CN101376532B - 一种低温含油污水处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水温介于24℃～34℃之间的低温含油污水处理方法，原油采出液经低温破乳处理后脱出的含油污水向污水处理装置输送，通过加药装置向管线中含油污水加入除油浮选剂，在静态混合器中除油浮选剂与含油污水混合，然后进入气浮装置，经气浮处理后，上部浮油由收油装置收走；再经悬浮、沉降和机械过滤手段；除油浮选剂可选：阳离子聚丙烯酰胺类，聚丙烯酰胺改性的阳离子聚合物，环氧氯丙烷与脂肪醇反应生成的聚醚类除油剂；可使污水处理后达到水中含油小于5mg/L，悬浮物含量小于5mg/L，达到油田回注水的标准，节能降耗、节约水资源、降低了采油成本。

Description

一种低温含油污水处理方法
技术领域：
本发明涉及一种水温介于24℃～34℃之间的油田低温含油污水处理方法。
技术背景：
我国东部很多油田是已经开发几十年的老油田，其地面集输工艺为三管热水伴随流程，存在着系统能耗高、流程落后、设备老化、支干线热力不平衡、腐蚀严重等问题。结合地面管线设备更新、提高经济效益、降低生产能耗，老油田要进行调整改造，行之有效的技术路线就是陆上油田实现站外流程单管不加热集输。要实现不加热集输，需要研究攻克以下技术难题：(1)采出液低温及中温脱水技术研究；(2)低温污水处理技术研究。只有解决了这些技术难题，老油田调整改造才能顺利进行，并能达到提高经济效益、降低生产能耗的目的。
采出液经低温不加热集输，在油田联合处理站进行破乳脱水，脱出的含油污水一般温度，
发明内容：
本发明的目的是设计一套可将原油采出液经低温破乳工艺处理后脱出的温度在22℃～34℃的低温含油污水不加热处理达到回注水要求的油田低温含油污水处理工艺。
本发明是通过以下工艺流程实现的：
原油采出液经低温破乳工艺处理后脱出的含油污水通过管线向污水处理装置输送，通过加药装置向管线中含油污水加入除油浮选剂，在静态混合器中除油浮选剂与含油污水混合，然后进入气浮装置，经气浮处理后，上部浮油由收油装置收走；经气浮处理的污水通过管线输送到下一级处理装置，在输送管线中加入絮凝剂和助凝剂，通过静态混合器与气浮处理后的污水混合，进入多效反应器，絮凝剂和助凝剂在多效反应器的搅拌作用下，充分反应絮凝，絮凝后的水送入混凝沉降罐，下部沉降的污泥间歇式排入污泥罐，用板框压滤机压成泥饼，污水在混凝沉降罐的停留时间为2h～12h，沉降后的水进入一级核桃壳过滤器和二级双滤料过滤器，双滤料为上层磁铁矿，下层石英砂，过滤后的水达到油田污水处理回注的要求，回注地层。
气液比1-3∶10
含油污水温度为22℃～34℃；
除油剂用量为50mg/L～100mg/L；
絮凝剂用量为20mg/L～200mg/L，助凝剂用量为2mg/L～20mg/L；
絮凝剂为聚合铝，助凝剂为聚丙烯酰胺。
本发明所用的除油浮选剂有如下三类：
①阳离子聚丙烯酰胺类，包括有：丙烯酰胺(AM)与二甲基二烯丙基氯化铵共聚物、AM与三甲基单烯丙基氯化铵共聚物或AM与甲基丙稀酸二甲氨基乙酯共聚物。
②聚丙烯酰胺改性的阳离子聚合物，包括有：由聚丙烯酰胺与甲醛水溶液反应，酰胺基部分羟甲基化，再与仲胺反应进行烷胺基化，最后与硫酸或烷基化试剂反应使叔胺季铵化所得产物。
③由环氧氯丙烷与脂肪醇反应生成的聚醚类除油剂，其典型结构如下：
式中R为C2～C20的烷基，n为6～60，x为3～20。
气浮效果的好坏，主要取决于回流水溶气和释放的效果。本发明使用的气浮装置采用高效和节能的气液多相泵，气体在泵口直接吸入。气液多相泵加压溶气的性能高，其开式叶轮结构保证了上述气液混合输送的可靠性，并且输送的最大气液比可达到30％，液体溶气时的溶解度可达饱和状态(100％)，气体弥散时的微气泡分布均匀，平均气泡直径小于30μm，有利于气浮的效果达到最理想的状态。
本工艺采用气浮除油和悬浮物、沉降和机械过滤等手段，并配以除油浮选剂，处理低温含油污水，可使污水处理后达到水中含油小于5mg/L，悬浮物含量小于5mg/L，达到油田回注水的标准。
该工艺具有处理效率高，加药量较小，工艺运行稳定的特点，对于油田采出液集输，节能降耗，节约水资源，保护油田环境具有很大的经济和社会效益。
附图说明
图1、气浮除油工艺流程图
其中：1、加药装置  2、静态混合器  3、流量计  4、气浮池进口管  5、回流管  6、刮油器  7、气浮池  8、集油池  9、进气口  10、气液稳定罐  11、流量计  12、流量计  13、气浮出水管  14、溶气泵  15、过滤器  16、阀门  17、进水管  18、污泥池  19、排油管  20、挡板  21、散流管  22、反应区  23、气浮入水管
具体实时方式
