CN108910982B - 一种油田三元复合驱含油污水预处理剂及其处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油田三元复合驱含油污水预处理剂及其处理方法，属于污水处理技术领域。该预处理剂包括以下按质量百分数计的原料：活性炭5～20％、膨润土10～50％、沸石粉10～50％、硫酸铝3～15％、聚合硫酸铁5～35％、丙酮肟1～10％、硫酸亚铁5～20％。该预处理剂及其处理方法能够有效处理油田三元复合驱含油污水，处理后达到回注水要求，节约水资源，保护油田环境，处理效率高，加药量相对较小，工艺运行稳定，减低油田三元复合驱污水处理成本，提高油田经济和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种油田三元复合驱含油污水预处理剂及其处理方法。
背景技术
石油开采已有一百多年历史，长期以来是分两次采出：第一次是钻井利用地下1500～5000米深的油田内高温、高压喷出；第二次由于油田上部空间增大和采油漏气而减压，只能利用电动机--曲柄连杠结构--活塞泵形式的“磕头机”抽油；两次采油只能采出40～60％。目前，我国为了满足日益增加的石油需求，经过十年努力，在石油开采方法上创造了三元复合驱采油技术。三元复合驱是指将表面活性剂-碱-聚合物三类化学物质按一定质量比配制成稀水溶液作为驱替液注入地层，达到强化采油提高收率之目的的三次采油新技术。大庆油田先后开展了强碱三元复合驱和弱碱三元复合驱技术的先导型矿场试验、工业性矿场试验，已进入工业化推广阶段。根据矿场试验情况，三元复合驱采出液和采出污水的处理问题逐渐成为油田环保的主要问题。
由于三元复合驱使用聚丙烯酰胺、阴离子表面活性剂、碱及其他化学药剂作为驱油体系，导致采出污水的组成复杂、水质恶化，主要表现在：(1)水的粘度增加，油泥水的分离速度变慢；(2)水的乳化稳定性增加，油水分离的难度加大；(3)水的负电性增强，油和悬浮固体的稳定性增强，聚并困难；(4)水的结垢趋势增强，容易形成钙镁硅的混合垢；(5)水质不稳定，从水中持续析出含钙镁硅的胶体微粒。
针对如上污水特征，无法用常规的处理技术有效处理上述污水。而且，三元复合驱及其污水回灌前的处理是在长期的三次采油过程中周而复始地连续运行，所用的药剂会在污水中积累，水质会越来越恶劣。因此，提供一种处理效果好、处理效率高的油田三元复合驱含油污水处理方法是三元复合驱技术推广亟待解决的问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种油田三元复合驱含油污水预处理剂及其处理方法，该预处理剂及其处理方法能够有效处理油田三元复合驱含油污水，处理后达到回注水要求，节约水资源，保护油田环境，处理效率高，加药量相对较小，工艺简单、运行稳定，减低油田三元复合驱污水处理成本，提高油田经济和社会效益。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种油田三元复合驱含油污水预处理剂，其包括以下按质量百分数计的原料：活性炭5～20％、膨润土10～50％、沸石粉10～50％、硫酸铝3～15％、聚合硫酸铁5～35％、丙酮肟1～10％、硫酸亚铁5～20％。
作为本发明优选的实施方式，本发明的油田三元复合驱含油污水预处理剂包括以下按质量百分数计的原料：活性炭8～15％、膨润土20～40％、沸石粉20～40％、硫酸铝5～10％、聚合硫酸铁5～20％、丙酮肟3～8％、硫酸亚铁8～15％。
作为本发明优选的实施方式，本发明的油田三元复合驱含油污水预处理剂包括以下按质量百分数计的原料：活性炭10％、膨润土30％、沸石粉30％、硫酸铝6％、聚合硫酸铁10％、丙酮肟4％、硫酸亚铁10％。
