油田污水的特点及处理方法中文+英文.doc

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1、油田污水的主要特点及处理姓名: 艾伟 学号：201106080723 班级：装备1103 目录油田污水的主要特点及处理2一.概念3二.油田污水的特点32.1绝大多数油田污水具有 “ 五高 ” 特征：32.2 原油在污水中的存在状态42.2.1 油田污水的普遍共性42.3 污水含油的危害5三.油田污水处理技术53.1污水处理方法53.1.1物理法53.1.2化学法73.1.3物理化学方法83.1.4生物处理方法9表3-2 油田污水主要处理方法比较103.2油田污水处理的一般工艺113.2.3浮选式流程143.2.4开式生化处理流程143.3油田污水处理工艺应用举例153.3.1油田原水水质分析1

2、63.3.2油田污水处理工艺优选163.4油田污水处理工艺存在问题20四.油田污水处理技术的发展204.1国内外含油污水处理技术214.1.1污水生化处理技术224.1.2 污水软化回用技术224.1.3 冰冻法224.1.4 把油田采出水处理成灌溉和饮用水技术224.2国外油田含油污水处理设备234.3.处理工艺的发展24油田污水的主要特点及处理摘要： 我国多数油田已进入石油开采中后期，使用注水方法开采原油，原油含水率逐年上升，油田含水率高达80%，甚至90%，含油污水的处理是油田面临的严重问题。从地下采出的含水原油称“采出液”，经脱水分离出来的水称为“油田采出水”，也称“油田污水”。关键字

3、 ：水质 乳化油 微滤 超滤 反渗透 重力分离、离心分离、过滤、粗粒化、膜分离 混凝沉淀、化学转化 膜生物反应器一.概念 油田污水随原油一同从地层中被开采出来，这种污水经过原油收集和初加工的整个过程，加入了各种化学药剂，不仅含有石油类，而且在高温高压的油层中溶解了多种盐类和气体，在采油过程中挟带有许多悬浮固体，所以采出水中还含有大量的有机物，为微生物的生长繁殖提供了必要的环境。由于油藏地质条件、开采工艺等生产条件的差异，油田污水所含污染物质的种类和性质存在一定的差异，但总体上油田污水含有多种原油有机成分和各种化学药剂 ， 化学需氧量高 ， 是一种性质复杂 ， 包含多种杂质的特殊工业废水 二.油

4、田污水的特点2.1绝大多数油田污水具有 “ 五高 ” 特征：（ 1 ）水中的杂质分为非溶性无机物分、 细菌和有机物 ， 含量一般在 100-500mg/l ， 直径范围通常在 1-100um 之间，颗粒细小，在重力的自然作用下沉降缓慢；表2-1为污水内常见的非溶性（或微溶性）物质表2-1 水中悬浮的无机物和有机物非溶性无机物有机物碳酸钙硫酸钙粘土砂铁氧化镁硫化铁硫酸钡硅土*等细菌酵母藻类原生动物硅藻腐生物丹宁酸聚合物油等*硅土既可为水中悬浮物，也可溶解于水中.（ 2 ）原油含量高。多数油田污水的油含量一般在 1000 mg/l 以上，有的甚至达到 10000 mg/l ， 其中 90%（ 1

5、） 悬浮物含量高 。 油田污水中的悬浮固体主要包括泥砂 、 各种腐蚀产物及垢质成 左右为 10 -100 um 的分散油和大于 100um 的浮油，具有较好的沉降性能，其余 10% 左右则为 1 10 -3-10um 的乳化油；（ 3 ）有机物含量高。原油在开采和初加工过程中添加的各种化学药剂 ，如降粘 、 缓蚀 、 阻垢 、 破乳 、 混凝 、 杀菌等 ， 形成了油田污水中的较高 CO D含量，这些性质复杂的有机物必须得到很好的去除，否则将对环境造成不利的影响，是油田污水处理达标排放的重点；（ 4 ）矿化度高。油田污水的矿化度一般在 1000mg/l 以上，最高甚至可达 10 5mg/l ，

6、 高的矿化度对管道和设备有很强的腐蚀作用 ， 并且给污水的生化处理造成一定的困难；（ 5 ） 微生物含量高 。 油田污水中含有大量铁细菌 、 腐生菌 、 SRB 等类型的微生物，这些微生物利用污水中矿物质繁殖，形成大量垢质，对注水系统腐蚀防护构成很大威胁。 油田污水除上述特点外，还具有水质水量变化大的特点。本课题以辽河油田欢四联油田污水为实验对象，对污水中 PH 值、悬浮物、含油量、 COD及 BOD 含量进行了取样分析。实验分析结果见表 2-2表2-2 水质指数及水质水质指数水质20水质差，需进一步处理，也许可用于经酸化或压裂的白云石地层。2.2 原油在污水中的存在状态油田污水中的含有的原油

