CN104876378A - 三元复合驱采出污水系统处理工艺 - Google Patents

Abstract

油田三元复合驱采出污水系统处理工艺。具体过程如下：含油污水经双向流除油器依次进入超声强化臭氧氧化装置、缓冲罐，出水再经过升压泵升压后依次进入一级搅拌式双层滤料过滤器、二级搅拌式双层滤料过滤器及反冲洗外输水罐,外输泵将反冲洗外输水罐的水输入注水站；反冲洗泵将反冲洗外输水罐中的净化水提升再依次进入双向流除油器、超声强化臭氧氧化装置及缓冲罐，再经过两级搅拌式双层滤料过滤器进行反冲洗，双向流除油器和两级搅拌式双层滤料过滤器的反冲洗排水排入回收水池；污水回收泵将回收水池中的污水提升进入双向流除油器再处理；污油泵将从双向流除油器进入污油罐中的污油泵入油站，再脱水处理。该工艺具有工艺流程简单、工程投资小、运行成本低的特点。

Description

三元复合驱采出污水系统处理工艺

技术领域

本发明涉及到油田采出污水处理工艺，具体的说是一种三元复合驱采出污水系统处理工艺。

背景技术

三元驱采油污水中除了含有普通污水中的石油烃类、固体颗粒、无机盐和细菌等常规油田采油污水含有的物质外，还有某些特殊的化学物质，如碱、表面活性剂等，因此其显示出了与聚驱污水不同的特性。一是悬浮固体含量高，二是粘度高，是聚驱污水3倍。三是Zeta电位绝对值高。采用目前油田常规含油污水处理工艺中的沉降设备和系统处理工艺很难达到油田含油污水回注水水质指标，为了达到油田含油污水回注水水质指标，需要通过增加沉降设备的体积，提高污水的有效停留时间，投加大量化学絮凝剂等措施来提高三元复合驱采出污水处理效率和效果，从而导致化学污泥处理量显著增加，工程投资和占地面积等负面效应亦显著体现。

目前现场应用的含油污水处理的工艺，主要采用的是两级沉降加两级过滤工艺，其最终出水达到了油田回注水水质指标。三元复合驱驱采出水中由于聚合物、碱、表面活性剂的存在，使得采出水的性质发生了很大的变化，与常规的水驱采出水相比，出现了悬浮固体含量明显增加，采出水的粘度明显增加，乳化程度明显增加、界面电荷明显增加、油珠相互聚并的能力明显下降、油水分离的速度明显下降，过滤难度明显增加等特性，这些特性给污水处理带来相当大的困难。

为了使三元复合驱采出水得到有效的处理，使用现有的处理工艺流程中的两级沉降即混凝沉降罐和自然沉降罐进行油水分离的设备体积庞大，占地面积大，有效停留时间长，化学药剂投加量大，处理效率低，工艺复杂，工程投资大。

发明内容

为了克服现有油田三元复合驱采出污水处理工艺处理效率低、絮凝剂投加量大，处理设备体积庞大、投资大的不足，本发明提供一种三元复合驱采出污水系统处理工艺。该工艺利用双向流聚结除油器小型高效处理设备提高油去除率，利用超声强化臭氧氧化装置降解聚合物，降低污水粘度，减少絮凝剂投加量，在利用搅拌式两级双滤料过滤工艺进行过滤，实现了无絮凝剂投加条件下三元驱采油污水达标处理。

本发明所采用的技术方案是：三元复合驱采出污水系统处理工艺，具体过程如下：油站来水口的含油污水经双向流除油器进入超声强化臭氧氧化装置，超声强化臭氧氧化装置的出水进入缓冲罐，出水再经过升压泵升压后依次进入一级搅拌式双层滤料过滤器、二级搅拌式双层滤料过滤器及反冲洗外输水罐,外输泵将反冲洗外输水罐的水输入注水站；反冲洗泵将反冲洗外输水罐中的净化水提升再依次进入双向流除油器、超声强化臭氧氧化装置及缓冲罐，再经过两级搅拌式双层滤料过滤器进行反冲洗，双向流除油器和两级搅拌式双层滤料过滤器的反冲洗排水排入回收水池；污水回收泵将回收水池中的污水提升进入双向流除油器再处理；污油泵将从双向流除油器进入污油罐中的污油泵入油站，再脱水处理。

此外，上述方案中的双向流除油器内的聚结材料为粒状改性核桃壳。油站来水口的含油污水水压在0.5～0.8MPa之间。

上述的除油器为双向流聚结除油器,超声强化臭氧化装置为降粘装置，过滤器为两级搅拌式双层滤料过滤器；双向流除油器和两级过滤器设有反冲洗系统，其中双向流聚结除油器一周反冲洗一次，反冲洗时间为30min，搅拌式双层滤料过滤器24h冲洗一次，冲洗时间15min，反冲洗排水排入回收水池；油站来水口的含油污水水压在前0.5～0.8MPa之间。

本发明的有益效果是，由于采用了上述方案中的工艺流程，双向流聚结除油器分为三级，将颗粒状聚结材料填装到除油器一级和三级，中间增加自由沉降级，组合到一个除油器中，实现了除油设备的组装化，高效化和小型一体化，提高了除油的效率，缩短了污水在设备中的有效停留时间；超声强化臭氧氧化装置利用臭氧氧化辅以超声强化技术，实现聚合物高效降解，聚合物臭氧氧化降解过程引入超声强化，通过增加了体系中H₂O₂和·OH产量，臭氧在水体转化率较之单独臭氧氧化提高了3倍，促进了聚合物降解，解决了单独臭氧和单独超声能耗高问题，实现了污水粘度由4～5MPa降低到1.5Mpa以内，絮凝剂投加量由原来1000mg/L降低到0；搅拌式双层过滤器反冲洗利用齿状搅拌桨破坏表层聚合物形成板结层，滤料再生效果好，干净的双层滤料能够保证悬浮固体的去除。整个处理工艺具有工艺流程简单、设备体积小、设备工作效率高及运行成本低的特点,最后出水均能达到油田含油污水回注水水质指标。

附图说明

图1为本发明工艺流程图。

图中1-双向流除油器，2-超声强化臭氧氧化装置，3-缓冲罐，4-升压泵，5-一级搅拌式双层滤料过滤器，6-二级搅拌式双层滤料过滤器，7-反冲洗外输水罐，8-外输泵，9-反冲洗泵，10-回收水池，11-污水回收泵，12-污油罐，13-污油泵，14-油站来水口。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例将对本发明作进一步说明：

如图1所示，该三元复合驱采出污水系统处理工艺，具体过程如下,油站来水口14的含油污水经双向流除油器1进入超声强化臭氧氧化装置2，出水进入缓冲罐3，经过升压泵4升压后依次进入一级搅拌式双层滤料过滤器5、二级搅拌式双层滤料过滤器6及反冲洗外输水罐7,外输泵8将反冲洗外输水罐7的水输入注水站；反冲洗泵9将反冲洗外输水罐7中的净化水提升再次进入双向流除油器1、超声强化臭氧氧化装置2及缓冲罐3，再经过两级搅拌式双层滤料过滤器(5，6)进行反冲洗，双向流除油器1和两级搅拌式双层滤料过滤器(5，6)的反冲洗排水排入回收水池10；污水回收泵11将回收水池10中的污水提升进入双向流除油器1再处理；污油泵13将从双向流除油器1进入污油罐12中的污油泵入油站，再脱水处理，如图1所示。

上述的双向流除油器1可为双向流聚结除油器,在《现代化工》第95页的《聚结除油器改造急处理聚驱采出液效果研究》的基础上进行了改进，其中的聚结材料为粒状改性核桃壳；双向流聚结除油器内部设为三级，将改性核桃壳聚结材料装入一三级，二级为自由沉降级，水以上向流流经第一级，油珠通过碰撞和润湿聚结形成大油滴，在浮力作用下经自由沉降段收油装置排至罐外，污水再以下向流流经第三级，通过粒状材料的聚结、截留作用进一步去除剩余油；每运行一周，利用外输罐内净化水在反冲洗泵作用下对一级和三级聚结材料进行反冲洗，反冲洗时间30min，实现聚结材料再生。该双向流聚结除油器实现了除油设备的组装化，高效化和小型一体化，避免聚结材料污染，提高了除油的效率，缩短了污水在设备中的有效停留时间，保证了除油器的出水水质。

利用双向流除油器1出水剩余压力直接进入超声强化臭氧氧化装置2，该超声强化臭氧氧化装置2是在常规氧化装置的基础上增加超声板，进一步降解聚合物及污水粘度，改变水质特性，提高过滤效果，从而避免了聚合物对于悬浮固体包裹以及滤料板结，为污水处理效果提供了保障该装置内部设有正交超声振板，利用超声强化臭氧的传质效率，产生更大量的羟基自由基，促进聚合物的降解，实现粘度降低。

降低粘度的污水依次进入如图1所示的一级搅拌式双层滤料过滤器5及二级搅拌式双层滤料过滤器6，所述的两级搅拌式双层滤料过滤器(5,6)为搅拌式两级双层滤料过滤器，分别在原有石英砂作为滤料的基础上，下面增加一层磁铁矿，反冲洗时，开始的5分钟，低水力强度反冲洗同时启动齿状搅拌桨，利用齿状搅拌桨破坏滤料板结层，促进滤料颗粒间碰撞摩擦几率，提高滤料再生效果，接下来的10min加大反冲洗强度，将摩擦脱附污染物质排出滤罐，反冲洗排水排入回收水池10，反冲洗总的冲洗时间为15分钟。

此外，该工艺油站来水口14的含油污水水压在0.5～0.8MPa之间。

该流程中，采用以双向流聚结除油器与超声强化臭氧氧化降粘以及两级搅拌式双层滤料过滤器处理组成的三元复合驱采出污水系统处理工艺流程，油站来水口14的含油污水在0.5～0.8MPa之间的压力条件下进入双向流除油器1，双向流除油器1出水依次进入超声强化臭氧氧化降粘装置2及缓冲罐3，经过升压泵4升压后污水进入一级搅拌式双层滤料过滤器5，一级搅拌式双层滤料过滤器5出水进入二级搅拌式双层滤料过滤器6，二级搅拌式双层滤料过滤器6出水进入反冲洗外输水罐7，外输泵8将反冲洗外输水罐7中的水外输到注水站；反冲洗泵9将反冲洗外输水罐7中的净化水提升，分别依次对一级双层滤料过滤器5和二级双层滤料过滤器6进行聚结材料和滤料的再生。双向流除油器1内的一级和三级反冲洗时间为30min；一级搅拌式双层滤料过滤器5和二级搅拌式双层滤料过滤器6的反冲洗时间为15分钟，反冲洗排水进入回收水池10；污水回收泵11将回收水池10中回收的污水提升再次进入双向流除油器1进行再处理；双向流聚结除油器1排出的污油进入污油罐12，污油泵13将污油罐12中的污油泵入油站进行再脱水处理。

由于采用了上述方案中的工艺流程，将颗粒状聚结填料即粒状改性核桃壳组件组合到一个具有反冲洗系统双向流聚结除油器中，实现了除油设备的组装化、高效化和小型一体化，提高了除油的效率，缩短了污水在设备中的有效停留时间；通过润湿和碰撞聚结，提高破乳效率，再利用小粒径的聚结材料截留作用去除难以破乳小粒径油珠和悬浮固体颗料，并且进一步提高了设备的处理效率。出水经过超声强化臭氧氧化降粘装置，降解污水中聚合物，降低污水粘度，保证了过滤段的进水水质，经过两级双层滤料过滤器过滤，最后出水达到了油田含油污水回注水水质指标。

Claims (3)

1.三元复合驱采出污水系统处理工艺，具体过程如下：油站来水口(14)的含油污水经双向流除油器(1)进入超声强化臭氧氧化装置(2)，超声强化臭氧氧化装置(2)的出水进入缓冲罐(3)，出水再经过升压泵(4)升压后依次进入一级搅拌式双层滤料过滤器(5)、二级搅拌式双层滤料过滤器(6)及反冲洗外输水罐(7),外输泵(8)将反冲洗外输水罐(7)的水输入注水站；反冲洗泵(9)将反冲洗外输水罐(7)中的净化水提升再依次进入双向流除油器(1)、超声强化臭氧氧化装置(2)及缓冲罐(3)，再经过两级搅拌式双层滤料过滤器(5，6)进行反冲洗，双向流除油器(1)和两级搅拌式双层滤料过滤器(5，6)的反冲洗排水排入回收水池(10)；污水回收泵(11)将回收水池(10)中的污水提升进入双向流除油器(1)再处理；污油泵(13)将从双向流除油器(1)进入污油罐(12)中的污油泵入油站，再脱水处理。

2.根据权利要求1所述的三元复合驱采出污水系统处理工艺,其特征在于：双向流除油器(1)内的聚结材料为粒状改性核桃壳。

3.根据权利要求2所述的三元复合驱采出污水系统处理工艺,其特征在于：油站来水口的含油污水水压在0.5～0.8MPa之间。