作为本发明优选的实施方式，所述沸石粉由以下按质量百分数计的原料制成：二氧化硅5～20％、三氧化铝25～45％、贝壳1～10％、建筑废料10～25％、粘土15～30％、粘接剂12～25％。
作为本发明优选的实施方式，所述粘接剂是由水玻璃与羧甲基纤维素钠按30％:70％的比例制成的。
作为本发明优选的实施方式，所述膨润土为200～500目的钙基或钠基或酸性膨润土。
本发明还提供了以上所述油田三元复合驱含油污水的处理方法，其包括以下步骤：
1)油田三元复合驱含油污水通过管道输送到初沉池自然沉淀，沉淀时间为6～48h，得到第一上清液；
2)第一上清液经水泵输送至预处理池中，按1～6％的量投加如上所述的预处理剂，搅拌均匀后曝气20～60min；
3)经过预处理后的第一上清液输送至沉淀池中自然沉淀15～60min，得到的第二上清液进入含有噬油菌的好氧池进行微小有机物的吸附和消解，反应时间为12～48h，得到第一处理液；
4)第一处理液进入厌氧池中进行厌氧处理，反应时间为12～48h，得到第二处理液；
5)第二处理液进入生物池中，反应时间为24～72h，得到第三处理液；
6)第三处理液进入气浮装置中进行气浮处理以去除悬浮物，处理时间为15～45min；气浮处理完毕后第三处理液进入清水池进行缓解，12～48h后达标排放。
本发明还提供了一种油田三元复合驱含油污水的处理系统，其包括通过输送管道依次连通的初沉池、预处理池、沉淀池、好氧池、厌氧池、生物池、气浮装置和清水池；所述预处理池通过管道与装有上所述的预处理剂的药剂罐连通；还包括曝气单元、以及用于处理污泥的污泥池和污泥消化单元；所述预处理池底部、沉淀池底部、好氧池底部和厌氧池底部均通过管道与所述曝气单元连通；所述初沉池底部、预处理池底部、沉淀池底部和气浮装置底部均通过管道与所述污泥池连通，所述污泥消化单元与污泥池连通。
作为本发明优选的实施方式，所述沉淀池通过管道与装有絮凝剂的药剂罐连通。
作为本发明优选的实施方式，所述生物池内装设有若干个过滤吸附柱，所述过滤吸附柱内装填有人工沸石，所述过滤吸附柱的外表面吸附有好氧菌。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明所述的预处理剂及其处理方法和处理系统通过预处理剂可使阴离子聚丙烯酰胺发生显著的降解反应，伴随着阴离子聚丙烯酰胺的降解，污水的粘度明显降低，有利于除油、除悬浮物等净水过程的进行；在曝气过程中阴离子聚丙烯酰胺在氧气的作用下发生进一步的降解，污水的粘度进一步降低，有利于油珠上浮分离；通过厌氧处理和好氧处理进一步分解油分子，提高除油效果；在气浮过程中，大量微小气泡粘附在油珠表面，强化除油过程，使水中的油珠得到进一步分离；最后经过清水池缓解水质，使出水能够达标排放。本发明能够有效处理油田三元复合驱含油污水，处理后达到回注水要求，处理后水中化学需氧量COD≤20mg/L、悬浮物SS≤20mg/L、聚合物≤15mg/L，节约水资源，保护油田环境，处理效率高，加药量相对较小，系统结构简单合理，工艺运行稳定，减低油田三元复合驱污水处理成本，提高油田经济和社会效益。
附图说明
图1为本发明所述的油田三元复合驱含油污水处理系统的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
实施例1：
一种油田三元复合驱含油污水预处理剂，其包括以下按质量百分数计的原料：活性炭10％、膨润土30％、沸石粉30％、硫酸铝6％、聚合硫酸铁10％、丙酮肟4％、硫酸亚铁10％。
以上配方中，沸石粉由以下按质量百分数计的原料制成：二氧化硅10％、三氧化铝35％、贝壳5％、建筑废料12％、粘土18％、粘接剂20％；粘接剂是由水玻璃与羧甲基纤维素钠按30％:70％的比例制成的。膨润土为300目的钙基膨润土。
