出罐外。*2.斜板式除油罐在斜板式除油罐中，含油污水从平行板或管的一端流到另一端，相邻两板间就相当于一个小的沉降罐，含油污水每通过一组板，就相当于进行了一次分离，与自然沉降除油罐相比，在容积相同的情况下，过水面积增大，流动雷诺数减小，水流易于处于层流状态，处理能力和除油效率明显提高。*3.隔油池是利用油类自然上浮法分离、去除含油废水中的可浮油。常用的有平流隔油池、平板式隔油池和斜板隔油池。*平流式、平板式和倾斜板式隔油池的特性比较项目平流式平板式倾斜板式除油效率%60—7070—8070—80占地面积（处理量相同时）1½1/3—1/4可能除去的最小油滴粒径μm100—1506060最小油滴的浮上速度mm/s0.90.20.2分离油的去除方式刮板及集油管集油利用压差自动流入管内集油管集油泥渣除去方式刮泥机将泥渣集中到泥渣斗用移动式的吸泥软管或刮泥设备排除重力排泥平行板的清洗没有定期清洗定期清洗防火防臭措施浮油与大气相通，有着火危险，臭气散发表面为清水，不易着火，臭气也不多有着火危险，臭气比较少附属设备刮油刮泥机卷扬机、清洗设备及装平行板用的单轨吊车没有基建费低高较低*二、化学除油通过向含油污水中加入一定的化学破乳剂，使乳化液破乳，并使油滴聚合、沉降、分离的方法称为化学除油，也称为混凝除油或絮凝除油。*三、过滤除油将含油污水通过一定厚度且多孔的粒状物质,通过物理、化学作用除去其中的微小悬浮物和油珠的方法。过滤不仅能率除水中的悬浮物、浮油及絮凝过程中生成的沉淀物，而且还有一定的破乳作用，可达到再次除油的目的。1.滤料与过滤层目前常用于含油污水过滤除油的材料有石英砂、无烟煤、核桃壳、活性炭等。滤料的要求：①具有一定的相对密度、机械强度和化学稳定性；②具有合适的粒度、孔隙度和级配要求。粒度：粒径的大小级配：粒径的均匀程度孔隙度：滤层中的孔隙体积与滤层总体积的比值。为防止滤料从配水系统中流失，并保证反冲洗过程中的均匀布水，滤料层底部加一层承托层。*2.滤罐*(1)压力式滤罐密闭式的圆柱形钢制容器，在一定压力下工作。经初步除油后的污水从进水喇叭口进入滤罐内，自上而下通过滤料层。浮化油和悬浮物被吸附在滤料的表面，或被截留在滤料的孔隙中，从而达到污水净化的目的。过滤后的净化水通过配水支管和总管流出罐。反冲洗强度：单位面积滤料所需的冲洗水流量。通常为15～20L(s·m2)反冲洗时间随滤层污染程度的增加而增加，通常需15～30min。(2)重力式滤罐滤罐与大气相通，在大气压力下工作，污水靠自身重力通过过滤层。**DFX双流双滤料过滤*SFX多滤料过滤*反冲洗操作过程*Nutshell胡桃壳过滤器*3.精细过滤采用成型材料作为过滤器的滤芯，可去除污水中直径1～5μm的乳化油和其他细小悬浮物。多用于其他处理措施之后。常用的精细过滤器有烧结滤芯过滤器、纤维缠绕滤芯过滤器、微过滤器*四、聚结除油将含油污水通过一个装有粗粒化材料的装置，使油滴在粗粒化材料上得到吸附，并聚结合成大的油滴，从而从污水中分离出来。对于污水除油的粗粒化材料的性能要求：①耐油性能好，长期使用不会被油溶解或溶胀；②具有一定的机械强度，耐磨损；③不易板结，冲洗方便；④具有亲油憎水性，相对密度大于1，粒径为3～5mm。⑤货源充足，加工、运输方便，价格便宜。