油田集輸污水處理工藝技術(shù)與適應(yīng)性研究

楊軍等

摘 要：本文主要對(duì)油田目前常用污水處理工藝的原理、 試驗(yàn)情況進(jìn)行了對(duì)比。經(jīng)過(guò)不斷的科研攻關(guān)、試驗(yàn)研究、工程實(shí)施、優(yōu)化完善，逐步形成了適合各類水型的污水處理系列在用成熟技術(shù)和儲(chǔ)備技術(shù)，基本滿足了高含水期油田各類油藏的開(kāi)發(fā)需求。

關(guān)鍵詞：油田污水；污水處理工藝；氣浮；適應(yīng)性比較

油田污水處理的工藝技術(shù)經(jīng)歷幾十年的試驗(yàn)、應(yīng)用與改進(jìn)，已比較成熟。目前主要采用的幾種污水處理工藝有：氣浮處理、生化處理、水質(zhì)改性、旋流技術(shù)、大罐（混凝）沉降等單獨(dú)或幾種污水處理工藝的組合。根據(jù)處理后的水的用途，確定采用處理工藝。隨著稠油油藏和低滲油藏的開(kāi)發(fā)力度不斷加大，已步入高含水、特高含水期開(kāi)發(fā)階段，對(duì)回注水處理的要求也在不斷提高。污水呈現(xiàn)出“六高兩低”的特點(diǎn)（六高：礦化度高、含聚量高、小粒徑懸浮物高、含有乳化程度高、細(xì)菌含量高、腐蝕速率高；兩低：pH值低、油水密度差低），處理難度加大。在這種形勢(shì)下采油廠通過(guò)不斷的科研攻關(guān)、試驗(yàn)研究、工程實(shí)施、優(yōu)化完善，逐步形成了適合各類水型的污水處理系列技術(shù)和儲(chǔ)備技術(shù)，基本滿足了高含水期油田各類油藏的開(kāi)發(fā)需求。

1 常規(guī)污水處理技術(shù)

常規(guī)污水的處理難度較小，技術(shù)較多，是油田應(yīng)用最早、最多的技術(shù)系列，包括：重力混凝沉降除油技術(shù)、壓力密閉除油技術(shù)、懸浮污泥沉降除油技術(shù)和水力旋流除油技術(shù)。

1.1 重力混凝沉降除油技術(shù)。重力混凝沉降除油技術(shù)是目前各油田最廣泛應(yīng)用的一種技

術(shù)，依靠油水比重差進(jìn)行重力分離。該技術(shù)的最大特點(diǎn)是，耐沖擊負(fù)荷，操作簡(jiǎn)單，管理方便，是處理常規(guī)采出水的有效技術(shù)。在來(lái)水水質(zhì)含油1000mg/l左右，懸浮物300mg/l左右時(shí)，經(jīng)過(guò)兩級(jí)沉降，出水達(dá)到含油20mg/l，懸浮物20mg/l。

1.2 壓力密閉除油技術(shù)。油田從70年代末期，開(kāi)始探索使用壓力處理設(shè)備，“八五”期間在全行業(yè)得以推廣。為進(jìn)一步提高其分離效果，從2002年開(kāi)始又將微渦混合、格網(wǎng)反應(yīng)、側(cè)向流斜板沉降等技術(shù)加以應(yīng)用，使除油效率提高20%，節(jié)省水質(zhì)凈化劑15%，在水質(zhì)含油200mg/l左右，懸浮物100mg/l左右時(shí)，出水水質(zhì)達(dá)到含油20mg/l，懸浮物20mg/l。

1.3 懸浮污泥沉降罐除油技術(shù)。為提高二次混凝沉降罐的處理效果，對(duì)中小規(guī)模的水處理站取得良好效果，出水含油量、懸浮物及懸浮物粒徑可以達(dá)到A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

