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油田回注油水分离水处理技术

信息来源:油田废水处理  发布时间:2018-03-19  浏览次数:1250 次

     油田废水处理设备,油水分离水处理设备,高难度废水处理设备是为了提高原油采收率,需向油井中回注大量的水,同时在油、气的生产过程中也会有地层伴生水产生。为了获得合格的油、气产品,需要将伴生水以及注水与 油、气进行分离,分离所产生的水中仍然含有一定量的油、气以及其他的固体或液体杂质,这些含有一定量油、气以及其他杂质的水被称为含油污水,其中的杂质有 悬浮固体、油、溶解物质(低分子质量有机物和无机盐类、溶解气) 等。由于水资源缺乏,油田普遍将采油污水进行处理后回注地下,但其具有较高的油藏伤害性、较强的腐蚀性和一定的结垢性,因此,《长庆油田污水回注指标控制 标准》对所属站点的回注水中油、悬浮物和颗粒物粒径等指标有严格的要求。

高难度废水处理

1 含油污水水质

长庆油田陕北特低渗透区块某联合站的设计处理能力为500 m3/d,本次水质实测期间的处理设备运行负荷为82.8%。实测含油污水水 质: 石油类物质浓度为266 mg/L、硫化物浓度为2.69 mg/L、悬浮物浓度为1 980 mg/L、铁含量为42.5 mg/L; 回注水水质标准: 石油类物质浓度为30 mg/L、硫化物浓度为2 mg/L、悬浮物浓度为15 mg/L、铁含量为0.5mg/L。

2 主要设备及特点

根据含油污水的水质特征及回注水水质要求,主要去除因子为悬浮物、石油类物质、硫化物及铁,且保证处理后的回注水中颗粒物直径<1.0 μm。目前该区域部分联合站常用的处理工艺为两级过滤,即黑核桃壳过滤器+ 纤维球过滤器。本工程的含油污水处理在两级过滤的基础上增加气浮装置,即采用气浮+ 两级过滤。笔者主要考察气浮装置的增加对两级过滤除污效果的强化能力。

2. 1 溶气气浮系统

本工程选用直溶气浮,具体结构如图1 所示。本气浮系统将空压机、压力溶气罐、回流泵合为一体,在一定条件下,气液混合泵在运转时会有很高的自吸能力把气体吸入高效反应器,形成溶气水,直接释 放到气浮池中,产生大量的微细气泡,粘附于经过混凝反应后的废水中的“矾花”上,使絮体上浮,并最终通过斜板溶气气浮机进行清除。该系统主要设备为高效管 道反应器(PFR) 和斜板溶气气浮机(CDAF) 。

油田废水处理设备

高效管道反应器由3 个特殊设计的混合管道组成,分别加入絮凝剂和溶气水。该反应器具有精确、稳定的GT 值,混凝剂投加后水中污染物脱稳过程稳定,保证絮体均匀增长; 同时在絮凝过程中加入了溶气水,释放出的气泡能结合进絮体的内部,产生共聚反应,大大提高了分离效率。

斜板溶气气浮机在浮选机腔内设置了斜板,水流处于层流状态,提高了分离负荷和效率; 同时该系统采用了斜管高压溶气技术,省去了大体积的溶气罐,溶气压力达到了0.6 MPa,容器量大,加强了气浮的挟污能力,适合处理含油量大、悬浮物高的污水。

2. 2 黑核桃壳过滤器

黑核桃壳过滤器是利用过滤分离原理研制成功的分离设备,采用了耐油滤材作为过滤介质,具有比表面积大、吸附力强、截污量大的特性,可以有效去除水中 的油和悬浮物。过滤时,水流自上而下,经布水器、滤料层、集水器完成过滤。反洗时,搅拌器翻转滤料,水流自下而上,使滤料得到彻底清洗再生。主要运行参 数: 过滤速度为20~25 m/h; 运行周期为8~24 h; 反洗方式为水反洗,反洗耗水为1%~3%,反洗强度为4~15 L/(m2·s) ,反洗历时为20~30 min,反洗膨胀率为30%~50%。

2. 3 纤维球过滤器

双亲可逆纤维球过滤器采用高新技术使纤维分子结构优化重组,生成性能稳定的新分子基因,从而达到双亲双疏的目的。在过滤时滤料表现出亲油亲水特性, 具有良好的自然沉降性进而形成理想的滤床,同时吸附拦截水中的油及悬浮物,反洗时表现出疏油的特性,具有良好的再生性。主要运行参数: 过滤速度为30 m/h; 运行周期为8~24 h; 反洗方式为水反洗,反洗耗水为1%~3%,反洗强度为30 L/(m2·s) ,反洗历时为20~30 min; 水头损失≤0.15MPa。

3 结果与分析

3. 1 无气浮装置下的处理效果

目前,部分联合站仅采用黑核桃壳过滤器+ 纤维球过滤器系统处理含油污水。在本次研究中,首先关闭气浮装置运行含油污水处理系统,进、出水水质见表1。可见无气浮状态下,对石油类物质、硫化物、悬 浮物、铁的去除率分别为95.4%、14.5%、95.6%、98.9%; 回注水悬浮物和硫化物浓度未达到《长庆油田污水回注指标控制标准》。

油水分离水处理设备

3. 2 加气浮装置下的处理效果

增加气浮装置进行含油污水处理,进、出水水质见表2。可见增加气浮状态下,对石油类物质、硫化物、悬浮物、铁的去除率分别为99.9%、 29.7%、99.5%、99.0%,所有分析因子均符合《长庆油田污水回注指标控制标准》。可知,气浮工段可去除74.4%的石油类物质和83.8% 的悬浮物,同时去除了22.7%的硫化物和16.7%的铁,大大降低了后续过滤系统的处理负荷,缓解了过滤阻力的增加速度,延迟了滤料的反洗周期,降低了 运行成本。

高难度废水处理设备

对比表1、2 可知,增加气浮后,出水石油类、硫化物、悬浮物、铁浓度分别降低了97.4%、17.8%、88.5%、2.2%,使得石油类物质和悬浮物的出水浓度大幅下降,保证了回注水的水质稳定。

4 结论

在黑核桃壳过滤器和纤维球过滤器的两级过滤基础上,在过滤之前加装气浮装置,可显著提高对含油污水处理效果,出水石油类物质、硫化物及悬浮物的浓 度分别降低了97.4%、17.8%、88.5%,减轻了后期过滤的负荷; 而且回注水水质稳定,达到《长庆油田污水回注指标控制标准》。

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