CN105174662B - 油田难降解采油污水的处理方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油田难降解采油污水的处理方法和装置。本发明的处理装置和方法以油田采油污水深度处理达标排放或回用为目的，其解决了难降解油田采油污水处理中，传统处理工艺技术有效性差的问题，具有处理成本低、效果好等特点，可广泛应用于以难降解油田采油污水深度处理及回用处理领域，能从根本上解决难降解油田采油污水处理的技术难题，实现油田污水的资源化。

Description

油田难降解采油污水的处理方法和装置

技术领域

本发明涉及一种油田难降解采油污水的处理方法和装置，属于油田污水处理技术领域。

背景技术

油田含油污水是油田采出液经油气分离、脱水后的废水，即含油污水。这种含油污水中不仅含有原油，还溶有各种盐类、悬浮物、有害气体、有机物及大量悬浮固体；在油气处理过程中通常还加入化学药剂。通常的采油污水预处理办法采用包括漂油、混凝-气浮、过滤法。但预处理后污水无法满足COD达标排放的标准要求，还必须有后续的达标处理。往往采油污水中的有机物属于难降解有机物，在环保标准要求越来越严格的形势下，采油污水有机物的达标排放越来越困难，传统的生物、化学处理技术手段往往满足不了高标准的排放要求。因此，采油污水的达标处理一直是个国际性难题。

采油污水中含有的较多的大分子极性胶质、沥青质是影响处理有效性的主要因素之一。沥青质作为原油中分子最大、极性最强的组分而存在于水包油乳化油的油水界面，它的存在增加了油水界面膜的厚度与强度，使得乳化油稳定不易脱稳，传统的混凝-气浮-过滤方法，往往达不到后续深度处理技术单元对进水在含油、悬浮物指标方面的技术要求。

除了达标排放方面，在油田污水回用过程中，如回用于锅炉等，均要求实现脱盐处理，但污水中含有大量难去除的COD影响了脱盐单元的运行，如RO反渗透单元。RO反渗透技术由于对有机物的要求比较苛刻，要求进水COD＜50mg/L，因而需首先解决污水中有机物的问题；污水除盐常用的电渗析技术对来水中有机物与悬浮物的要求也很苛刻；低温多效蒸发技术对有机物的要求也较严苛。常用的预氧化技术，如Fenton氧化技术，由于氧化成本高、且需使用硫酸、双氧水等高危化学药剂，还会使水中矿化度更高而通常不被采用。

专利CN1381410A稠油污水深度处理及回用工艺，依次经过加药混凝、树脂吸油、两级膜过滤。该专利中，因稠油污水含油量大，而树脂吸油能力有限、膜极易被堵塞，因而该专利技术难以实际运行，不具备工业应用价值。

专利CN101786772A油田稠油污水高效生物处理方法，依次进行气浮处理、24~36小时厌氧强化、10~14小时好氧强化、5~8小时过滤、5~6小时二次沉淀；若污水中聚合物含量较高时，如超过2000mg/l时还需进行芬顿氧化。该专利的处理所需时间太长，效果难以达到预期目标。

专利CN101863562A高梯度聚结气浮对稠油污水处理方法及设备，依次进行一级聚结、二级高梯度聚结气浮、三级油水分离处理，处理过程不加药剂，纯物理处理。处理水含油偏高。

专利CN101993177A油田稠油污水处理方法，依次进行传统气浮除油、微生物好氧降解、过滤处理。该专利方法处理时间较长。

以上专利所提供的处理技术难以满足采油污水高标准处理或处理回用为目的的后续处理工艺技术的要求。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种油田难降解采油污水的处理方法和装置，在传统的采油污水大罐沉降与浮选除油出水，依次通过采用硅藻土生物强化悬浮澄清单元-电氧化单元-过滤单元-大孔树脂吸附单元的技术路线，确保出水COD＜50mg/L的严格排放标准，既满足了达标排放的要求，也满足了污水回用的要求。

本发明的发明目的通过以下技术方案实现。

本发明提供一种油田难降解采油污水的处理装置，其包括沉降罐、浮选池、一级或多级硅藻土生物强化悬浮澄清池、一级或多级电氧化单元、两级以上过滤器和大孔吸附树脂床；进行污水处理时，污水依次进入沉降罐、浮沉池、硅藻土生物强化悬浮澄清池、电氧化单元、两级以上过滤器和大孔吸附树脂床；其中：所述一级或多级硅藻土生物强化悬浮澄清池中填料为表面富含正电荷的改性硅藻土；所述一级或多级电氧化单元中采用的电极为非溶解性的电极；所述两级以上过滤器中的滤料选自核桃壳、石英砂、金刚砂或重晶石的一种或多种。