7、一般以漂浮油、分散油、乳化油、溶解油和油固体物五种形式存在：（1）漂浮油：以连续相漂浮于水面，形成油膜或油层。这种油的油滴直径较大，一般大于 100m；（2）分散油：以微小油滴悬浮分散于水中，不稳定，静止一定时间能聚集成较大油珠而上浮到水面会变成漂浮油，油滴直径在 10100m；（3）乳化油：因水中含有表面活性剂而使油和水形成稳定的乳化液，油滴直径一般小于 10m，大部分在 0.12m；（4）溶解油：是一种以分子状态分散于水体中形成的稳定均匀的体系，油滴直径比乳化油还要小，有时可以小到几个纳米；（5）油固体物：水体中的油黏附在固体悬浮物表面上形成的油固体物。2.2.1 油田污水的普遍共性由于受

8、底层结构和采油手段多样化的影响，特别是稠油开采，三次采油的影响，油田污水水质各异，但又有共性。2004 年底胜利油田对下属主要污水处理站进行水质调查，各项主要标准浮动较大，具体为：进水含油量 18-203.3mg/L，平均 83.6mg/L, 悬浮物含量15-224mg/L, 平均 77mg/L。根据胜利油田及我国其他主要油田污水状况，油田污水中均含有大量的石油类、可溶性有机物、固体颗粒物、无机离子、微生物等，使得废水中的 COD、石油类、挥发酚、硫化物、悬浮物等浓度较高,既不符合注水水质标准，也很难达到 GB897896污水综合排放标准的要求,油田污水主要特性概括如下：（1）原油含量高：多数

9、油田含油污水的油含量在 50mg/L 以上，其中 90%左右为 10100m 的分散油和大于 100m 的漂浮油，其余 10%左右则为 110310m 的乳化油。表2-2 油气田常见水表垢 组分典型溶解度/（mg.L)硫酸钙15006000硫酸鍶300600硫酸钙1080硫酸钡360（2）悬浮物含量高：颗粒粒径小，油田污水中的悬浮固体颗粒直径范围在 1100m，主要包括泥砂、各种腐蚀产物及垢、细菌和有机物等杂质。这些悬浮物不同于地表水中的沙石颗粒，由于粒径小，在重力的自然作用下沉降缓慢。（3）矿化度高：油田污水的矿化度一般在 2000mg/L 以上，胜利油田某些区甚至高达 50000mg/L，

10、高矿化度加速电化学反应，加快了输送管路的腐蚀，并且给污水的生化处理造成困难。（4）含有 Ca2、Mg2、HCO3、Ba2等结垢离子；在温度、压力等外界条件变化时，易形成沉淀。（5）水温较高：一般水温在 4060。（6）化学耗氧量（COD）高：石油开采过程中添加的各种化学药剂和石油类共同形成了油田污水中的高 COD，这些性质复杂的有机物为微生物的繁殖提供了有利条件，同时也是污水处理中的难点。（7）含有铁细菌、腐生菌、硫酸盐还原菌等类型的微生物：溶解氧含量低，有利于厌氧菌的滋生。2.3 污水含油的危害1. 能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

11、隙，降低油层的吸水能力，影响油井产量。3. 会吸附污水处理过程中加入的化学药剂，使其失效，影响污水处理效果。三.油田污水处理技术3.1污水处理方法3.1.1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。重力分离技术，依靠油水比重差进行重力分离是油田废水治理的关键。从油水分离的试验结果看，沉淀时间越长，从水中分离浮油的效果越好。自然沉降除油罐、重力沉降罐、隔油池作为含油废水治理的基本手段，已被各油田广泛使用。离心分离是使装有废水的容器高速旋转，形成离心力场，因颗粒和污水的质量不同，受到的离心力也不同。质量