*五、气浮除油在含油污水中通入空气（或天然气），使水中产生微细气泡，污水中的细小油滴或悬浮颗粒黏附在气泡上，随气泡一起浮到水面，从而达到从水中除油的目的。是一种固－液和液－液分离的方法。具体过程：通入空气→产生微细气泡→SS附着在气泡上→上浮**气浮的理论基础（1）水中颗粒与气泡粘附的条件A、水、气、固三相混合体系中，因不同介质表面因受力不均衡而存在界面张力，气泡与颗粒或絮体一旦接触，由于界面张力存在会产生表面吸附作用。B、润湿周边：三项间的吸附界面构成的交界线。与润湿接触角有关系。（见下页图）C、亲水吸附与疏水吸附亲水性颗粒润湿接触角小，气粒两相接触面小，浮选体结合不牢，易脱落，此为亲水吸附。疏水性颗粒的接触角大，浮选体结合牢固，为疏水吸附。*固体*（2）泡沫的稳定性不稳定的后果：气泡浮到水面后，水分很快蒸发，泡沫计易破灭，会使已经浮到水面的污染物又脱落回到水中。方法：投加起泡剂（表面活性物质）达到易起气泡的稳定的目的。（3）改变疏水性能向水中投加浮选剂，可以使颗粒由亲水性物质变为疏水性。（4）结合方式（气浮中气泡对絮体和颗粒单体的结合方式）分为：气泡顶托；气泡裹携；气泡吸附1.溶解气浮除油原理：使空气在一定的压力作用下，溶解于水并到达过饱和状态，再减至常压释放，空气便以微小气泡的形式逸出。A、容气真空气浮常压空气溶于水，负压析出。特点：整个气浮池在负压下操作，空气溶解容易，动力设备和电能消耗少。缺点：所有设备均要密封在气浮池内，构造复杂，生产中使用不多。*B、加压溶气气浮其气浮工艺有三种形式：全溶气法：电耗高，但气浮池溶剂小。部分溶气法：省电，溶气罐小。但若溶解空气多，需加大压力回流加压溶气法：适用于SS高的原水，但气浮池容积大。组成：空气饱和设备、空气释放器、气浮池**加压溶气气浮法的特点：▲加压条件下，空气的溶解度大，能提供足够的微气泡，确保气浮效果。▲减压释放，产生气泡不仅微细（20-100㎛），粒径均匀，密集度大，而且上浮稳定，对液体扰动小。特别适合于疏松絮凝体，细小颗粒的固液分离。▲工艺设备和 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较为简单，便于管理维护。▲对回流加压，处理效果显著、稳定，节约能耗。2.布气气浮利用机械剪切力，将混合于水的空气粉碎成小气泡。按粉碎气泡方式的不同，分为：水泵吸水管吸气气浮；射流气浮；扩散板曝气气浮；（压缩空气）叶轮气浮。*3.电气浮除油向污水中通入电流，使水电解，生成微小气泡；气泡上浮，携带油滴、悬浮物等上浮至表面，实现污水除油的目的。*第三节油田污水的缓蚀、杀菌和除垢（一）密闭：降低溶解氧浓度氧是污水处理系统重要腐蚀因素（二）缓蚀：降低水的腐蚀性，常用缓蚀剂铬酸盐、锌盐、聚磷酸物、硅酸钠、有机磷酸盐和有机胺类。（三）防垢：用阻垢剂无机磷酸盐、有机磷酸、聚丙烯酸聚合物；（四）杀菌：杀菌剂，无机和有机两类*一、减少污水中氧的含量1.密闭隔氧采取一定措施，隔绝氧与污水的接触，从而减少污水中氧的含量。（1）天然气密闭隔氧将一定压力的天然气通入污水储罐的液面上，以避免空气与污水的直接接触。①调压阀调压天然气密闭系统②低压气柜调压天然气密闭系统③天然气密闭系统的安全措施*（2）浮床式密闭隔氧采用两层具有长期防水性能的防水布制成条状密闭口袋，在口袋内充填低密度浮板，并在水罐内液面上形成一个连续覆盖整个水面的圆形浮床。