CN105906170A - 油田废弃物稠油油泥化学热洗流程设备及处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了油田废弃物稠油油泥化学热洗流程设备及处理工艺，包括加热、流化单元，所述加热、流化单元包括数个储液罐、流化反应罐和加热单元，所述储液罐连接流化反应罐，所述流化反应罐连接均质、固液分离系统，所述均质、固液分离系统包括调制罐和两项离心机，所述均质、固液分离系统连接污水预处理单元，所述污水预处理单元包括臭氧微纳米高级氧化装置和气浮装置，所述污水预处理单元连接污水深度处理单元，所述污水深度处理单元包括超滤反渗透装置和蒸发池，均质、固液分离系统和污水预处理单元同时连接污泥深度处理单元，所述污泥深度处理单元通过螺旋输送机连接均质、固液分离系统，所述污泥深度处理单元包括污泥生物处理池。

Description

油田废弃物稠油油泥化学热洗流程设备及处理工艺
技术领域
本发明涉及石油设备技术领域，具体涉及到油田废弃物稠油油泥化学热洗流程设备及处理工艺。
背景技术
本领域中，主要存在的问题是场站建设周期长，处理废弃物不够彻底，不能随钻井区块变动而迁移，造成废弃物运距拉长，增加运输成本，延长处理时间周期，不能满足钻井生产动迁的要求。
单井随钻处理的缺陷：处理量不够集中，随钻处理设备不能充分发挥效能，导致处理废弃物单方成本过高，给钻井生产成本带来压力。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种结构合理，使用方便的油田废弃物稠油油泥化学热洗流程设备及处理工艺，它解决了上述的这些问题。
本发明所采用的技术方案如下：油田废弃物稠油油泥化学热洗流程设备，包括加热、流化单元，所述加热、流化单元包括数个储液罐、流化反应罐和加热单元，所述储液罐连接流化反应罐，所述流化反应罐连接均质、固液分离系统，所述均质、固液分离系统包括调制罐和两项离心机，所述均质、固液分离系统连接污水预处理单元，所述污水预处理单元包括臭氧微纳米高级氧化装置和气浮装置，所述污水预处理单元连接污水深度处理单元，所述污水深度处理单元包括超滤反渗透装置和蒸发池，均质、固液分离系统和污水预处理单元同时连接污泥深度处理单元，所述污泥深度处理单元通过螺旋输送机连接均质、固液分离系统，所述污泥深度处理单元包括污泥生物处理池。
优选地，所述加热单元通过水管连接超滤反渗透装置。
优选地，所述加热、流化单元、均质、固液分离系统、污水预处理单元、污水深度处理单元、污泥深度处理单元均为可移动可拆装结构。
优选地，所述储液罐包括钻井废弃物储液罐、压裂反排液储液罐、油泥储液罐。
油田废弃物稠油油泥化学热洗流程设备的处理工艺，
包括：以下废弃物处理
1)钻井废弃物,2)压裂反排液,3)油泥,
处理单元包括：
1)加热、流化单元、2)均质、固液分离单元、3)污水预处理单、4)污水深度处理单元、5)污泥深度处理单元；
处理工艺如下：
1)钻井废弃物处理：均质、固液分离单元→污水预处理单元→污水深度处理单元→污泥深度处理单元；
2)压裂反排液处理：均质、固液分离单元→污水预处理单元→污水深度处理单元→污泥深度处理单元；
3)油泥处理：加热、流化单元→均质、固液分离单元→污水预处理单元→污水深度处理单元→污泥深度处理单元；
油田废弃物来料卸入专用储液单元，含固量和含油量较高的物料经过加热流化，同时添加药剂进行清洗后进入调质、离心分离单元进行油、水、泥三相分离；
泥相：通过螺旋输送机进入混拌器进行调质混拌，然后再进行“高级氧化+微生物处理”，最终达到土壤二类堆放标准；
油相：直接回收；
水相：进入微纳米气浮单元进行除油处理，浮出的油回收利用，气浮出水经过高级氧化单元氧化，氧化后进入膜法处理(超滤、反渗透)，最终达到外排水标准；
反渗透浓水再经过超级反渗透进一步浓缩处理，最终少量高浓度废水进入蒸发池进行晒盐回收处理。
优选地，本工艺处理量为：5～15m3/h。
优选地，本工艺能源类型为工业电、太阳能、燃油、燃气。
本发明的有益效果包括：
本工艺一体化设备，在进行固液分离的同时可将岩屑、废水进行无害化处理，处理后的固相和液相均能达到就地排放的标准。
