油气田高含盐废水脱盐处理技术专题报告

油气田高含盐废水脱盐处理技术

专题报告

目录

1 油气田高含盐废水水质特点 (1)

2 废水脱盐处理工艺技术简介 (1)

2.1多级闪蒸技术(MSF) (1)

2.2多效蒸馏技术(MED) (3)

2.3电渗析技术(ED) (4)

2.4反渗透技术（RO） (8)

3 油气田高含盐废水脱盐技术优选 (10)

3.1能耗 (10)

3.2制水成本 (10)

3.3预处理 (10)

3.4技术参数的比较 (11)

4 结论及建议 (11)

4.1结论 (11)

4.2建议 (12)

1 油气田高含盐废水水质特点

含盐废水来源广泛，如蒸汽锅炉、矿石企业、盐化工、油气田行业等均产生大量的高含盐废水。我国不少油气田废水的含盐量高达80-140g/L，而在川东北地区高含盐废水主要存在于采输过程中，氯离子含量一般为10g/L，总盐含量为20-30g/L。

高含盐废水由于矿化度高、电导率高，故能加速电化学反应，使设备腐蚀速度加快，尤其是氯离子；如高含盐废水排入周围农田，超过农田灌溉水质标准，可能造成土地盐渍化、土壤板结、农作物烂根、死苗等。

因此，在水资源及环保压力日益紧张的条件下，寻求经济有效的高含盐废水处理技术成为当前重要的研究课题。

2 废水脱盐处理工艺技术简介

废水脱盐技术经过数十年发展，出现的种类繁多，各有特色，在不同的应用领域和使用条件下发挥各自的优势和特长。目前达到工业化规模应用的技术主要有“蒸馏法”和“膜分离法”。蒸馏淡化技术又分成多级闪蒸(MSF)、多效蒸馏(MED)两种。膜分离法主要包括反渗透法（RO）和电渗析法(ED)两种。

2.1 多级闪蒸技术(MSF)

2.1.1 基本原理

多级闪蒸是将高含盐废水加热到一定温度后，引入到一个闪蒸室，其室内的压力低于高含盐废水所对应的饱和蒸汽压，部分

高含盐废水迅速汽化，冷凝后即为所需淡水；另一部分高含盐废水温度降低，流入另一个压力较低的闪蒸室，又重复蒸发和降温的过程。将多个闪蒸室串联起来，室内压力逐级降低，高含盐废水逐级降温，连续产出淡化水。

2.1.2 工艺流程

图1：多级闪蒸技术工艺流程图

2.1.3 主要特点

多级闪蒸除盐主要技术特点有：

（1）单机容量大，处理规模最大的可达到5万吨/天；

（2）动力消耗大；

（3）当其传热管腐蚀穿孔将污染水质。

（4）产出水盐度一般为5－10毫克/升。但是，其工程投资高，为反渗透法的2倍；

（5）设备的操作弹性小，是设计值的80％～110％，不适应于产水量要求可变的场合；

2.1.4 适用范围

可用于以火电厂或核电厂等具有低压蒸汽为热源的大型高含盐废水脱盐工程，为高中压锅炉提供优质脱盐水和生活用淡水。

2.2 多效蒸馏技术(MED)

2.2.1 基本原理

多效蒸馏是将一系列的水平管喷淋降膜蒸发器串联起来，用一定量的蒸汽输入让加热后的盐水在多个串联的蒸发器中蒸发，前一个蒸发器蒸发出来的蒸汽作为下一蒸发器的热源，并冷凝成为淡水。由于后面一效的蒸发温度均低于前面一效，从而得到多倍于蒸汽量的蒸馏水的淡化过程。

2.2.2 工艺流程

图2：多效蒸馏工艺流程图

2.2.3 主要优缺点

多效蒸馏主要有以下特点：

（1）热效率比多级闪蒸高，30余度的温差可达到10左右的产水比；

（2）操作负荷可在40％到110％变化，产水比不会下降，弹性较大；

（3）能耗较低；

（4）前处理较简单，化学药剂消耗较低；系统的操作安全可靠，即便发生传热管泄漏，仅仅降低产量而不会影响水质；

（5）但低温多效蒸馏设备体积较大，装臵费用较高；

2.2.4 适用范围

多效蒸馏与多级闪蒸的适应条件基本相同，均可用于以火电厂或核电厂等具有低压蒸汽为热源的大型高含盐废水脱盐工程，为高中压锅炉提供优质脱盐水和生活用淡水。

2.3 电渗析技术(ED)

电渗析技术最先用于苦咸水处理，随着反渗透技术的发展和应用，电渗析技术已逐步被取代。

电渗析技术用于脱盐处理时，在含盐量在500-3000mg/L时，其经济成本优于其他几种脱盐技术；若用于高含盐废水的处理则不具经济性，不建议推广。

电驱动膜处理装臵是电渗析技术的一种改进，常作为预脱盐设备，可应用于含盐量500-4000mg/L的原水，但作为除盐终端，则其进水应在500mg/L以下，脱盐率可达到75-97%。（以上数据资料源于电驱动膜的发明单位：浙江千秋环保水处理有限公司）2.3.1 基本原理

电渗析技术是在外加直流电场的作用下，利用离子交换膜的

选择透过性，使离子从一部分水中迁移到另一部分水中，是一个以电位差为推动力的膜分离过程。在电渗析器内设臵多组交替排列的阴、阳离子交换膜，在直流电场作用下，阳离子穿过阳膜向负极方向运动；阴离子穿过阴膜向正极方向运动。这样就形成了去除水中离子的淡水室和浓缩离子的浓水室，将浓水排放，得到的淡水即为去盐水。在外加直流电场的作用下，电渗析阴、阳极发生氧化还原反应，形成电子转移，阴、阳极电离及电子转移过程如下。,

图3:电渗析原理图

电渗析装臵是由许多只允许阳离子通过的阳离子交换膜和只允许阴离子通过的阴离子交换膜组成，这两种交换膜交替地平行排列在两正负电极板之间。最初在所有隔室内,阳离子与阴离子浓度都均匀一致，且成电的平衡状态，当加上电压后，在直流电场的作用下，淡室中的全部阳离子趋向阴极，在通过的全部阳膜后，被浓室的阴膜所阻挡留在浓室，而淡室中的全部阴离子趋向阳极，在通过阴膜后,被浓室的阳膜所阻挡也留在浓室中，于是淡室中的电接质浓度逐渐下降，而浓室中的电解质浓度则逐渐