專利名稱：一種油田采出水回用的處理方法
技術領域：
本發(fā)明涉及工業(yè)廢水處理技術領域，具體涉及了一種油田采出水深度處理回用的方法。
背景技術：
在石油開采過程中，采出的原油含有大量的水，經過油氣分離和脫水處理后將水分離出來，分離后的污水稱為油田采出水。以往通常是將油田采出水經處理后，全部注水驅油或回注到地層，基本不外排。但目前我國各大油田大都進入油田建設的中、后期，為提高油田采收率，隨著熱采、注聚合物采油等技術的使用，部分油田采出水水含量高達90 %以上，使剩余污水量越來越大，大部分廢水需要外排，同時原油采出液發(fā)生更加復雜的變化， 處理難度加大，尤其是注聚采出水，使得油田采出水普遍具有以下特點水量大、石油類高、 懸浮物高、礦化度高、硬度高、二氧化硅高、溫度高(尤其后期采出水)、藥劑含量高，腐蝕性強。而熱采、注聚合物采油又需要補充大量的除鹽水和新鮮水，因此，油田采出水處理回用的問題顯得尤為重要。目前，企業(yè)的油田采出水處理工藝主要是將污水經處理后回注地下而設計的，污水處理的主要目的是用于回注地下進行驅油，處理目標是去除污水中的主要污染物油、懸浮物以及對管線、設備有腐蝕作用和結垢傾向的微生物和金屬離子等，所采用的處理方法以物理法和物化法為主，多數(shù)采用隔油除油-混凝或沉淀-過濾三段處理工藝。近年來，開始研究并使用水力旋流、浮選等方法，也對單元設備進行改進和研究，以提高其處理效率和適應聚驅采出水的處理，出現(xiàn)了橫向流除油器、雙層濾料過濾罐、懸浮污泥床過濾器、精細過濾器等多種新型處理設備。在處理工藝流程上，逐步將重力過濾的處理流程改為壓力過濾的處理流程，有時為了提高污水的處理深度，采用兩級過濾、甚至三級過濾。但由于三采采油的原因，上述處理工藝流程很難有效控制出水中的油和懸浮物含量，油田采出水處理所普遍使用的處理工藝流程已不能適應污水達標外排和回注的需求。因此現(xiàn)階段油田采出水嘗試經上述工藝處理后，在考慮其經濟和可操作性前提下，再采用以下處理工藝路線第一段采用氣浮或沉降的方法進一步去除廢水中石油類和部分有機物；第二段采用生化法和高級氧化法，生化法如水解酸化+好氧法或生物氧化塘等生物處理的方法進一步去除采油廢水中的有機物，也有針對油田采出水的水質特點，采用聯(lián)合菌群處理有機物的工藝，而高級氧化法主要是依靠能夠產生高活性· OH的化學藥齊U，如化學氧化藥劑雙氧水或KMnO4,但大都處于初期研究階段，并且處理費用高；對于回注要求嚴格和外排水質要求嚴格的采油廢水，在第三段采用人工濕地、活性炭吸附、濾料過濾、樹脂除鹽、膜過濾等深度處理技術。但以上這些方法存在技術、經濟等多種缺陷，如隔油只能去除大粒徑的油珠，不能去除水中乳化油和溶解油；氣浮法要加破乳劑，且油不易回收；活性炭吸附法成本高，活性炭不易再生等，樹脂除鹽后水回用做熱采鍋爐用水，存在樹脂污染嚴重、再生周期和壽命短，成本高，膜過濾導致膜污染嚴重，膜使用效果下降和膜壽命短的問題，致使目前大多數(shù)油田采出水處理后無法回注而只能外排。
而我國是稠油資源豐富的國家之一，現(xiàn)已探明稠油儲量為14億噸，約占我國原油儲量的觀％，因而提高稠油采收率，是油田建設中增產、穩(wěn)產、激產、提高整體原油采收率的極為重要的步驟。但稠油需要采用熱采鍋爐注蒸汽采取，而熱采鍋爐對水質提出了較高要求，并且隨著熱采動用儲量的擴大，耗用淡水量越來越大，在消耗大量寶貴淡水資源的同時，國內油田進入特高含水期，原油開采過程中又產生大量油田采出水，成為造成油田采出水富余問題的重要原因之一。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種油田采出水的處理回用的方法，通過氣浮有效地去除油和懸浮物，經強化生物處理，克服現(xiàn)有技術中存在的處理效率低、出水水質差等問題，將污染膜的有機物、低聚物、石油類等通過生化處理盡可能的降低，再經特殊控制工藝的超濾和反滲透，降低超濾膜和反滲透膜的污染，確保超濾和反滲透的使用效果和壽命， 反滲透出水回用做高品質的熱采鍋爐用水。