CN103693803A - 一种油田回注用采出水处理方法及其系统 - Google Patents

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Abstract

一种油田回注用采出水处理方法,包括将采出水预处理撇去油污,然后将去油后的水进入反应池进行微生物降解,最后进行后续精细过滤后出水,所述微生物包括除油专性菌、降解有机污染物的专性菌以及少量的极端微生物。大大提高了出水处理效果并且提高了微生物存活寿命。

Description

一种油田回注用采出水处理方法及其系统
技术领域
[0001] 本发明属于环保污水处理领域,尤其涉及油田回注用采出水处理方法和系统。
背景技术
[0002]目前我国大部分油田己进入石油开采的中期和后期阶段,采出液中含水量为70-80%,有的油田甚至高达90%,并且由于各油田原油的特性、地质不一样,油田采出水水质各异,石油开采过程中除了含有石油类和固体悬浮物颗粒外,还含有可溶性盐类、重金属、硫化氢以及一些用来改变采出水性质的化学药剂,注入地层的酸、除氧剂、润滑剂、防垢剂等,但总体含有以下特点:含油量高(含大量的烃类、苯系物、酚类、蒽类等难降解有机物)、悬浮物高(粒径一般为I~100 μ m,颗粒细小,极易造成地层堵塞)、成分复杂、矿化度高(易结垢、难生化)、水温较高(油水分离慢)。
[0003] 目前,国内大部分油田都采用物化处理工艺,通过“自然沉降除油一混凝除油一过滤除油”的“三段式”常规处理工艺加“精细过滤”进行处理,在处理的过程中需要加药,产生的衍生物会造成二次污染滞留于回注水中,使得采出废水成分越来越复杂;其次,处理过程中的油泥易粘附在滤料上,造成板结和过滤偏流,并对后段精细过滤造成影响。
[0004] 中国专利ZL201010511439.2《一种油田采出水回用的处理方法》,以物理法和物化法为主,采油污水经原油脱水、两级重力沉降后,进入气浮、生化、过滤、超滤、反渗透等步骤;其中,水解酸化的停留时间为10~12小时,好氧池的停留时间为12~15小时。
[0005] 中国专利ZL201110 148147.1《一种油田采出水处理方法及处理设备》,首先加入破乳剂进行破乳预处理,后采取两级油水旋流分离处理,最后采用气浮和纤维过滤相组合进行深度处理。
[0006] 中国专利ZL201110387777.4《油田采出水处理系统及油田采出水处理方法》,通过向油田采出水中加入破乳剂,采用涡凹气浮装置一级处理;再加入絮凝剂,采用浅池气浮装置二级处理;后经臭氧杀菌、二级砂滤处理。
[0007] 中国专利ZL00123164.2《一种油田采出水的处理方法》,采出水经过复合的絮凝净化剂处理后,再进入SBR反应器,SBR工作时间为18小时。
[0008] 中国专利ZL200910073012.6《一种特低渗透油田回注用采出水的处理方法》,通过投加混凝剂或浮选剂进行混凝沉淀处理,得到上清液;再通入活性污泥-生物膜反应池,沉淀后经超滤出水。
[0009] 以上几种工艺均需在预处理时加药,且由于水质的特殊性,整体工艺以物化法为主,处理停留时间较长,且易对滤料和滤材造成污染。
[0010] 中国专利ZL201210508519.1《一种利用微生物强化MBR工艺处理苯系物工业废水的方法》,将苯系物工业废水与菌剂混合液投加至水解池,停留时间为12~24小时,后经好氧池停留80~120小时,再经过中空纤维微滤膜后连续排放。同样涉及微生物降解油田采出水混合菌剂需要混合营养液一起投加,且降解周期较长,产业化应用存在一定的问题。
[0011] 中国专利ZL200910236149.9《油田采出水回注到低渗透油田的污水处理方法》,采用聚结器、气浮、单菌降解油、纳滤等步骤处理油田采出水。单菌剂的抗冲击能力较弱,降解能力单一,存在一定的局限性。
[0012] 中国专利ZL201010504429.6低渗透/特低渗透油田采油污水回注处理方法,联合菌降解活性易受到水温的影响,不能有效地对抗油田回注水来水温度高的冲击;且耐盐碱性菌群比例较小,限制了专性菌的高效性,存在一定的不足。
[0013] 我国油田所产生的废水量非常巨大,因此采取有效措施缩短工艺,并最大限度地降低有机污染物,提高微生物降解效率和后续精细过滤的效率,是处理油田采出水回注的关键。对含油废水进行有效处理并回注,不仅可以补充地层压力,还可以避免环境污染,节约水资源,是油田实现可持续开发和提高油田经济效益节约成本的一个重要途径。
发明内容
[0014] 本发明针对现有技术的不足,提供一种有效解决联合菌降解活性易受到水温的影响,不能有效地对抗油田回注水来水温度高的冲击;耐盐碱性菌群比例较小,限制了专性菌的高效性,存在一定的不足问题的油田回注用采出水处理方法及其系统,其占地面积小、工艺简单、抗冲击能力强、高效稳定。
[0015] 本发明的技术关键在于控制微生物反应池的温度,保证池内菌群的最佳降解温度,并且改变菌群的种类使其更好地适应高盐碱环境,并降低采出水中有机污染物、COD和悬浮物的含量,其具体技术方案为:一种油田回注用采出水处理方法,包括将采出水预处理撇去油污,然后将去油后的水进入反应池进行微生物降解,最后进行后续精细过滤后出水,其特征在于所述微生物包括除油专性菌、降解有机污染物的专性菌以及少量的极端微生物。除油专性菌由动胶菌属、产碱杆菌属组成。降解有机污染物的专性菌由假单胞杆菌属、芽孢杆菌属、黄杆菌属组成。少量的极端微生物由嗜碱芽孢杆菌、嗜盐菌组成。
[0016] 为了更好实现本发明的处理方法,提供了以下处理系统:包括油水分离装置、微生物反应池以及精细过滤装置,所述油水分离装置设置在采出水进水管道上,所述微生物反应池上增设有控温装置以及水温调节装置,所述控温装置安装于微生物反应池内并与水温调节装置电连接,水温调节装置与微生物反应池管道连接,所述精细过滤装置安置于微生物反应池内。精细过滤装置为浸没式平板膜过滤器。平板膜孔径为0.2^0.4 μ Hi0控温装置为温度传感器。
