CN105110559A - 一种三元复合驱采油废水处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三元复合驱采油废水处理方法，通过Tank高效除油器将三元复合驱废水中的油类物质进行有效去除；将从Tank高效除油器中排出的废水直接进入降粘除浊器，由降粘除浊器对废水中的聚合物分子进行断链及分解，从而迅速降低废水中的粘度；经降粘除浊器降粘后的废水进入MAC生化系统，通过MAC生化系统中的聚合物及COD专性菌种对废水中的小分子聚合物及COD进行分解；MAC生化系统中排出的废水依序进入双滤料过滤器和多介质过滤器，通过两级过滤器后达到含油量≤5mg/L，悬浮固体含量≤20mg/L的处理要求。经本发明处理后的三元复合驱采油废水可以达到含油量≤5mg/L，悬浮固体含量≤20mg/L的处理要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种三元复合驱采油废水处理方法。
背景技术
近几年来，随着石油资源的不断匮乏，为了有效提高石油采收率，我国部分油田相继进入三次采油阶段，其中三元复合驱采油技术是最为典型的化学驱采油工艺。三元复合驱在提高采收率的同时也给复合驱采出液的处理增加了更大的难度，复合驱采出液的成份比较复杂，采出水中同时含有驱油剂、油和悬浮物，通常驱油剂含有聚合物、表面活性剂和碱等成份。由于碱、表面活性剂、聚合物的共同作用，使得采出液具有黏度高和乳化稳定性强的特征，处理的难度大大增加。
随着油田注聚面积的加大，含聚废水量越来越大，已达40×106t/年，不仅影响油田的生态环境，更不利于油田的开发和生产。聚合物驱溶液的注入，使采出水中因含有聚合物而粘度高，水中油滴及固体悬浮物的乳化稳定性强，进而导致油、水分离和含油废水处理的难度加大；油田传统的沉降-过滤回注处理工艺已不能满足生产要求，并且，分离后的废水成分也是相当复杂，对废水处理也提出了新的挑战。
因此，针对含聚废水的特性及其处理后水质要求，处理工艺、设备进行综合研究，提出适合含聚废水处理的工艺技术，彻底解决聚合物驱含油废水的处理难题。
发明内容
本发明提供了一种三元复合驱采油废水处理方法，可将三元复合驱采油废水中粘度、悬浮固体以及油类一并去除，使出水水质达到含油量≤5mg/L，悬浮固体含量≤20mg/L的处理要求。
本发明中的三元复合驱采油废水处理方法，包括以下步骤：
步骤1，通过Tank高效除油器将三元复合驱废水中的油类物质进行有效去除；
步骤2，将从所述Tank高效除油器中排出的废水直接进入降粘除浊器，由降粘除浊器对废水中的聚合物分子进行断链及分解，从而迅速降低废水中的粘度；
步骤3，经降粘除浊器降粘后的废水进入MAC生化系统，通过MAC生化系统中的聚合物及COD专性菌种对废水中的小分子聚合物及COD进行分解；
步骤4，MAC生化系统中排出的废水依序进入双滤料过滤器和多介质过滤器，通过两级过滤器后达到含油量≤5mg/L，悬浮固体含量≤20mg/L的处理要求。
在废水进入所述Tank高效除油器之前的来水管线中投加入20-200mg/L的快速油水分离剂，用于加快油水分离效果。
在所述步骤2中，废水进入所述降粘除浊器中的反应时间为60-120min，在降粘除浊器中通入的活性气体浓度为10-300mg/L；在步骤2后，增加将从所述降粘除浊器中排出的废水进入曝气缓冲罐中，在曝气缓冲罐中通过1-2小时的停留曝气，对废水中的活性气体进行去除。
所述Tank高效除油器使用空气、氮气或臭氧作为超微气泡发生器气源，将气源打入所述Tank高效除油器内的溶气泵压力在0.4-0.6MPa之间。
所述降粘除浊器连接有制氧单元、氧气存储单元、降粘催化气制备单元，通入所述降粘除浊器的降粘催化气体为臭氧气体，臭氧浓度为10-300mg/L。
