CN102992504A

CN102992504A - 油田含油污水降低矿化度工艺

Info

Publication number: CN102992504A
Application number: CN2012105502043A
Authority: CN
Inventors: 于婷; 夏福军; 冯英明; 房永�
Original assignee: Daqing Oilfield Co Ltd; China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Current assignee: Daqing Oilfield Co Ltd; China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Priority date: 2012-12-18
Filing date: 2012-12-18
Publication date: 2013-03-27

Abstract

本发明涉及一种油田含油污水降低矿化度工艺。主要利用循环超滤装置与离子分离器结合的设备，并在设备内填充纳米改性PVDF有机膜，并采用内循环、二段处理工艺流程来降低含油污水的矿化度，将高矿化度含油污水进行降矿化度处理，使其达到聚驱油配制聚合物溶液用水水质标准，代替清水稀释聚合物，作为聚合物配注水水源回注油层，从而缓解供、注水不平衡的矛盾，并减少含油污水的外排。

Description

油田含油污水降低矿化度工艺

技术领域

本发明涉及一种油田采出污水处理工艺，具体的说是一种油田含油污水降低矿化度工艺。

背景技术

目前普通聚驱含油污水的处理工艺，主要应用的还是水驱的深度处理工艺，即在常规含油的处理工艺二级沉降加一级过滤基础上增加两级过滤单元，增加的过滤单元一般为一次石英砂过滤加二次双层滤料过滤，这样处理过程使稀释聚合物的低矿化度清水成本大量的增加。随着聚驱开发规模不断扩大，用来配制稀释聚合物的低矿化度清水用量大幅度提高，利用污水站处理后的高矿化度含油污水不但增加了聚驱开发成本，同时还导致含油污水回注困难，因此，利用油田采出污水配制聚合物技术就显得越来越重要。

发明内容

为了节约清水用量，降低聚驱成本，本发明提供一种油田含油污水降低矿化度工艺。该工艺可使含油污水的矿化度降低至配制要求，代替清水稀释聚合物，从而缓解供、注水不平衡的矛盾，并减少含油污水的外排。

本发明利用循环超滤装置与离子分离器结合的设备，并在设备内填充纳米改性PVDF有机膜，采用内循环、二段处理工艺流程降低含油污水的矿化度，使其再利用，具体步骤如下：

①．含油污水处理站来水，首先进入1^#缓冲罐，然后通过1^#高效除油设备处理后，由1^#精密过滤器过滤后输至1^#循环超滤装置进行第一段处理，处理后的渗透液进入3^#缓冲罐（或者4^#缓冲罐）；

②. 经1^#循环超滤装置滤出的浓缩水进入2^#缓冲罐进行内循环，然后通过2^#高效除油设备处理后，由2^#精密过滤器过滤后输至2^#循环超滤装置进行第二段处理，处理后的渗透液进入3^#缓冲罐或者4^#缓冲罐；而由2^#循环超滤装置滤出的浓缩水进入浓缩水池，稀释后再经中和水池及回收水池进入污水处理站；

③. 进入3^#缓冲罐或者4^#缓冲罐的渗透液，再3^#经精密过滤器后输至离子分离器进行降低矿化度处理，产出的低矿化度水自流至低矿化度水池由泵送至配制站或注水站；

④.经离子分离器分离后的高矿化度水进入高矿化度水池，然后外输或回到污水处理站。

⑤．用于清洗离子分离器的冲洗水排至浓缩水池稀释后排至中和水池，①及②步骤中两套设备的清洗用水排至中和水池，然后经站内回收水池回到污水处理站。

上述的高效除油设备内填充高效吸附材料。

上述的循环超滤装置内置有循环超滤膜；所述的循环超滤膜为改性的聚偏氟乙烯膜。

本发明的有益效果如下：由于采用上述内循环、二段处理工艺流程，配备循环超滤装置与离子分离器相结合的处理设备，并在设备内置高效吸附材料及循环超滤膜，将高矿化度含油污水进行降矿化度处理，使其达到聚合物驱油配制用水水质标准，从而代替清水稀释聚合物，作为聚合物配注水水源回注油层，从而缓解供、注水不平衡的矛盾，并减少含油污水的外排。

