CN101786772A

CN101786772A - 一种油田含聚污水的高效生物处理方法

Info

Publication number: CN101786772A
Application number: CN201010131017A
Authority: CN
Inventors: 魏利; 赵立军; 李春颖; 张洪军; 陈忠喜
Original assignee: Harbin Institute of Technology
Current assignee: Harbin Institute of Technology
Priority date: 2010-03-24
Filing date: 2010-03-24
Publication date: 2010-07-28

Abstract

一种油田含聚污水的高效生物处理方法，它涉及一种含聚污水的处理方法。本发明解决了现有解决现有油田含聚污水可生化性差、处理困难、投资较大、工艺运行不稳定、不能满足环保要求的问题。方法：一、油田含聚污水经气浮工艺处理后，产生的污水采用厌氧工艺进行生物强化；二、厌氧工艺产生的出水，采用好氧工艺进行强化，然后产生的出水进入过滤系统；三、过滤系统产生的出水进入二沉池，即完成油田含聚污水高效生物处理。本发明实现了油田含聚污水的生物处理，所含聚丙烯酰胺的可生化性好，整个工艺可以实现油田含聚污水的处理稳定运行，处理容易，投资小，无二次污染，能满足环保要求。

Description

一种油田含聚污水的高效生物处理方法

技术领域

本发明涉及一种含聚污水的处理方法。

背景技术

随着三次采油技术的广泛应用，聚合物驱油技术已成为提高原油采收率主要技术手段之一。水溶性高分子聚合物已广泛应用于油田工业的各个方面，含聚污水回注困难，成本高昂，若发生串层，必将给油田生产或地下水资源带来灾难性的影响，同时给周边环境带来严重的危害。含聚污水是一类比较复杂、特殊的污水，一般采用常规污水的处理方法对该类污水效果均不理想。因此，油田含聚采油污水的处理达标外排已成为当务之急。

近年来，部分水溶性高分子量聚丙烯酰胺（HPAM）在油田采油生产中已得到大规模应用。聚合物驱油开始于20世纪50年代末，一般采用水溶性高分子聚丙烯酰胺通过注水井注入地下，提高原油采收率。美国、俄罗斯、加拿大、法国、德国以及阿曼等国家进行的大量聚合物驱油工业性试验表明，采用聚合物驱油一般能提高原油采收率6%～17%。我国国内的注聚采油技术在20世纪90年代发展很快，继大庆油田之后，胜利、大港、河南、辽河等油田也都进行了先导性试验，并取得了成功。其中，大庆油田、胜利油田等大型油田已形成注聚采油的规模生产，2005年大庆油田聚合物驱油生产原油已达到年产1200万吨以上。目前，我国大型油田已成为聚丙烯酰胺的最大应用领域。

油田采用的驱油性水溶性聚合物应该具备的基本特征：1.良好的水溶性；2.溶解时间控制在2个小时之内；3.高效增粘性；4.良好的稳定性，包括剪切稳定性，化学稳定性，热稳定性，生物稳定性和长效稳定性；5.渗流特性满足开采的需求，要求聚合物在油藏中吸附量要小，能于其他流体配伍，不堵塞油藏等。目前的聚合物种类主要包括，以部分水溶性聚丙烯酰胺及其衍生物为代表的合成的聚合物和以黄胞胶为代表的生物聚合物。黄胞胶为代表的生物聚合物存在的问题是：生物稳定性差，容易受氧的影响，溶胶中存在凝胶，容易堵塞地层，同时价格高。目前油田主要采用的是超高分子量聚丙烯酰胺，其实质是提高HPAM分子量，从而提高在相对高矿化度条件下的HPAM的保留粘度，其分子结构没有任何改变，只是分子量发生变化而已。存在的问题是：分子结构特点决定其耐盐、耐温、耐剪切性能较差，如果分子量过大，导致油藏堵塞。

