联合站注水工艺

1、第一节第一节 油田污水资源油田污水资源第一章第一章 概概 述述在石油的生成、运移和储积的过程中，石油的主要天然伴生在石油的生成、运移和储积的过程中，石油的主要天然伴生物是水。在油藏勘探开发初期，通常情况下，原始地层能量可将物是水。在油藏勘探开发初期，通常情况下，原始地层能量可将部分油、气、水液体驱向井底，并举升至地面，以自喷方式开采，部分油、气、水液体驱向井底，并举升至地面，以自喷方式开采，称之为一次采油。一次采油采出液含水率很低。但是，如果油藏称之为一次采油。一次采油采出液含水率很低。但是，如果油藏圈闭良好，边水补充不足，原始地层能量递减很快，一次采油方圈闭良好，边水补充不足，原始地层能量递

2、减很快，一次采油方式难以维持。为获得较高采收率，需向地层补充能量，实施二次式难以维持。为获得较高采收率，需向地层补充能量，实施二次采油，二次采油有注水开发和注气开发方式等。目前全国各油田采油，二次采油有注水开发和注气开发方式等。目前全国各油田绝大部分都采用注水开发方式，即注入高压水驱动原油使其从油绝大部分都采用注水开发方式，即注入高压水驱动原油使其从油井中开采出来。但经过一段时间注水后，注入水将随原油被带出，井中开采出来。但经过一段时间注水后，注入水将随原油被带出，随着开发时间的延长，采出原油含水率不断上升。油田原油在外随着开发时间的延长，采出原油含水率不断上升。油田原油在外输或外运之前要求必

3、须将水脱出，合格原油允许含水率为输或外运之前要求必须将水脱出，合格原油允许含水率为0.5%以以下。脱出的水中主要污染物为原油，此污水又是在油田开发过程下。脱出的水中主要污染物为原油，此污水又是在油田开发过程中产生的，因此称为油田含油污水。由此可见，污水主要来自原中产生的，因此称为油田含油污水。由此可见，污水主要来自原油脱水站，及联合站内各种原油储罐的罐底水、将含盐量较高的油脱水站，及联合站内各种原油储罐的罐底水、将含盐量较高的原油用其他清水洗盐后的污水原油用其他清水洗盐后的污水,注水井洗井回收水注水井洗井回收水,钻井污水钻井污水,井下作井下作业压裂酸化排水等业压裂酸化排水等.如果含油污水不合理

4、处理回注和排放，不仅使油田如果含油污水不合理处理回注和排放，不仅使油田地面设施不能正常运作，而且会因地层堵塞而带来危害，地面设施不能正常运作，而且会因地层堵塞而带来危害，同时也会造成环境污染，影响油田安全生产。因此必须同时也会造成环境污染，影响油田安全生产。因此必须合理的处理利用含油污水。合理的处理利用含油污水。 随着油田注水开发生产的进行带来了两大问题。一随着油田注水开发生产的进行带来了两大问题。一是注入水的水源问题，人们希望得到能提供供水量大而是注入水的水源问题，人们希望得到能提供供水量大而稳定的水源，油田注水开发初期注水水源是通过开采浅稳定的水源，油田注水开发初期注水水源是通过开采浅层地

5、下水或地表水来解决，过量开采清水会引起局部地层地下水或地表水来解决，过量开采清水会引起局部地层水位下降，影响生态环境；二是原油含水量不断上升，层水位下降，影响生态环境；二是原油含水量不断上升，含油污水量越来越大，污水的排放和处理是个大问题，含油污水量越来越大，污水的排放和处理是个大问题，大量含油污水不合理排放会引起受纳水体的潜移性侵害，大量含油污水不合理排放会引起受纳水体的潜移性侵害，污染生态环境。在生产实践中，人们认识到油田污水回污染生态环境。在生产实践中，人们认识到油田污水回注是合理开发和利用水资源的正确途径。注是合理开发和利用水资源的正确途径。 由于现代工业的迅速发展和城市人口的增加，生

6、活由于现代工业的迅速发展和城市人口的增加，生活用水和工业用水量急剧增加，因此不少国家颇感水源不用水和工业用水量急剧增加，因此不少国家颇感水源不足。解决水源缺乏的办法之一是提高水的循环利用率。足。解决水源缺乏的办法之一是提高水的循环利用率。石油行业注水开发油田，随着开采时间的延长采出污水石油行业注水开发油田，随着开采时间的延长采出污水量逐渐增加，将油田污水经处理后代替地下水进行回注量逐渐增加，将油田污水经处理后代替地下水进行回注是循环利用水的一种方式。如果污水处理回注率为是循环利用水的一种方式。如果污水处理回注率为100%，即不管原油含水率多高，从油层中采出的污水，即不管原油含水率多高，从油层中

7、采出的污水和地面处理、钻井、作业过程排出的污水全部处理回注，和地面处理、钻井、作业过程排出的污水全部处理回注，那么注水量中只需要补充由于采油造成地层亏空的水量那么注水量中只需要补充由于采油造成地层亏空的水量便可以了。这样，不仅可以节省大量清水资源和取水设便可以了。这样，不仅可以节省大量清水资源和取水设施的建设费用，而且，使油田污水资源变废为宝，实现施的建设费用，而且，使油田污水资源变废为宝，实现可持续发展，提高油田注水开发的总体技术经济效益。可持续发展，提高油田注水开发的总体技术经济效益。 合理利用污水资源合理利用污水资源 第二节 原水中的杂质 第一章第一章 概概 述述分散颗粒分散颗粒 溶解物

8、溶解物（低分子、离子）（低分子、离子） 胶体颗粒胶体颗粒悬浮物悬浮物颗粒大小颗粒大小 0.1毫微米毫微米 1毫微米毫微米 10毫微米毫微米 100毫微米毫微米 1微米微米 10微米微米 100微米微米 1毫米毫米外外 观观透透 明明光照下混浊光照下混浊混混 浊浊肉眼可见肉眼可见 油田污水中杂质种类及性质和原油生成地质条件、油田污水中杂质种类及性质和原油生成地质条件、注入水性质、原油集输处理条件等因素有关。并与回注入水性质、原油集输处理条件等因素有关。并与回收的洗井回水、钻井污水、作业污水的成分有关收的洗井回水、钻井污水、作业污水的成分有关.从总从总体上讲体上讲油田污水是一种含有固体杂质、液体杂