本工艺深度处理单元能与泥浆不落地设备无缝对接，能满足油气田钻井过程中对环保的要求。
本工艺油泥成套处理设备采用“加热混合流化除油+固液分离处理+油水分离+深度氧化处理+膜法深度处理(超滤、反渗透)”的连续处理工艺可使处理后的废水达到GB8978－1996《污水综合排放标准》的一级排放标准，固液分离后的固相经“高级氧化+微生物处理”可达土壤的二类标准。
采用多级组合技术逐级消解工艺，通过组合多种先进技术手段，使废弃物中的污染物逐级消解，实现处理后的固相达到土壤二类标准，液相达到排放标准。
本工艺最终产水可循环用于前端工艺过程，实现水资源的循环利用，节约水资源；固相可以达标还原土壤实现再循环。
本工艺配套设备采用橇装式结构，各工艺设备功能组件集成于一个整体底座，便于安装、迁移；同时撬装设备结构紧凑，占地面积小；自动化控制程度适中，劳动强度低；操作简单、运行管理方便。
本工艺设备设计制造时充分考虑二次污染的防治，设备运行噪声低，废气可控，对周围环境无有害影响。
附图说明
图1为本发明油田废弃物稠油油泥化学热洗流程设备及处理工艺的结构示意图；
图2为本发明油田废弃物稠油油泥化学热洗流程设备及处理工艺的流程图；
图3为本发明油田废弃物稠油油泥化学热洗流程设备及处理工艺的原理图；
图4为本发明油田废弃物稠油油泥化学热洗流程设备及处理工艺的加热及油泥流化单元原理图；
图5为本发明油田废弃物稠油油泥化学热洗流程设备及处理工艺的均质及固液分离单元原理图；
图6为本发明油田废弃物稠油油泥化学热洗流程设备及处理工艺的污水预处理单元原理图；
图7为本发明油田废弃物稠油油泥化学热洗流程设备及处理工艺的污水深度处理单元原理图；
图8为本发明油田废弃物稠油油泥化学热洗流程设备及处理工艺的污泥深度处理单元原理图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
油田废弃物稠油油泥化学热洗流程设备，如图1-8所示，包括加热、流化单元，所述加热、流化单元包括数个储液罐、流化反应罐1和加热单元2，所述储液罐连接流化反应罐1，所述流化反应罐1连接均质、固液分离系统，所述均质、固液分离系统包括调制罐3和两项离心机4，所述均质、固液分离系统连接污水预处理单元，所述污水预处理单元包括臭氧微纳米高级氧化装置5和气浮装置6，所述污水预处理单元连接污水深度处理单元，所述污水深度处理单元包括超滤反渗透装置7和蒸发池9，均质、固液分离系统和污水预处理单元同时连接污泥深度处理单元，所述污泥深度处理单元通过螺旋输送机连接均质、固液分离系统，所述污泥深度处理单元包括污泥生物处理池8。
优选地，所述加热单元2通过水管连接超滤反渗透装置。
优选地，所述加热、流化单元、均质、固液分离系统、污水预处理单元、污水深度处理单元、污泥深度处理单元均为可移动可拆装结构。
优选地，所述储液罐包括钻井废弃物储液罐、压裂反排液储液罐、油泥储液罐。
油田废弃物稠油油泥化学热洗流程设备的处理工艺，
包括：以下废弃物处理
1)钻井废弃物,2)压裂反排液,3)油泥,
处理单元包括：
1)加热、流化单元、2)均质、固液分离单元、3)污水预处理单、4)污水深度处理单元、5)污泥深度处理单元；
处理工艺如下：
1)钻井废弃物处理：均质、固液分离单元→污水预处理单元→污水深度处理单元→污泥深度处理单元；
2)压裂反排液处理：均质、固液分离单元→污水预处理单元→污水深度处理单元→污泥深度处理单元；
3)油泥处理：加热、流化单元→均质、固液分离单元→污水预处理单元→污水深度处理单元→污泥深度处理单元；
油田废弃物来料卸入专用储液单元，含固量和含油量较高的物料经过加热流化，同时添加药剂进行清洗后进入调质、离心分离单元进行油、水、泥三相分离；
泥相：通过螺旋输送机进入混拌器进行调质混拌，然后再进行“高级氧化+微生物处理”，最终达到土壤二类堆放标准；
油相：直接回收；
水相：进入微纳米气浮单元进行除油处理，浮出的油回收利用，气浮出水经过高级氧化单元氧化，氧化后进入膜法处理(超滤、反渗透)，最终达到外排水标准；
反渗透浓水再经过超级反渗透进一步浓缩处理，最终少量高浓度废水进入蒸发池进行晒盐回收处理。
优选地，本工艺处理量为：5～15m3/h。
优选地，本工艺能源类型为工业电、太阳能、燃油、燃气。