12、大的受到较大离心力作用被甩向外侧，质量小的则停留在内侧，各自通过不同的出口排出，达到分离污染物的目的。含油废水经离心分离后，油集中在中心部位，而废水则集中在靠外侧的器壁上。按照离心力产生的方式，离心分离可分为水力旋流分离器和离心机。其中水力旋流器，由于具有体积小、重量轻、分离性能好、运行安全可靠等优点，而备受重视。目前在世界各油田，如中东、非洲、西欧、美洲等地区的海上和陆地油田都有应用。我国引进的数套Vortoil水力旋流器，在油田污水处理上取得了良好的效果。其设备如图3-1 图 3-1 粗粒化，是指含油废水通过一个装有粗粒化材料的设备时，油珠粒径由小变大的过程。目前常用的粗粒化材料有石英砂、

13、无烟煤、蛇纹石、陶粒、树脂等材料。粗粒化除油罐用以去除经前期治理后的含油污水中的细小油珠和乳化油。过滤器有压力式和重力式两种，目前我国油田普遍采用的是压力式，有石英砂过滤器、核桃壳过滤器、双层滤料过滤器、多层滤料过滤器等。近年来，随着纤维材料的发展，以纤维材料为滤料发展起来的深床高精度纤维球过滤器，因其具有纤维细密、过滤时可形成上大下小的理想滤料空隙分布、纳污能力大、反洗滤料不流失等优点，发展迅速。膜分离技术被认为是“21世纪的水处理技术”，是一大类技术的总称。主要包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等几类。这些膜分离产品均是利用特殊制造的多孔材料的拦截能力，以物理截留的方式去除水中一定颗粒大小的杂质

14、。特别是超滤，己经在除油的相关研究中取得了定的进展，逐渐从实验室走向实际应用阶段。Humphery等13人采用Membralox陶瓷膜进行了陆上和海上采油平台的采出水处理研究，经过适当的预处理后取得了较好的效果，悬浮物含量由73290mg/l降低到1mg/l以下，油含量由8583mg/l降低到5mg/l以下。Simms等人采用高分子膜和Membralox陶瓷膜对加拿大西部的重油采出水进行了处理，悬浮物含量由1502290mg/l降低到1mg/l以下，油含量由1251640mg/l降低到20mg/l以下。美国在1991前后研究了一种陶瓷超滤膜处理采出水用于油田回注，在美国路易斯安那、墨西哥湾的海

15、上和陆上油田进行了小规模生产实验。采出水先进行投加化学药剂和沉降分离常规处理后，出水含油为27583mg/l，经过超滤处理后降为10mg/l以下。美国加利福尼亚的德克萨斯砂道油田位于萨里纳斯谷，气候干旱，特别是近几年来地下水位降到临界点，因此研究决定向地下水注入高质量的水以补充水源的不足，实验以砂道油田采出水作为水源，用膜法处理使其满足饮用或灌溉要求。Chen等对0.20.8m陶瓷膜处理油田采出水进行了研究，发现经过Fe(OH)2预处理，可使油质量分数由27106583106降低到5106以下，悬浮固体由73106350106降低到1106以下，通过反冲和快速冲洗，膜通量能在较长时间内达到30

16、00L/(m2h)。在国内，李永发等用超滤膜处理胜利油田东辛采油厂预处理过的废水，处理后油截留率为97.7%，能达到低渗透油田回注水标准。梁立军等用中空纤维超滤器对大庆油田的注水站的回注水进行了试验，开发的膜组件在通量上比常规的中空纤维组件大34倍，在0.08MPa的压差下，其通量最大。温建志等采用中空纤维超滤膜对油田含油废水进行了处理，研究表明，总悬浮固体质量浓度由6.69mg/l下降为0.56mg/l，油质量浓度由127.09mg/l下降为0.5mg/l，达到满意的效果。王怀林等采用南京化工大学膜科学技术研究所生产的0.2m和0.8m陶瓷微滤膜对江苏真武油田的采出水进行处理，效果很好。表3

17、-1膜法水处理技术的基本特征微滤（MF） 0.1-0.2去除悬浮固体 1.721053.44105Pa超滤（UF） 0.001-0.1去除有机物、细菌和热原质去 除胶体物质去除悬浮固体去除 染料大分子。1.721056.89105纳滤（NF） 0.001-0.01去除病毒去除大的无机 15.86105Pa(135230ps)反渗透（RO） -离子去除分子量在3001000范围内的有 机化合物去除三价盐。 细菌和热原质1000pa 3.1.2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。混凝沉淀法是借