9、质、溶油田污水是一种含有固体杂质、液体杂质、溶解气体和溶解盐类等较复杂的多相体系。从颗粒大小解气体和溶解盐类等较复杂的多相体系。从颗粒大小和外观来看可按表和外观来看可按表1-2-1进行分类。进行分类。 污水中杂质分类污水中杂质分类 表表 1-2-1一、原水杂质分类一、原水杂质分类 原水中的细小杂质，按油田污水处理的观点，可以原水中的细小杂质，按油田污水处理的观点，可以分为五大类。分为五大类。 1. 悬浮固体悬浮固体 其颗粒直径范围取其颗粒直径范围取1100 m，此部分杂质主要包括：，此部分杂质主要包括：泥沙泥沙 、各种腐蚀产物及垢、各种腐蚀产物及垢 、细菌、细菌 、有机物、有机物 。2. 胶体

10、胶体 粒径为粒径为1 10-31 m，主要由泥砂、腐蚀结垢产物和，主要由泥砂、腐蚀结垢产物和微细有机物构成，物质组成与悬浮固体基本相似。微细有机物构成，物质组成与悬浮固体基本相似。 3. 分散油及浮油分散油及浮油 污水原水中一般有污水原水中一般有5001000mg/l 左右的原油，偶尔左右的原油，偶尔出现瞬时出现瞬时20005000mg/l的峰值含油量，其中的峰值含油量，其中90%左右左右为直径为直径10100 m的分散油和大于的分散油和大于100 m的浮油。的浮油。 4. 乳化油乳化油 原水中含有原水中含有10%左右的左右的1 10-310 m的乳化油。的乳化油。 5. 溶解物质溶解物质 在

11、污水中处于溶解状态的低分子及离子物质，主在污水中处于溶解状态的低分子及离子物质，主要包括：溶解在水中的无机盐类要包括：溶解在水中的无机盐类,主要包括主要包括Ca2+、Mg2+、K+、Na+、Fe2+、Cl-、HCO3-、CO32-等阴阳离子等阴阳离子和溶和溶解的气体解的气体如溶解氧、二氧化碳、硫化氢、烃类气体等如溶解氧、二氧化碳、硫化氢、烃类气体等 。二、原水杂质分析二、原水杂质分析 根据净化水的不同去向，选择不同的分析项目。根据净化水的不同去向，选择不同的分析项目。 1. 净化污水回注时分析项目净化污水回注时分析项目 （1）PH值值（2）悬浮固体）悬浮固体 （3）浊度）浊度 （4）温度）温度

12、 （5）相对密度）相对密度 （6）溶解氧）溶解氧 （7）硫化物）硫化物 （8）细菌数量细菌数量 （9）阳离子组分阳离子组分 （10）阴离子组分阴离子组分 钙、镁、铁、钡钙、镁、铁、钡氯离子氯离子 、硫酸根、硫酸根、碳酸根和碳酸氢根碳酸根和碳酸氢根（11）总矿化度）总矿化度 2. 净化污水排放时分析项目净化污水排放时分析项目 为了使净化水达到排放标准，净化水质要按为了使净化水达到排放标准，净化水质要按污水污水综合排放标准综合排放标准GB8978-1996有关规定执行。结合石油有关规定执行。结合石油行业特点除严格按表行业特点除严格按表1-3-2检测第一类指标外，还应对如检测第一类指标外，还应对如下

13、第二类主控指标进行分析：下第二类主控指标进行分析：PH值、色度、悬浮物、值、色度、悬浮物、BOD5、COD、石油类、硫化物、氨氮、氟化物、磷酸、石油类、硫化物、氨氮、氟化物、磷酸盐、苯胺类、硝基苯类、阴离子表面活性剂、铜、锌、盐、苯胺类、硝基苯类、阴离子表面活性剂、铜、锌、锰等等。锰等等。第三节 水质标准简介 第一章第一章 概概 述述 一、净化污水回注水质标准一、净化污水回注水质标准 1. 注水水质基本要求注水水质基本要求 注水水质必须根据注入层物性指标进行优选确定。注水水质必须根据注入层物性指标进行优选确定。通常要求：通常要求：在运行条件下注入水不应结垢；注入水对水在运行条件下注入水不应结垢

14、；注入水对水处理设备、注水设备和输水管线腐蚀性要小；注入水不处理设备、注水设备和输水管线腐蚀性要小；注入水不应携带超标悬浮物，有机淤泥和油；注入水注入油层后应携带超标悬浮物，有机淤泥和油；注入水注入油层后不使粘土发生膨胀和移动，与油层流体配伍性良好。不使粘土发生膨胀和移动，与油层流体配伍性良好。 2. 注水水质标准注水水质标准现将石油天然气行业标准现将石油天然气行业标准碎屑岩油藏注水水质推碎屑岩油藏注水水质推荐指标荐指标SY/T 5329-94水质主控指标示于表水质主控指标示于表1-3-1。由于。由于净化水主要用于回注油层，所以污水处理工艺必须设法净化水主要用于回注油层，所以污水处理工艺必须设

15、法使净化水达到有关注水水质标准。使净化水达到有关注水水质标准。 推荐水质主要控制指标推荐水质主要控制指标 表表1-3-1 注入层平均空气渗透率注入层平均空气渗透率 m2 0.100.10.6 0.6标准分级标准分级A1A2A3B1B2B3C1C2C3控控制制指指标标悬浮固体含量，悬浮固体含量，mg/L1.02.03.03.04.05.05.07.010.0悬浮物颗粒直径中值，悬浮物颗粒直径中值， m1.01.52.02.02.53.03.03.54.0含油量，含油量，mg/L5.06.08.08.010.0 15.0 15.02030平均腐蚀率，平均腐蚀率，mm/a 0.076点腐蚀点腐蚀 1