实施例：
加热及油泥流化单元
根据来料情况选用专用储存罐，并选择加热单元模块和流化单元模块进行前期油泥流化除油处理。
油田废弃物(压裂液、钻井液和油泥)来料后分类存储；
配电导热油炉加热单元，对需要高温流化洗油的稠油泥进行加温操作；
按预定的流化比和流化温度，在流化罐内通入油泥和热水进行流化作业。
流化罐出料进入下一流程单元进行调质分离处理。
采用热洗油工艺实现稠油泥的流化并进行油、泥、水分离；
选用高效的微蛋白表面活性剂除油剂，在高温工艺下实现高效分离油；
工艺设备采用橇装式，各工艺设备功能组件集成于一个整体底座，便于安装、迁移；同时撬装设备结构紧凑，占地面积小；
根据来料变化，选用不同模块设备实现不同来料的处理目标；
自动化控制程度适中，劳动强度低；操作简单、运行管理方便。
设备配置
储液罐、加热装置、流化罐、输送泵、加热罐。
均质及固液分离单元
采用两相离心机和三相碟片的二级分离法，实现油、水、泥三相的充分分离回收，提高回收效率，减少下级流程负担。
油田废液通过输送泵进入均质罐，同时通过微纳米气泡泵循环溶入一定比例的除油剂进行混拌除油；
油泥通过加热流化后用泵输送到均质罐，均质罐进行加热保温处理，同时溶入一定比例的药剂，并通过充分混拌实现油泥分离；
来料经过均质罐溶药、搅拌、除油后通过输送泵进入两相离心机进行一级固液分离处理，出泥进入下一流程单元，出液再通过输送泵进入三相碟片离心分离；
三相碟片出油回收，出泥进入下一流程，出水进入缓冲罐；
缓冲罐出水进下一污水预处理氧化单元。
对油泥进行加温保温处理，通过溶入除油剂进行热洗油操作，分离油效果好，时间短，效率高；
通过微纳米气泡泵循环溶入除油剂，提高有限容积内的药剂使用效率，提高除油效率。
两相离心机和三相离心机的配合使用，使油、水、泥三相充分分离，使油中含水、水中含油和泥中含油均大幅降低，为水相进入下一流程单元处理降低负荷。
设备配置
两相卧罗离心机、微纳米气泡泵、三相碟片离心机、输送泵、均质罐、缓冲罐、计量泵。
污水预处理单元
采用气浮+微纳米气泡高级氧化实现污水的除油、氧化去杂。
来液进入混合反应区，同时加入PAC药液；
经过一级混合反应后，污水进入二级混合反应区，同时泵入PAM药液，混合后污水从底部进入气浮反应区；
气浮处理后的污水经溢流堰进入清水氧化池，通入微纳米气泡臭氧进行高级氧化处理，处理出水按流程进入深度处理流程；
气反应区浮油经刮板刮入浮油槽，自流进入浮油池存放。
技术参数
单元处理量：5～15m3/h；防爆防护等级：dIIBT4，IP54；产水含油：≤100ppm；产水ss：≤100ppm。
设备配置
溶药罐、浮油池、反应池、清水池、气浮池、循环泵、微纳米气泡泵。污水深度处理单元
采用一级陶瓷膜超滤+二级RO过滤实现不同要求的油田作业废水深度达标处理，可实现处理水回用和净水外排。
来水经前段预处理后，通过超滤供料泵进入超滤系统；
来水在超滤循环泵的作用下形成超滤内循环，部分清水透过超滤膜形成超滤产水，同时超滤膜截留SS和oil形成超滤浓水回前端进行预处理；
超滤出水进入RO原水箱，原水通过RO供料泵进入前段保安过滤器过滤后，在RO增压泵的作用下形成RO内循环，部分清水透过RO膜形成RO产水；
同时RO膜截留金属离子和有机物杂质形成RO浓水回前端预处理工艺。
选用超滤和RO过滤设备，采用错流过滤，耐污染，操作稳定，通量高；清洗周期长，清洗通量恢复效率高；
一级陶瓷膜过滤，有效拦油，降低出水含油率，出水达到回注水标准；
二级反渗透膜过滤，选用陶氏海水膜，有效降低BOD和COD，达到外排水标准；
超滤陶瓷膜耐酸碱及氧化物，耐微生物侵蚀，使用寿命长；
设备本体部件设计制作耐腐蚀，机械强度高，占地面积小，使用寿命长；
总体工艺实现PLC自动化控制，劳动强度低；
设备易损件少，维护简单。
单元处理量：5～15m3/h；防爆防护等级：dIIBT4，IP54、超滤产水含油：≤5ppm、RO产水含油：≤1ppm、超滤产水ss：≤5ppm、RO产水ss：≤1ppm。
设备配置
超滤过滤器、上料泵、反渗透过滤器、循环泵、SuperRO过滤器+蒸发池、保安过滤器。
污泥深度处理单元
