CN105198158A - 一种油气田废水的深度处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油气田废水的深度处理方法，包括以下步骤：第一步、将油田废水进行物理预处理；第二步、然后依次进行厌氧处理、好氧处理；第三步、然后进行电化学处理和臭氧处理；第四步、最后进行紫外线消毒处理。本发明提供一种油气田废水的深度处理方法首先对废水进行物理预处理，去除废水中的大多数石油类物质和固体污染物，为后续工艺的进行创造了条件，然后将预处理后的废水通过厌氧和好氧处理，进一步的降低污水中的有机物含量，减轻了后续处理的有机物负荷，最后通过电化学处理和臭氧处理，对废水中的各种污染物进行进一步的降解，随后消毒后，废水可以直接外排或者回注到油田中。
Description
技术领域
本发明涉及油气田废水的处理领域，尤其涉及一种油气田废水的深度处理方法。
背景技术
由于油田污水种类多，地层差异及钻井工艺不同等原因，各油田污水处理站不仅水质差异大，而且油田污水的水质变化大，这为油田污水的处理带来困难。采用注水开采的油田，从注水井注人油层的水，其中大部分通过采油井随原油一起回到地面，这部分水在原油外运和外输前必须加以脱除，脱出的污水中含有原油，因此被称为油田采出水。钻井污水成分也十分复杂，主要包括钻井液、洗井液等。其它类型污水主要包括油污泥堆放场所的渗滤水、洗涤设备的污水、油田地表径流雨水、生活污水以及事故性泄露和排放引起的污染水体等。油气田废水治理工艺主要有回注、资源化回用及处理达标外排三种
油气田水具有同地下岩层及天然气长期接触，所以除含石油类外，还溶进了可溶性盐类、悬浮物、有害气体、有机物等，此外采气过程中还可能人为地添加各类添加剂，所以油气田水(以下称油气田废水)表现出以下4个特点：
1.石油类含量高油气田废水中石油类含量100～500mg/L，石油类以悬浮态存在为主，部分为乳化态，乳化油分布稳定不易分离。
2.有机物含量较高川西地区油气田废水COD基本在800～3000mg/L之间，废水中可能存在一定量环状芳烃类衍生物，性质稳定，不易被氧化去除。
3.SS含量高悬浮颗粒微小，粒径一般为1～100μm，废水总SS为300～2000mg/L。
4.矿化度高含多种盐类，每升废水氯离子浓度达到几万甚至十几万毫克。
这些特点决定了油气田废水不能直接排放到环境中，必须妥善处理。。随着全球对环保重视程度的提高，以及淡水资源的短缺，未来的发展方向为不外排、不浪费，尽量资源化回用。
发明内容
为了克服现有技术中的缺陷，提供一种油气田废水的深度处理方法。
本发明通过下述方案实现：
一种油气田废水的深度处理方法，包括以下步骤：
第一步、将油田废水进行物理预处理；
第二步、然后依次进行厌氧处理、好氧处理；
第三步、然后进行电化学处理和臭氧处理；
第四步、最后进行紫外线消毒处理。
所述物理预处理包括以下步骤：
将油田废水首先进入调节池，减少水质水量变化的冲击；然后废水从该调节池进入其后的絮凝反应器，然后进行气浮处理。
在所述絮凝反应器往废水中投入PAM阴离子絮凝剂，絮凝剂使用时要配置成1g/L的稀溶液，在废水中投加10ppm/L的PAM稀溶液。
所述气浮处理是在气浮反应器中进行，在多相溶泵产生的溶气水的作用下废水中的悬浮物被除去；经气浮反应器分离后，废水进入下一工序处理，产生的污泥则进入集泥池，所述溶气水的压力为0.5～2Mpa，所述溶气水的微气泡粒径为30-80微米。
将经过物理预处理的废水进入上流式兼氧缺氧污泥床反应器进行厌氧处理，然后将厌氧处理后的废水进入氧化沟中进行好氧处理。
所述上流式兼氧缺氧污泥床反应器的容积负荷为6～10kgCOD/(m3·d)、产气率为0.5～0.7m3/kgCOD；
所述氧化沟的水力停留时间为10-40小时、活性污泥浓度：2500-4500mg/l、沟内平均流速：0.3-0.5m/s。
所述电化学处理是在电化学处理池中进行，在废水进入电化学处理池之前首先调节pH值至6～10、氯离子浓度至3～8g/L；
