采油废水处理

油田采出水处理技术大纲一、采油废水的特点二、传统处理方法三、新工艺介绍一、油田采出废水特点

概念

采出量

注释一次采油依靠油层的原始能量使原油从油层流到井筒，再由井筒流到地面只能采出地质储量的5%～13%二次采油将部分生产油井转为注井，对油田进行地层能量的补充可采出地质储量的20%～25%扩大波及体积三次采油注天然气、注N2、注CO2、注空气、注聚合物、二元、三元复合驱、蒸汽驱、生物驱等再采出地质储量的8%～15%既要扩大波及体积又提高波及效率

一般采油废水成份采油废水成分复杂，

采油废水包括：油田开发过程中的产出水；洗井水；油田钻井、作业、机械冷却、和设备场地清洁水等。汇集后统称为油田污水。我国陆上油田有95%是依靠注水开发的。每个油田大体要经历一次采油、二次采油、三次采油开发阶段。

回注是油田开发能量补充

由此看出，二、三次采油阶段都要注水补充能量。因此注水是十分主要的问题。产出的污水必须进行处理，然后再回注到油层，这也是对水源需求的最大补充。

油层条件对水质的要求油层条件主要是指渗透率，也就是液体通过的能力。随着新油田的发现，由于埋藏深度增加，低渗油藏的比例越来越大，这对注入水的水质要求更高。因此对污水处理的质量标准要求更加严格。油田注入水质标准PH7-7.5含氧O<0.05mg/LCO20mg/LH2S<2.0mg/L悬浮物<1.0mg/L粒径中值<2μmFe<0.5mg/L油<5mg/LMe(滤膜系数)>15SRB<102个/mlTGB<102个/ml腐蚀速率<0.076mm/a二、传统处理方法1、处理工艺选择

由于各油田或区块原水物理性质化学性质及油珠粒经分布不同，注水水质标准也不同，因此必须合理选择处理工艺，基本原则及方法为：（1）对原水应进行物理化学性质分析，油珠粒经分布测试，小型试验及模拟试验；（2）了解治理水的排放标准或回用的要求，以确定对废水的治理程度；（3）对准备选择的工艺的技术经济可行性进行预测评价，以保证最终选择的废水治理方法的实际可行性和可靠性；（4）结合各种操作单元所能达到的治理范围，初步确定废水治理方案。2、基本处理流程

采出水的基本流程是“三段常规”处理工艺流程：

第一段为缓冲调节段：该段主要设备是自然除油调节储罐，它不仅对来水进行均质处理，为后续流程提供稳定的水质、水量，同时对来水中油珠>100um的浮油及大颗粒的悬浮物进行初步分离。第二段为沉降分离除油段：油田采出水所含悬浮杂质中，大约有25－50％为浮油，可用自然沉降法去除，其他杂质如分散油、乳化油、溶解油、泥质、粉质及悬浮物等约占50－75％，这些物质有较好的稳定性，单靠自然沉降很难分离，必须辅以化学方法才能加速其分离过程。此段工艺，根据采出水的性质，可选用不同的除油设备。第三段是去除微粒杂质和乳化油的压力过滤段。混凝除油罐过滤罐油区来水自然除油罐过滤介质：石英砂、核桃壳、无烟煤、磁铁矿去除效果：实际应用中各站对石油类的去除率>80％;COD的去除效果并非很理想，监测40套装置，只有9套处理后COD达标（GB8978-1996二级标准为150mg/L).