18、助混凝剂对胶体粒子的静电中和、吸附、架桥等作用使胶体粒子脱稳，在絮凝剂的作用下，发生絮凝沉淀以去除污水中的悬浮物和可溶性污染物。目前采用的混凝剂主要有铝盐类、铁盐类、聚丙烯酰胺（PAM）类、接枝淀粉类等。化学氧化是转化废水中污染物的有效方法，能将废水中呈溶解状态的无机物和有机物转化为微毒、无毒物质或转化成容易与水分离的形态。该法分为化学氧化法，电解氧化法和光化学催化氧化法3类。化学氧化是指利用强氧化剂(如O2、O3、Cl2、H2O2、KMnO4、K2FeO4等)氧化分解废水中油和COD等污染物质以达到净化废水的一种方法。电解氧化法是指在废水中插上电极，通以一定的直流电。废水中的油和COD等污染

19、物在阳极发生电氧化作用或与电解产生的氧化性物质(如C12、C1O、Fe3等)发生化学氧化还原作用，以达到净化废水的一种方法。光化学催化氧化法是指以半导体材料(如TiO214、Fe2O3、WO3等)利用太阳光能或人造光能(如紫外灯、日光灯等)使废水中的油和COD等污染物质降解以达到净化废水的一种方法。目前常用的处理含油废水的方法包括超临界水氧化、湿式空气氧化、臭氧氧化、TiO2电极氧化、Fenton试剂氧化等。其设备图3-2图3-23.1.3物理化学方法物理化学处理方法分为化学絮凝法、生物絮凝法和膜处理法。它主要利用外加絮凝剂，使采出液中的有机物和油絮凝后，采用浮选和过滤等手段去除。絮凝法处理的

20、关键在于寻找高效絮凝剂。为此，石油系统内的研究单位以及清华、天大、青岛海洋大学等大专院校在近年内进行了很多研究，研制出了一批高效絮凝剂。如以聚丙烯酞胺为主体，加入其它助凝成分复配而成的化学絮凝剂。为避免化学药剂投加带来的问题，还研发了主要成分为微生物代谢产物的生物絮凝剂。在实验室进行的小试表明，采用絮凝处理后，可使COD降至150mg/l左右，基本达到二级排放标准，吨水处理的药剂费在0.7到2.0元不等。物理化学处理方法主要应用于外排水的预处理和深度处理上。将物化法作为主体处理工艺，还停留在实验室研究阶段。该方法污泥产生量大，后续处理问题未解决，另外运行费用较高。目前国内还没有单纯使用物化方法

21、处理外排水的工程实例。20世纪70年代，美国学者Richard15首次提出了超声波辐照的化学效应，随着超声波技术的不断发展，大功率超声波设备的问世，超声波的物理化学效应逐渐成为人们的研究热点。20世纪90年代以来，国内外学者纷纷致力于超声波降解有机物的研究，开始将超声波应用于控制水污染，尤其是治理废水中难以降解的有毒有机污染物，结果表明，超声波对污染水体的降解机理是声空化效应及由空化产生的增强化学反应的活性自由基的作用。李书光等在超声波处理石油污水的实验中探讨了时间、功率、pH值和温度的影响。另外，利用膜技术处理外排水也受到重视。膜分离技术被认为是“21世纪的水处理技术”，是一大类技术的总称。

22、主要包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等几类。这些膜分离产品均是利用特殊制造的多孔材料的拦截能力，以物理截留的方式去除水中一定颗粒大小的杂质。在国内，李永发等用超滤膜处理胜利油田东辛采油厂预处理过的废水，处理后油截留率为97.7%，能达到低渗透油田回注水标准。梁立军等用中空纤维超滤器对大庆油田的注水站的回注水进行了试验，开发的膜组件在通量上比常规的中空纤维组件大34倍，在0.08MPa的压差下，其通量最大。温建志等采用中空纤维超滤膜对油田含油废水进行了处理，研究表明，总悬浮固体质量浓度由6.69mg/l下降为0.56mg/l，油质量浓度由127.09mg/l下降为0.5mg/l，达到满意的效果。王怀

23、林等采用南京化工大学膜科学技术研究所生产的0.2m和0.8m陶瓷微滤膜对江苏真武油田的采出水进行处理，效果很好。清华大学利用三级串连陶瓷膜处理经过隔油之后的外排水，可使COD降低到100mg/l以下，但是膜污染后的再生和膜通量小的问题，目前还在限制膜技术的应用。在辽河油田某采油厂曾经有应用膜处理工艺处理2万吨外排水用于锅炉软化水的大胆实践，事实证明投资极高，达到一亿多人民币，而且运行费用高昂，约为6.8元/吨污水，使企业背上了沉重的包袱。3.1.4生物处理方法生物处理法应用于油田含油污水的处理，在国内还处于研究开发阶段。目前，国内只有胜利油田在这方面开展了一些研究，国外的切stie油田在此方面