所述电化学处理池的阳极采用网状钛基涂层电极制成，阴极采用网状钛板电极制成，电流密度为50～100mA/cm2，废水停留时间为30～120min。
所述臭氧处理中臭氧的投加量为10mg/L，所述臭氧的投加采用增压泵与水射器相配合的方式，所述水射器的气水比为1∶5。
所述紫外线消毒处理为采用紫外线消毒系统对污水进行消毒，该系统包括至少一个位于保护套内部的紫外线灯，待处理废水流过紫外线灯的照射区域进行消毒。
本发明的有益效果为：
1.本发明提供一种油气田废水的深度处理方法对废水进行絮凝反应、气浮处理，絮凝反应产生的絮凝体长大到一定体积后即在重力作用下脱离水相沉淀，从而去除废水中的大量悬浮物，从而达到水处理的效果。为提高分离效果，可适时、适量加入助凝剂；气浮处理在水中形成高度分散的微小气泡，粘附废水中疏水基的固体或液体颗粒，形成水-气-颗粒三相混合体系，颗粒粘附气泡后，形成表观密度小于水的絮体而上浮到水面，形成浮渣层被刮除，从而实现固液或者液液分离的过程，通过絮凝反应和气浮反应可以有效的去除油田废水中的石油类物质和其他的污染物，为后续的处理提供了良好的基础；
2.本发明提供一种油气田废水的深度处理方法依次对污水进行厌氧处理、好氧处理，在厌氧处理的过程中，石油类等复杂的有机化合物被分解，转化为简单、稳定的化合物，同时释放能量。其中，大部分的能量以甲烷的形式出现，这是一种可燃气体，可回收利用。同时仅少量有机物被转化而合成为新的细胞组成部分；在好氧处理过程中，污水在氧化沟中曝气，污水中的有机污染物被活性污泥颗粒吸附在菌胶团的表面上，这是由于其巨大的比表面积，和多糖类黏性物质，同时一些大分子有机物在细菌胞外酶作用下分解为小分子有机物，活性污泥反应进行的结果，污水中有机污染物得到降解而去除，活性污泥本身得以繁衍增长，污水则得以净化处理；
3.本发明提供一种油气田废水的深度处理方法通过电化学处理方法，让污染物直接在阳极失去电子而发生氧化，在含氰化物、含酚、含醇、含氮的有机废水处理中，其中电化学法设备占地面积小，操作灵活，排污量小，不仅可以处理无机污染物，也可以处理有机污染物，甚至连一些无法生物降解的有毒有机物与某些含重金属污水都可用此方法进行处理；
4.本发明提供一种油气田废水的深度处理方法还通过臭氧处理对废水进行处理，臭氧降解难降解的大分子及有机物；臭氧还可以脱色、除味；臭氧去除污水中的色、嗅、味和酚氯等污染物，增加水中的溶解氧，改善水质。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步说明：
实施例1
一种油气田废水的深度处理方法，包括以下步骤：
第一步、将油田废水进行物理预处理；
第二步、然后依次进行厌氧处理、好氧处理；
第三步、然后进行电化学处理和臭氧处理；
第四步、最后进行紫外线消毒处理。
所述物理预处理包括以下步骤：
将油田废水首先进入调节池，减少水质水量变化的冲击；然后废水从该调节池进入其后的絮凝反应器，然后进行气浮处理。
在所述絮凝反应器往废水中投入PAM阴离子絮凝剂，絮凝剂使用时要配置成1g/L的稀溶液，在废水中投加10ppm/L的PAM稀溶液。絮凝反应器选用有机阴离子型絮凝剂聚丙烯酰铵(PAM)配制成水溶液加入废水中，便会产生压缩双电层，使废水中的悬浮微粒失去稳定性，胶粒物相互凝聚使微粒增大，形成絮凝体、矾花。絮凝体长大到一定体积后即在重力作用下脱离水相沉淀，从而去除废水中的大量悬浮物，从而达到水处理的效果。为提高分离效果，可适时、适量加入助凝剂。处理后的污水在色度、含铬、悬浮物含量等方面基本上可达到排放标准，可以外排或用作人工注水采油的回注水。
所述气浮处理是在气浮反应器中进行，在多相溶泵产生的溶气水的作用下废水中的悬浮物被除去；经气浮反应器分离后，废水进入下一工序处理，产生的污泥则进入集泥池，所述溶气水的压力为01Mpa，所述溶气水的微气泡粒径为60微米。