3、回注水处理工艺流程实例

混凝除油罐过滤罐油区来水自然除油罐（1）用于回注中、高渗透油层的工艺流程大部分采用“三段式”处理流程

自然除油罐：

油水分离，去除浮油混凝除油罐：在罐的进水管内加入混凝剂，在罐内进行混凝除油以进一步除去浮油和部分乳化油；过滤罐：从混凝除油罐流出的废水进入吸水罐，用加压泵升压送至压力式过滤罐，过滤去除废水中的悬浮杂质和残余的油珠。如：大庆杏十六污水站、大港羊一污水站、华北霸一联等

3、回注水处理工艺流程实例

（2）用于回注低渗透油层的工艺流程

一般为“三段常规”处理加“精细过滤”流程，精过滤段大多选用双滤料过滤器或改性纤维球过滤器等。也有结合气浮的工艺，如大庆油田部分回流加压溶气气浮工艺流程：

浮选罐缓冲罐进水自然除油罐混凝剂泵浮渣泵过滤罐出水溶气罐加压溶解空气出水：含油率为0.3mg/L；悬浮固体物为1.3mg/L

三、新工艺介绍1、微生物+膜处理（MBR）MBR简介膜生物反应器（MBR）工艺是膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术。

MBR利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留住，省掉二沉池。活性污泥浓度因此大大提高，水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）可以分别控制，而难降解的物质在反应器中不断反应、降解。使用MBR法进行高难度的污水处理，污泥浓度高，停留时间短，降解效率高，停留时间短，出水水质好，污泥量少。MBR预处理RO排放曝气回用污泥回流进水PLCMBR法处理垃圾渗滤液工艺1、微生物+膜处理（MBR）1、微生物+膜处理（MBR）

工艺流程图：油田采出水油水分离罐调节曝气池微生物反应池膜处理单元除氧回注1、微生物+膜处理（MBR）油水分离罐：主要去除浮油、分散油调节曝气池：调节水质水量，降低后续处理工艺的负荷波动。单元功能描述：返回工艺图1、微生物+膜处理（MBR）微生物反应池：降解有机物

在有氧的条件及适宜的环境中，采油废水中的溶解性有机物透过细菌的细胞壁被细菌所吸收，固体和胶体等不溶性有机物先是附着在细菌体外，由细菌所分泌的一种特殊酶分解成可溶性物质，再渗入细胞体内，从而细菌通过自身的生命过程——氧化、还原、合成等把复杂的有机物降解成简单的无机物（H2O和CO2等），放出的能量一部分作为自身生存与繁殖的生命之源。返回工艺图1、微生物+膜处理（MBR）膜处理单元：以膜分离代替活性污泥法中的二沉池，分离效率可大大提高，而且微生物反应器内活性污泥的浓度从3-5g/l提高到15-20g/l，使微生物反应器体积减小，反应效率提高，出水中无菌体和悬浮物。

返回工艺图1、微生物+膜处理（MBR）除氧：目的是避免或减少管道腐蚀现象。因为，水中溶解氧会分别以化学腐蚀、电化学腐蚀、氧差腐蚀等形式对管网及其设备造成不同程度的腐蚀，特别是在疏松的污垢下、水渣沉积处、缝隙处及应力不平稳处容易发生腐蚀，造成溃疡穿孔等，对金属强度损坏十分严重。因此需要除氧除氧方法介绍返回工艺图1、微生物+膜处理（MBR）项目进水指标(mg/l)出水指标(mg/l)CODcr1000-2000≤150油100-250≤1SS150-600≤1PH6-86-8细菌/≤100个/ml溶解氧/≤0.1mg/lCO2/10mg/l含盐量10000-60000主要技术指标：1、微生物+膜处理（MBR）工艺特点：主要污染物CODcr、BOD5、悬浮物和油及其它难降解的物质能有效降解，无二次污染：100%生物菌体分离，出水无细菌和固形物；占地面积小；剩余污泥量少；无需脱臭装置；运行费用少；

油田回注水处理采用微生物+膜技术联合处理的工艺，由于反应器内污泥浓度高，停留时间长，而膜截留的最小粒径为0.05um，这将使微生物、细菌完全被截留，出水悬浮物、浊度以及细菌几乎为零，这将可以解决常规处理技术难以解决的问题。

2、ABR-BAF工艺处理BAF简介曝气生物滤池工艺（BiologicalAeratedFilter,简称BAF），是一种采用颗粒滤料固定生物膜的好氧或缺氧生物反应器，集生物接触氧化与悬浮物滤床截留功能于一体。