24、的研究已经有了初步成果。国内外在这方面还没有取得重大突破，其主要原因是含油污水与生活污水和其它工业废水相比，可生化性极低。例如，一般生活污水的可生化性在0.5以上，难以处理的含氰废水的可生化性也在0.34左右，而含油污水的可生化性在0.15一0.25左右。可见，含油污水生化处理的难度极大，需要进行深入研究。油田采出液的矿化度比较高，有资料认为较高的Cl一与Na十浓度本身对微生物的生长具有抑制作用。废水含盐量高时水的粘度增大，污泥颗粒与水的比重差减小，因而微生物絮体不易在水中沉淀下来，造成活性污泥流失，恶化水质，而且由于微生物细胞膜是选择性透过膜，受渗透压作用，高含盐量对细胞结构也会造成破坏。然

25、而，理论上讲，生物处理高含盐量的采油废水是可行的，SBR技术就是其中之一。目前，生物处理方法主要是应用微生物吸附、降解作用，将水中的COD分解为水和二氧化碳，而实现净化污水的过程。它主要分为生物膜工艺、氧化塘、人工湿地和厌氧工艺等几种。有关含油污水生物处理的研究和应用也比较多。胜利油田的桩西联采油废水通过隔油池和氧化塘的联合作用，处理后水中的石油类、BOD、COD、硫化物、挥发酚等污染物的去除效率很高，可达到污水排放标准。大港油田根据港东地区外排污水生物、化学特性较好的特点，结合该地区地理位置特点等因素，采用稳定塘系统处理技术处理外排污水，达到了很好的处理效果。龚争辉等人采用气浮一生物接触氧化

26、技术处理采油废水，在1#罐气浮选处理，平均停留4.6h，经处理后废水COD均值由180.3mg/l下降156.3mg/l，BOD均值由26.5mg/l下降为14.3mg/l。废水再经2#、3#罐生物接触氧化处理约9.2h后，其COD下降至121.2mg/l，BOD降至6.6mg/l，石油类由进口值23.8mg/l降为4.28mg/l。竺建荣在“厌一好氧交替工艺处理辽河油田废水试验”一文中介绍了采用“气浮预处理一间歇式反应器(厌氧一好氧升沉淀”工艺处理辽河油田污水。活性污泥取自生活污水。在工艺运行过程中，废水停留时间为:每1天运行2个周期，每周期12h，厌氧2.5h，曝气8h，沉降和进水1.5h

27、;流量控制0.4L/min;pH值6.87.6;好氧曝气阶段DO46mg/l;总溶解性固体20%左右。处理结果:当进水COD约950mg/l，石油类4050mg/l时，厌氧生物处理段出水COD160180mg/l;好氧接触氧化COD出水小于100mg/l。郝超磊，宣美菊，宋有文等在“厌氧一好氧工艺在含油废水生化处理中的应用”一文中，介绍了用厌氧一好氧(A/O)工艺处理油田污水。该工艺在冀东油田两座废水处理站的应用结果表明，对废水中石油类物质、COD、硫化物去除效果明显，石油类物质去除率分别为90.6%和96.0%;COD去除率分别为86.0%和91.6%;硫化物去除率分别为94.8%和98.2

28、%，处理后的污水均达到一级排放标准。其设备图3-3图3-3冯久鸿采用膜生物反应器(MBR升曝气生物滤池(BAF)工艺处理辽河油田的采油污水。经在辽河油田兴一联现场试验验证，这种处理方法可有效去除采油污水中污染物质，石油类、BODS、氨氮去除率能够达到90%左右。膜生物反应器中COD容积负荷达到1.97kg/m3d时，MBRBAF系统COD平均去除率仍保持在70%以上，出水清澈透明，可实现采油污水的达标外排。并具有不需投加化学药剂、不产生二次污染等优点。Scholz W.等人利用MBR处理含油废水，在反应器内的污泥浓度达到489mg/l、停留时间为13.3h，油的去除率可达99.9%，而COD和