附图说明

图1为本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

本发明利用循环超滤装置与离子分离器组合的处理设备，设备内填充高效吸附材料及纳米改性PVDF有机膜，采用内循环、二段处理工艺流程降低矿化度，具体步骤如图1所示：

①．含油污水处理站来水，首先进入1^#缓冲罐，再由1^#供水泵升压，然后通过1^#高效除油设备处理后，由1^#精密过滤器过滤后输至1^#循环超滤装置进行第一段处理（主要作用？），一段产水率60%；处理后的渗透液进入3^#缓冲罐或者4^#缓冲罐；

②. 经1^#循环超滤装置滤出的浓缩水进入2^#缓冲罐进行内循环，再由2^#供水泵升压，然后通过2^#高效除油设备处理后，由2^#精密过滤器过滤后输至2^#循环超滤装置进行第二段处理（主要作用？），二段产水率50%；处理后的渗透液也进入3^#缓冲罐或者4^#缓冲罐；而由2^#循环超滤装置滤出的浓缩水进入浓缩水池，稀释后再经中和水池及回收水池进入污水处理站；

③. 进入3^#缓冲罐或者4^#缓冲罐的渗透液，再3^#供水泵升压，然后经3^#精密过滤器过滤后输至离子分离器进行降低矿化度处理，处理后产出的低矿化度水自流至低矿化度水池由泵送至配制站或注水站；

上述的高效除油设备内填充高效吸附材料，把石油废水中的油类从进水水质20mg/L，处理至5mg/L以下，能保证后面的循环超滤膜设备稳定运行。

因为离子分离器对于其处理水源有很高的要求，对含油、悬浮固体、粒径中值及聚合物含量都有明确的指标限制，必须满足该进水条件才能保证设备的长期稳定运行。因此为确保处理效果，有效延长离子交换器的使用寿命，上述的循环超滤装置内置有循环超滤膜，所述的循环超滤膜为改性的聚偏氟乙烯膜，采用该循环超滤装置对来水进行处理，有效延长离子交换膜的使用寿命。

上述步骤中的经1^#循环超滤装置滤出的浓缩水进入2^#缓冲罐进行的内循环过程避免了外循环带来的水头损失，吨水电耗降低60%以上，很大程度上降低了制水成本；该方式缩小了膜缓冲罐容积（约800 m³）、输送管道的尺寸（约300 mm），又降低了总装机容量；既降低了一次性设备投入，又降低了运行成本。

第二段运行过程可以使一段的浓水再次沉降，凝结下来的油通过缓冲罐顶的收油装置回收，避免带入二段循环，所以二段运行时，膜平均通量大，产水率高；由于二段运行时的膜通量大，所以在相同膜面积条件下，处理相同体积的污水耗时短，含油污水在系统内停留时间短，热量损失少，温度波动小，避免了由于温度下降导致膜通量下降；二段运行时系统的运行周期长，每段产水率低，每段的外排水量与产水量比例适中，系统运行稳定，更适合自动化生产。因此二段运行方式既可以提高产水能力，又能减少了膜的清洗次数，既降低了膜的运行成本，又延长了膜的使用寿命，同等膜面积下，二段运行方案比一段运行方案耗能低，产水多，清洗次数少，使用寿命长，