16、. A1、B1、C1级；试片各面都无点腐蚀；级；试片各面都无点腐蚀； 2. A2、B2、C2级；试片有轻微点蚀；级；试片有轻微点蚀； 3. A3、B3、C3级；试片有明显点蚀；级；试片有明显点蚀；SRB菌，个菌，个/mL0 10 250 10 250 10 25铁细菌，个铁细菌，个/mLn 102n 103n 104腐生菌，个腐生菌，个/mLn 102n 103n 104注：注： 1 n 10 清水水质指标中去掉含油量清水水质指标中去掉含油量 新投入开发的油田、新建污水处理站，注水水质根据油层渗透率高低要分别执行相应分级（新投入开发的油田、新建污水处理站，注水水质根据油层渗透率高低要分别执行相

17、应分级（A1、B1、C1）标准。）标准。 3. 注水水质辅助性指标注水水质辅助性指标 除了上述对注水注水水质的主要控制指标外，除了上述对注水注水水质的主要控制指标外，SY/T 5329-94还对注水水质的辅助性指标作出指导性规定。辅还对注水水质的辅助性指标作出指导性规定。辅助性指标主要包括：助性指标主要包括：（1）溶解氧：）溶解氧：一般情况要求，油田污水溶解氧浓度小于一般情况要求，油田污水溶解氧浓度小于0.05mg/l，特殊情况不能超过特殊情况不能超过0.1mg/l。清水中的溶解氧含量要小。清水中的溶解氧含量要小于于0.50mg/l。 （2）硫化氢：）硫化氢：通常清水中不应含硫化物，油田污水中

18、硫化物含量应通常清水中不应含硫化物，油田污水中硫化物含量应小于小于2.0mg/l。 （3）侵蚀性二氧化碳：）侵蚀性二氧化碳：一般要求侵蚀性二氧化碳含量为：一般要求侵蚀性二氧化碳含量为： -1.0CO21.0mg/l。 （4） PH值：值：水的水的PH值应控制在值应控制在70.5为宜为宜。 （5）铁）铁 ：当水中含亚铁时，当水中含亚铁时， 若有细菌滋生或含有若有细菌滋生或含有H2S时，水质将不时，水质将不稳定。稳定。 二、污水综合排放标准二、污水综合排放标准 1. 主要技术内容主要技术内容 该标准按照污水排放去向，分年限规定了该标准按照污水排放去向，分年限规定了69种水污种水污染物最高允许排放浓

19、度及部分行业最高允许排水量。它染物最高允许排放浓度及部分行业最高允许排水量。它适用于现有单位水污染物的排放管理，以及建设项目的适用于现有单位水污染物的排放管理，以及建设项目的环境影响评价、建设项目环境保护设施设计、竣工验收环境影响评价、建设项目环境保护设施设计、竣工验收及其投产后的排放管理。及其投产后的排放管理。 标准主要概念定义：标准主要概念定义： 污水污水指在生产与生活活动中排放的水的总称。指在生产与生活活动中排放的水的总称。 排水量排水量指在生产过程中直接用于工艺生产的水的排放量。指在生产过程中直接用于工艺生产的水的排放量。不包括间接冷却水、厂区锅炉、电站排水。不包括间接冷却水、厂区锅炉

20、、电站排水。 一切排污单位一切排污单位指该标准适用范围所包括的一切排污单位。指该标准适用范围所包括的一切排污单位。 其他排污单位其他排污单位指在某一控制项目中，除所列行业外的一切指在某一控制项目中，除所列行业外的一切排污单位排污单位 2. 主要控制指标主要控制指标 该标准将排放的污该标准将排放的污染物按其性质和控制方染物按其性质和控制方式分为两类。对于第一式分为两类。对于第一类污染物（详见表类污染物（详见表1-3-2所示），不分行业和污所示），不分行业和污染排放方式，也不分受染排放方式，也不分受纳水体的功能分类，一纳水体的功能分类，一律在排放口取样，其最律在排放口取样，其最高允许排放浓度必须达

21、高允许排放浓度必须达到表到表1-3-2要求。要求。 序号序号污染物污染物 最高允许排放浓度最高允许排放浓度 mg/L1总总 汞汞0.052烷基汞烷基汞不得检出不得检出3总总 镉镉0.14总总 铬铬1.55六价铬六价铬0.56总总 砷砷0.57总总 铅铅1.08总总 镍镍1.09苯并（苯并（a）芘）芘0.0000310总总 铍铍0.00511总总 银银0.512总总 放射性放射性1 Bq/L13总总 放射性放射性10 Bq/L第一类污染物最高允许排放浓度第一类污染物最高允许排放浓度 表表1-3-2 对于第二类污染物。在排放口采样按工程建设年限对于第二类污染物。在排放口采样按工程建设年限不同必须达

22、到相应指标要求。主要控制指标有：不同必须达到相应指标要求。主要控制指标有：PH值、值、色度、悬浮物、色度、悬浮物、BOD5、COD、石油类、动植物油、挥、石油类、动植物油、挥发酚、总氰化物、硫化物、氨氮、氟化物、磷（酸盐）、发酚、总氰化物、硫化物、氨氮、氟化物、磷（酸盐）、甲醛、苯胺类、硝基苯类、阴离子表面活性剂、总铜、甲醛、苯胺类、硝基苯类、阴离子表面活性剂、总铜、总锌、总锰、彩色显影剂、粪大肠菌群数、总余氯等总锌、总锰、彩色显影剂、粪大肠菌群数、总余氯等50余项。余项。 4. 主要分析检测方法主要分析检测方法 采样点采样点：采样点应按有关污染物排放口的规定设置，：采样点应按有关污染物排放口