29、TOC的去除率在94%96%之间，能够达到排放标准。SeoG.T.等人将膜和活性污泥法结合在一起利用膜来进一步去除活性污泥过程中残留的有机物，去除率超过95%，达到排放标准。综上所述，含油废水处理方法较多，各有优缺点(见表2-2)。表3-2 油田污水主要处理方法比较方法名称适用范围去除粒径/m主要优缺点重力分离法浮油及分散油60效果稳定，运行费用低，处理量大；占地面积大方法名称适用范围去除粒径/m续表主要优缺点粗粒化法分散油及乳化油10设备小，操作简便；易堵，有表面活性剂时效果差过滤法分散油及乳化油10水质好，投资少，无浮渣；滤床要反复冲洗吸附法溶解油10效果好，工艺成熟；占地大，药剂用量大，

30、有浮渣膜分离法乳化油及溶解油10效果好；占地大，药剂用量大，污泥难处理 电解法乳化油10效率高；耗电量大，装置复杂，有氢 气产生，易爆超声波法分散油及乳化油 10分离效果好；装置价格高，难于大规模处理 生物法溶解油10处理效果好，无二次污染，费用低；占地大3.2油田污水处理的一般工艺目前,我国现场应用的采油污水处理有重力沉降分离、气浮分离、化学混凝、粗粒化除油、旋流分离器和过滤等技术。由于各油田污水水质差异较大,处理后净化水水质要求也不尽相同,因此各油田根据自身实际情况和注水要求来确定自己油田的污水处理工艺。现针对不同原水水质特点、净化处理要求,按照主要处理工艺过程可分为重力式收油、沉降、过滤

31、流程：压力式聚结沉降分离、过滤流程和浮选式除油净化、过滤流程三种回注基本处理流程。另有出油、浮选、生物降解、沉降、吸附过滤流程用于排放处理。3.2.1重力式流程重力除油主要特点是利用油、悬浮固体和水的密度差,依靠重力进行油、悬浮固体和水的分离。该工艺由自然（或斜板）除油化学混凝重力过滤等处理技术组合而成。此工艺20世纪七八十年代以前在我国各油田得到普遍应用,到目前为止依然是采油污水处理的主要工艺,占到我国采油污水处理设施的60%以上。该工艺,首先将污水经过自然沉降罐除掉大部分浮油和一部分分散油及大颗粒悬浮固体,再经混凝沉降去除大部分分散油和悬浮固体,最后经多级过滤,出水水质可基本满足高渗透油藏

32、注水需要。该工艺简单,应用广泛,其特点是对原水含油量变化适应性强,缺点是当处理水量大时,滤罐数量多,流程相对复杂,自动化程度低,适应于对注水水质要求较低的油田。其工艺流程如图3-4图3-4 重力除油工艺流程图3.2.2压力式流程旋流（或立式除油罐）除油聚结分离压力沉降压力过滤流程。该流程是20世纪80年代后期和90年代初才发展起来的，压力式除油是基于斜板除油和粗粒化除油技术,与重力除油相比,它强化了工艺前段除油和后段的过滤净化,脱水站送来的原水，若压力较高，可进旋流除油器：若压力适中，可进接收罐除油，为了提高沉降净化效果，在压力沉降之前增加一级聚结（亦称粗粒化），使油珠粒径变大，易于沉降分离。

33、抑或采用旋流除油后直接进入压力沉降。根据对净化水质的要求可设置一级过滤和二级过滤净化。其过程图如图3-4 3-5图3-51- 进水管 2-配水室 3-配水管 4-配水头 5- 集水管 6-配水管 7-中心柱管 8-出水管9-集油槽 10-出油管 11-盘管 12-蒸汽管 13-回水管 14-溢流管 16-通气孔 17-排污19-人孔 20-透光孔立式除油罐 压力式过滤罐3.2.3浮选式流程接收（溶气浮选）除油射流浮选或诱导浮选过滤、精滤流程。浮选式除油16原理主要是利用油水间表面张力大于油气间表面张力,油疏水而气相对亲水的特点,将空气通入污水中,同时加入浮选剂使油粒粘附在气泡上,气泡吸附油及除

34、的是残余浮油和不含表面活性剂的分散油。气浮除油工艺是在20世纪90年代从国外引进污水处理装置的基础上,结合国内各油田生产实际需求而发展起来的,在炼化含油污水处理中应用较多,实际工艺中取代混凝沉降设施。后端根据净水回注要求可设一级过滤和精细过滤装置。浮选流程处理效率高，设备组装化、自动化程度高，现场预制工作量小。因此，广泛应用于海上采油平台，在陆上油田，尤其是稠油污水处理中也被较多应用。但该流程动力消耗大，维护工作量大。其装置图如图3-6图3-6 悬浮射流机3.2.4开式生化处理流程隔油浮选生化降解沉降吸附过滤流程。开式生化处理流程是针对部分油田污水采出量较大，回用量不够大，必须处理达标外排而设