在我国的油田开发过程中，水溶性聚合物已广泛应用于油田工业的各个方面，造成含聚丙烯酰胺污水大量增加，污水中的聚丙烯酰胺量也大量增加。含聚丙烯酰胺的污水是一类比较复杂、特殊的污水，油田的含聚丙烯酰胺污水还存在含油多，粘度大的特点，目前一般常规污水的处理方法对该类污水效果均不理想。聚丙烯酰胺在为油田生产提高采收率的同时，对地面工程也产生了相当恶劣的影响。注入地层的聚丙烯酰胺随原油/水混合液进入地面油水分离与水处理终端，大幅提高了混合液的粘度和乳化性，使油水分离难度加大，造成采出水含油量严重超标。聚丙烯酰胺对环境的直接影响是油田生产过程中不得不排入当地水体的外排水。由于油田配制聚丙烯酰胺需要新鲜水和以及部分低渗透地层，使部分含有较高浓度的聚丙烯酰胺采出水外排。绝大多数的聚丙烯酰胺进入地下油层，由于地层结构复杂，很难避免其渗透到地下水层。聚丙烯酰胺在地面水体和地下水中的长期滞留，必将对当地水环境造成严重污染。

聚丙烯酰胺作为一种稳定的高分子聚合材料，有着极强的生物抗性，即使是已经被降解为小分子的聚丙烯酰胺依然有着这一特征，导致油田含聚污水可生化性差，处理困难。目前，已公开的聚丙烯酰胺的生物降解率都明显较低(降解率仅为30～50%)，且投资较大，工艺运行不稳定，而降解不完全的聚丙烯酰胺反而在环境中更容易发生化学、物理降解，造成环境积累，不能满足环保的要求。

发明内容

本发明是为了解决现有油田含聚污水可生化性差、处理困难、投资较大、工艺运行不稳定、不能满足环保要求的问题，而提供了一种油田含聚污水的高效生物处理方法。

油田含聚污水的高效生物处理方法按以下步骤实现：一、油田含聚污水经气浮工艺处理后，产生的污水采用厌氧工艺进行生物强化，水力停留时间为24～36小时；二、厌氧工艺产生的出水，采用好氧工艺进行强化，水力停留时间为10～14小时，然后产生的出水进入过滤系统，水力停留时间为5～8小时；三、过滤系统产生的出水进入二沉池，水力停留时间为5～6小时，即完成油田含聚污水高效生物处理。

本发明实现了油田含聚污水的生物处理，所含聚丙烯酰胺的可生化性好，整个工艺可以实现油田含聚污水的处理稳定运行，处理容易，投资小；含油含聚污水生物处理技术成本约为0.8～1.5元/吨，相对于常规的含油污水处理技术（能耗约为0.60千瓦时/吨）来说降低很多，含油稳定在20.0mg/L以下,悬浮物稳定在30.0mg/L以下。本发明对硫酸盐还原菌同时有一定的抑制作用，对管道的腐蚀问题具有一定的缓解作用。石油类去除率98%～99%，悬浮物去除85%～90%，粒径中值小于1.5μm，整套工艺表现出较好的去除效果，工艺运行稳定，生物降解法无二次污染，能满足环保要求。

附图说明

图1为具体实施方式一中油田含聚污水的高效生物处理方法的工艺流程图。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式油田含聚污水的高效生物处理方法按以下步骤实现：一、油田含聚污水经气浮工艺处理后，产生的污水采用厌氧工艺进行生物强化，水力停留时间为24～36小时；二、厌氧工艺产生的出水，采用好氧工艺进行强化，水力停留时间为10～14小时，然后产生的出水进入过滤系统，水力停留时间为5～8小时；三、过滤系统产生的出水进入二沉池，水力停留时间为5～6小时，即完成油田含聚污水高效生物处理。

本实施方式步骤一中油田含聚污水，是指油田污水中含水溶性高分子量聚丙烯酰胺（HPAM）。

本实施方式步骤一气浮工艺处理后产生的污水中，若HPAM(水溶性高分子量聚丙烯酰胺)的浓度达到2000mg/l以上，则加入铁碳芬顿进行预处理，水力停留时间为2.0～5小时；其中铁碳芬顿由质量浓度为98%的工业硫酸，0.10～0.1L/m3的H2O2，浓度为50～200mg/L的Fe2+和刨花铁屑组成。

本实施方式步骤一中厌氧工艺需要HPAM活性污泥，污泥的来源是含聚废水沉淀池的污泥进行驯化，采用常规手段即可。

从工艺流程图中可见，经气浮工艺产生的残油，进入收油装置；二沉池产生的出水可回流到好氧工艺，好氧工艺产生的出水可回流到厌氧工艺。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中厌氧工艺为UASB(上流式厌氧污泥床)、SBR(序批式活性污泥法)或EGSB(膨胀颗粒污泥床)。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中厌氧工艺需投加厌氧生物菌剂，厌氧生物菌剂为厌氧聚丙烯酰胺降解功能菌群和厌氧石油降解菌群，投加量占反应池中有效污水的体积的1%～5%。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

