采油污水中分散油去除新方法

采油污水中分散油去除新方法

姓名：学号：

一、采油废水

油田采油污水处理是油田采油作业中重要的工作之一。油田采油污水处理的方法不仅直接影响着油田采油作业的正常运行和作业质量，而且还直接关系着水资源的环境保护问题。在环保要求日益提高的今天，我们更应高度重视油田采油污水处理的方法。

我国多数油田采油污水的处理工艺是以传统的"老三套"工艺(混凝-沉降-过滤)为基础的初级处理技术,主要去除对象是以浮油、分散油形式存在的石油类和悬浮固体物质。采油污水深度处理技术是以去除以乳化油、有机物和降低水硬度为目的,在原有工艺基础上进行深度处理可以使出水水质达到外排标准和回用要求。

二、分散油

分散油产生于油田采出水、油槽压舱水、船舱水、机械加工台面水，由于分散油不稳定，静止即可分离。过滤、重力沉降、粗粒化、气浮等方法都是经济实用的处理技术，

1、过滤法

分散油的去除通常采用过滤法或气浮法。过滤法是利用颗粒介质滤床的截留及惯性碰撞、筛分、表面黏附、聚并等机理，去除水中油分，一般用于二级处理或深度处理。常见的颗粒介质滤料有石英砂、无烟煤、玻璃纤维、核桃壳、高分子聚合物等。

过滤法设备简单，操作方便，投资费用低。但随运行时间的增加，压力降逐渐增大，需经常进行反冲洗，以保证正常运行。

2、气浮法

气浮法是通过某种方法产生大量的微气泡，使其与废水中密度接近于水的固体或液体污染物微粒粘附，形成密度小于水的气浮体，在浮力的作用下，上浮至水面形成浮渣，进行固--液或液--液分离。

气浮法电耗少、设备简单、效果良好，已被广泛应用于油田废水、石油化工废水、食品油生产废水等的处理。

3、粗粒化处理法

粗粒化处理法是指含油废水通过粗粒化材料的装置时，油珠由小变大，从而被去除的方法。该技术主要是针对污水中的分散油，只具备聚集功能，不具备破乳作用。

该法的优点有：一是整个过程不要添化学试剂，不要外加成本，不存在二次污染；二是粗粒化设备占地面积小，基费用较低，操作快捷、方便。缺点是易因颗粒变大而造成堵塞。

4、重力除油工艺

重力除油主要特点是利用油、悬浮固体和水的密度差,依靠重力进行油、悬浮固体和水的分离。该工艺由自然除油、化学混凝、过滤等处理技术组合而成。该工艺简单,应用广泛,其特点是对原水含油量变化适应性强,缺点是当处理水量大时,滤罐数量多,流程相对复杂,自动化程度低,适应于对注水水质要求较低的油田。

三、膜技术

近几十年来,膜分离技术发展迅速。在国外,膜技术已广泛用于含油污水中乳化油、溶解油去除和脱盐的研究与工业化试验。微滤(MF)和超滤(UF）技术处理含油污水的特点是:不加药剂,是一种纯物理分离,不产生污泥,对原水油分浓度的变化适应性强,需要压力循环污水,进水需严格预处理,膜需定期杀菌清洗。简单的除油机理是乳化油基于油滴尺寸大于膜孔径被膜阻止,而溶解油则是基于膜和溶质的分子间的相互作用,膜的亲水性越强,阻止游离油透过的能力越强,水通量越高。

含油污水中油的存在状态是选择膜的首要的依据,若水体中的油是因有表面活性剂的存在使油滴乳化成稳定的乳化油和溶解油,油珠之间难以相互粘结,则须采用亲水或亲油的超滤膜分离,为此超滤膜孔径远<10μm,而且超细的膜孔有利于破乳或有利于油滴聚结。1991年,美国路易斯安那陆上油田进行了陶瓷微滤膜技术处理常规沉降分离后的油田采出水小规模生产试验,出水含油达到10 mg/L以下。