上述装置中，非溶解性的电极为涂有贵金属的钛基电极或炭电极。

上述装置中，大孔吸附树脂床中填充的树脂为粒径范围在0.5mm~1.5mm的苯乙烯系大孔吸附树脂。

本发明还提供一种油田难降解采油污水的处理方法，包括以下步骤：

（1）采油污水采用传统的沉降罐和浮选池沉降与浮选除油后，进入一级或多级硅藻土生物强化悬浮澄清池，利用表面富含正电荷的改性硅藻土形成悬浮污泥层，对进水中的有机物、悬浮物、胶体和油进行过滤捕集；

（2）步骤（1）的出水进入一级或多级电氧化单元，利用采油污水中的含盐量，利用包括电产羟基自由基、活性氧和活性氯等在内的氧化性物质进一步降解减少有机物含量；

（3）步骤（2）的出水进入两级或两级以上过滤装置，进行过滤，除去前述单元产生的微絮凝絮体和破乳的悬浮体；

（4）步骤(3)的出水进入大孔吸附树脂床，作为出水达标处理的把关单元，将多余的有机物吸附入大孔吸附树脂中，从而确保出水满足COD＜50mg/L的排放标准。

上述步骤（1）中，在运行过程中，表面富含正电荷的改性硅藻土表面生成微生物膜，对捕集获取有机物进行生物降解，减缓污染物在硅藻土悬浮层中的富集，减少排泥量和硅藻土更换率；悬浮污泥层（改性硅藻土层）的层高达到2~4m，污水上流流速要求控制在2~4m/h。

上述步骤（2）中，电压控制在5~10v，电氧化时间控制在20~60min。其利用采油污水中的含盐量，在非溶解性电极所产生的电产羟基自由基、活性氧、活性氯等高氧化性物质，对污水中分子量较小的溶解性有机物进行氧化降解，进一步减少有机物含量；

上述步骤（4）中，将多余的有机物吸附入大孔吸附树脂中，可以实现再生重复利用。其再生采用4wt%NaCl+2wt %NaOH实现。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明采用硅藻土生物强化悬浮澄清池-电氧化-大孔吸附树脂分级处理方法，高效、经济、节省成本、易控，且不投加药剂，降低污泥产量，实现节能环保的污水处理达标处理。

2、本发明首先使污水中有机物被硅藻土生物强化悬浮澄清床吸附捕集，去除掉大分子及胶体或悬浮态的有机物，该类有机物如果直接采用氧化剂需消耗大量药剂，造成运行成本高、产泥量大的问题。后续的电氧化单元可以产生一定的絮凝效果，及极强的氧化条件，使污水中剩余的较小分子的有机物进一步氧化去除，满足常规采油污水的达标排放要求。为了确保出水稳定达标，最后设置了大孔吸附树脂床，对残留有机物进一步去除。因残留量很少，所以树脂床运行周期长，运行成本也低。

3、本发明的电氧化单元电场本身所具有的杀菌作用以及电解过程产生的化学杀菌作用，可以不用或减少杀菌剂的投放量；电场具有的凝聚作用可以提高气浮效率，减少净水剂的投放量以及由投放药剂引起的副作用，如，造成下个周期采出水的组成更加复杂，处理难度增加的问题。

4、本发明处理方法易操作，实现自动化控制，处理效果好，对难降解采油污水有针对性和较好的处理效果。

附图说明

图1为该发明工艺技术流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明技术方案进行详细说明。

图1为实施例中的工艺技术流程示意图。油田难降解采油污水依次经沉降罐→浮选池→一级硅藻土生物强化悬浮澄清池→二级硅藻土生物强化悬浮澄清池→一级电氧化单元→二级电氧化单元→一级过滤器→二级过滤器→大孔吸附树脂床完成污水的处理。

本发明中的油田难降解采油污水的处理方法，具体包括以下步骤：

1、稠油污水首先经过传统的沉降罐、浮选池的沉降与浮选工序，以除油除机渣。

2、采油污水采用传统的大罐沉降与浮选除油后，进入研制开发的一种硅藻土生物强化悬浮澄清池，该池利用改性硅藻土形成悬浮污泥层，对进水中的有机物、悬浮物、胶体、油等进行过滤捕集。在运行过程中，多孔的改性硅藻土（呈正电性）表面生成微生物膜，对捕集获取有机物进行生物降解，减缓污染物在硅藻土悬浮层中的富集，减少排泥量和硅藻土更换率；

步骤2中硅藻土为传统硅藻土的改性产品，具备硅藻土多孔、比表面大、吸附性强的优点与聚铝絮凝剂絮凝捕集能力强的优点，所形成的悬浮硅藻土污泥层层高达到2~4m，污水上流流速要求控制在2~4m/h，可以使污水中的有机物吸附并捕集在硅藻土污泥层中。