本实施方式中厌氧聚丙烯酰胺降解功能菌群，是将高分子量的水溶性聚丙烯酰胺降解为低分子量化合物，再转化为微生物代谢需要的碳源和氮源，实现微生物的生物降解；厌氧聚丙烯酰胺降解功能菌群是采用常规手段从注聚工艺污水和含聚污水中筛选得到。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中水力停留时间为30小时。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中好氧工艺为曝气生物滤池或生物膜反应器。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中好氧工艺需投加好氧生物菌剂，好氧生物菌剂为好养聚丙烯酰胺降解菌群和好氧石油降解菌群，投加量反应池中有效污水的体积的1%～5%。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中过滤系统采用MBR(膜生物反应器)或生物滤料，生物滤料为铁矿石、孔雀绿等或鹅卵石。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤二中采用好氧工艺进行强化，水力停留时间为12小时，然后产生的出水进入过滤系统，水力停留时间为6小时。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。

具体实施方式九：本实施方式油田含聚污水的高效生物处理方法按以下步骤实现：一、油田含聚污水经气浮工艺处理后，产生的污水采用厌氧工艺进行生物强化，水力停留时间为30小时；二、厌氧工艺产生的出水，采用好氧工艺进行强化，水力停留时间为12小时，然后产生的出水进入过滤系统，水力停留时间为6小时；三、过滤系统产生的出水进入二沉池，水力停留时间为6小时，即完成油田含聚污水高效生物处理。

本实施方式油田含聚污水中石油类去除率为98%，悬浮物去除89%。

具体实施方式十：本实施方式油田含聚污水的高效生物处理方法按以下步骤实现：一、油田含聚污水经气浮工艺处理后，产生的污水采用厌氧工艺进行生物强化，水力停留时间为36小时；二、厌氧工艺产生的出水，采用好氧工艺进行强化，水力停留时间为14小时，然后产生的出水进入过滤系统，水力停留时间为8小时；三、过滤系统产生的出水进入二沉池，水力停留时间为5小时，即完成油田含聚污水高效生物处理。

本实施方式油田含聚污水中石油类去除率为99%，悬浮物去除90%。

Claims

1.一种油田含聚污水的高效生物处理方法，其特征在于油田含聚污水的高效生物处理方法按以下步骤实现：一、油田含聚污水经气浮工艺处理后，产生的污水采用厌氧工艺进行生物强化，水力停留时间为24～36小时；二、厌氧工艺产生的出水，采用好氧工艺进行强化，水力停留时间为10～14小时，然后产生的出水进入过滤系统，水力停留时间为5～8小时；三、过滤系统产生的出水进入二沉池，水力停留时间为5～6小时，即完成油田含聚污水高效生物处理。

2.根据权利要求1所述的一种油田含聚污水的高效生物处理方法，其特征在于步骤一中厌氧工艺为UASB、SBR或EGSB。

3.根据权利要求1所述的一种油田含聚污水的高效生物处理方法，其特征在于步骤一中厌氧工艺需投加厌氧生物菌剂，厌氧生物菌剂为厌氧聚丙烯酰胺降解功能菌群和厌氧石油降解菌群，投加量占反应池中有效污水的体积的1%～5%。

4.根据权利要求1所述的一种油田含聚污水的高效生物处理方法，其特征在于步骤一中水力停留时间为30小时。

5.根据权利要求1所述的一种油田含聚污水的高效生物处理方法，其特征在于步骤二中好氧工艺为曝气生物滤池或生物膜反应器。

6.根据权利要求1所述的一种油田含聚污水的高效生物处理方法，其特征在于步骤二中好氧工艺需投加好氧生物菌剂，好氧生物菌剂为好养聚丙烯酰胺降解菌群和好氧石油降解菌群，投加量反应池中有效污水的体积的1%～5%。

7.根据权利要求1所述的一种油田含聚污水的高效生物处理方法，其特征在于步骤二中过滤系统采用MBR或生物滤料，生物滤料为铁矿石、孔雀绿等或鹅卵石。

8.根据权利要求1所述的一种油田含聚污水的高效生物处理方法，其特征在于步骤二中采用好氧工艺进行强化，水力停留时间为12小时，然后产生的出水进入过滤系统，水力停留时间为6小时。