本發(fā)明的技術方案是油田采出水經傳統(tǒng)的傳統(tǒng)處理工藝除油-混凝沉淀方法處理(鄧秀英，油田采出水處理技術綜述，《工業(yè)用水與廢水》Vo. 30 NO. 2 1999，7 9)后，廢水水質C0Dto 900 2200mg/l、石油類20 60mg/l，氯離子5000 8500mg/l，溶硅60 100mg/l，總硬度(以 CaCO3 if ) 800 1000mg/l,電導率 10 25mS/cm，懸浮物 60 120mg/l。本發(fā)明油田采出水回用的處理方法，包括以下步驟(1)采油污水加破乳劑經原油脫水，加絮凝劑經兩級重力沉降后出水，進入氣浮除油、除懸浮物后，石油類、COD和懸浮物分別降為8 20mg/l、600 1800mg/l、10 80mg/ 1，石油類降低后可大幅降低后繼生化負擔和石油類膜污染。(2)氣浮出水進入活性污泥法的水解酸化(A)和好氧池(0)，水解酸化池和好氧池投加適合處理油田采出水的高效除油、斷鏈除低聚物的專性組合菌，此專性組合菌主要由脫硫弧菌屬(Desulfovibrio)、腸桿菌屬(Enterobacter)、梭菌屬(Clostridium)、脫硫腸狀菌屬(Desulfotomaculum)、泛菌屬(Pantoea)細菌組合而成，可以自制(一般是從自然界或從處理系統(tǒng)中篩選出高效菌株)，也可以從市面上購買商品化的微生物制劑，按等重比例混合即可(最好直接購買已經復配好了的工程菌制劑)。使用前激活，將活性污泥與混合菌進行復配，復配后活性污泥投加入水解酸化池和好氧池，水解酸化將低聚物斷鏈，增加其 B0D/C0D比后，再進入好氧池初步去除污水中的部分石油類和有機物。(3)好氧池出水進入沉淀池，上升流速1. 8m/h,沉淀池出水水質為C0D 300 900mg/l、石油類1 8mg/l，沉淀的活性污泥部分回流至水解酸化池。(4)沉淀池出水進入接觸氧化池，接觸氧化池也投加步驟( 所述復配后活性污泥。接觸氧化池內裝有加密的組合填料。(5)接觸氧化池出水進入沉淀池，采用輻流式沉淀池，沉淀池出水水質為C0D 100 ;350mg/l、石油類0. 2 :3mg/l，懸浮物10 30mg/l，沉淀的活性污泥按照5 15% 的回流比，回流至水解酸化池。(6)沉淀池出水進入雙濾料過濾器，雙濾料過濾器進水處投加次氯酸鈉殺菌，過濾器濾料為核桃殼和無煙煤，雙濾料過濾器去除部分懸浮物，其出水懸浮物3 10mg/l。
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(7)雙濾料過濾器出水進入碟片過濾器，去除其中顆粒狀物質，避免超濾膜表面過濾功能層的劃傷，碟片過濾器出水水質為C0D 100 300mg/l、石油類0. 1 aiig/Ι，濁度 1 5mg/l。(8)碟片過濾器出水進入內壓式超濾裝置，超濾的過膜通量為15 ^L/m2·!!， 超濾采用強制循環(huán)和錯流過濾方式運行，強制循環(huán)是將超濾膜組件進水流道流出的水重新循環(huán)至超濾進水側，重新進入膜組件，以增加膜表面的水力沖刷，降低膜污染，強制循環(huán)比 (循環(huán)量進水量)為1. 3 2. 2 1 ；錯流過濾是將進入膜組件的水部分排出膜組件，以降低膜組件中污染物的富集，降低膜污染錯流比(錯流量進水量)為0. 1 0. 3 1，錯流出水回流至氣浮裝置，循環(huán)處理，以提高污水的回收率，強制循環(huán)和錯流可以有效降低污水中污染物尤其是低聚物對膜的影響，并能在膜的過濾表面起到沖刷作用，減輕膜污染，同時選用內壓式超濾膜由于沒有通道死角，可以強化膜表面的沖刷效果；超濾過濾，每30 60分鐘用超濾出水反洗一次，反洗強度時正常進水量1. 5 3倍。