气浮处理在水中形成高度分散的微小气泡，粘附废水中疏水基的固体或液体颗粒，形成水-气-颗粒三相混合体系，颗粒粘附气泡后，形成表观密度小于水的絮体而上浮到水面，形成浮渣层被刮除，从而实现固液或者液液分离的过程。
本发明中的气浮处理室空气加压溶入水中达到饱和，溶气水流减压进入气浮池时即释出微气泡，称加压溶气法。加压溶气水是气浮池出水的回流水，溶气罐出水通过减压阀或释放器进入气浮池。通过絮凝反应和气浮反应可以有效的去除油田废水中的石油类物质和其他的污染物，为后续的处理提供了良好的基础。
本发明提供一种油气田废水的深度处理方法对废水进行絮凝反应、气浮处理，絮凝反应产生的絮凝体长大到一定体积后即在重力作用下脱离水相沉淀，从而去除废水中的大量悬浮物，从而达到水处理的效果。为提高分离效果，可适时、适量加入助凝剂；气浮处理在水中形成高度分散的微小气泡，粘附废水中疏水基的固体或液体颗粒，形成水-气-颗粒三相混合体系，颗粒粘附气泡后，形成表观密度小于水的絮体而上浮到水面，形成浮渣层被刮除，从而实现固液或者液液分离的过程，通过絮凝反应和气浮反应可以有效的去除油田废水中的石油类物质和其他的污染物，为后续的处理提供了良好的基础。
将经过物理预处理的废水进入上流式兼氧缺氧污泥床反应器进行厌氧处理，然后将厌氧处理后的废水进入氧化沟中进行好氧处理。
所述上流式兼氧缺氧污泥床反应器的容积负荷为8kgCOD/(m3·d)、产气率为0.5m3/kgCOD；
所述氧化沟的水力停留时间为10小时、活性污泥浓度：2500mg/l、沟内平均流速：0.5m/s。
本发明提供一种油气田废水的深度处理方法依次对污水进行厌氧处理、好氧处理，在厌氧处理的过程中，石油类等复杂的有机化合物被分解，转化为简单、稳定的化合物，同时释放能量。其中，大部分的能量以甲烷的形式出现，这是一种可燃气体，可回收利用。同时仅少量有机物被转化而合成为新的细胞组成部分；在好氧处理过程中，污水在氧化沟中曝气，污水中的有机污染物被活性污泥颗粒吸附在菌胶团的表面上，这是由于其巨大的比表面积，和多糖类黏性物质，同时一些大分子有机物在细菌胞外酶作用下分解为小分子有机物，活性污泥反应进行的结果，污水中有机污染物得到降解而去除，活性污泥本身得以繁衍增长，污水则得以净化处理。
所述电化学处理是在电化学处理池中进行，在废水进入电化学处理池之前首先调节pH值至10、氯离子浓度至8g/L；
所述电化学处理池的阳极采用网状钛基涂层电极制成，阴极采用网状钛板电极制成，电流密度为75mA/cm2，废水停留时间为80min。
本发明提供一种油气田废水的深度处理方法通过电化学处理方法，让污染物直接在阳极失去电子而发生氧化，在含氰化物、含酚、含醇、含氮的有机废水处理中，其中电化学法设备占地面积小，操作灵活，排污量小，不仅可以处理无机污染物，也可以处理有机污染物，甚至连一些无法生物降解的有毒有机物与某些含重金属污水都可用此方法进行处理。
所述臭氧处理中臭氧的投加量为10mg/L，所述臭氧的投加采用增压泵与水射器相配合的方式，所述水射器的气水比为1∶5。臭氧离解的羟基自由基，它是发生在水中的已知氧化剂中最活泼的氧化剂，它很容易通过基型反应将各种类型的有机物氧化。羟基自由基还可与其他物质如苯衍生物等形成二次氧化基，它还能将碳酸盐或重碳酸盐离子氧化成可起三次氧化剂作用的碳酸根或重碳酸根，臭氧分子可离解成过氧化物高子的过羟基。
本发明提供一种油气田废水的深度处理方法还通过臭氧处理对废水进行处理，臭氧降解难降解的大分子及有机物；臭氧还可以脱色、除味；臭氧去除污水中的色、嗅、味和酚氯等污染物，增加水中的溶解氧，改善水质。
所述紫外线消毒处理为采用紫外线消毒系统对污水进行消毒，该系统包括至少一个位于保护套内部的紫外线灯，待处理废水流过紫外线灯的照射区域进行消毒。
本实施例中，废水的进水水质和出水水质如表1所示。
表1废水进出水水质
| 项目 | COD(mg/L) | BOD(mg/L) | NH3-N(mg/L) |
| 进水水质 | 3500 | 500 | 68 |