硅藻土的表面及孔内表面分布有大量的硅羟基,硅羟基在水溶液中离解出H+,使其颗粒表现出一定的表面负电性。改性后的硅藻土呈现正电性，并进一步增大比表面积。向硅藻原土中加人适量的离子聚合药剂,制成改性阳离子硅藻土产品,根据聚合程度的不同，可实现对污水中的正电荷和负电荷胶体颗粒的脱稳，对油田难降解采油污水中大量含有的呈电负性的溶解性物质吸附性能大大提高。

步骤2中应用的硅藻土可以附着生物膜，在浮选单位污水中溶解氧值较高，可以实现硅藻土表面吸附的有机物在生物作用下实现一定程度的降解，根据原污水污染物浓度高低，可以采用1~3级硅藻土生物强化悬浮澄清池实现较高COD的污水的处理。

3、步骤2的出水中，大分子的有机物被硅藻土生物强化悬浮澄清池去除，剩余溶解性有机物的分子量减少，可氧化性增强后，进入电氧化单元。利用采油污水中的含盐量，在惰性电极所产生的活性氧、活性氯等高氧化性物质，对污水中分子量较小的溶解性有机物进行氧化降解，进一步减少有机物含量；

步骤3中，电极选择非溶解性的电极，如涂有贵金属的钛基电极、炭电极等惰性电极，电压控制在5~10v，电氧化时间控制在20~60min。

上述电氧化单元电场本身所具有的杀菌作用以及电解过程产生的化学杀菌作用，可以不用或减少杀菌剂的投放量；电场具有的凝聚作用可以提高气浮效率，减少净水剂的投放量以及由投放药剂引起的副作用，如，造成下个周期采出水的组成更加复杂，处理难度增加的问题。

4、步骤3的出水进入两级过滤器，进行过滤；

步骤4中的过滤可以是多级过滤，通常是一至二级过滤，加一级保安过滤，滤料采用核桃壳和、石英砂或重晶石。过滤出水的含油与悬浮物均≤2mg/l。

5、步骤4的出水，进入大孔吸附树脂床，作为出水达标处理的把关单元，将多余的有机物吸附入多孔介质-树脂中，并可以实现再生重复利用。从而确保出水满足COD＜50mg/L的排放标准。

步骤5中的大孔吸附树脂应选用粒径范围在0.5mm~1.5mm的苯乙烯系大孔吸附树脂，其再生采用4%NaCl+2%NaOH实现。

以上本发明中采用硅藻土生物强化悬浮澄清池-电氧化-大孔吸附树脂分级处理方法，高效、经济、节省成本、易控，且不投加药剂，降低污泥产量，能实现节能环保的污水处理达标处理。

Claims (6)

1.一种油田难降解采油污水的处理装置，其特征在于：其包括沉降罐、浮选池、一级或多级硅藻土生物强化悬浮澄清池、一级或多级电氧化单元、两级以上过滤器以及大孔吸附树脂床；进行采油污水处理时，污水依次进入沉降罐、浮沉池、硅藻土生物强化悬浮澄清池、电氧化单元、两级以上过滤器和大孔吸附树脂床；其中：所述一级或多级硅藻土生物强化悬浮澄清池中的填料为表面富含正电荷的改性硅藻土；所述一级或多级电氧化单元中采用的电极为非溶解性的电极；所述两级以上过滤器中的滤料选自核桃壳、石英砂、金刚砂或重晶石的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于：所述非溶解性的电极为涂有贵金属的钛基电极或炭电极。

3.根据权利要求1所述的处理装置，其特征在于：所述大孔吸附树脂床中填充的为粒径范围在0.5mm~1.5mm的苯乙烯系大孔吸附树脂。

4.一种油田难降解采油污水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）采油污水采用传统的沉降罐和浮选池沉降与浮选除油后，进入一级或多级硅藻土生物强化悬浮澄清池，利用表面富含正电荷的改性硅藻土形成悬浮污泥层，对进水中的有机物、悬浮物、胶体和油进行过滤捕集；

（2）步骤（1）的出水进入一级或多级电氧化单元，利用采油污水中的含盐量，利用包括电产羟基自由基、活性氧和活性氯在内的氧化性物质进一步降解减少有机物含量；

（3）步骤（2）的出水进入两级以上过滤器，进行过滤，除去前述单元产生的微絮凝絮体和破乳的悬浮体；

（4）步骤(3)的出水进入大孔吸附树脂床，作为出水达标处理的把关单元，将多余的有机物吸附入大孔吸附树脂中，从而确保出水满足COD˂50mg/L的排放标准。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，悬浮污泥层的层高达到2~4m，污水上流流速要求控制在2~4m/h。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，电压控制在5~10v，电氧化时间控制在20~60min。