此外，在高效除油设备内填充的高效吸附材料，可吸收数倍于自身重量的油污，可重复利用3-4次，颗粒规格3-5mm，5-8mm，适合吸附石油废水油类和乳化油，材质表面有众多微小孔隙，接触面积大，吸附能力强、吸附量大，并经由特殊化学处理方式形成外包薄膜，对各种油类吸附迅速，使其容易地从生产用水、废水等各类水体中清除油。饱和后的产品无有害物质，通常具备高燃烧值，且几乎不含水，特别适合作为燃料。也可经过脱油处理后自然降解，处理过程中回收的油可再次利，把石油废水中的油类从进水水质20mg/L，处理至5mg/L以下，替代原始的生化处理、离心处理等投资高、占地面积大、不易自动化控制的工艺。根据多年的实验结果可知，高效吸附材料吸附技术出水水质稳定，能保证后面的循环超滤膜设备稳定运行。

所述的循环超滤膜为改性的聚偏氟乙烯（PVDF）有机膜，该膜原料中既有有机材料聚偏氟乙烯，又有无机纳米材料，因此经纳米材料改性的聚偏氟乙烯（PVDF）有机膜，既具有有机膜的制备简单、造价低的优点，又具有陶瓷膜的高强度、高耐腐蚀性和高耐氧化性，并且铸膜液与无纺布支撑层结合紧密，复合膜的构造保证膜有极好的物理强度和化学稳定性，支撑层和膜层较薄，PVDF膜孔均匀，膜表面平整光滑，亲水性好，不粘油、清洗方便。

离子分离器工作的基本原理是在压力驱动作用下，溶液中的离子选择性地通过离子膜，主要用于溶液电解质的分离。含油污水降矿化度处理过程中，含油污水经供水泵提压进入离子分离器膜分离系统，由于膜的截留性能，大量高价的阳离子及部分一价阳离子被截留，大部分水及少部分分子量相对较小的可溶于水的物质可透过膜与原体系分离，形成透过水流，被移送或排放到低矿化度水池，其它水流则被截留在膜管内，形成高矿化度水流。在主泵的作用下，水流仍进行高速连续流动，将高矿化度水流输出系统外，进入高矿化度水池中，同时自行清理了膜孔表面滞留的截留物，从而实现连续分离，直至达到预定的分离目的。

上述工艺主要用于降低含油污水中的矿化度，特别是钙、镁高价阳离子，使含油污水的矿化度接近目前油田应用的低矿化度清水。

要求原水水质含油量：≤20mg/L；悬浮固体：≤20mg/L；悬浮固体粒径中值：≤5μm；聚合物：≤500 mg/L；总含铁量≤1.5mg/L；总矿化度：≤6000 mg/L。

而处理后出水水质可达到含油量：≤2mg/L；悬浮固体：≤3mg/L；悬浮固体粒径中值：≤1μm；聚合物：10-15 mg/L；总含铁量≤0.6mg/L；低矿化度含油污水总矿化度：≤1000 mg/L。

处理后的低矿化度含油污水稀释普通中分聚合物溶液至1000mg/L时，聚合物溶液粘度≥40mPa.s，使其达到聚合物驱油配制用水水质标准，从而代替清水稀释聚合物，作为聚合物配注水水源回注油层，从而缓解供、注水不平衡的矛盾，并减少含油污水的外排，节约清水用量，降低聚驱成本。

Claims

1.一种油田含油污水降低矿化度工艺，其特征在于包含以下步骤：

①．含油污水处理站来水，首先进入1^#缓冲罐，然后通过1^#高效除油设备处理后，由1^#精密过滤器过滤后输至1^#循环超滤装置进行第一段处理，处理后的渗透液进入3^#缓冲罐或者4^#缓冲罐；

2.⑤．用于清洗离子分离器的冲洗水排至浓缩水池稀释后排至中和水池，①及②步骤中两套设备的清洗用水排至中和水池，然后经站内回收水池回到污水处理站。

3. 根据权利要求1所述的油田含油污水降低矿化度工艺，其特征在于：上述的高效除油设备内填充高效吸附材料。

4. 根据权利要求1所述的油田含油污水降低矿化度工艺，其特征在于：上述的循环超滤装置内置有循环超滤膜。

5. 根据权利要求3所述的油田含油污水降低矿化度工艺，其特征在于：上述的循环超滤膜为改性的聚偏氟乙烯膜。