采油废水回注处理技术

采油废水回注处理技术

采油废水回注处理技术

来源:中国论文下载中心作者:黄杨利伟

摘要:采油废水处理后回注是减少环境污染、保证油田可持续发展的重要途径系统介绍了采油废水处理技术及国内外最新进展，重点对膜分离技术处理采油废水进行了分析、比较和探讨。认为膜分离技术在处理采油废水方面具有广阔的发展前景。关键词

:采油废水处理除油膜分离技术

采油废水回用处理技术

油田:采油废水回用是减少环境污染、保证油田可持续发展的重要途径。系统介绍了采油废水处理技术及其国内外最新进展，重点对膜分离技术处理采油废水进行了分析、比较和探讨。认为膜分离技术在采油废水处理中具有广阔的发展前景；

关键词:采油废水处理；除油；膜分离技术简介

原油经脱水处理后产生的原油一般含有一定量的油、硫化物、有机酚、氰、细菌、固体颗粒和化学药剂如破乳剂、絮凝剂乳液和杀菌剂等油田开发进入中后期后，储层压力大幅下降。注水是保持储层压力的重要手段。大量产出水排放到外部，不仅造成环境污染，而且浪费宝贵的水资源。因此，采油废水处理后回注成为减少环境污染、保证油田可持续发展、提高油田经济效益的重要途径。

废水中的悬浮物和油是采油废水回注中导致注水井和油层堵塞的两个重要因素，在除油处理过程中经常伴随着悬浮物的去除。因此，采

油废水的除油已成为污水回注处理的重要研究课题。1采油废水处理技术

根据采油废水中油的五种形态1，主要有以下处理方法:1.1油分离处理方法

油分离处理方法主要去除游离的和机械分散的油，并通过自然漂浮进行分离常用的处理结构有水平流式隔油池、平板式隔油池、斜板式隔油池等。1.1.1水平流隔油池(API)

水平流隔油池其处理过程通常依靠重力进行油水分离合理的水力设计和废水停留时间是影响除油效率的两个重要因素。停留时间越长，脱脂效果越好。API隔油池优于CPI隔油池。1.2气浮

可分为加压溶气浮(DAF)、叶轮气浮(IAF)、曝气气浮、诱导气浮、电解气浮等。根据气泡产生的方法气浮常被用作二次处理技术。为了保证最佳除油效果，必须结合絮凝法。为了去除胶体油和乳化油，DAF法中的化学处理步骤非常重要。1.3混凝过滤

混凝过滤除油机理是小油珠混凝和大油珠直接除油机理的结合在适当的条件下可获得良好的出水水质，特别适用于处理含有机械分散油的废水。但是，不同的

[5]

含油废水的处理效果有很大差异，特别是对于低含油废水，不宜采用单一的混凝过滤方法进行处理。1.4化学处理和电解

化学处理主要用于去除乳化油通常，化学试剂被直接用来削弱分散的油珠的稳定性通常，加入无机凝结剂，通常是铝盐和铁盐，然后通

过沉降或气浮除去分离的油。投加混凝剂后，气浮除油效率可提高10% ~ 25%，最高可达95%以上(表1)

表1气浮除油效率与混凝剂[3，6 6]硼碳当量100米无矾72-炼油厂无氯化铁74-30 ~ 75 ~混凝剂及聚电解质用量25毫克/升70毫克/升100毫克/升及加混凝剂前膨润土Al2(SO4)3 Al2(SO4)3石灰70%除油率(%)加混凝剂后95%除油率(%)为79.70-80.70电解方法主要包括电解气浮和电解絮凝前者利用电解水产生的氧气和氢气形成微气泡进行气浮。由于气泡小，可以去除较小的油滴和悬浮颗粒，废水经处理后可以回注。在后者中，使用自耗电极，外加电压氧化电极释放金属离子。释放的金属离子的水解产物具有凝聚作用要求处理后的废水具有足够的导电性，以使电解池正常运行，并防止电极钝化。1.5生物处理技术采油废水