23、的规定设置，在排放口必须设置排放口标志、污水水量计量装置和污在排放口必须设置排放口标志、污水水量计量装置和污水比例采样装置。水比例采样装置。采样频率采样频率：工业污水按生产周期确定监测频率。生：工业污水按生产周期确定监测频率。生产周期在产周期在8h以内的，每以内的，每2h采样一次。其他污水采样，采样一次。其他污水采样，24h不少于不少于2次。最高允许排放浓度按日均值计算。次。最高允许排放浓度按日均值计算。排水量排水量：以最高允许排水量或最低允许水重复利用：以最高允许排水量或最低允许水重复利用率来控制，均以月均值计。率来控制，均以月均值计。统计统计：企业的原材料使用量、产品产量等，以法定：企业的

24、原材料使用量、产品产量等，以法定月报表或年报表为准。月报表或年报表为准。测定方法测定方法：该标准采用的主要测定方法见表：该标准采用的主要测定方法见表1-3-4所所示。示。 水水 质质 主主 要要 测测 定定 方方 法法 表表1-3-4 序号序号项项 目目测定方法测定方法方法来源方法来源1总汞总汞 冷原子吸收光度法冷原子吸收光度法GB7468-872总镉总镉原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法GB/T 14204-933总铬总铬高锰酸钾氧化高锰酸钾氧化-二苯碳酰二肼分光光度法二苯碳酰二肼分光光度法GB7466-874六价铬六价铬二苯碳酰二肼分光光度法二苯碳酰二肼分光光度法GB7467-875总砷

25、总砷二已基二硫代氨基甲酸银分光光度法二已基二硫代氨基甲酸银分光光度法GB7485-876总铅总铅原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法GB7475-877总镍总镍火焰原子吸收分光光度法火焰原子吸收分光光度法GB11912-898总银总银火焰原子吸收分光光度法火焰原子吸收分光光度法GB11907-899PH值值玻璃电极法玻璃电极法GB6920-8610色度色度稀释倍数法稀释倍数法GB11903-8911悬浮物悬浮物重量法重量法GB11901-8912生化需氧量生化需氧量(BOD5)稀释与接种法稀释与接种法GB7488-8713生化需氧量生化需氧量(COD)重铬酸钾法重铬酸钾法GB11914-891

26、4石油类石油类红外光度法红外光度法GB/T 16488-199615动植物油动植物油红外光度法红外光度法GB/T 16488-199616挥发酚挥发酚蒸馏后用蒸馏后用4-氨基安替比林分光光度法氨基安替比林分光光度法GB7490-8717总氰化物总氰化物硝酸银滴定法硝酸银滴定法GB7486-87 水水 质质 主主 要要 测测 定定 方方 法法 表表1-3-4 续续 序号序号项项 目目测定方法测定方法方法来源方法来源18硫化物硫化物亚甲基蓝分光光度法亚甲基蓝分光光度法GB/T 16489-199619氨氮氨氮钠氏试剂比色法钠氏试剂比色法GB7478-8720氟化物氟化物离子选择电极法离子选择电极法

27、GB7484-8721磷酸盐磷酸盐钼蓝比色法钼蓝比色法*22甲醛甲醛已酰丙酮分光光度法已酰丙酮分光光度法GB13197-91 23苯胺类苯胺类N-（1-萘基）乙二胺偶氮分光光度法萘基）乙二胺偶氮分光光度法GB11889-8924硝基苯类硝基苯类还原还原-偶氮比色法或分光光度法偶氮比色法或分光光度法*25阴离子表面活性剂阴离子表面活性剂亚甲基蓝分光光度法亚甲基蓝分光光度法GB7494-8726总铜总铜原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法GB7475-8727总锌总锌原子吸收分光光度法原子吸收分光光度法GB7475-8728总锰总锰火焰原子吸收分光光度法火焰原子吸收分光光度法高锰酸钾分光光度法高锰

28、酸钾分光光度法GB11911-89GB11906-8929三氯甲烷三氯甲烷气相色谱法气相色谱法待颁布待颁布30四氯化碳四氯化碳气相色谱法气相色谱法待颁布待颁布31苯酚苯酚气相色谱法气相色谱法待颁布待颁布32余氯量余氯量N,N-二乙基二乙基-1,4-苯二胺分光光度法苯二胺分光光度法GB11898-8933总有机碳（总有机碳（TOC）非色散红外吸收法非色散红外吸收法待制定待制定* 水和废水监测分析方法（第三版）水和废水监测分析方法（第三版），中国环境科学出版社，中国环境科学出版社，1989年年 三、净化污水回用热采锅炉标准三、净化污水回用热采锅炉标准 油田采出水处理的水主要用于回注地层，以水中油田

29、采出水处理的水主要用于回注地层，以水中悬浮物、油的净化处理为主要对象，同时要控制水质悬浮物、油的净化处理为主要对象，同时要控制水质的稳定，防止腐蚀结垢和微生物繁殖产生的危害。注的稳定，防止腐蚀结垢和微生物繁殖产生的危害。注汽锅炉的给水除了控制净化指标和水质稳定指标外，汽锅炉的给水除了控制净化指标和水质稳定指标外，还需控制水质软化指标。因此，需在采出水处理后的还需控制水质软化指标。因此，需在采出水处理后的水质基础上进行深度处理。水质基础上进行深度处理。 稠油油田采出水用于注汽锅炉给水处理的技术在稠油油田采出水用于注汽锅炉给水处理的技术在我国还是初级阶段，急需要不断的总结已运行工程经我国还是初级阶

30、段，急需要不断的总结已运行工程经验，还要开展有关科学试验，引进国外相关技术，在验，还要开展有关科学试验，引进国外相关技术，在设计中积极慎重的应用。设计中积极慎重的应用。 注汽锅炉给水水质条件注汽锅炉给水水质条件 表表1-3-5 序号序号项目项目单位单位数量数量备注备注1溶解氧溶解氧mg/l0.05-2总硬度总硬度mg/l0.1以以CaCO3计计3总铁总铁mg/l0.054二氧化硅二氧化硅mg/l505悬浮物悬浮物mg/l26总碱度总碱度mg/l20007油和脂油和脂mg/l2建议不计溶解油建议不计溶解油8可溶性固体可溶性固体mg/l70009PH值值7.511稠油集输系统及注蒸汽系统设计规范稠

