CN109851162B - 一种油气田含盐废水达标处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油气田含盐废水达标处理工艺，调节池中的油气田含盐废水依次进入高效气浮装置、氧化除硬装置、超滤装置、树脂软化装置和膜浓缩装置，得到膜浓缩浓水和膜浓缩产水，膜浓缩产水依次进入生化处理装置和普通反渗透装置，膜浓缩浓水进入蒸发结晶装置，得到蒸发冷凝水、结晶盐及母液；所述蒸发冷凝水回流至生化处理装置；所述母液回流至高效气浮装置进水端或定期排出蒸发体系后单独蒸干；所述结晶盐进一步干燥后，成为达到工业干盐标准要求的产品盐。本发明是一种高效无害化处理工艺，能达到投资省、占地面积小、出水水质稳定、便于管理和操作，完全能够实现自动化控制，彻底解决页岩气开发中油气田含盐废水产生的环境问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种油气田含盐废水达标处理工艺，在油气田含盐废水达标处理后外排或回用，特别是在含高浓度盐分油气田含盐废水完全无害化达标处置领域有明显优势。
背景技术
油气田含盐废水是油气开采及处理过程中的必然产物，主要来源于压裂钻井施工后从井筒返排出来的压裂破胶液及施工剩余的压裂基液。不同的油气区块，油气田含盐废水(包括压裂液和地层水)的产生时间和体积不同。时间从几小时到数年不等。油气田含盐废水中，除化学添加剂外，石油烃类、高浓度盐类等是主要的污染物。随着油气区块的大规模开发，必然面临油气田含盐废水的处理问题。
发明内容
为了克服现有技术的缺点，本发明提供了一种油气田含盐废水达标处理工艺，是一种高效无害化处理工艺，能达到投资省、占地面积小、出水水质稳定、便于管理和操作，完全能够实现自动化控制，彻底解决页岩气开发中油气田含盐废水产生的环境问题。
本发明所采用的技术方案是：一种油气田含盐废水达标处理工艺，调节池中的油气田含盐废水依次进入高效气浮装置、氧化除硬装置、超滤装置、树脂软化装置和膜浓缩装置，得到膜浓缩浓水和膜浓缩产水，其中：
所述膜浓缩产水依次进入生化处理装置和普通反渗透装置，得到普通反渗透浓水和普通反渗透产水，其中：所述普通反渗透产水进入树脂脱氨氮系统；所述普通反渗透浓水回入所述膜浓缩装置循环浓缩处理；
所述膜浓缩浓水进入蒸发结晶装置，得到蒸发冷凝水、结晶盐及母液；所述蒸发冷凝水回流至生化处理装置；所述母液回流至高效气浮装置进水端或定期排出蒸发体系后单独蒸干；所述结晶盐进一步干燥后，成为达到工业干盐标准要求的产品盐。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
1、工艺中的处理装置采用高度集成的一体化设计，减少占地，管理方便，减少了人工劳动强度；
2、工艺全面解决了油气田含盐废水最终处置的问题，相对于传统的回注或回用处置，对压裂液的处置最为彻底，将水与盐分及其它污染物彻底分离，避免回注或回用可能造成的二次环境问题。
3、本工艺产品水严格执行《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中Ⅲ类水标准，相对于其它污水处理工艺，环境友好度更高。
4、本工艺实现了蒸发结晶产品达到工业级标准，资源化利用，实现了油气田含盐废水处置的资源化。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
一种油气田含盐废水达标处理工艺，如图1所示，所述处理工艺包括高效气浮装置、氧化除硬装置、超滤装置、树脂软化装置、膜浓缩装置、蒸发结晶装置、生化系统、普通反渗透装置、树脂脱氨氮系统、母液蒸发蒸干装置、产品盐干燥装置及PLC系统等，其中：
油气田含盐废水由泵输送至所述高效气浮装置，降低污水中的悬浮物和油含量，气浮产水进入气浮产水箱；
所述气浮产水箱污水由泵输送至氧化除硬装置的催化氧化处理装置，通过催化氧化作用分解和去除有机物，催化氧化出水自流至氧化除硬装置的除硬区，去除废水中的硬度类物质；
除硬后的软化出水进入超滤装置，超滤膜可截留大部分悬浮物和胶体类物质，保证后续膜系统稳定运行；
所述超滤产水进入树脂软化装置，深度去除水中硬度，避免易结垢离子污染后续膜系统；
所述树脂软化出水进入膜浓缩装置，所述膜浓缩装置根据所述超滤产水水质选择电渗析装置或者高压反渗透装置，得到膜浓缩浓水和膜浓缩淡水，其中：
所述膜浓缩淡水进入生化处理装置，由微生物去除废水中的有机残留物质，深度去除废水中的有机物；生化处理出水进入普通反渗透装置，进一步脱盐，得到普通反渗透浓水和普通反渗透淡水，其中：普通反渗透淡水进入树脂脱氨氮系统，脱氨氮树脂可将普通反渗透淡水中可能超标的氨氮进一步脱除，起到保安作用；普通反渗透浓水回入所述膜浓缩装置进行循环浓缩处理；
所述膜浓缩浓水进入所述蒸发结晶装置，得到蒸发冷凝水、结晶盐及母液，其中：所述蒸发冷凝水回流至生化处理装置，进一步处理达到冷凝水工业回用标准；所述母液回流至气浮装置进水端或定期排出蒸发体系后，单独蒸干；所述蒸发产生的结晶盐进入结晶盐干燥装置进一步干燥后，成为达到工业干盐标准要求的产品盐。
进一步的，所述输送泵至气浮分离罐进水端之间的管路为蛇形管路，蛇形管路最高处拐点位置安装高效混合器；
进一步的，所述高效混合器可在所述输送泵至气浮分离罐进水端之间安装2～6个，通过多级高效混合器实现药剂与污染物颗粒、水、气三相混合；
进一步的，所述高效混合器前端投加的化学药剂为聚丙烯酰胺PAM，药剂浓度为0.01％-0.1％。
进一步的，所述氧化除硬装置通过将催化氧化反应器、持续反应区、pH调节区、软化反应区、混凝反应区、絮凝反应区依次顺序连接，形成一体化设备，通过催化氧化去除污水中残留的污染物，并将钙镁离子从被污染物包裹的状态中释放出来，达到高效软化脱硬的效果。
进一步的，所述超滤装置采用柔性平板膜，材质为聚偏氟乙烯，所述超滤膜产水的总悬浮物浓度小于5mg/L。
进一步的，所述膜浓缩系统根据进水盐含量可以选择电渗析装置或高压反渗透装置。当所述油气田含盐废水进水含盐量高于4％时，采用所述电渗析装置，电渗析产水含盐量约为1％左右，电渗析浓水含盐量约为18％～20％；当所述油气田含盐废水进水含盐量低于4％时，采用高压反渗透装置，高压反渗透产水含盐量约为0.5％，高压反渗透浓水含盐量约为8％～10％。
进一步的，所述生化处理工艺为MBR、AO或AAO。当所述膜浓缩工艺采用电渗析装置时，所述生化处理工艺采用的微生物为耐盐菌；当所述膜浓缩工艺采用高压反渗透装置时，所述生化处理工艺采用的微生物为普通生物。
进一步的，所述普通反渗透装置进水调节pH在4-7，提高氨氮的截留率。
实施案例1
以四川某区块油气田含盐废水作为研究对象，油气田含盐废水进水CODcr为400～1000mg/L，进水钙镁硬度为2000～7000mg/L，进水NH3-N浓度为150～300mg/L，进水B/C为0.05～0.1，可生化性差。
采用所述达标处理工艺，系统运行结果：氧化除硬装置出水CODcr为150～500mg/L，钙镁硬度为100～400mg/L，B/C为0.25～0.5，此时出水的可生化性高；超滤装置出水总悬浮物浓度小于3ppm，树脂软化装置出水CODcr为100～450mg/L，钙镁硬度为0～1mg/L；膜浓缩装置采用电渗析，产水含盐量约为1％，浓水含盐量约为18％～20％；生化系统采用MBR，生化出水CODcr为80～200mg/L，NH3-N浓度为8～20mg/L；普通反渗透装置产水CODcr为5～15mg/L，出水钙镁硬度为0～1mg/L，出水NH3-N浓度为＜1mg/L，产水达到《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)中Ⅲ类水标准。
Claims (9)
1.一种油气田含盐废水达标处理工艺，其特征在于：调节池中的油气田含盐废水依次进入高效气浮装置、氧化除硬装置、超滤装置、树脂软化装置和膜浓缩装置，得到膜浓缩浓水和膜浓缩产水，其中：
所述膜浓缩产水依次进入生化处理装置和普通反渗透装置，得到普通反渗透浓水和普通反渗透产水，其中：所述普通反渗透产水进入树脂脱氨氮系统；所述普通反渗透浓水回入所述膜浓缩装置循环浓缩处理；
所述膜浓缩浓水进入蒸发结晶装置，得到蒸发冷凝水、结晶盐及母液；所述蒸发冷凝水回流至生化处理装置；所述母液回流至高效气浮装置进水端或定期排出蒸发体系后单独蒸干；所述结晶盐进一步干燥后，成为达到工业干盐标准要求的产品盐；
所述氧化除硬装置通过将催化氧化反应器、持续反应区、pH调节区、软化反应区、混凝反应区、絮凝反应区依次顺序连接，形成一体化设备，通过催化氧化去除污水中残留的污染物，并将钙镁离子从被污染物包裹的状态中释放出来。
2.根据权利要求1所述的一种油气田含盐废水达标处理工艺，其特征在于：所述膜浓缩装置根据所述超滤装置产水水质选择电渗析装置或者高压反渗透装置。
3.根据权利要求2所述的一种油气田含盐废水达标处理工艺，其特征在于：当油气田含盐废水进水含盐量高于4％时，所述膜浓缩装置采用电渗析装置，电渗析产水含盐量为1％，电渗析浓水含盐量为18％～20％；当油气田含盐废水进水含盐量低于4％时，所述膜浓缩装置采用高压反渗透装置，高压反渗透产水含盐量为0.5％，高压反渗透浓水含盐量为8％～10％。
4.根据权利要求2所述的一种油气田含盐废水达标处理工艺，其特征在于：所述生化处理装置采用MBR、AO或AAO工艺，当膜浓缩装置采用电渗析装置时，所述生化处理装置采用的微生物为耐盐菌；当膜浓缩装置采用高压反渗透装置时，所述生化处理装置采用的微生物为普通生物。
5.根据权利要求1所述的一种油气田含盐废水达标处理工艺，其特征在于：所述超滤装置采用柔性平板膜，材质为聚偏氟乙烯，超滤膜产水的总悬浮物浓度小于5mg/L。
6.根据权利要求1所述的一种油气田含盐废水达标处理工艺，其特征在于：所述普通反渗透装置进水调节pH在4-7。
7.根据权利要求1所述的一种油气田含盐废水达标处理工艺，其特征在于：油气田含盐废水通过输送泵泵入输送泵至气浮分离罐进水端之间的蛇形管路。
8.根据权利要求7所述的一种油气田含盐废水达标处理工艺，其特征在于：在所述蛇形管路最高处拐点位置安装有2～6个高效混合器。
9.根据权利要求8所述的一种油气田含盐废水达标处理工艺，其特征在于：在所述高效混合器前端投加药剂浓度为0.01％-0.1％的聚丙烯酰胺PAM。
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