1.4 水力旋流除油技術(shù)。水力旋流除油技術(shù)是通過(guò)加壓旋轉(zhuǎn)，利用不同密度介質(zhì)產(chǎn)生的不同離心力，實(shí)現(xiàn)油水分離的一項(xiàng)技術(shù)。該技術(shù)上世紀(jì)90年代在勝利油田得到工業(yè)應(yīng)用并推廣，除油效率最高可達(dá)80%。該技術(shù)最大特點(diǎn)是設(shè)備緊湊、占地小，處理效率較高。通過(guò)二級(jí)水力旋流，可以將1000mg/l的污水含油降至50mg/l以下。在辛2污水站使用效果較好。

2 強(qiáng)腐蝕性污水處理技術(shù)

一般認(rèn)為強(qiáng)腐蝕性污水是指平均腐蝕率大于等于0.126mm/a的含油污水。對(duì)于這種污水的主要處理技術(shù)包括“藥劑改性”和“電化學(xué)預(yù)氧化”兩種。

2.1 藥劑改性技術(shù)。對(duì)礦化度高、腐蝕強(qiáng)的油田采出水，針對(duì)性地進(jìn)行“自動(dòng)加藥、自動(dòng)調(diào)節(jié)PH” 的水質(zhì)改性技術(shù)，取得良好效果，腐蝕率控制在0.076mm/a以下。由于污水pH值控制在7.8左右，對(duì)細(xì)菌的生長(zhǎng)具有一定抑制作用，起到了少加、甚至不加殺菌劑的效果。

2.2 電化學(xué)預(yù)氧化技術(shù)。為解決油田高鹽、高腐蝕污水的腐蝕和沿程穩(wěn)定問(wèn)題，在廣利污水站了采用“電化學(xué)預(yù)氧化+堿劑”技術(shù)。該技術(shù)基本原理：在富含Cl-（>3000mg/l）的污水中通入直流電，在電極上發(fā)生直接電化學(xué)反應(yīng)或利用電極表面產(chǎn)生的HClO等強(qiáng)氧化性物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，去除水中Fe2+、S2-等不穩(wěn)定離子，同時(shí)具有殺菌和去除一定量游離CO2的作用，再通過(guò)投加堿劑，控制腐蝕率。同時(shí)在站內(nèi)的污水罐罐體、罐內(nèi)結(jié)構(gòu)、管道全部采用耐腐蝕性卓越的玻璃鋼材質(zhì)。

2.3 稠油污水處理技術(shù)。稠油污水一般指原油密度大于0.9216g/cm3的含油污水。對(duì)于這種污水，由于其油水密度差較小，油水自然分離時(shí)間長(zhǎng)、效果差。采用輔助分離手段是解決這一類型污水處理問(wèn)題的關(guān)鍵。勝利油田稠油污水量較小，不足總量的5%，其處理技術(shù)有兩種：“大罐聚結(jié)+混凝沉降”技術(shù)和“氣浮”技術(shù)?！按蠊蘧劢Y(jié)+混凝沉降”技術(shù)的關(guān)鍵在于前段的“聚結(jié)”效果，而如何選擇親油疏水且具有不易變形、耐腐蝕的聚結(jié)材料是“大罐聚結(jié)”技術(shù)的核心內(nèi)容。對(duì)于“氣浮”技術(shù)，除油和除懸浮物的能力眾所周知，關(guān)鍵是在如何控制污水腐蝕率、如何優(yōu)化藥劑、提高效率，減少浮渣（油泥）的產(chǎn)生，稠油污水處理站處理水質(zhì)均能達(dá)到注水水質(zhì)要求。

2.4 精細(xì)水處理技術(shù)。精細(xì)水處理一直是低滲、特低滲油藏開(kāi)發(fā)的重要問(wèn)題之一。自上世紀(jì)90年代以來(lái)，勝利油田就致力于精細(xì)水處理技術(shù)的探索、研究和應(yīng)用。從最早的活性炭過(guò)濾、擠壓纖維束過(guò)濾、燒結(jié)管過(guò)濾，到目前的金屬膜過(guò)濾和改進(jìn)型鈦金屬纖維膜過(guò)濾技術(shù)，在最大限度降低投資和運(yùn)行費(fèi)用方面得到了長(zhǎng)足進(jìn)展。出水水質(zhì)最高達(dá)到A1級(jí)水平，即含油<5mg/l，懸浮物<1mg/l，懸浮物粒徑<1um。