31、油集输系统及注蒸汽系统设计规范SY0027中注汽锅炉的给水水质条件应符合表中注汽锅炉的给水水质条件应符合表1-3-5，同时必须，同时必须满足所选设备的给水水质要求。满足所选设备的给水水质要求。 采出水用于热采锅炉给水时，其水质指标应达到采出水用于热采锅炉给水时，其水质指标应达到表表1-3-6所示：所示： 水质分析项目水质分析项目单位单位进入化学沉淀软化装进入化学沉淀软化装置允许值置允许值进入离子交换软化装进入离子交换软化装置允许值置允许值含油量含油量mg/l102悬浮固体含量悬浮固体含量mg/l2游离游离CO2mg/l1010总铁总铁mg/l0.50.05SiO2mg/l50进入热采锅炉软化装

32、置水质表进入热采锅炉软化装置水质表 表表1-3-6 第一节第一节 工艺流程简介工艺流程简介 第二章第二章 污水处理工艺污水处理工艺 第一节第一节 工艺流程简介工艺流程简介一、重力式流程一、重力式流程 自然除油自然除油混凝沉降混凝沉降压力（或重力）过滤流程。该流程压力（或重力）过滤流程。该流程如图如图2-1-1所示。重力式处理流程处理效果良好，对原水含油量、所示。重力式处理流程处理效果良好，对原水含油量、水量变化波动适应性强，自然除油回收油品好，投加净化剂混水量变化波动适应性强，自然除油回收油品好，投加净化剂混凝沉降后净化效果好。但当处理规模较大时，压力滤罐数量较凝沉降后净化效果好。但当处理规模

33、较大时，压力滤罐数量较多、操作量大，处理工艺自动化程度稍低。当对净化水质要求多、操作量大，处理工艺自动化程度稍低。当对净化水质要求较低，且处理规模较大时，可采用重力式单阀滤罐提高处理能较低，且处理规模较大时，可采用重力式单阀滤罐提高处理能力。力。 第一节第一节 工艺流程简介工艺流程简介混凝剂自然除油罐混凝沉降罐缓冲罐剂杀菌净化水压力滤罐反洗水罐回收水罐(池)污油罐剂菌杀剂垢阻剂蚀缓原 水油 泵回收水泵提升泵反洗水泵去油站图图2-1-1 重力式污水处理流程图重力式污水处理流程图 第一节第一节 工艺流程简介工艺流程简介二、压力式流程二、压力式流程 旋流（或立式除油罐）除油聚结分离旋流（或立式除油罐

34、）除油聚结分离压力沉降压力沉降压压力过滤流程。该流程如图力过滤流程。该流程如图2-1-2所示。压力式处理流程处理净所示。压力式处理流程处理净化效率较高，效果良好，污水在处理流程内停留时间较短，化效率较高，效果良好，污水在处理流程内停留时间较短，但适应水质、水量波动能力稍低于重力式流程。旋流除油装但适应水质、水量波动能力稍低于重力式流程。旋流除油装置可高效去除原水中含油，聚结分离可使原水中微细油珠聚置可高效去除原水中含油，聚结分离可使原水中微细油珠聚结变大，缩短分离时间，提高处理效率。该流程系统机械化、结变大，缩短分离时间，提高处理效率。该流程系统机械化、自动化水平稍高于重力式流程，现场预制工作

35、量大大降低，自动化水平稍高于重力式流程，现场预制工作量大大降低，且可充分利用原水来水水压，减少系统二次提升。且可充分利用原水来水水压，减少系统二次提升。 第一节第一节 工艺流程简介工艺流程简介提升泵压力沉降罐杀阻缓剂蚀剂垢剂菌一、二级压力滤罐稳定剂净化水水质污泥提升泵污油泵污油罐剂混凝粗粒化(聚结)器旋流(或立式)除油器回收水池(或罐)原 水联合站其它污水污水回收泵去污泥处理系统去油站图图2-1-2 压力式污水处理流程图压力式污水处理流程图 第一节第一节 工艺流程简介工艺流程简介三、三、 浮选式流程浮选式流程 接收（溶气浮选）除油接收（溶气浮选）除油射流浮选或诱导浮选射流浮选或诱导浮选过滤、过

36、滤、精滤流程。该流程如图精滤流程。该流程如图2-1-3所示。浮选流程处理效率高，所示。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，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，维护工作量处理中也被较多应用。但该流程动力消耗大，维护工作量稍大。稍大。 第一节第一节 工艺流程简介工艺流程简介接收气浮罐杀菌剂蚀 垢剂 剂缓 阻原 水净化水水质稳定剂反洗水罐 反洗水泵回收泵回收罐提升泵诱导(射流)浮选装置加压泵压力滤罐精细滤罐污油泵去

37、油站剂浮选图图2-1-3 浮选式污水处理流程图浮选式污水处理流程图 第一节第一节 工艺流程简介工艺流程简介四、开式生化处理流程四、开式生化处理流程 隔油浮选生化降解沉降吸附过滤流程。该流程隔油浮选生化降解沉降吸附过滤流程。该流程如图如图2-1-4所示，开式生化处理流程是针对部分油田污水采出所示，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计的。一般量较大，回用量不够大，必须处理达标外排而设计的。一般情况，通过上述开式生物处理流程净化，排放水质可以达到情况，通过上述开式生物处理流程净化，排放水质可以达到污水综合排放标准污水综合排放标准GB8978-1996要求

38、。对于少部分油田要求。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，尚需在排放前进行淋水降温处理；对于少部分矿坏。因此，尚需在排放前进行淋水降温处理；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，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。以免引起受纳水体盐碱化。 第一节第一节 工艺流程简介工艺流程简介提升泵提升泵平流隔油池溶气浮选池一级生物降解池二级生物降解池沉降池吸附过滤达标外排原水浮选剂图图2-1-4 开式生化处理流程开式生化处理流程 第二节第二节 除除