以上油田三元复合驱含油污水的处理方法包括以下步骤：
1)油田三元复合驱含油污水通过管道输送到初沉池自然沉淀，沉淀时间为24h，得到第一上清液；
2)第一上清液经水泵输送至预处理池中，按3％的量投加如上所述的预处理剂，搅拌均匀后曝气30min；
3)经过预处理后的第一上清液输送至沉淀池中自然沉淀40min，得到的第二上清液进入含有噬油菌的好氧池进行微小有机物的吸附和消解，反应时间为24h，得到第一处理液；
4)第一处理液进入厌氧池中进行厌氧处理，反应时间为24h，得到第二处理液；
5)第二处理液进入生物池中，反应时间为24h，得到第三处理液；
6)第三处理液进入气浮装置中进行气浮处理以去除悬浮物，处理时间为30min；气浮处理完毕后第三处理液进入清水池进行缓解，24h后达标排放。
如图1所示，以上油田三元复合驱含油污水处理方法的处理系统包括通过输送管道依次连通的初沉池、预处理池、沉淀池、好氧池、厌氧池、生物池、气浮装置和清水池；预处理池通过管道与装有上所述的预处理剂的药剂罐连通；还包括曝气单元、以及用于处理污泥的污泥池和污泥消化单元；预处理池底部、沉淀池底部、好氧池底部和厌氧池底部均通过管道与曝气单元连通；初沉池底部、预处理池底部、沉淀池底部和气浮装置底部均通过管道与污泥池连通，污泥消化单元与污泥池连通。沉淀池通过管道与装有絮凝剂的药剂罐连通。生物池内装设有若干个过滤吸附柱，所述过滤吸附柱内装填有人工沸石，所述过滤吸附柱的外表面吸附有好氧菌。
实施例2：
一种油田三元复合驱含油污水预处理剂，其包括以下按质量百分数计的原料：活性炭15％、膨润土35％、沸石粉20％、硫酸铝8％、聚合硫酸铁11％、丙酮肟3％、硫酸亚铁8％。
以上配方中，沸石粉由以下按质量百分数计的原料制成：二氧化硅20％、三氧化铝25％、贝壳10％、建筑废料15％、粘土15％、粘接剂15％；粘接剂是由水玻璃与羧甲基纤维素钠按30％:70％的比例制成的。膨润土为500目的钠基膨润土。
以上油田三元复合驱含油污水的处理方法包括以下步骤：
1)油田三元复合驱含油污水通过管道输送到初沉池自然沉淀，沉淀时间为12h，得到第一上清液；
2)第一上清液经水泵输送至预处理池中，按5％的量投加如上所述的预处理剂，搅拌均匀后曝气60min；
3)经过预处理后的第一上清液输送至沉淀池中自然沉淀60min，得到的第二上清液进入含有噬油菌的好氧池进行微小有机物的吸附和消解，反应时间为12h，得到第一处理液；
4)第一处理液进入厌氧池中进行厌氧处理，反应时间为12h，得到第二处理液；
5)第二处理液进入生物池中，反应时间为48h，得到第三处理液；
6)第三处理液进入气浮装置中进行气浮处理以去除悬浮物，处理时间为45min；气浮处理完毕后第三处理液进入清水池进行缓解，12h后达标排放。
以上油田三元复合驱含油污水处理方法的处理系统与实施例1相同。
实施例3：
一种油田三元复合驱含油污水预处理剂，其包括以下按质量百分数计的原料：活性炭20％、膨润土15％、沸石粉40％、硫酸铝8％、聚合硫酸铁8％、丙酮肟4％、硫酸亚铁5％。
以上配方中，沸石粉由以下按质量百分数计的原料制成：二氧化硅20％、三氧化铝25％、贝壳10％、建筑废料15％、粘土15％、粘接剂15％；粘接剂是由水玻璃与羧甲基纤维素钠按30％:70％的比例制成的。膨润土为200目的酸性膨润土。
以上油田三元复合驱含油污水的处理方法包括以下步骤：
1)油田三元复合驱含油污水通过管道输送到初沉池自然沉淀，沉淀时间为48h，得到第一上清液；
2)第一上清液经水泵输送至预处理池中，按2％的量投加如上所述的预处理剂，搅拌均匀后曝气20min；
3)经过预处理后的第一上清液输送至沉淀池中自然沉淀30min，得到的第二上清液进入含有噬油菌的好氧池进行微小有机物的吸附和消解，反应时间为48h，得到第一处理液；