气浮除油装置如图1所示。包括有加药装置1和气浮入水管23相会后与静态混合器2相连，静态混合器同流量计3与气浮装置的气浮池7进口管4连接，回流管5的出口管17设在气浮池7的下侧，通过阀门16、流量计12、过滤器15与溶气泵14相连接，进气口9通过流量计11、过滤器15与溶气泵14相连接，溶气泵14连接气液稳定罐10，气液稳定罐10的出口管从气浮池7上面前部进入气浮池抵达气浮池底，散流管21和挡板20之间，气浮池7进口管4连接反应区22，散流管21构成反应区22侧壁，由散流管21和挡板20构成气浮反应区，在气浮池7的另一则上部设有集油池8，集油池8底部与排油管19连接，气浮池7底部连接污泥池18，上面设有刮油器6，气浮出水管13设在气浮池7底部。
多效反应器为江苏无锡市江南给排水设备厂产YF型。
板框压滤机为杭州兴源过滤机有限公司产BY20/870-U型。
气浮效果的好坏，主要取决于回流水的溶气、释放效果。本气浮装置吸收了涡凹气浮切割气泡和传统溶气气浮溶气稳定的优点，采用溶气泵作为回流泵，气体在泵的进口管道直接吸入，利用EDUR气液多相溶气泵特殊的叶轮结构，在泵内建立压力的过程中产生气液两相的充分混合并达到饱和，高速旋转的多级叶轮将吸入的空气多次切割成小气泡，并将切割后的小气泡在泵内的高压环境中瞬间溶解于回流污水中。这种特殊结构的气液多相溶气泵产生的气泡分布均匀，平均气泡直径小于30μm，吸入空气最大溶解度达到100％，溶气水中最大含气量达到30％，泵的性能在流量变化和气量波动时十分稳定，为泵的调节和气浮工艺的控制提供了极好的操作条件，有利于气浮的处理效果达到最理想的状态。污水进入到气浮装置反应区，污水中的油珠和悬浮固体颗粒由于其表面负电荷被浮选剂中和脱稳，一部分污水回流，通过溶气泵加压将大量空气溶于水中，形成溶气水作为工作介质，然后通过骤然减压快速释放，在气浮反应区底部产生大量微细气泡，这些微细气泡粘附在脱稳的油珠和悬浮固体颗粒表面，使之上浮，从而达到净水的目的。气浮后的出水用泵输送到下一处理单元。刮渣机刮出的浮油进入污油回收罐。
实施例：
本发明由以下实例给出。
实例1.含油污水来水温度为29℃，在浮选剂加药浓度为100mg/L的条件下，经气浮装置处理后结果如表1。
表1.浮选剂加药浓度为100mg/L的条件下气浮结果
气液比   来水含油量，mg/L   出水含油量，mg/L   除油率，％   来水悬浮物含量，mg/L   出水悬浮物含量，mg/L   悬浮物去除率，％
  1∶10   186.91   39.63   78.8   56   21.81   61.0
  1∶10   108.65   23.48   78.4   28.5   13.34   53.2
  1∶10   930.44   18.71   98.0   71.43   19.70   72.4
  2∶10   206.35   32.32   84.3   35.17   20.4   42.0
  2∶10   423.08   52.03   87.7   238.7   14.49   93.9
  2∶10   167.76   29.42   82.5   113.25   16.88   85.1
  3∶10   350.44   34.08   90.3   72.5   53.1   26.8
  3∶10   337.01   32.49   90.4   71.9   25.7   64.3
  3∶10   449.82   21.29   95.3   226.1   77.2   65.9
实例2.含油污水来水温度为29℃，在浮选剂加药浓度为75mg/L的条件下，经气浮装置处理后结果如表2。
表2.浮选剂加药浓度为75mg/L的条件下气浮结果
气液比   来水含油量，mg/L   出水含油量，mg/L   除油率，％   来水悬浮物含量，mg/L   出水悬浮物含量，mg/L   悬浮物去除率，％
  1∶10   71.70   6.68   90.7   29.55   9.7   67.2
  1∶10   116.80   7.36   93.7   31.65   12.5   60.5
  1∶10   75.71   9.28   87.7   64.3   25.2   60.8
  2∶10   100.41   17.98   82.1   26.3   11.35   56.8
  2∶10   87.10   15.52   82.2   33.55   11.2   66.6
  2∶10   82.30   20.42   75.2   47.2   13.8   70.8
  3∶10   34.71   3.83   89.0   31.3   14.2   54.6
  3∶10   81.14   3.55   95.6   42.2   16   62.1
  3∶10   71.79   2.39   96.7   57.9   18.8   67.5
实例3.含油污水来水温度为29℃，在浮选剂加药浓度为50mg/L的条件下，经气浮装置处理后结果如表3。