[0017] 所述系统:
⑴进水条件是:ΡΗ=6 ~11、CODcr ≤ 2000mg/L、油≤250mg/L、SS ≤500mg/L、硬度≤20000mg/L、矿化度≤ 150000 mg/L。
[0018] (2)微生物反应池内溶解氧> 2mg/L,菌胶团以悬浮状态均匀分布于微生物反应池,不需要任何载体填料。
[0019] (3)菌胶团是在处理初始阶段,须投加的从自然界筛选、接种、纯化、扩培的专性联合菌群,有效微生物的数量大于107cfu/mL。菌胶团的投加比例为池水体积的0.02~
0.03%,适应期为2~3天。
[0020] 本发明的有益效果:本发明工艺共同协同作用,将生物强化处理单元和精细过滤单元联合应用,用生物法替代原有物化工艺,省去混凝除油、过滤除油等步骤,并减少后段多级过滤工艺;采用高效生物降解工艺,较其他好氧工艺具有以下优势:系统自动控温,保证微生物存活的最佳环境温度,对各类难降解有机物的生物降解能力高效稳定,有利于后续设备的处理效果,确保膜过滤系统的长期稳定运行,延长使用和更换周期;整个微生物反应池因包含内置式精细过滤单元,可同步实现高效生物降解和精细过滤功能,系统总停留时间仅为12~14小时,不添加任何化学药剂,不产生二次污染,确保处理出水达到“5.1.1”回注水标准。该工艺运行成本低、占地面积小,特别适用于现有物化处理工艺的改造和本发明工艺的新建。
附图说明[0021] 图1为本发明系统示意图。
具体实施方式
[0022] 一种油田回注用采出水处理方法,包括将采出水预处理撇去油污,然后将去油后的水进入反应池进行微生物降解,最后进行后续精细过滤后出水,所述微生物包括除油专性菌、降解有机污染物的专性菌以及少量的极端微生物。除油专性菌由动胶菌属、产碱杆菌属组成。降解有机污染物的专性菌由假单胞杆菌属、芽孢杆菌属、黄杆菌属组成。少量的极端微生物由嗜碱芽孢杆菌、嗜盐菌组成。
[0023] 一种所述的油田回注用采出水处理方法的系统,包括油水分离装置001、微生物反应池002以及精细过滤装置003,所述油水分离装置001设置在采出水进水管道上,所述微生物反应池002上增设有控温装置021以及水温调节装置022,所述控温装置021安装于微生物反应池002内并与水温调节装置022电连接,水温调节装置022与微生物反应池002管道连接,所述精细过滤装置003安置于微生物反应池002内。精细过滤装置003为浸没式平板膜过滤器。平板膜孔径为0.2、.4 μ m。控温装置021为温度传感器。
[0024] 以下为具体实施方式
实施例1:参见图1,一种MBR法处理油田回注用采出水的方法,油田采出水来水水质ΡΗ=8.6、C0Dcr=877mg/L、油=220mg/L、SS=184mg/L、硬度=9609mg/L、矿化度=56987 mg/L,水温=45°C ;来水经油水分离装置001处理后,去除一部分浮油,油含量=163mg/L,直接进入微生物反应池002 ;微生物反应池002内接种0.02~0.03%体积的菌胶团,通过在反应池内分隔成两段好氧区域023和024,池内通过曝气,维持水体溶解氧> 2mg/L,好氧菌胶团进行高效生物降解,去除油和难降解有机污染物;精细过滤装置003浸没放置于微生物反应池002内部的第二段好氧区024,采用的是PES材质的平板膜组件,膜孔径为0.2 μ m ;通过内置式精细过滤装置003的过滤作用,出水中含油未测出,悬浮物为0.78mg/l,粒径中值为0.93 μ m,直接可以用于回注。控温装置021可自动调节水温调节装置022,确保水温在IO0C~45°C范围内。
[0025] 实施例1:参见图1,另一种MBR法处理油田回注用采出水的方法,油田采出水来水水质 PH=I0.2、C0Dcr=1250mg/L、油=198mg/L、SS=231mg/L、硬度=13421mg/L、矿化度=84328mg/L,水温=55°C ;来水经油水分离装置001处理后,去除一部分浮油,油含量=151mg/L,经过油水分离装置处理后,直接进入微生物反应池002 ;微生物反应池002分为一段厌氧区023和二段好氧区024两部分,按池体积分别接种0.02~0.03%体积的菌胶团,通过厌氧区023和好氧区024菌胶团的高效生物降解,除去油和难降解有机污染物,精细过滤装置003浸没放置于二段好氧区024内部,采用的是PTFE材质的平板膜组件,膜孔径为0.2 μ m ;通过内置式精细过滤装置003的过滤作用,出水中含油为0.3 mg/1,悬浮物为0.81mg/l,粒径中值≤0.75 μ m,直接可以用于回注。因来水温度为55°C,导致反应池内温度偏高,传感器发送信号至控温装置021,自动启动水温调节装置022,降低水温至10°C~45°C范围内,维持池内菌群的最佳生存温度。
[0026] 本发明所属工艺中,油田采出水应满足以下范围:PH=6-ll、C0Dcr ( 2000mg/L、油(250mg/L、SS ( 500mg/L、硬度≤20000mg/L ;整个系统的停留时间控制在12~14小时左右,主体工艺油水分离装置001停留时间15~30分钟,微生物反应池002和内置式精细过滤装置003的总处理时间10~11小时,。上述工艺中油水分离装置001、微生物反应池
002、内置式精细过滤装置003、水温调节装置022的本体可以是构筑物,也可以是设备;好氧区的曝气装置选择耐酸耐碱耐压的曝气头。
[0027] 对于本领域技术人员来说,在本专利构思及具体实例启示下,能够从本专利公开内容及常识直接导出或联想到的一些变形,本领域普通技术人员将意识到也可采用其他方法,或现有技术中常用公知技术的替代,以及特征地等效变化或修饰,特征间的相互不同组合,例如油水分离器的改变,采用离心机、气浮或分离膜代替油水分离器,将微生物反应池分隔成多段,用硅藻土过滤代替膜过滤,等等的非实质性改动,同样可以被应用,都能实现本专利描述功能和效果,不再一一举例展开细说,均属于本专利保护范围。