每到第5 10次反洗進行一次小化學堿洗，藥劑為次氯酸鈉和氫氧化鈉，并用藥劑浸泡2 5分鐘后沖洗；每到第10 20次反洗時進行一次小化學酸洗，藥劑為鹽酸或檸檬酸，并用藥劑浸泡2 5分鐘后沖洗；超濾膜的出水水質C0D 100 300mg/l、石油類0. 1 0. 5mg/l，濁度0. 001 0. 01mg/l。(9)超濾膜出水進入反滲透裝置，采用兩支DOW化學的抗污染反滲透膜-BW30-400FR，此膜元件采用了陶氏專有抗污染膜技術進行化學及物理改性，專門針對有較嚴格的預處理，但原水仍富含生物和有機物等污染物的應用領域。并聯(lián)運行，強制循環(huán)， 膜通量為10 25L/m2 *h，控制回收率為70 75%。設計反滲透膜每12 Mh，采用超濾產水，利用變頻器控制反滲透進水泵低壓正沖反滲透膜一次，每次2 5分鐘，以降低反滲透膜表面的濃差極化；并根據(jù)需要，每10 50天進行一次小規(guī)模的在線化學清洗，采用非氧化性殺菌劑或者氫氧化鈉溶液，分兩次利用變頻器控制反滲透進水泵低壓將藥劑送入反滲透膜的空腔，共浸泡30分鐘后沖洗。反滲透膜出水水質CODsfa 6 15mg/l、石油類小于檢測限0. 01mg/l，濁度小于檢測限0. 001mg/l,電導率100 300 μ S/cm。反滲透膜出水完全可以達到油田熱采鍋爐用水水質標準，可作為油田熱采鍋爐補水，反滲透濃水水質C0D 300 1000mg/l、電導率35 lOOms/cm，反滲透濃水不需要單獨處理，可直接進入油田集輸站污水回灌管網，回灌地下。在具體實施時在步驟⑵，水解酸化進水量為3m3/h，水力停留時間為10 12h，好氧池水力停留時間為12 15h，設計氣水比為10 40 1 ；在步驟(3)和步驟(5)，沉淀池上升流速為1 1. 2m/h ；在步驟(4)，接觸氧化池水力停留時間為12 18h ；在步驟(6)，雙濾料過濾器濾速為6 8m/h ；在步驟(7)，采用50 μ m的碟片過濾器；在步驟⑶，超濾膜通量為15 40L/m2 · h ；在步驟(9)，反滲透通量為10 25L/m2 · h ；本發(fā)明是油田采出水脫鹽處理回用做熱采鍋爐用水的有效方法，其特點在于1)采用加強前處理，通過提高填料裝填密度、投加專性組合菌以加強生化處理，以降低有機物、石油類等物質對膜的污染。油田采出水經傳統(tǒng)的方法處理后，再經浮選進一步去除石油類和懸浮物，再經水解酸化和兩級好氧生化的處理，并且在水解酸化池和接觸氧化池投加適合處理油田采出水的高效除油、除低聚物的專性組合菌，達到有效降低采出水中有機物、石油類和低聚物的目的；2)生化的后的水經沉淀后，再經雙濾料過濾器，去除部分懸浮物，其出水進碟片過濾器，碟片過濾器可有效去除污水中顆粒狀物質，避免超濾膜的劃傷；3)超濾采用強制循環(huán)和錯流過濾方式運行，強制循環(huán)的沖刷作用和錯流的濃水排放，可以減輕污水中有機物、低聚物對膜的污染，錯流排水進入水解酸化池，以提高污水的回收率，超濾運行設計常規(guī)反洗和定期加藥化學洗，此種運行方式，可有效地降低超濾膜的污染，增加膜的使用壽命；4)反滲透設計定時低壓正沖，以降低膜表面的濃差極化，并降低有機物的累積污染；并定期進行小規(guī)模的在線殺菌清洗，防止反滲透膜的生物污染；5)反滲透的濃水可采用回灌處理，不存在濃鹽水單獨處理排放的問題。本發(fā)明的效果本發(fā)明提供了一種油田采出水處理回用的方法，通過有效的氣浮除油、除懸浮物， 油、懸浮物的去除率可到達50%以上，氣浮出水經投加專性組合菌的強化生物處理，水解酸化池和接觸氧化池投加適合處理油田采出水的高效除油、除低聚物的專性組合菌，專性組合菌通過水解酸化將大分子有機物斷鏈，增加其B0D/C0D比后，通過一級好氧生化和一級接觸氧化處理，將污染膜的有機物、低聚物、石油類等盡可能的降低，克服現(xiàn)有技術中存在的處理效率低、出水水質差等問題，生化處理對COD的去除率在70%以上，石油類去除率在 80%以上。