（3）薄膜气囊式密闭隔氧在被密闭的容器内安装一个具有隔氧作用的高分子密闭隔氧膜，使水和大气隔开，从而达到密闭隔氧的目的。*二、加入化学缓蚀剂在腐蚀介质中添加少量就能明显减缓金属腐蚀的物质。见P108，表5-3。*三、加入化学阻垢剂油田污水中的结垢物很多，危害最大的有碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡垢。阻垢剂的阻垢作用主要表现在：①分散作用②整合与络合作用③絮凝作用④晶体变形作用四、加入杀菌剂杀菌剂在污水中，主要通过渗透杀伤或分解菌体电解质，抑制细菌的新陈代谢；氧化络合细菌细胞内的生化过程抑制细菌的生长。氧化性杀菌剂主要是通过强氧化作用，破坏细菌细胞的结构，或氧化细胞结构中的一些活性基团而发挥杀菌作用；非氧化性杀菌剂主要是通过降低细菌的表面张力，选择性的吸附到菌体上，在细菌细胞表面形成一层高浓度的离子团，破坏细菌细胞膜的正常功能，从而抑制细菌的生长繁殖。*选择杀菌剂的注意事项：1.当污水中pH值较高或污水中含有Fe2+和H2S等物质时，应选用非氧化性杀菌剂。2.选用的杀菌剂要与其他的污水处理药剂有良好的配伍性。3.杀菌剂要具有良好的溶解性，能均匀的溶解于水中，且不影响水质。4.同一个污水处理系统应间隔选用不同种类的杀菌剂，以免细菌产生抗药性。5.杀菌剂应高效、低毒、易降解、无环境污染。*第四节油田含油污泥处理含油污水中的污泥，主要来自于与原油一起采出的地层，其中有一部分可能是在钻井和井下作业过程中留下的泥浆，有些是由于地层出砂造成的，也有一些是在污水处理过程中加入的药剂后形成的沉积物，其中相当一部分是污水系统中的腐蚀产物。*生物膜上的污泥悬浮状污泥*一、含油污泥处理的工艺流程*二、含油污泥的浓缩浓缩的目的是除去污泥中的游离水，基本方法是靠重力在污泥浓缩池中的自然沉降。*三、含油污泥的脱水1.自然干化脱水将浓缩后的污泥送到污泥干化场，在自然蒸发下脱水。2.压滤脱水借助于一定的压滤机械，将污泥中的含水压榨、过滤出来的脱水方法。（1）滚压式压滤脱水机（2）板框式压滤脱水机（3）离心式脱水机脱水后含油污泥脱水后非含油污泥四、含油污泥泥饼的处置1.利用含油量高、发热量大的含油污泥干化泥饼，可作为燃料，同燃油或燃煤混配使用；固体悬浮物含量较高，含油量较小的污泥，可通过投加增强剂调配后作为路基辅料应用。2.焚烧或掩埋含油量较低、发热量不足的泥饼，为避免二次污染，通常采用焚烧的方式处理；发热量较低、泥质含量较高、焚烧困难的，可进行深度掩埋。*第五节油田污水处理工艺流程一、重力式污水处理流程适应性强、处理效果好，但需要设备多，操作量大，自动化程度低。*二、压力式污水处理流程*旋流式或立式除油罐除油聚结除油压力沉降除油压力过滤杀菌处理合格污水外输三、浮选式污水处理流程采用气浮除油方式取代沉降、混凝等除油方式，具有处理效率高、自动化程度高、现场施工工作量小等特点。*四、生化式污水处理流程*污水生化处理是利用自然界中存在的各种微生物，并采用一定的人工措施，创造有利于微生物生长、繁殖的环境，使微生物大量繁殖，提高污水中有机物分解和向无机物转化的效率，达到净化水质、消除其污染物的一种废水处理方法。*