2.6 污水外排處理技術(shù)。油田外排口分布廣闊，結(jié)合其周邊地理環(huán)境，開(kāi)展了水質(zhì)分析、研究，形成了具有勝利特色的粉煤灰吸附加生物氧化塘及氣浮加生物氧化塘處理油田污水達(dá)標(biāo)排放的技術(shù)。處理后污水COD穩(wěn)定小于150mg/L，為了適應(yīng)下一步山東省新排放標(biāo)準(zhǔn)提高的需求，在污水站掌握了菌種培養(yǎng)、馴化技術(shù)，篩選出耐高溫、耐高鹽的生物菌種，厭氧-好氧生化段運(yùn)行狀況良好，連續(xù)流出水COD能夠穩(wěn)定達(dá)到80mg/L的要求。處理后污水COD小于100mg/L，達(dá)到了山東省新標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.7 污水資源化處理技術(shù)。稠油油田采出水深度處理后回用鍋爐是稠油油田開(kāi)發(fā)建設(shè)的重要配套技術(shù)。近幾年形成了低礦化度稠油污水進(jìn)行藥劑軟化、離子交換處理后回用鍋爐、高礦化度稠油污水進(jìn)行機(jī)械壓縮技術(shù)處理后回用鍋爐等一整套先進(jìn)技術(shù)。油田某污水深度處理站，成功將采出水處理后回用于注汽鍋爐，該站采用澄清、過(guò)濾、藥劑軟化、離子交換等一整套先進(jìn)組合技術(shù)，解決了油田采出水用于熱采鍋爐的關(guān)鍵難題—水質(zhì)軟化，出水各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到熱采鍋爐要求的標(biāo)準(zhǔn)。為解決高礦化度采出水回用鍋爐的問(wèn)題，油田對(duì)加拿大阿爾伯特DEER CREEK采用機(jī)械壓縮蒸發(fā)技術(shù)將稠油采出水回用鍋爐的工程進(jìn)行了考察，在美國(guó)RCC實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行了“機(jī)械壓縮”工藝實(shí)驗(yàn)，取得了理想效果。采用該技術(shù)將高礦化污水處理達(dá)到注汽鍋爐用水標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)是可行的，但由于工程投資和制水成本等問(wèn)題，進(jìn)行工程應(yīng)用尚需等待時(shí)機(jī)。

3 認(rèn)識(shí)與結(jié)論

（1）污水處理工藝技術(shù)盡可能簡(jiǎn)單有效。在目前的管理體制及技術(shù)水平條件下，任何一項(xiàng)工藝技術(shù)在操作管理及工藝流程方面應(yīng)越簡(jiǎn)單越好。根據(jù)對(duì)各種水處理工藝技術(shù)的分析研究：大罐沉降配合過(guò)濾器過(guò)濾技術(shù)對(duì)處理油田污水最經(jīng)濟(jì)且簡(jiǎn)單易操作，即最經(jīng)濟(jì)有效的處理工藝。（2）進(jìn)入污水處理工程的水質(zhì)盡可能的好。盡可能在前段采取一些有效措施，將污水含油等指標(biāo)降下來(lái)，以減輕后續(xù)污水處理工程的壓力和難度。

總之，經(jīng)過(guò)不斷探索、研究、應(yīng)用、推廣，在油田污水處理領(lǐng)域積累了大量技術(shù)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，解決了大部分生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題。同時(shí)對(duì)現(xiàn)有工藝問(wèn)題不斷開(kāi)展科研攻關(guān)，為油田持續(xù)開(kāi)采配套完善地面工藝技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

1.劉威，劉峰，孫婧榕. 油田污水分析處理技術(shù)研究[J]. 科技與企業(yè). 2012（18）