经隔油池和气浮处理后，可采用活性污泥法、滴滤法、曝气法或接触氧化法等生化方法进行处理。代表性的工艺流程如图1所示，[7]国外也有报道称，经API隔油池和气浮处理后，采用氧化塘法进行进一步处理。气浮装置出水含油量为40毫克/升。由于在氧化塘中的停留时间超过XXXX年，国外已逐渐将其用于含油废水的深度处理，以满足日益严格的废水排放标准。日本是一个使用颗粒活性炭进行深度处理的国家，现在大约有30个工业单位。目前，美国正在进行向生化曝气池中添加粉末活性炭处理含油废水的技术研究。国内也开展了颗粒活性炭处理采油废水的研究和实践，[10]从表2可以看出，在含油率很低的情况下，活性炭的除油效果非常显著，达到95%以上

1.7膜分离技术

近年来，越来越多的膜分离技术被应用于油田采出水的处理。膜分离技术是利用膜的选择性渗透进行分离和纯化的技术。当废水中油颗粒的粒径在微米量级时，可以通过机械方法进行预处理。膜处理可以根据废水中油粒子的大小合理确定膜的分子量界限，处理过程中一般没有相变。常温操作，具有高效、节能、投资少、污染少的特点。采油废水处理中常用的五种膜分离技术是反渗透、超滤、微滤、电渗析和纳滤

微滤因其压力低、清洗方便、运行成本低而得到最广泛的应用。微滤用于处理含油废水时，主要过滤掉废水中的大颗粒和悬浮物，也可作为超滤和反渗透的预处理。

超滤膜技术是目前应用最广泛的含油废水处理技术。美国在1991年左右研究了一种陶瓷超滤膜来处理油田回注生产水[11]超滤膜技术已在华北油田、江汉油田和胜利油田[12]得到应用与传统絮凝分离法相比，超滤膜处理综合成本较低。然而，用超滤膜处理含油废水时，生化需氧量和化学需氧量的去除率不高，因为低分子可以透过膜。超滤渗透水通常通过反渗透(或生物方法，如活性污泥法)进行深度处理，[13](图2)

超滤膜的污染与清洗是目前超滤膜技术研究的关键问题之一。中国科学院上海核研究所利用表面活性剂对超滤膜的膜表面进行改性，提高膜表面的亲水性，从而有效减少膜表面的污染。

反渗透装置在油田采出水处理中的第一次大规模应用是加利福尼亚山姿热电厂。水处理装置包括除油、澄清、过滤和反渗透脱盐装置，处理后的水用于电站锅炉的给水水处理装置成功处理了含3000毫克/升盐、6263毫克/升硅、3.5毫克/升油和16 ~ 23毫克/升总有机碳的生产水，达到锅炉水质要求。中国[有专利报告，将盐析和反渗透结合起来处理乳化油废水，效果良好。

加拿大环境废水中心从1990年开始采用电渗析法处理油田采出水。进行了一系列小规模试验，解决了膜污染和扩大中试规模处理高温采出水两大问题。

1.8高效油水分离设备

近年来，出于环保和经济的考虑，许多国外大型石油公司开发和研究了许多高效油水分离设备，以降低过高的成本和处理采出水。例如，加拿大工程研究中心(FER)已经开发和研究了地下油水分离系统:液压旋风分离器与改进的多流地下泵送系统结合使用，以完成采油、油水分离并实现生产水回注到[15井]这项新技术已经在加拿大东部阿尔伯塔省的lines油田得到了很好的应用，[16]

2采油废水处理技术现状与展望

由于各油田所处的环境不同，各油田的地层渗透率差异很大，对回注水水质的要求也不同。国外油田产出水经处理后，主要用于回注，其次是农田灌溉和蒸汽发生器或锅炉供水。目前，我国大多数油田采用隔油除油、混凝或沉淀(或气浮)和过滤三级处理工艺，辅以阻垢、缓蚀、杀菌、膜处理或生化处理等。由于生产水的CODcr有时非常