所述降粘除浊器中设有催化颗粒结构，催化颗粒结构中的催化颗粒为铁、镍或钴高价金属，通过吸附于球形催化颗粒表面达到加速降粘程度的效果，催化颗粒添加量为降粘除浊器的主反应器有效容积的10％-50％。
所述MAC生化系统中设有悬挂或悬浮于废水中的填料，所述填料呈丝状、多孔类圆形或粉末状均匀分布在正方体填料固定架上，形成立体分布结构增大菌种与有机物质的接触面积和实际停留时间，均相(粉末状)MAC填料以0-100mg/L的投加浓度投入好氧池中，MAC填料具有大的比表面积，可对微生物和难降解有机物进行富集进一步增强微生物与有机物的停留时间。
所述双滤料过滤器的进水口设在双滤料过滤器的顶部，双滤料过滤器内部的出水布水管在双滤料过滤器底部平行分布。
所述多介质过滤器的进水口设在所述为多介质过滤器的顶部，多介质过滤器内部的出水布水管在多介质过滤器底部平行分布。
所述双滤料过滤器和多介质过滤器中的滤料为无烟煤、石英砂、石榴石等材料中的两种或两种以上组成，滤料的直径在0.1-0.5mm之间。
本发明中三元复合驱采油废水处理方法相比较现有其他技术路线，其优点在于：本发明所提供的整体流程中各单元均是针对三元复合驱采油废水特有水质特点，各单元工艺加之专有药剂或材料分步分段对三元水主要污染物加以去除，每个处理单元仅针对其中一个重点指标进行高效去除，此种方式极大的强化了各单元的处理效率及处理效果，对保证处理后废水的各项指标具有重大意义。
附图说明
图1为本发明中三元复合驱采油废水处理方法的流程示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明中三元复合驱采油废水处理方法包括在有以下步骤：
将快速油水分离剂通过加药管线2加至废水来水管线1中的废水里，快速油水分离剂由烯丙基以及丙烯基等高密度电荷官能团聚合而成，快速油水分离剂投加量为20-200mg/L，具体投加量可以根据水质情况进行调整，投加快速油水分离剂后的废水经管道静态混相器3充分混合后进入Tamk高效除油罐4中，在Tamk高效除油罐4中在超微气泡的作用下使废水中的油类快速上浮至水面，上浮的油从Tank高效除油器4上部排出，从下部排出的废水中含油量为100mg/L以下(如废水中含油量小于200mg/L时可不投加快速油水分离剂，将需要处理的废水直接进入Tank高效除油器4中)。
Tank高效除油器4中排出的废水直接进入到降粘除浊器5中，污水从降粘除浊器5底部进入，在降粘除浊器5中设有催化颗粒结构6，催化颗粒结构6中的催化颗粒为铁、镍或钴高价金属，通过吸附于球形催化颗粒表面达到加速降粘程度的效果，催化颗粒添加量为降粘除浊器的主反应器有效容积的10％-50％。在降粘除浊器5中废水通过与活性气体充分接触并在催化颗粒结构6(催化颗粒的填装也可根据废水粘度情况酌情填加)中催化颗粒的协同作用下迅速降低废水中的粘度、含油量以及悬浮固体，经过60-120min的反应后废水粘度可降至0.95-1.02mPa.s，含油量降至80mg/L以下。其中活性气体由与降粘除浊器5连接的制氧单元、氧气存储单元、降粘催化气制备单元提供，通入降粘除浊器5的降粘催化气体为臭氧气体，臭氧浓度为10-300mg/L。
从降粘除浊器5中排出的废水进入曝气缓冲罐7，在曝气缓冲罐7中通过1-2小时的停留曝气，对废水中活性气体进行去除，保证后续MAC生化系统8的正常运行。
从曝气缓冲罐7出来的废水进入至MAC生化系统8中，MAC生化系统8中依次设有预曝气池、MAC水解酸化池、MAC接触氧化池及沉淀池，废水从预曝气池中进入，在预曝气池中经过微气泡的携带进一步降低污水中的油类物质及悬浮固体物质，之后进入MAC水解酸化单元，在此单元中废水通过与该单元中的MAC填料进行充分接触，使废水中大部分的大分子有机物质被分解为小分子物质，含有小分子物质的污水经过MAC接触氧化单元时，被好氧细菌快速分解为CO2和H2O，出水经沉淀池分离悬浮的活性污泥后即可进入后续单元。在MAC生化系统8中设置的MAC填料9呈丝状、多孔类圆形或粉末状，并附着有各种菌。进入MAC生化系统8中的废水通过与附着在MAC填料9中的各种菌接触，对废水中的聚丙烯酰胺以及其它有机类物质进行分解代谢，经MAC生化系统8处理的废水的聚合物可降至30mg/L以下，油类物质降至50mg/L以下，悬浮固体降至50mg/L以下，粘度降至0.95mPa.s左右，其中清水粘度为0.95mPa.s，已达到清水的标准。