作用：可有效去除水中SS、CODcr、BOD5、NH3-N、TN、TP去除AOX（有害物质）等。

特点：是集生物氧化和截留悬浮固体于一体，节省了后续沉淀池(二沉池)，其容积负荷、水力负荷大，水力停留时间短，所需基建投资少，出水水质好：运行能耗低，运行费用省。适用于市政污水、工业污水、再生回用水深度处理及给水污染水源的预处理等。2、ABR-BAF工艺处理BAF工作原理

在曝气滤池中装填一定量粒径较小的粒状滤料，滤料表面生长着高活性的生物膜，滤池内部曝气。污水流经时，利用滤料的高比表面积带来的高浓度生物膜的氧化降解能力对污水进行快速净化，此为生物氧化降解过程；同时，污水流经时，滤料呈压实状态，利用滤料粒径较小的特点及生物膜的生物絮凝作用，截留污水中的悬浮物，且保证脱落的生物膜不会随水漂出，此为截留作用；运行一定时间后，因水头损失的增加，需对滤池进行反冲洗，以释放截留的悬浮物以及更新生物膜，此为反冲洗过程。

2、ABR-BAF工艺处理主要介绍了，利用折流板厌氧反应器（ABR）和曝气生物滤池（BAF）的组合工艺处理江汉油田的采油废水的处理情况。原水水质分析原水取自江汉油田马-25污水处理站。该站的污水处理采用的是重力流程,三相分离器出水经除油罐(100m3)除油后自流到吸水罐(80m3),再通过离心泵提升进入沉降罐。

ABR-BAF处理装置的进水为沉降罐出水，其水质分析结果如下表：

2、ABR-BAF工艺处理原水水质分析

可以看出,该废水的BOD5/COD值较低,表明可生化性较差,此外该废水还含有较高浓度的氯离子,不利于生物处理。因此,研究了ABR—BAF工艺的处理效果,探讨了利用ABR改善废水可生化性的可能性。2、ABR-BAF工艺处理ABR-BAF处理装置简图曝气生物滤池的填料采用球形轻质陶粒。该陶粒表面粗糙、密度适中、有一定的机械强度,其主要性能参数见下表：2、ABR-BAF工艺处理处理效果除氧方法介绍热力除氧：

原理是根据气体溶解定律（亨利定律），任何气体在水中的溶解度与在气水界面上的气体分压力及水温有关，温度越高，水蒸汽的分压越高，而其它气体的分压则越低，当水温升高至沸腾时，其它气体的分压为零，则溶解在水中的其它气体也就等于零。真空除氧：

其除氧原理与热力除氧基本相同，除氧器在低于大气压力下进行工作，利用压力降低水的沸点也除低的特性，水处于沸腾状态而使水中的溶解氧析出。在20t/h以上的锅炉由于出水温度低于蒸汽锅炉的进水要求而很少采用真空除氧，在要求低温除氧时则比热力除氧有着明显的优势，但大部分热力除氧的缺点仍存在，并且对喷射泵、加压泵等关键设备的要求较高。铁屑除氧：

原理是当有一定温度的水通过铁屑时，水中的氧即与铁发生化学反应，在此过程中氧被消耗掉。该方法除氧装置简单，投资省，但存在着除氧效果波动大、装置失效快等明显缺点，因而使用该方法除氧的用户逐步减少，面临着淘汰的处境。

除氧方法介绍解吸除氧：

基本原理亦是利用亨利定律，氧在水中的溶解度与所接触的气体中的氧分压成正比，只要把准备除氧的水与己脱氧的气体强烈混合，则溶解在水中的氧将大量扩散到气体中，从而达到除去水中溶解氧的目的。该方法优点是可低温除氧，不需化学药品，只需木炭、焦碳等即可，缺点是除氧效果不稳定，而且只能除氧不能除其它气体，用木炭作反应剂时水中的CO2含量会增加。

树脂除氧：

基本原理是在除氧器内氧化还原树脂与水中溶解氧反应生成除氧水，树脂失效后用水合肼等再生，使用该方法除氧产生的蒸汽和热水，均不允许与饮用水