Claims (8)

1.一种油田回注用采出水处理方法,包括将采出水预处理撇去油污,然后将去油后的水进入反应池进行微生物降解,最后进行后续精细过滤后出水,其特征在于所述微生物包括除油专性菌、降解有机污染物的专性菌以及少量的极端微生物。
2.根据权利要求1所述的一种油田回注用采出水处理方法,其特征在于除油专性菌由动胶菌属、产碱杆菌属组成。
3.根据权利要求1所述的一种油田回注用采出水处理方法,其特征在于降解有机污染物的专性菌由假单胞杆菌属、芽孢杆菌属、黄杆菌属组成。
4.根据权利要求1所述的一种油田回注用采出水处理方法,其特征在于少量的极端微生物由嗜碱芽孢杆菌、嗜盐菌组成。
5.一种如权利要求f 4之一所述的油田回注用采出水处理系统,其特征在于包括油水分离装置、微生物反应池以及精细过滤装置,所述油水分离装置设置在采出水进水管道上,所述微生物反应池上增设有控温装置以及水温调节装置,所述控温装置安装于微生物反应池内并与水温调节装置电连接,水温调节装置与微生物反应池管道连接,所述精细过滤装置安置于微生物反应池内。
6.根据权利要求5所述的一种油田回注用采出水处理系统,其特征在于精细过滤装置为浸没式平板膜过滤器。
7.根据权利要求6所述的一种油田回注用采出水处理系统,其特征在于平板膜孔径为0.2"0.4 μ m。
8.根据权利要求5所述的一种油田回注用采出水处理系统,其特征在于控温装置为温度传感器。
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