39、 油油 第二章第二章 污水处理工艺污水处理工艺 第二节第二节 除除 油油一、自然除油一、自然除油 1. 基本原理基本原理 自然除油是属于物理法除油范畴，是一种重力分离技术。自然除油是属于物理法除油范畴，是一种重力分离技术。重力分离法处理含油污水，是根据油和水的密度不同，利用重力分离法处理含油污水，是根据油和水的密度不同，利用油和水的密度差使油上浮，达到油水分离的目的。含油污水油和水的密度差使油上浮，达到油水分离的目的。含油污水在这种重力分离池中的分离效率为：在这种重力分离池中的分离效率为： 式中：式中： E 油珠颗粒的分离效率；油珠颗粒的分离效率； u 油珠颗粒的上浮速度；油珠颗粒的上浮速度；

40、 Q/A 表面负荷率；表面负荷率； Q 处理流量；处理流量； A 除油设备水平工作面积。除油设备水平工作面积。 /= =AQuE （式（式2-2-1） 第二节第二节 除除 油油浮升速度浮升速度u可用斯托克斯公式计算：可用斯托克斯公式计算： 式中：式中： u 油珠颗粒的浮升速度，油珠颗粒的浮升速度，m/s； g 重力加速度，重力加速度，m/s2； 污水的动力粘度，污水的动力粘度，Pa.s； w 污水的密度，污水的密度，kg/m3； o 油的密度，油的密度，kg/m3； （式（式2-2-2） 2)(18powdgurrm-= 由斯托克斯公式可知，若污水中的油珠颗粒直径、污水由斯托克斯公式可知，若污

41、水中的油珠颗粒直径、污水密度、油的密度和水温一定时，则油珠颗粒的浮升速度亦为密度、油的密度和水温一定时，则油珠颗粒的浮升速度亦为定值，除油效率与油珠颗粒的浮升速度成正比，与表面负荷定值，除油效率与油珠颗粒的浮升速度成正比，与表面负荷率成反比。率成反比。 第二节第二节 除除 油油2. 装置结构装置结构 自然除油设施一般兼有调储功能，其油水分离效率不够自然除油设施一般兼有调储功能，其油水分离效率不够高，通常工艺结构采用下向流设置。如图高，通常工艺结构采用下向流设置。如图2-2-1所示，立式容所示，立式容器上部设收油构件，中上部设配水构件，中下部设集水构件，器上部设收油构件，中上部设配水构件，中下部

42、设集水构件，底部设排污构件。底部设排污构件。 第二节第二节 除除 油油421567831095-中心管柱4-集水管6-出水管3-配水管2-中心反应筒1-进水管7-溢流管8-集油槽9-出油管10-排污管图图2-2-1A 自然除油罐结构图自然除油罐结构图 第二节第二节 除除 油油二、斜板（管）除油罐二、斜板（管）除油罐 1. 原理原理 斜板（管）除油是目前最常用的高效除油方法之一，它斜板（管）除油是目前最常用的高效除油方法之一，它同样属于物理法除油范畴。斜板（管）除油的基本原理是同样属于物理法除油范畴。斜板（管）除油的基本原理是“浅层沉淀浅层沉淀”，又称，又称“浅池理论浅池理论”，通俗的讲，若将水

43、深为，通俗的讲，若将水深为H的除油设备分隔为的除油设备分隔为n个水深为个水深为H/n的分离池，而当分离池的的分离池，而当分离池的长度为原除油分离区长度的长度为原除油分离区长度的1/n时，便可处理与原来的分离区时，便可处理与原来的分离区同样的水量，并达到完全相同的效果。为了让浮升到斜板同样的水量，并达到完全相同的效果。为了让浮升到斜板（管）上部的油珠便于流动和排除，把这些浅的分离池倾斜（管）上部的油珠便于流动和排除，把这些浅的分离池倾斜一定角度（通常为一定角度（通常为45 60），超过污油流动的休止角。），超过污油流动的休止角。这就形成了所谓的斜板（管）除油罐。这就形成了所谓的斜板（管）除油罐。

44、 第二节第二节 除除 油油假设除油设备的高度为假设除油设备的高度为H，油珠颗粒分离时间为，油珠颗粒分离时间为t，则，则表面负荷率可表示为表面负荷率可表示为Q/A=H/t，将其代入分离效率公式，可，将其代入分离效率公式，可得：得： HuttHuAQuE= = = =/ （式（式2-2-3） 从（式从（式2-2-3）可见，重力分离除油设备的除油效率是其）可见，重力分离除油设备的除油效率是其分离高度的函数，减小除油设备的分离高度，可以提高除油分离高度的函数，减小除油设备的分离高度，可以提高除油效率。在其他条件相同时，除油设备的分离高度越小，油珠效率。在其他条件相同时，除油设备的分离高度越小，油珠颗粒

45、上浮到表面所需要的时间就越短，因此在油水分离设备颗粒上浮到表面所需要的时间就越短，因此在油水分离设备中加设斜板，增加分离设备的工作表面积，缩小分离高度，中加设斜板，增加分离设备的工作表面积，缩小分离高度，从而可提高油珠颗粒的去除效率。从而可提高油珠颗粒的去除效率。 第二节第二节 除除 油油3. 斜板除油装置斜板除油装置 （1）立式斜板除油罐）立式斜板除油罐 立式斜板除油罐的结构型式与普通立式除油罐基本相同，立式斜板除油罐的结构型式与普通立式除油罐基本相同，其主要区别是在普通除油罐中心反应筒外的分离区一定部位其主要区别是在普通除油罐中心反应筒外的分离区一定部位加设了斜板组，如图加设了斜板组，如图

46、2-2-8所示。所示。 立式斜板除油罐的主要设计参数如下：斜板间距立式斜板除油罐的主要设计参数如下：斜板间距80100mm，斜板倾角，斜板倾角45 60 ，斜板水平投影负荷，斜板水平投影负荷1.5 10-42.0 10-4m3/（s.m2），其他设计数据与普通除油罐基本相同。），其他设计数据与普通除油罐基本相同。 第二节第二节 除除 油油482165391111-排污管10-出油管2-中心反应筒5-中心管柱108-溢流管9-集油槽6-出水管4-集水管3-配水管1-进水管77-波纹斜板组图图2-2-8 立式斜板除油罐结构图立式斜板除油罐结构图 第二节第二节 除除 油油常用的斜板规格有多种：一种是