接觸氧化池出水經沉淀后進入雙濾料過濾器，雙濾料過濾器去除部分懸浮物，其懸浮去除效率為60%以上，雙濾料過濾器出水進入碟片過濾器，去除顆粒狀懸浮物，防止膜的劃傷，碟片過濾器出水依次經特殊控制工藝的超濾和反滲透，超濾采用強制循環(huán)和錯流過濾方式運行，強制循環(huán)的沖刷作用和錯流的濃水排放，可以降低污水中有機物、低聚物對膜的污染，并且超濾運行設計常規(guī)反洗和加藥反洗，可有效地延長超濾膜的清洗周期；反滲透設計定時低壓正沖，以降低反滲透膜表面的濃差極化，并降低膜的有機物積累污染；并定期進行小規(guī)模的在線化學清洗，并降低有機物的累積污染，反滲透裝置的系統(tǒng)脫鹽率大于 98%，反滲透的回收率大于70%，通過以上措施可確保超濾和反滲透的使用效果和壽命，將油田采出水處理回用做高品質的熱采鍋爐用水。采用本發(fā)明的處理方法，油田采出水經過氣浮、生化、過濾、超濾、反滲透后，完全可以達到油田熱采鍋爐用水水質標準，達到“節(jié)水減排”資源化的目的。對油田采出水進行生化處理，可以有效降低廢水中易造成膜污染的有機物、石油類、低聚物含量，生化后出水次序經雙濾料過濾器和碟片過濾器去除部分懸浮物，進入超濾裝置，超濾采用強制循環(huán)和錯流過濾方式運行，并運行設計常規(guī)反洗和加藥反洗，超濾出水進入反滲透裝置，反滲透設計定時低壓正沖和定期殺菌，反滲透產水回用做高品質的熱采鍋爐用水，反滲透的濃水采用回灌處理，氣浮、生化、過濾和特殊的膜運行方式可有效地延長超濾膜和反滲透膜的清洗周期和壽命。


圖1是本發(fā)明的流程示意圖。
具體實施例方式實施例1步驟同圖1，工藝參數(shù)如下在步驟( ，專性組合菌系購自北京天灝柯潤環(huán)境科技有限公司(北京市朝陽區(qū)慧忠北里312號天創(chuàng)世緣82座沈01室，電話010-84274689，郵編100012)的工程菌制劑 (由脫硫弧菌屬(Desulfovibrio)、腸桿菌屬(Enterobacter)、梭菌屬(Clostridium)Jj^ 硫腸狀菌屬(Desulfotomaculum)、泛菌屬(Pantoea)細菌等組成，按等重比例混合，固態(tài)粉狀)，采用油田采出水配置成COD不小于200mg/L的污水，悶曝4 5天激活，再將取自勝利油田煉油廠處理煉油污水的活性污泥與組合菌按濕重比3 7進行復配，復配后活性污泥投加入水解酸化池和好氧池，水解酸化將低聚物斷鏈，增加其B0D/C0D比后，再進入好氧池初步去除污水中的部分石油類和有機物。水解酸化進水量為3. 5 4m3/h，水力停留時間為10h，好氧池水力停留時間為 12h，設計氣水比為20 1 ；在步驟(3)和步驟(5)，沉淀池上升流速為lm/h ；在步驟(4)，填料密度上下間距5cm，填料邊緣左右前后間距均為10cm，通過加密填料增加填料數(shù)量，以增加細菌固定的數(shù)量，達到進一步降低廢水中有機物、石油類和低聚物的目的。接觸氧化池水力停留時間為12h;在步驟(6)，雙濾料過濾器濾速為6m/h ；在步驟(8)，超濾膜通量為35L/m2 -h ；強制循環(huán)比(循環(huán)量進水量)為1. 8 1 ； 錯流比(錯流量進水量)為0.2 1，每40分鐘用超濾出水反洗一次，反洗強度時正常進水量1. 5倍。每到第6次反洗進行一次小化學堿洗，藥劑為次氯酸鈉和氫氧化鈉，并用藥劑浸泡3分鐘后沖洗；每到第12次反洗時進行一次小化學酸洗，藥劑為鹽酸或檸檬酸，并用藥劑浸泡3分鐘后沖洗。在步驟(9)，反滲透并聯(lián)運行，強制循環(huán)，膜通量為20L/m2 *h，控制回收率為72%。 設計反滲透膜每20h，正沖反滲透膜一次，每次2分鐘，每25天進行一次小規(guī)模的在線化學清洗。實施例1水質情況
權利要求