污泥流化后，通过微纳米气泡臭氧进行快速氧化，污泥中的有毒有害物质大部分被快速氧化成无毒的化合物，少量有机物被氧化降解，大多数重金属离子被氧化，这样为后续微生物处理打下良好基础。
污泥经过药剂清洗后，进入两相卧螺离心机进行固液分离，分离后的固相即污泥中含有少量的油、有机物及少量的重金属离子，污泥进入反应罐进行流化后，用微纳米气泡泵通入高浓度的臭氧及等离子氧化物质进行高级及氧化循环，经一定时间的充分反应后，上述有毒有害物质转化为无害物质。
采用生物处理剂对污泥进行稳化处理，使污泥中污染物不向土壤、水等周围环境转移；
利用土壤中丰富微生物，使固定在污泥中的污染物较快降解。降解完成后，污泥主要指标符合土壤环境质量标准二级标准要求(GB15618-1995)；
避免其他工艺污泥固化处理过程中，占用土地资源的问题；
处理工艺简单、实用性强、费用低、效率高。
技术参数
单元处理量：5～15m3/h；防爆防护等级：dIIBT4，IP54。
设备配置
洗泥罐、纳米氧化装置、离心机、输送泵、反应罐、沉淀池、生物反应池。
上述实施方式只是本发明的优选实施例，并不是用来限制本发明的实施与权利范围的，凡依据本发明申请专利保护范围所述的内容做出的等效变化和修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims (7)

1.油田废弃物稠油油泥化学热洗流程设备，其特征在于，包括加热、流化单元，所述加热、流化单元包括数个储液罐、流化反应罐和加热单元，所述储液罐连接流化反应罐，所述流化反应罐连接均质、固液分离系统，所述均质、固液分离系统包括调制罐和两项离心机，所述均质、固液分离系统连接污水预处理单元，所述污水预处理单元包括臭氧微纳米高级氧化装置和气浮装置，所述污水预处理单元连接污水深度处理单元，所述污水深度处理单元包括超滤反渗透装置和蒸发池，均质、固液分离系统和污水预处理单元同时连接污泥深度处理单元，所述污泥深度处理单元通过螺旋输送机连接均质、固液分离系统，所述污泥深度处理单元包括污泥生物处理池。
2.根据权利要求1所述的油田废弃物稠油油泥化学热洗流程设备，其特征在于，所述加热单元通过水管连接超滤反渗透装置。
3.根据权利要求1所述的油田废弃物稠油油泥化学热洗流程设备，其特征在于，所述加热、流化单元、均质、固液分离系统、污水预处理单元、污水深度处理单元、污泥深度处理单元均为可移动可拆装结构。
4.根据权利要求1所述的油田废弃物稠油油泥化学热洗流程设备，其特征在于，所述储液罐包括钻井废弃物储液罐、压裂反排液储液罐、油泥储液罐。
5.油田废弃物稠油油泥化学热洗流程设备的处理工艺，其特征在于，
包括：以下废弃物处理
1)钻井废弃物,2)压裂反排液,3)油泥,
处理单元包括：
1)加热、流化单元、2)均质、固液分离单元、3)污水预处理单、4)污水深度处理单元、5)污泥深度处理单元；
处理工艺如下：
1)钻井废弃物处理：均质、固液分离单元→污水预处理单元→污水深度处理单元→污泥深度处理单元；
2)压裂反排液处理：均质、固液分离单元→污水预处理单元→污水深度处理单元→污泥深度处理单元；
3)油泥处理：加热、流化单元→均质、固液分离单元→污水预处理单元→污水深度处理单元→污泥深度处理单元；
油田废弃物来料卸入专用储液单元，含固量和含油量较高的物料经过加热流化，同时添加药剂进行清洗后进入调质、离心分离单元进行油、水、泥三相分离；
泥相：通过螺旋输送机进入混拌器进行调质混拌，然后再进行“高级氧化+微生物处理”，最终达到土壤二类堆放标准；
油相：直接回收；
水相：进入微纳米气浮单元进行除油处理，浮出的油回收利用，气浮出水经过高级氧化单元氧化，氧化后进入膜法处理(超滤、反渗透)，最终达到外排水标准；
反渗透浓水再经过超级反渗透进一步浓缩处理，最终少量高浓度废水进入蒸发池进行晒盐回收处理。
6.根据权利要求1所述的油田废弃物稠油油泥化学热洗流程设备的处理工艺，其特征在于，本工艺处理量为：5～15m3/h。
7.根据权利要求1所述的油田废弃物稠油油泥化学热洗流程设备的处理工艺，其特征在于，本工艺能源类型为工业电、太阳能、燃油、燃气。
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