47、板长常用的斜板规格有多种：一种是板长1750mm，板宽，板宽750mm，板厚，板厚1.51.9mm，每块板有，每块板有6个波，波长个波，波长130mm，波高波高16.5mm，波峰处的夹角，波峰处的夹角101 ；另一种是板长；另一种是板长1550mm，板宽板宽650mm，板厚，板厚1.21.6mm，每块板有，每块板有11个波，波长个波，波长59mm，波高，波高28mm；再一种是板长；再一种是板长1360mm，板宽，板宽760mm，板厚板厚1.61.9mm，每块板有，每块板有58个波，波长个波，波长120mm左右，左右，波高波高1520mm。为安装和检修方便，可把斜板拼装成若干。为安装和检修方便，

48、可把斜板拼装成若干个斜板组块。斜板组块排列在除油罐内的钢支架上。个斜板组块。斜板组块排列在除油罐内的钢支架上。 油田上使用立式斜板除油罐的实践证明，在除油效率相油田上使用立式斜板除油罐的实践证明，在除油效率相同的条件下，与普通立式除油罐相比，同样大小的除油罐的同的条件下，与普通立式除油罐相比，同样大小的除油罐的除油处理能力可提高除油处理能力可提高1.01.5倍。倍。 第二节第二节 除除 油油（2）平流式斜板隔油池）平流式斜板隔油池 平流式斜板隔油池是在普通的平流式隔油池中加设斜板平流式斜板隔油池是在普通的平流式隔油池中加设斜板组所构成的，如图组所构成的，如图2-2-9A、B而下的经过斜板区，油

49、、水、泥而下的经过斜板区，油、水、泥在斜板中进行分离，油珠颗粒沿斜板组的上层板下，向上浮在斜板中进行分离，油珠颗粒沿斜板组的上层板下，向上浮升滑出斜板到水面，通过活动集油管槽收集到污油罐，再送升滑出斜板到水面，通过活动集油管槽收集到污油罐，再送去脱水，泥砂则沿斜板组的下层斜板面滑向集泥区落到池底，去脱水，泥砂则沿斜板组的下层斜板面滑向集泥区落到池底，定时排除；分离后的水，从下部分离区进入折向上部的出水定时排除；分离后的水，从下部分离区进入折向上部的出水槽，然后排出或送去进一步处理，由于高程上布置的原因，槽，然后排出或送去进一步处理，由于高程上布置的原因，污水进入下一步处理工序，往往需要用泵进行

50、提升。污水进入下一步处理工序，往往需要用泵进行提升。 第二节第二节 除除 油油图图2-2-9B 平流式斜板隔油池构造图平流式斜板隔油池构造图1423651 - - 配 水 堰 ； 2 - - 布 水 栅 ； 3 - - 斜 板 ； 4 - - 集 泥 区 ； 5 - - 出 油 槽 ； 6 - - 集 油 管 ；1配水堰；配水堰；2布水栅；布水栅；3斜板；斜板；4集泥区；集泥区；5出油槽；出油槽；6集油管集油管 第二节第二节 除除 油油三、粗粒化（聚结）除油三、粗粒化（聚结）除油 1. 粗化（聚结）除油机理粗化（聚结）除油机理 所谓粗粒化，就是使含油污水通过一个装有填充物（也所谓粗粒化，就是使

51、含油污水通过一个装有填充物（也叫粗粒化材料）的装置，在污水流经填充物时，使油珠由小叫粗粒化材料）的装置，在污水流经填充物时，使油珠由小变大的过程。经过粗粒化后的污水，其含油量及污油性质并变大的过程。经过粗粒化后的污水，其含油量及污油性质并不变化，只是更容易用重力分离法将油除去。粗粒化处理的不变化，只是更容易用重力分离法将油除去。粗粒化处理的对象主要是水中的分散油，粗粒化除油是粗粒化及相应的沉对象主要是水中的分散油，粗粒化除油是粗粒化及相应的沉降过程的总称。油珠浮升符合斯托克斯公式（式降过程的总称。油珠浮升符合斯托克斯公式（式2-2-2），该），该式这表明，对温度一定的特定污水而言，其动力粘滞系

52、数、式这表明，对温度一定的特定污水而言，其动力粘滞系数、污水密度、污油密度和重力加速度都是一定值，上式可简化污水密度、污油密度和重力加速度都是一定值，上式可简化为：为： 第二节第二节 除除 油油20Kdu = = （式（式2-2-34） 可以看出，油珠上浮速度与油珠粒径平方成正比。如果可以看出，油珠上浮速度与油珠粒径平方成正比。如果在污水沉降之前设法使油珠粒径增大，则可大大增大油珠上在污水沉降之前设法使油珠粒径增大，则可大大增大油珠上浮速度，进而使污水在沉降罐中向下流速（浮速度，进而使污水在沉降罐中向下流速（v）加大，这样）加大，这样便可提高除油罐效率。有关学者经过大量研究，采用粗粒化便可提高

53、除油罐效率。有关学者经过大量研究，采用粗粒化法（也称聚结）可达到增大油珠粒径的目的。以上便是粗粒法（也称聚结）可达到增大油珠粒径的目的。以上便是粗粒化除油的理论依据。化除油的理论依据。 “润湿聚结润湿聚结” 理论建立在亲油性粗粒化材料的理论建立在亲油性粗粒化材料的基础上。当含油污水流经由亲油性材料组成的粗粒基础上。当含油污水流经由亲油性材料组成的粗粒化床时，分散油珠便在材料表面润湿附着，这样材化床时，分散油珠便在材料表面润湿附着，这样材料表面几乎全被油包住，再流来的油珠也更容易润料表面几乎全被油包住，再流来的油珠也更容易润湿附着在上面，因而附着的油珠不断聚结扩大并形湿附着在上面，因而附着的油珠