表3.浮选剂加药浓度为50mg/L的条件下气浮结果
气液比   来水含油量，mg/L   出水含油量，mg/L   除油率，％   来水悬浮物含量，mg/L   出水悬浮物含量，mg/L   悬浮物去除率，％
  1∶10   72.08   14.65   79.7   32.85   25.2   23.3
  1∶10   49.50   10.18   79.4   60.55   26.7   55.9
  1∶10   81.08   9.99   87.7   60.35   20.7   65.7
  2∶10   155.47   2.40   98.4   74.11   16.9   77.2
  2∶10   58.31   2.78   95.2   44.05   17.75   59.7
  2∶10   68.80   1.92   97.2   64.35   16.85   73.8
  3∶10   69.06   4.04   94.2   31.05   16.7   46.2
  3∶10   81.29   0.32   99.6   54.85   23.8   56.6
  3∶10   50.97   2.92   94.3   44.2   22.7   48.6

Claims (6)

1.一种低温含油污水处理方法，其特征在于：
原油采出液经低温破乳工艺处理后脱出的24～34℃含油污水通过管线向污水处理装置输送，通过加药装置向管线中含油污水加入除油浮选剂，在第一静态混合器中除油浮选剂与含油污水混合，然后进入气浮装置，经气浮处理后，上部浮油由收油装置收走；经气浮处理的污水通过管线输送到下一级处理装置，在输送管线中加入絮凝剂聚合铝和助凝剂聚丙烯酰胺，通过第二静态混合器与气浮处理后的污水混合，进入多效反应器，絮凝剂和助凝剂在多效反应器的搅拌作用下，充分反应絮凝，絮凝后的水送入混凝沉降罐，下部沉降的污泥间歇式排入污泥罐，用板框压滤机压成泥饼，污水在混凝沉降罐的停留时间为2h～12h，沉降后的水进入一级核桃壳过滤器和二级双滤料过滤器，过滤后的水达到油田污水处理回注的要求，回注地层；
除油浮选剂用量为50mg/L～100mg/L；
絮凝剂用量为20mg/L～200mg/L，助凝剂用量为2mg/L～20mg/L；
除油浮选剂选自：阳离子聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺改性的阳离子聚合物或环氧氯丙烷与脂肪醇反应生成的聚醚。
2.根据权利要求1所述的一种低温含油污水处理方法，其特征在于：阳离子聚丙烯酰胺选自丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵共聚物、丙烯酰胺和三甲基单烯丙基氯化铵共聚物或丙烯酰胺和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯共聚物。
3.根据权利要求1所述的一种低温含油污水处理方法，其特征在于：聚丙烯酰胺改性的阳离子聚合物选自聚丙烯酰胺和甲醛水溶液反应，酰胺基部分羟甲基化，再和仲胺反应进行烷胺基化，最后和盐酸或烷基化 试剂反应使叔胺季铵化获得的聚丙烯酰胺改性阳离子聚合物。
4.根据权利要求1所述的一种低温含油污水处理方法，其特征在于：环氧氯丙烷与脂肪醇反应生成的聚醚选自结构为下式的物质：
Figure FSB00000225712600021
式中R为C2～C20的烷基，n为6～60，x为3～20。
5.根据权利要求1所述的一种低温含油污水处理方法的设备，其特征在于：气浮装置包括有加药装置(1)和气浮入水管(23)相会后与静态混合器(2)相连，静态混合器与气浮装置的气浮池(7)进口管(4)连接，回流管(5)的出口管(17)设在气浮池(7)的下侧，通过过滤器(15)和溶气泵(14)相连接，进气口(9)通过过滤器(15)与溶气泵(14)相连接，溶气泵(14)连接气液稳定罐(10)，气液稳定罐(10)的出口管从气浮池(7)上面前部进入气浮池抵达气浮池底，散流管(21)和挡板(20)之间，气浮池(7)进口管(4)
连接反应区(22)，散流管(21)构成反应区(22)侧壁，由散流管(21)和挡板(20)构成气浮反应区，在气浮池(7)的另一则上部设有收油池(8)，收油池(8)底部与排油管(19)连接，气浮池(7)底部连接污泥池(18)，上面设有刮油器(6)，气浮出水管(13)设在气浮池(7)底部。
6.根据权利要求5所述的一种低温含油污水处理方法的设备，其特征在于：气浮装置的溶气泵是采用加压溶气性能高的气液多相泵，气体在泵口直接吸入，开式叶轮结构，输送的最大气液比为30％，液体溶气时的溶解度可达饱和状态，气体弥散时的微气泡分布均匀，平均气泡直径小于30μm。 
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