4)第一处理液进入厌氧池中进行厌氧处理，反应时间为48h，得到第二处理液；
5)第二处理液进入生物池中，反应时间为72h，得到第三处理液；
6)第三处理液进入气浮装置中进行气浮处理以去除悬浮物，处理时间为15min；气浮处理完毕后第三处理液进入清水池进行缓解，48h后达标排放。
以上油田三元复合驱含油污水处理方法的处理系统与实施例1相同。
效果验证：
为了验证本发明所取得有益效果，分别测定实施例1所采用的含油污水和处理出水的化学需氧量(COD)、悬浮物(SS)及聚合物含量，结果如表1所示。
表1实施例1的处理出水检测结果
| 检测项目 | 检测方法依据 | 原水 | 处理出水 |
| 化学需氧量(mg/L) | HJ/T 399-2007 | 2614 | 16.1 |
| 悬浮物(mg/L) | GB/T 11901-1989 | 70 | 20 |
| 聚合物(mg/L) | Q/SY DQ0928-2003.5.1淀粉-碘化镉法 | 905 | 10.5 |
由表1可知，与处理前的原水相比，经过本发明的预处理剂和处理方法处理后的出水化学需氧量COD≤20mg/L、悬浮物SS≤20mg/L、聚合物≤15mg/L，处理效果好，达到回注水要求。
综上所述，本发明能够有效处理油田三元复合驱含油污水，处理后达到回注水要求，节约水资源，保护油田环境，处理效率高，加药量相对较小，工艺运行稳定，减低油田三元复合驱污水处理成本，提高油田经济和社会效益。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (5)
1.一种油田三元复合驱含油污水预处理剂，其特征在于：由以下按质量百分数计的原料组成：活性炭8~15%、膨润土20~40%、沸石粉20~40%、硫酸铝5~10%、聚合硫酸铁5~20%、丙酮肟3~8%和硫酸亚铁8~15%；其中，所述沸石粉由以下按质量百分数计的原料制成：二氧化硅5~20%、三氧化铝25~45%、贝壳1~10%、建筑废料10~25%、粘土15~30%和粘接剂12~25%。
2.根据权利要求1所述的油田三元复合驱含油污水预处理剂，其特征在于：由以下按质量百分数计的原料组成：活性炭10%、膨润土30%、沸石粉30%、硫酸铝6%、聚合硫酸铁10%、丙酮肟4%和硫酸亚铁10%。
3.根据权利要求1所述的油田三元复合驱含油污水预处理剂，其特征在于：所述粘接剂是由水玻璃与羧甲基纤维素钠按30%:70%的比例制成的。
4.根据权利要求1或2所述的油田三元复合驱含油污水预处理剂，其特征在于：所述膨润土为200~500目的钙基或钠基或酸性膨润土。
5.一种油田三元复合驱含油污水的处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）油田三元复合驱含油污水通过管道输送到初沉池自然沉淀，沉淀时间为6~48h，得到第一上清液；
2）第一上清液经水泵输送至预处理池中，按1~6%的量投加如权利要求1所述的预处理剂，搅拌均匀后曝气20~60min；
3）经过预处理后的第一上清液输送至沉淀池中自然沉淀15~60min，得到的第二上清液进入含有噬油菌的好氧池进行微小有机物的吸附和消解，反应时间为12~48h，得到第一处理液；
4）第一处理液进入厌氧池中进行厌氧处理，反应时间为12~48h，得到第二处理液；
5）第二处理液进入生物池中，反应时间为24~72h，得到第三处理液；
6）第三处理液进入气浮装置中进行气浮处理以去除悬浮物，处理时间为15~45min；气浮处理完毕后第三处理液进入清水池进行缓解，12~48h后达标排放。
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