35、计的。原水经过平流隔油池除油沉降，在经过溶气气浮池净化，然后进入曝气池、一级、二级生物降解池和沉降池，最后提升经砂滤或吸附过滤达标外排。一般情况下，经过上述流程净化，排放水质可以达到污水综合排放标准GB8978-1996要求。对于少部分油田污水水温过高，若直接外排将引起受纳水体生态平衡的破坏。因此，尚需在排放前进行降温处理：对于少部分矿化度高的油田污水，有必要进行除盐软化，适当降低含盐量，以免引起受纳水体盐碱化。下图是油田污水处理常见的几种工艺，其中工艺2、3处理后外排；工艺4处理后回用作热采锅炉给水；工艺1、5处理后用于回注。工艺1工艺2工艺3工艺4工艺5图3-7油田污水处理的工艺形式3.3

36、油田污水处理工艺应用举例海塔油田污水具有腐蚀性不强、悬浮固体含量高、黏度较大、颗粒直径较小等特点。结合合格回注的处理要求，所选择的处理工艺应着重于除油及悬浮固体，拟采用物理、化学联合处理的工艺，同时筛选出高效的水处理药剂。海塔油田含油污水深度处理站宜采用悬浮污泥过滤的处理工艺。在今后的生产中，应积极对其进行水质监测，通过分析水质检测数据，不断优化处理参数，并对工艺进一步完善，使其达到更理想的处理效果。随着对海塔油田开发的不断深入，采出水水量不断上升，为保证污水全部回注，避免污水外排，在过去近8年的时间里，已在海塔油田分别新建4座含油污水深度处理站。海塔油田已建含油污水深度处理站现状见表3-3。

37、表3-3 海塔油田已建含油污水深度处理站现状名称建设时间年设计规模m3/d实际处理量/m3/d负荷率/%主要处理工艺苏一联20023509025.7横向流聚结除油两级过滤呼一联2003200670050040033.3横向流聚结除油两级过滤双膨胀精细过滤除油缓冲悬浮污泥过滤重力式石英砂过滤德一联200540020451一体化气浮除油装置双滤料过滤器双膨胀精细过滤器德二联20061 30035026.9一体化气浮除油装置双滤料过滤器双膨胀精细过滤器3.3.1油田原水水质分析水质指标的分析可知，海塔油田含油污水的主要特点为：污水的矿化度较低，氯离子含量较低，水质腐蚀性不强；pH 值在8.0左右，呈

38、弱碱性，有利于混凝沉降；污水中固体悬浮物含量较高，为200 mg/l 左右；污水温度为45 左右，而原油凝固点在20.3 ，有利于油水分离；水中含油密度为0.83 g/cm3左右，有利于油水分离；水中阶段性含有部分洗井液、压裂反排液（预处理后），后期有可能含有低浓度防膨剂，将导致原水黏度的上升，不利于沉降分离；由于储层属根据开发提供的产水特性数据，分析海塔油田含油污水原水水质指标，通过对污水水质主要低渗透及特低渗透，采出水中悬浮体颗粒直径相对较小。针对以上水质特性分析可知，海塔油田污水具有腐蚀性不强、悬浮固体含量高、黏度较大、颗粒直径较小等特点。结合合格回注的处理要求，所选择的处理工艺应着重于

39、除油及悬浮固体，拟采用物理、化学联合处理的工艺，同时筛选出高效的水处理药剂。3.3.2油田污水处理工艺优选3.3.2.1出水水质的确定截至2009年9月底，呼伦贝尔油田共探明7个油田，主要含油层位为大磨拐河（1段、2段）、南屯组（1段、2段）、铜钵庙、兴安岭及布达特潜山油层， 地层平均空气渗透率多处于（10100）10-3m2范围内，部分油田10 10-3m2，局部区块小于或等于110-3 m2。具体标准如图3-7图3-7根据2005 年1月18日大庆油田公司开发部修订发布的不同渗透率条件下的油田注入水最新水质标准，海塔油田污水回注标准需执行“8、3、2”水质标准。可见，海塔油田对回注水质要求