MAC生化系统8排出的废水进入双滤料过滤器10中，通过双滤料过滤器10中的双滤料层后废水中的悬浮物和含油量均可降至30mg/L左右。其中双滤料过滤器10的进水口设置在为双滤料过滤器10的上部，在双滤料过滤器10内部，出水布水管平行分布在双滤料过滤器10底部，保证双滤料过滤器10出水的均匀，在双滤料过滤器10的出水管上安装有筛管，该筛管均由不锈钢材质制造，筛管的孔径为0.4mm，确保出水悬浮物含量的稳定。另双滤料过滤器10中内部填装的滤料可以根据不同水质要求在滤料种类、填装高度以及滤料直径上有所不同，一般情况下双滤料过滤器10中的滤料为无烟煤、石英砂、石榴石等材料中的两种组成，滤料直径在0.5-1.0mm之间，这对本技术领域的技术人员来说是容易实现的，因此不再详细说明。
从双滤料过滤器10中排出的废水进一步进入到多介质过滤器11中，多介质过滤器11的进水口设置在多介质过滤器11的上部，多介质过滤器11内部的出水布水管也平行分而在多介质过滤器11底部，保证多介质过滤器11出水的均匀，在多介质过滤器11的出水管上安装有由不锈钢材质制造的筛管，筛管的孔径仅为0.2mm，确保出水悬浮物含量的稳定。在多介质过滤器11内部填装的滤料可以根据不同水质要求在滤料种类、填装高度以及滤料直径上有所不同，一般情况下多介质过滤器11中的滤料为无烟煤、石英砂、石榴石等材料中的两种或两种以上组成，滤料的直径在0.1-0.5mm之间。从而可以对废水中悬浮固体及含油量进一步加以去除，从多介质过滤器11排出的废水中的悬浮物含量可降至20mg/L以下，含油量可降至5mg/L以下。
通过本发明中方法处理后的三元复合驱采油废水的粘度、聚合物以及悬浮物含量明显降低，基本可以满足油田回注水指标要求，较传统三元复合驱采油废水多级沉降+多级过滤的方式具有占地面积较小，后端过滤器不易板结，极大的增加了滤料的使用寿命并且出水水质可以稳定达标，废水中主要污染物聚合物基本被去除的目的。
下面对本发明中方法进行实验，具体的实验过程及结论如下：
1、针对大庆油田采油二厂南五三元站的废水进行了试验，试验前进水与试验后出水的结果对比如下表所示：
| 未处理废水 | 处理后废水 | |
| 悬浮物含量，mg/L | 90-120 | 20 |
| 含油量，mg/L | 200-300 | 5 |
| 粘度，mPa.s | 1.60 | 0.95 |
由上表数据可以看出大庆油田采油二厂南五三元站的废水经本发明中的方法处理后的废水粘度、悬浮物、含油量等重要水质指标显著降低，且处理成本约为1.6元/m3。经处理后的废水由于悬浮物及粘度降低效果明显，极大地减轻的后续工艺过滤系统的负荷，使得过滤系统的使用寿命得到了极大的增加，解决了由于粘度过大导致的过滤系统反洗周期短滤料板结现象严重的问题。
2、针对大庆油田采油四厂杏十联合站的废水进行了试验，试验前进水与试验后出水的结果对比如下表所示：
| 未处理废水 | 处理后废水 | |
| 悬浮物含量，mg/L | 200-400 | 20 |
| 含油量，mg/L | 200-1000 | 5 |
| 粘度，mPa.s | 3.18 | 0.97 |
同样，由上表中的数据可以看出，大庆油田采油四厂杏十联合站的废水经本发明中的方法处理后废水粘度、悬浮物等重要水质指标显著降低，且处理成本约为1.8元/m3。经本发明中方法处理后的废水含油量及粘度大幅度降低，因此极大地减轻的后续工艺过滤系统的负荷，使得过滤系统在处理三元复合驱废水中的使用寿命得到了极大的增加，解决了由于粘度过大导致的过滤系统反洗周期短滤料板结现象严重的问题。