1.一種油田采出水回用的處理方法，依次包括以下步驟(1)采油污水經原油脫水和兩級重力沉降后出水，進入氣浮除油、除懸浮物后，石油類、 COD和懸浮物分別降為8 20mg/l、600 1800mg/l、10 80mg/l(2)氣浮出水進入活性污泥法的水解酸化㈧和好氧池(0)，水解酸化池投加組合菌，所述組合菌由脫硫弧菌屬(Desulfovibrio)、腸桿菌屬(EntercAacter)、梭菌屬 (Clostridium)、脫硫腸狀菌屬(Desulfotomaculum)、泛菌屬(Pantoea)細菌等重比例組合而成，水解酸化后，再進入好氧池(3)好氧池出水進入沉淀池，沉淀池出水水質為C0D300 900mg/l、石油類1 8mg/ 1，沉淀的活性污泥部分回流至水解酸化池(4)沉淀池出水進入接觸氧化池，接觸氧化池也投加步驟( 所述組合菌，接觸氧化池內裝有加密的組合填料(5)接觸氧化池出水進入沉淀池，采用輻流式沉淀池，沉淀池出水水質為C0D100 350mg/l、石油類0. 2 :3mg/l，懸浮物10 30mg/l，沉淀的活性污泥按照5 15%的回流比，回流至水解酸化池(6)沉淀池出水進入雙濾料過濾器，雙濾料過濾器進水處投加次氯酸鈉殺菌，過濾器濾料為核桃殼和無煙煤，出水懸浮物3 10mg/l(7)雙濾料過濾器出水進入碟片過濾器，碟片過濾器出水水質為C0D100 300mg/l、 石油類0. 1 ang/Ι，濁度1 5mg/l(8)碟片過濾器出水進入內壓式超濾裝置，超濾的過膜通量為15 40L/m2· h，超濾采用強制循環(huán)和錯流過濾方式運行；強制循環(huán)比(循環(huán)量進水量)為1. 3 2. 2 1 ；錯流比(錯流量進水量)為0. 1 0. 3 1(9)超濾膜出水進入反滲透裝置，采用兩支DOW化學的抗污染反滲透膜-BW30-400FR， 并聯(lián)運行，強制循環(huán)；反滲透膜出水作為油田熱采鍋爐補水，反滲透濃水直接進入油田集輸站污水回灌管網，回灌地下。
2.根據(jù)權利要求1所述的處理方法，所述步驟O)中，水解酸化進水量為3m3/h，水力停留時間為10 12h，好氧池水力停留時間為12 15h，設計氣水比為10 40 1。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的處理方法，所述步驟C3)和步驟( 中，沉淀池上升流速為 1 1. 2m/ho
4.根據(jù)權利要求1所述的處理方法，所述步驟中，接觸氧化池水力停留時間為12 她。
5.根據(jù)權利要求1所述的處理方法，所述步驟(6)中，雙濾料過濾器濾速為6 8m/h。
6.根據(jù)權利要求1所述的處理方法，所述步驟(7)中采用50μ m的碟片過濾器。
7.根據(jù)權利要求1所述的處理方法，所述步驟(8)中，超濾膜通量為15 40L/m2· h。
8.根據(jù)權利要求1所述的處理方法，所述步驟(9)中，反滲透通量為10 2517!112·!!。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種油田采出水的回用處理方法，包括氣浮、生化、過濾、超濾、反滲透等步驟。對油田采出水進行生化處理，可以有效降低廢水中易造成膜污染的有機物、石油類、低聚物含量，生化后出水次序經雙濾料過濾器和碟片過濾器去除部分懸浮物，進入超濾裝置，超濾采用強制循環(huán)和錯流過濾方式運行，并運行設計常規(guī)反洗和加藥反洗，超濾出水進入反滲透裝置，反滲透設計定時低壓正沖和定期殺菌，反滲透產水回用做高品質的熱采鍋爐用水，反滲透的濃水采用回灌處理，氣浮、生化、過濾和特殊的膜運行方式可有效地延長超濾膜和反滲透膜的清洗周期和壽命。此種工藝具有處理效率高、經濟、穩(wěn)定的特點。
文檔編號C02F3/30GK102452760SQ201010511439
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月19日 優(yōu)先權日2010年10月19日
發(fā)明者劉正, 孫杰 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司北京化工研究院