膜技术相对来说，占地面积小，不需预处理，不需添加药剂，装置密闭，出水水质稳定，特别适合于在船舶上使用。分散油一般选用孔径10至100μm的微滤膜来处理或者用于预处理阶段。微滤膜应用广泛，滤速快、吸附少和无介质脱落等优点。相对于高分子有机膜，管状的陶瓷微滤膜有独特的优势:化学稳定性强，结构坚固，耐压、耐酸、耐碱、耐腐蚀，抗微生物的能力强，对温度和有机溶剂有较大的稳定性。

膜过滤技术是采油污水有效的深度处理技术,但成本高和膜清洗问题限制了其工业化应用。

尹锡禹等采用超滤装置对油田含油污水迸行处理试验,结果表明,HPL型板框式超滤器在压力低于0.40 MPa,运行温度40～45℃条件下,配用PSF超滤膜,渗透液中含油量降至100 mg/L以下,油分截留率大于99%,对COD截留率大于90%.Karakulski等用管状超滤膜处理含油废水,出水含油量低于10 mg/L,COD去除率为80%,进一步用反渗透膜处理后COD去除率达到98.5%,悬浮物去除率达到95.7%,达到再利用水平.Hamza等对聚醚砜超滤膜表面改性后用于处理乳化油废水比未改性的超滤膜取得了更好的效果.Gryta等将PVDF超滤膜和液膜集成来处理含油废水,超滤膜处理后含油量低于 5 mg/L,进一步经液膜处理后TOC去除率达到99.5%,TDS去除率达到99.9%.

山东济南乾来环保技术有限公司采用Membralox 陶瓷膜进行陆上和海上采油平台的采出水处理，适当的预处理后的含油废水经过陶瓷微滤膜处理，出水油含量在5 mg/L 以下，固体悬浮物含量在1mg/L以下，去除率达90 %以上。采用微滤法处理含油废水渗透量大，操作费用低，因此可将微滤作为超滤及反渗透的前处理。超滤膜处理分散油废水，存在的最大问题是膜污染严重，要维持膜通量和处理效率，则需定时对膜进行清洗。

四、膜的清洗

含油污水的组分十分复杂,单一的酸洗、碱洗或油洗均无显著效果[5].对膜面污染物进行成分分析是找到实用、高效的清洗方法的关键.用轻质矿物油清洗时,虽能将膜面的石油类物质清洗掉,但不能将膜表面的机械杂质清洗下来;用碱洗时,污水中含有大量钙、镁等金属离子会与碱反应生成絮状沉淀,附着于膜表面;而用酸洗时,由于表面有石油类污染层的保护,不能有效清洗膜表面.李发永[10]采用轻质矿物油-酸洗-碱洗三步清洗法,每步清洗10min,清洗后的膜通量恢复至清洁膜膜通量的95%～99%;张志诚[23]在《超滤技术研究与应用》中定期用含洗涤剂或表面活性剂的槽洗液清洗,膜的流量得到恢复;Busca[22]证实用表面活性剂来清洗。

五、总结

随着石油工业的不断发展,对采油污水的处理和回用的要求将会日益提高。在原有的初级处理基础上,结合油田实际情况增加深度处理单元可以进一步净化污水,满足油田的发展需要。采油污水深度处理技术中膜技术将会有很广阔的研究与应用前景,会取得很好的经济、社会效益。

今后的发展趋势是从实际情况出发,优化各种技术的组合方式,利用最小的投入,找到高效的、经济的废水处理新技术.膜技术和其它技术的集成,发挥各技术的优势,克服其局限性是当前油田含油废水处理的热点。微生物在含油废水处理方面有着独特的优势,不会产生二次污染,其原理是微生物将油分解氧化成为二氧化碳和水.因此,将膜技术和微生物技术结合起来在含油废水处理方面有着广阔的应用前景。