40、较高，含油污水回注难度相对较大。3.3.2.2工艺优选低渗透油田采出水处理回注技术是以物理方法为主、化学方法为辅的综合处理技术。其处理工艺是围绕除油、除悬浮固体、控制粒径、杀菌、水质稳定5 个目标确定的。整个处理流程可分为三大部分：一是除油工艺，主要是分离采出水中游离及部分乳化的原油，同时去除部分大颗粒直径的悬浮固体；二是过滤工艺，主要是去除水中悬浮固体及部分原油；三是辅助工艺，包括混凝、杀菌、水质稳定等。3.3.2.3处理工艺外围低渗透油田经过几十年的实践与改进，目前可适应外围低渗透油田的水处理技术主要有以下4种工艺：两级沉降、两级压力过滤工艺。该工艺原理是通过自然沉降罐中油珠不断碰撞聚结成

41、大油珠而去除，再通过在混凝沉降罐中投加混凝剂，增强油水相对密度差，去除水中大部分油珠，最后经过两级压力过滤进一步去除水中较小油珠及悬浮固体，从而达到净化水质的目的。其工艺流程图如图3-8图3-8Raw water In -进水口 Clean Water Out -干净水 Backwash Out-反洗出口 Bacjwansh In-反洗进口（2） 横向流聚结除油、两级压力过滤工艺。横向流聚结除油原理是含油污水首先经过交叉板型的聚结板区，使分散的小油珠聚并成大油珠，小颗粒固体物质絮凝成大颗粒，然后聚结长大的油珠和固体物质通过具有独特通道的变流速横向流分离板区，使油珠浮至上板的底面，沿通道导入除油

42、器的顶部进入油箱中，处理后的水沿水平方向流动进入水箱，最后剩下的细小油珠进入聚结元件区进行聚结分离。（3） 溶气气浮选除油、两级压力过滤工艺。溶气气浮的工作原理是在溶气泵的入口处将空气与水一同吸入泵壳内，高速转动的叶轮将吸入的水和气旋切成小气泡，小气泡在泵内的高压环境下迅速溶解于水中，气泡吸附携带污水中的油珠和微细悬浮物质上浮使其与污水分离，以达到净化污水的目。（4） 悬浮污泥过滤、重力石英砂过滤工艺（SSF）。SSF 悬浮污泥过滤装置是一种在渐扩的罐体结构基础上实现含油污水由快渐慢缓慢的水力流态变化，利用多次加入的净水剂、絮凝剂和助凝剂，将含油污水中的悬浮物质絮凝形成矾花絮体絮凝体絮凝体过滤

43、层进行污水过滤的新型过滤设备。该工艺的主要流程是首先在来水管线上投加除油剂，进入除油罐将原水中浮油及大颗粒泥砂去除；在除油缓冲罐出水管线上依次加入净水剂、絮凝剂后进入污水提升泵提升，使污水中部分溶解状态的污染物和胶体颗粒（包括乳化油） 吸附出来，形成微小悬浮颗粒；在污水提升泵出水管线上加入助凝剂后再进入悬浮污泥过滤器，将污水中各种胶粒和悬浮颗粒凝聚成大块密实的絮体，在悬浮污泥过滤器内使絮体和水快速分离。其反复冲洗过程如图3-9图3-9ON LINE -上线 DRAIN DOWN- 排水 AIR SCOUR - 气流冲刷SLOW BACKWASH- 慢反 HIGH BACKWASH -高反 SE

44、TTLE-落户 PRE-SERVE FLUSH - 预冲洗服务ON LINE -上线NATCOs standard cleaning sequence is a twice though programme that ensures the filter bed is retumed to its true clean condition -NATCO的标准清洗顺序是，虽然两次程序，确保过滤床到它是真实的清洁状况The backwashing sequence is pecision controlled an NATCO programmed PLC-反洗顺序控制的NATCO PLC编程3.

45、3.2.4技术经济对比及优选以塔一联2400m3/d含油污水处理站为例，对上述4种含油污水处理工艺进行投资及十年运行费用对比，技术经济对比情况见表3-4。表3-4 塔一联含油污水深度处理站4种工艺技术对比对比项目两级沉降横向流气浮选悬浮污泥过滤一次性建设投资/万元2 830.132 649.502 613.472 648.38年运行费用/万元119.8592.05108.98110.13一次性投资及十年费用现值/万元3 507.313 113.053 194.153 270.63吨水处理运行成本/元1.371.051.241.26由经济对比结果可知：横向流、气浮选及悬浮污泥过滤投资基本相当，与常规大罐沉降工艺相比节省投资约8%10%；在后期运行费用上，横向流由于设备数量少，耗电量及管理费用小，使其吨水运行成本最低。气浮选和悬浮污泥过滤相当