| 出水水质 | 10 | 3 | 1 |
实施例2
一种油气田废水的深度处理方法，包括以下步骤：
第一步、将油田废水进行物理预处理；
第二步、然后依次进行厌氧处理、好氧处理；
第三步、然后进行电化学处理和臭氧处理；
第四步、最后进行紫外线消毒处理。
所述物理预处理包括以下步骤：
将油田废水首先进入调节池，减少水质水量变化的冲击；然后废水从该调节池进入其后的絮凝反应器，然后进行气浮处理。
在所述絮凝反应器往废水中投入PAM阴离子絮凝剂，絮凝剂使用时要配置成1g/L的稀溶液，在废水中投加10ppm/L的PAM稀溶液。
所述气浮处理是在气浮反应器中进行，在多相溶泵产生的溶气水的作用下废水中的悬浮物被除去；经气浮反应器分离后，废水进入下一工序处理，产生的污泥则进入集泥池，所述溶气水的压力为0.5Mpa，所述溶气水的微气泡粒径为30微米。
将经过物理预处理的废水进入上流式兼氧缺氧污泥床反应器进行厌氧处理，然后将厌氧处理后的废水进入氧化沟中进行好氧处理。
所述上流式兼氧缺氧污泥床反应器的容积负荷为6kgCOD/(m3·d)、产气率为0.7m3/kgCOD；
所述氧化沟的水力停留时间为40小时、活性污泥浓度：4500mg/l、沟内平均流速：0.5m/s。
所述电化学处理是在电化学处理池中进行，在废水进入电化学处理池之前首先调节pH值至8、氯离子浓度至6g/L；
所述电化学处理池的阳极采用网状钛基涂层电极制成，阴极采用网状钛板电极制成，电流密度为50mA/cm2，废水停留时间为30min。
所述臭氧处理中臭氧的投加量为10mg/L，所述臭氧的投加采用增压泵与水射器相配合的方式，所述水射器的气水比为1∶5。
所述紫外线消毒处理为采用紫外线消毒系统对污水进行消毒，该系统包括至少一个位于保护套内部的紫外线灯，待处理废水流过紫外线灯的照射区域进行消毒。
本实施例中，废水的进水水质和出水水质如表2所示。
表2废水进出水水质
| 项目 | COD(mg/L) | BOD(mg/L) | NH3-N(mg/L) |
| 进水水质 | 3700 | 500 | 68 |
| 出水水质 | 8 | 4 | 2 |
实施例3
一种油气田废水的深度处理方法，包括以下步骤：
第一步、将油田废水进行物理预处理；
第二步、然后依次进行厌氧处理、好氧处理；
第三步、然后进行电化学处理和臭氧处理；
第四步、最后进行紫外线消毒处理。
所述物理预处理包括以下步骤：
将油田废水首先进入调节池，减少水质水量变化的冲击；然后废水从该调节池进入其后的絮凝反应器，然后进行气浮处理。
在所述絮凝反应器往废水中投入PAM阴离子絮凝剂，絮凝剂使用时要配置成1g/L的稀溶液，在废水中投加10ppm/L的PAM稀溶液。
所述气浮处理是在气浮反应器中进行，在多相溶泵产生的溶气水的作用下废水中的悬浮物被除去；经气浮反应器分离后，废水进入下一工序处理，产生的污泥则进入集泥池，所述溶气水的压力为02Mpa，所述溶气水的微气泡粒径为80微米。
将经过物理预处理的废水进入上流式兼氧缺氧污泥床反应器进行厌氧处理，然后将厌氧处理后的废水进入氧化沟中进行好氧处理。
所述上流式兼氧缺氧污泥床反应器的容积负荷为10kgCOD/(m3·d)、产气率为0.6m3/kgCOD；
所述氧化沟的水力停留时间为20小时、活性污泥浓度：3000mg/l、沟内平均流速：0.3m/s。
所述电化学处理是在电化学处理池中进行，在废水进入电化学处理池之前首先调节pH值至6、氯离子浓度至3g/L；
所述电化学处理池的阳极采用网状钛基涂层电极制成，阴极采用网状钛板电极制成，电流密度为100mA/cm2，废水停留时间为120min。
所述臭氧处理中臭氧的投加量为10mg/L，所述臭氧的投加采用增压泵与水射器相配合的方式，所述水射器的气水比为1∶5。
所述紫外线消毒处理为采用紫外线消毒系统对污水进行消毒，该系统包括至少一个位于保护套内部的紫外线灯，待处理废水流过紫外线灯的照射区域进行消毒。