Claims (10)
1.一种三元复合驱采油废水处理方法，包括以下步骤：
步骤1，通过Tank高效除油器(4)将三元复合驱废水中的油类物质进行有效去除；
步骤2，将从所述Tank高效除油器(4)中排出的废水直接进入降粘除浊器(5)，由降粘除浊器(5)对废水中的聚合物分子进行断链及分解，从而迅速降低废水中的粘度；
步骤3，经降粘除浊器(5)降粘后的废水进入MAC生化系统(8)，通过MAC生化系统(8)中的聚合物及COD专性菌种对废水中的小分子聚合物及COD进行分解；
步骤4，MAC生化系统(8)中排出的废水依序进入双滤料过滤器(10)和多介质过滤器(11)，通过两级过滤器后达到含油量≤5mg/L，悬浮固体含量≤20mg/L的处理要求。
2.根据权利要求1所述的三元复合驱采油废水处理方法，其特征在于：在废水进入所述Tank高效除油器(4)之前的来水管线(1)中投加入20-200mg/L的快速油水分离剂，用于加快油水分离效果。
3.根据权利要求1所述的三元复合驱采油废水处理方法，其特征在于：在所述步骤2中，废水进入所述降粘除浊器(5)中的反应时间为60-120min，在降粘除浊器(5)中通入的活性气体浓度为10-300mg/L；在步骤2后，增加将从所述降粘除浊器(5)中排出的废水进入曝气缓冲罐(7)中，在曝气缓冲罐(7)中通过1-2小时的停留曝气，对废水中的活性气体进行去除。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的三元复合驱采油废水处理方法，其特征在于：所述Tank高效除油器(4)使用空气、氮气或臭氧作为超微气泡发生器气源，将气源打入所述Tank高效除油器(4)内的溶气泵压力在0.4-0.6MPa之间。
5.根据权利要求1至3任意一项所述的三元复合驱采油废水处理方法，其特征在于：所述降粘除浊器(5)连接有制氧单元、氧气存储单元、降粘催化气制备单元，通入所述降粘除浊器(5)的降粘催化气体为臭氧气体，臭氧浓度为10-300mg/L。
6.根据权利要求1所述的三元复合驱采油废水处理方法，其特征在于：所述降粘除浊器(5)中设有催化颗粒结构，催化颗粒结构中的催化颗粒为铁、镍或钴高价金属，通过吸附于球形催化颗粒表面达到加速降粘程度的效果，催化颗粒添加量为降粘除浊器(5)的主反应器有效容积的10％-50％。
7.根据权利要求1所述的三元复合驱采油废水处理方法，其特征在于：所述MAC生化系统(8)中设有悬挂或悬浮于废水中的填料，所述填料呈丝状、多孔类圆形或粉末状均匀分布在正方体填料固定架上，形成立体分布结构增大菌种与有机物质的接触面积和实际停留时间，均相(粉末状)MAC填料以0-100mg/L的投加浓度投入好氧池中，MAC填料具有大的比表面积，可对微生物和难降解有机物进行富集进一步增强微生物与有机物的停留时间。
8.根据权利要求1-7所述的三元复合驱采油废水处理方法，其特征在于：所述双滤料过滤器的进水口设在双滤料过滤器的顶部，双滤料过滤器内部的出水布水管在双滤料过滤器底部平行分布。
9.根据权利要求1所述的三元复合驱采油废水处理方法，其特征在于：所述多介质过滤器的进水口设在所述为多介质过滤器的顶部，多介质过滤器内部的出水布水管在多介质过滤器底部平行分布。
10.根据权利要求1所述的三元复合驱采油废水处理方法，其特征在于：所述多介质过滤器中的滤料为无烟煤、石英砂、石榴石等材料中的两种或两种以上组成，滤料的直径在0.1-0.5mm之间，所述双滤料过滤器和多介质过滤器的滤速均为8-15m/h。
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