54、不断聚结扩大并形成油膜。由于浮力和反向水流冲击作用，油膜开始成油膜。由于浮力和反向水流冲击作用，油膜开始脱落，于是材料表面得到一定程度的更新。脱落的脱落，于是材料表面得到一定程度的更新。脱落的油膜到水相中仍形成油珠，该油珠粒径比聚结前的油膜到水相中仍形成油珠，该油珠粒径比聚结前的油珠粒径要大，从而达到粗粒化的目的。油珠粒径要大，从而达到粗粒化的目的。 第二节第二节 除除 油油“碰撞聚结碰撞聚结” 理论建立在疏油材料基础上。理论建立在疏油材料基础上。无论由粒状的或是纤维状的粗粒化材料组成的粗粒无论由粒状的或是纤维状的粗粒化材料组成的粗粒化床，其空隙均构成互相连续的通道，尤如无数根化床，其空隙均构

55、成互相连续的通道，尤如无数根直径很小交错分布的微管。当含油污水流经该床时，直径很小交错分布的微管。当含油污水流经该床时，由于粗粒化材料是疏油的，两个或多个油珠有可能由于粗粒化材料是疏油的，两个或多个油珠有可能同时与管壁碰撞或互相碰撞。其冲量足可以使它们同时与管壁碰撞或互相碰撞。其冲量足可以使它们合并成为一个较大的油珠，从而达到粗粒化的目的。合并成为一个较大的油珠，从而达到粗粒化的目的。 第二节第二节 除除 油油 第二节第二节 除除 油油2. 粗粒化材料（聚结板材）的选择粗粒化材料（聚结板材）的选择 国内各油田目前工业化的粗粒化装置大多是用粒状材料，国内各油田目前工业化的粗粒化装置大多是用粒状材

56、料，各种材料性能可见表各种材料性能可见表2-2-3。材料名称材料名称 润湿角润湿角相对密度相对密度润湿角测定条件润湿角测定条件聚丙烯聚丙烯7 380.91水温水温44 C；介质为净化后含油污水介质为净化后含油污水润湿剂为原油润湿剂为原油无烟煤无烟煤13 181.60陶陶 粒粒72 421.50石英砂石英砂99 302.66蛇纹石蛇纹石72 92.52粗粒化材料物性表粗粒化材料物性表 表表2-2-3 粗粒化材料选择原则为：耐油性能好，不能被油溶解或溶涨；具粗粒化材料选择原则为：耐油性能好，不能被油溶解或溶涨；具有一定的机械强度，且不易磨损；不易板结，冲洗方便；一般主张用亲有一定的机械强度，且不易

57、磨损；不易板结，冲洗方便；一般主张用亲油性材料；尽量采用相对密度大于油性材料；尽量采用相对密度大于1的材料；货源充足，加工、运输方的材料；货源充足，加工、运输方便，价格便宜；粒径便，价格便宜；粒径35mm为宜。为宜。对于聚结板材通常可采用聚氯乙烯、聚丙烯塑料、玻璃钢、普通对于聚结板材通常可采用聚氯乙烯、聚丙烯塑料、玻璃钢、普通碳钢和不锈钢等。具体选用哪种材质的聚结板，要根据处理水质特性和碳钢和不锈钢等。具体选用哪种材质的聚结板，要根据处理水质特性和生产实际需要来确定。一般说来，聚丙烯和玻璃钢塑料聚结板属湿润聚生产实际需要来确定。一般说来，聚丙烯和玻璃钢塑料聚结板属湿润聚结范畴；纯聚丙烯板材，当

58、吸油接近饱和时纤维周围会产生油水界面引结范畴；纯聚丙烯板材，当吸油接近饱和时纤维周围会产生油水界面引起的分子膜状薄油膜，吸油趋于平衡，影响聚结效果。玻璃钢材质吸油起的分子膜状薄油膜，吸油趋于平衡，影响聚结效果。玻璃钢材质吸油时对油水界面引起的分子膜状薄油膜影响较小，吸油功能可保持良好，时对油水界面引起的分子膜状薄油膜影响较小，吸油功能可保持良好，但板材加工难度较大。碳钢和不锈钢聚结板材属碰撞聚结范畴，板材表但板材加工难度较大。碳钢和不锈钢聚结板材属碰撞聚结范畴，板材表面经过特殊处理后，亲水性能良好。不锈钢板聚结效果优于碳钢板，其面经过特殊处理后，亲水性能良好。不锈钢板聚结效果优于碳钢板，其运行

59、寿命也大于碳钢板，但不锈钢板造价远高于碳钢板。运行寿命也大于碳钢板，但不锈钢板造价远高于碳钢板。 第二节第二节 除除 油油 第二节第二节 除除 油油3. 粗粒化（聚结）装置粗粒化（聚结）装置 单一的粗粒化装置一般为立式结构，下部配水，中部装单一的粗粒化装置一般为立式结构，下部配水，中部装填粗粒化材料，上部出水。组合式粗粒化除油装置一般为卧填粗粒化材料，上部出水。组合式粗粒化除油装置一般为卧式，装置首端为配水部分，中部为粗粒化部分，中后部为斜式，装置首端为配水部分，中部为粗粒化部分，中后部为斜板（管）分离部分，后部为集水部分。粗粒化除油装置工艺板（管）分离部分，后部为集水部分。粗粒化除油装置工艺

60、结构如图结构如图2-2-10（a）所示。）所示。 785476861231. 进水口进水口 2. 出水口出水口 3. 粗粒化段粗粒化段 4. 蜂窝斜管蜂窝斜管5. 排油口排油口 6. 排污口排污口 7. 维修人孔维修人孔 8. 拆装斜管人孔拆装斜管人孔 图图2-2-10(a) 粗粒化除油器工艺原理图粗粒化除油器工艺原理图 第二节第二节 除除 油油聚结分离器采用卧式压力聚结方式与斜板（管）除油装聚结分离器采用卧式压力聚结方式与斜板（管）除油装置结合除油。原水进入装置首端，通过多喇叭口均匀布水，置结合除油。原水进入装置首端，通过多喇叭口均匀布水，水流方式横向流经三组斜交错聚结板，使油珠聚结，悬浮物