本实施例中，废水的进水水质和出水水质如表3所示。
表3废水进出水水质
| 项目 | COD(mg/L) | BOD(mg/L) | NH3-N(mg/L) |
| 进水水质 | 3450 | 4800 | 75 |
| 出水水质 | 10 | 7 | 1 |
本发明提供一种油气田废水的深度处理方法首先对废水进行物理预处理，去除废水中的大多数石油类物质和固体污染物，为后续工艺的进行创造了条件，然后将预处理后的废水通过厌氧和好氧处理，进一步的降低污水中的有机物含量，减轻了后续处理的有机物负荷，最后通过电化学处理和臭氧处理，对废水中的各种污染物进行进一步的降解，随后消毒后，废水可以直接外排或者回注到油田中。
尽管已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举，应当理解，对于本领域技术人员来说，对上述实施例做出修改或者采用等同的替代方案，这对本领域的技术人员而言是显而易见，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种油气田废水的深度处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步、将油田废水进行物理预处理；
第二步、然后依次进行厌氧处理、好氧处理；
第三步、然后进行电化学处理和臭氧处理；
第四步、最后进行紫外线消毒处理。
2.根据权利要求1所述的一种油气田废水的深度处理方法，其特征在于，所述物理预处理包括以下步骤：
将油田废水首先进入调节池，减少水质水量变化的冲击；然后废水从该调节池进入其后的絮凝反应器，然后进行气浮处理。
3.根据权利要求2所述的一种油气田废水的深度处理方法，其特征在于：在所述絮凝反应器往废水中投入PAM阴离子絮凝剂，絮凝剂使用时要配置成1g/L的稀溶液，在废水中投加10ppm/L的PAM稀溶液。
4.根据权利要求2所述的一种油气田废水的深度处理方法，其特征在于：所述气浮处理是在气浮反应器中进行，在多相溶泵产生的溶气水的作用下废水中的悬浮物被除去；经气浮反应器分离后，废水进入下一工序处理，产生的污泥则进入集泥池，所述溶气水的压力为0.5～2Mpa，所述溶气水的微气泡粒径为30-80微米。
5.根据权利要求1所述的一种油气田废水的深度处理方法，其特征在于：将经过物理预处理的废水进入上流式兼氧缺氧污泥床反应器进行厌氧处理，然后将厌氧处理后的废水进入氧化沟中进行好氧处理。
6.根据权利要求5所述的一种油气田废水的深度处理方法，其特征在于：所述上流式兼氧缺氧污泥床反应器的容积负荷为6～10kgCOD/(m3·d)、产气率为0.5～0.7m3/kgCOD；
所述氧化沟的水力停留时间为10-40小时、活性污泥浓度：2500-4500mg/l、沟内平均流速：0.3-0.5m/s。
7.根据权利要求1所述的一种油气田废水的深度处理方法，其特征在于：所述电化学处理是在电化学处理池中进行，在废水进入电化学处理池之前首先调节pH值至6～10、氯离子浓度至3～8g/L；
所述电化学处理池的阳极采用网状钛基涂层电极制成，阴极采用网状钛板电极制成，电流密度为50～100mA/cm2，废水停留时间为30～120min。
8.根据权利要求1所述的一种油气田废水的深度处理方法，其特征在于：所述臭氧处理中臭氧的投加量为10mg/L，所述臭氧的投加采用增压泵与水射器相配合的方式，所述水射器的气水比为1∶5。
9.根据权利要求1所述的一种油气田废水的深度处理方法，其特征在于：所述紫外线消毒处理为采用紫外线消毒系统对污水进行消毒，该系统包括至少一个位于保护套内部的紫外线灯，待处理废水流过紫外线灯的照射区域进行消毒。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20151230 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |