CN111196652A - 一种油田采出水的控油降泥处理方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种油田采出水的控油降泥处理方法，该方法包括预除油步骤、电化学处理步骤、溶气气浮净化步骤和压力过滤步骤，本公开还涉及一种油田采出水的控油降泥处理系统。该方法及系统首先通过对采出水进行预除油步骤以高效回收水中所含原油，将水中含油量控制在10mg/L以下，直接减少含油污泥产量；其次通过电化学处理步骤和溶气气浮净化步骤对采出水中的有害离子和悬浮固体进行转化与去除，显著减少水处理剂特别是无机混凝剂的用量；最后进行压力过滤步骤，并加入水质稳定剂以确保回注水质全面达标，同时实现污泥减量化，降低生产运行和含油污泥处置成本，提高油田采出水处理综合效益。

Description

一种油田采出水的控油降泥处理方法及系统
技术领域
本公开涉及油田采出水处理技术领域，具体地，涉及一种环保的油田采出水处理方法及装置。
背景技术
随着油田注水开发的不断深入，各种三次采油技术与油田措施化学剂的应用日益增多，这使得油田采出水成分变得更加复杂，达标处理难度越来越大。
油田采出水普遍采用“自然重力除油+混凝沉降净化+压力过滤”三段式工艺流程进行处理，过程中需要投加大量的水处理剂，包括氧化杀菌剂、pH调整剂、无机絮凝剂、助凝剂和水质稳定剂等，以确保处理后的回注水质稳定达标。这种处理方式伴随使用大量的化学助剂，导致成本居高不下，并且产生了大量的含油污泥。含油污泥中含有大量的原油、有害微生物、苯系有机污染物等，极易对周围土壤、水体、空气产生污染，已被列为《国家危险废弃物名录》中的含油废物类，很难对其进行无害化处置。
目前，对油田采出水处理过程中产生的含油污泥主要利用焚烧方式进行处理，直接焚烧不仅造成资源浪费而且会产生二次污染。随着国家环保查控力度的进一步加大，含油污泥经过简单脱水处理后堆集、转运、焚烧处置的途径也受到严格限制，要做到真正意义上的无害化处置非常困难，利用回注地层方式处理则会使得处置成本大幅上升，同时也因处置能力受限使得大量含油污泥滞留在站内污泥池内不能得到及时处置，影响采出水处理系统的正常连续运行。因此，亟需一种可实现控油降泥的油田采出水处理方法，降低含油污泥产出量及其处置难度与成本。
发明内容
本公开的目的是提供一种油田采出水的控油降泥处理方法及系统，该方法及系统在确保处理后水质达标的同时能够显著提高水中原油回收率，减少处理过程中的化学添加剂用量并大幅降低含油污泥的产出量。
为了实现上述目的，本公开提供一种油田采出水的控油降泥处理方法，所述方法包括以下步骤：
预除油步骤：将油田采出水进行旋流除油处理和/或气浮除油处理，得到原油含量为10mg/L以下的预除油处理水；
电化学处理步骤：将所述预除油处理水通入电化学反应器中，在通气条件下，以涂层钛为阳极，以不锈钢为阴极，进行电化学处理，得到电化学处理水；所述电化学反应器中的比电流强度为10～50A/(m3·h-1)，电压为2～12V，通气量与处理水量的体积比为1：(1～3)，所述预除油处理水通入所述电化学反应器的体积空速为3.5～8h-1；
溶气气浮净化步骤：将电化学处理水与混凝剂混合并进行溶气气浮净化处理，得到溶气气浮处理水；
压力过滤步骤：将所述溶气气浮处理水进行过滤并与水质稳定剂混合得到油田外输回注水。
可选地，所述预除油步骤中，当所述油田采出水中原油含量在100mg/L以上时，将所述油田采出水依序经过所述旋流除油处理和所述气浮除油处理；当所述油田采出水中原油含量小于100mg/L时，将所述油田采出水只经过所述气浮除油处理。
可选地，所述气浮除油处理的方式为涡凹气浮、曝气气浮和溶气气浮的一种或几种，所述气浮除油处理的气源为空气和/或氮气。
可选地，所述方法还包括：在所述预除油步骤中投加除油剂，所述除油剂选自原油破乳剂、反相破乳剂和复配型聚合物的一种或几种，所述除油剂的添加量为每立方米0.001-10g；所述原油破乳剂为以多乙烯多胺为引发剂的聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚，所述反相破乳剂为高分子聚醚季铵盐，所述复配型聚合物为聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚；
可选地，所述方法还包括，在所述溶气气浮净化步骤中还投加混凝剂，所述混凝剂为聚合铝、聚合铝与碱的混合物和PAM助凝剂中的一种或几种，所述混凝剂的添加量为每立方米5-50g，优选为10-30g；
可选地，所述方法还包括，在压力过滤步骤后还投加水质稳定剂，所述水质稳定剂为咪唑啉季铵盐与苯扎氯铵的复配物，所述咪唑啉季铵盐与苯扎氯铵的重量比为2：(0.01～2)，优选为2：(0.5～1.5)，所述水质稳定剂的添加量为每立方米10-100g，优选为30-50g。
可选地，所述电化学处理步骤中，所述通气条件包括：所通入的气体以微气泡的形式通入，所述微气泡的直径为40-100μm。
可选地，所述电化学处理步骤中，还进行除垢和集油，所述除垢的操作包括使用刮板刮除极板表面集结的污垢，所述集油的操作包括设置集油腔富集原油和气体。
本公开还提供了一种油田采出水的控油降泥处理系统，所述系统包括依次连通的预除油装置、电化学处理装置、溶气气浮净化装置和压力过滤装置；所述电化学处理装置中设置有通气设备，并且所述电化学处理装置以涂层钛为阳极，以不锈钢为阴极。
可选地，所述预除油装置由旋流除油器和气浮除油器串联组成，所述旋流除油器和所述气浮除油器之间设置有用于引出预除油处理水的管道。
可选地，所述通气设备包括依次相连的空气压缩机和微气泡发生装置；所述电化学处理装置还包括液压缸和由所述液压缸驱动的用于除垢的刮板。
可选地，所述溶气气浮净化装置包括储气罐、加剂管道混合器、溶气罐、第一溶气释放器、气浮装置、刮渣机，所述加剂管道混合器包括第二溶气释放器。
可选地，所述压力过滤装置的过滤介质选自核桃壳、石英砂、纤维球、纤维束和纤维膜的一种或几种。
本发明人发现，油田采出水处理过程中产生的含油污泥的主要来源主要包括两种，一种是油田采出水自带的原油和悬浮固体杂质生成的污泥，另外一种就是油田采出水处理过程中使用了大量水处理剂导致的不溶物。通过本公开的“气浮除油+电化学处理+高效气浮净化”方法，可以高效回收水中所含原油，直接减少含油污泥产量；对采出水中的有害离子和悬浮固体进行转化与去除，显著减少水处理剂特别是无机絮凝剂的用量，并在确保处理后回注水质全面达标的前提下，减少含油污泥产出量，降低生产运行和含油污泥处置成本，符合日益严格的环保要求。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1为本公开方法的一种具体实施方式的流程示意图。
图2为本公开系统的一种具体实施方式的结构示意图。
附图标记说明
1旋流除油器；11来水管线；12穿越管线；13排油管线；14旋流除油器出口管线；2气浮除油器；21涡凹气浮泵；22曝气管；23溶气罐，24回流泵；25刮油机；26集油槽；26A集油管线；27溢流堰；28斜板；29管道混合器；29A加剂管线；3电化学处理装置；31提升泵；32带基座的卧式罐体；33整流电源总成；34极板组；35液压站；35A极板机械除垢机构；36微气泡发生装置；37集油腔；38集油管线；4溶气气浮净化装置；41管式混合器；42管道混合器；42A加剂管线；43A第二溶气释放器；43B第一溶气释放器；44溶气罐；45回流泵；46斜板；47溢流堰；48刮渣机；49集渣槽；49A排渣管线；5压力过滤装置；51增压泵；52管道混合器；52A加剂管线
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
本公开提供一种油田采出水的控油降泥处理方法，所述方法包括以下步骤：
预除油步骤：将油田采出水进行旋流除油处理和/或气浮除油处理，得到原油含量为10mg/L以下的预除油处理水；
电化学处理步骤：将所述预除油处理水通入电化学反应器中，在通气条件下，以涂层钛为阳极，以不锈钢为阴极，进行电化学处理，得到电化学处理水；所述电化学反应器中的比电流强度为10～50A/(m3·h-1)，电压为2～12V，通气量与处理水量的比例为1：(1～3)，所述预除油处理水通入所述电化学反应器的体积空速为3.5～8h-1；
溶气气浮净化步骤：将电化学处理水与絮凝剂混合并进行溶气气浮净化处理，得到溶气气浮处理水；
压力过滤步骤：将所述溶气气浮处理水进行过滤并与水质稳定剂混合得到油田外输回注水。
其中，比电流强度为单位时间内通过单位处理水体积的电流强度。
根据本公开，未经预除油处理的油田采出水中含有原油、少量聚合物和悬浮物等，具有容易产生油泥、粘度大、携油能力强、容易乳化、易堵塞管道及易损坏处理设备等特点，因此，本公开通过预除油步骤将油田采出水的原油含量控制在10mg/L以下，以保证后续处理步骤的顺利进行。
根据本公开，所述油田采出水的控油降泥处理方法还可以包括：预除油步骤中，当所述油田采出水中原油含量在100mg/L以上时，将所述油田采出水依序经过所述旋流除油处理和所述气浮除油处理；当所述油田采出水中原油含量小于100mg/L时，将所述油田采出水只经过所述气浮除油处理；而不经过所述旋流除油处理。在预除油步骤中，采出水中的原油可以被高效回收，原油回收率可以达到90％以上。
根据本公开，所述气浮除油处理的方式可以为涡凹气浮、曝气气浮和溶气气浮的一种或几种，所述气浮除油处理的气源可以为空气和/或氮气。
根据本公开，为了提高采出水的原油回收率和回收原油品质，在预除油步骤中可选择添加除油剂，所述除油剂选自原油破乳剂、反相破乳剂和复配型聚合物的一种或几种；所述原油破乳剂为以多乙烯多胺为引发剂的聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚，所述反相破乳剂为高分子聚醚季铵盐，所述复配型聚合物为聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚，所述除油剂的添加量可以为每立方米0.001-10g，优选为0.1-5g。
优选地，在溶气气浮净化步骤中还投加混凝剂，所述絮凝剂为聚合铝、聚合铝与碱的混合物、PAM助凝剂中的一种或几种；所述聚合铝与碱的混合物中，所述碱可以为烧碱，所述聚合铝与所述碱之间的重量比可以为1：(0.5～3)；所述混凝剂的添加量可以为每立方米5-50g，优选为10-30g。
优选地，在压力过滤步骤后还投加水质稳定剂，所述水质稳定剂为咪唑啉季铵盐与苯扎氯铵(1227)的复配物，所述咪唑啉季铵盐与苯扎氯铵的重量比为2：(0.01～2)，优选为2：(0.5～1.5)，所述水质稳定剂的添加量为每立方米10-100g，优选为30-50g。
本发明人发现，经过预除油步骤得到的预除油处理水中仍含有大量的Fe2+以及S2-离子，若要通过混凝沉降直接将其去除干净实现水质达标，就需要投加大量的无机絮凝剂由此将产生大量难以处理的含油污泥。
根据本公开，电化学处理步骤中，能够通过涂层钛阳极和不锈钢阴极之间的电场作用和电极表面发生的电化学反应，改变水中胶体粒子运动状态，直接或间接产生强氧化性物质，起到破胶、氧化、杀菌、间接絮凝及气浮等作用，将采出水中所含的Fe2+氧化成具有凝聚作用的Fe3+，将水中的H2S、FeS等硫化物氧化成单质硫，使其成为对水体净化有益的组分，并将水中Fe2+控制在2mg/L以下。
同时在通气条件下进行所述电化学处理，能够加快电极反应产物向水中扩散，提高阴极H2O2产率，从而改善系统间接氧化效果并同时具有气浮作用。
优选地，所述电化学处理步骤中，所述通气条件包括：所通入的气体以微气泡的形式通入，所述微气泡的直径为40-100μm。
根据本公开，所述电化学处理步骤中，还可以进行除垢和集油，所述除垢的操作可以包括使用刮板刮除阴极表面的污垢，所述集油的操作包括设置集油腔富集原油和气体。具体地，所述除垢操作包括与液压站连接的极板机械除垢机构在可编程逻辑控制器(PLC)控制下定时自动做往复运动，以除去阴极表面集结的污垢，所述集油操作则通过适量开启集油管线出口阀门连续将装置集油腔内富集的原油和气体排出。
本公开还提供了一种油田采出水的控油降泥处理系统，所述系统包括依次连通的预除油装置、电化学处理装置、溶气气浮净化装置和压力过滤装置；所述电化学处理装置中设置有通气设备，并且所述电化学处理装置以涂层钛为阳极，以不锈钢为阴极。
根据本公开，所述的预除油装置可以由旋流除油器和气浮除油器串联组成，所述旋流除油器和所述气浮除油器之间设置有用于引出预除油处理水的管道。系统运行时，可根据采出水中原油含量高低在串联运行或单独运行之间切换。
根据本公开，所述通气设备还可以包括依次相连的空气压缩机和微气泡发生装置；所述电化学处理装置还可以包括液压缸和由所述液压缸驱动的用于除垢的刮板。
根据本公开，所述溶气气浮净化装置可以包括储气罐、加剂管道混合器、溶气罐、第一溶气释放器、气浮装置、刮渣机，所述加剂管道混合器内装有第二溶气释放器。
根据本公开，压力过滤是本领域技术人员所熟知的，本发明不再赘述。所述压力过滤装置的过滤介质可选自核桃壳、石英砂、纤维球、纤维束和纤维膜的一种或几种。
优选地，如图1所示，本发明提供了一种油田采出水的控油降泥处理方法的具体实施方式，所述系统包括：预除油装置、电化学处理装置、溶气气浮净化装置、压力过滤装置，所述的预除油装置由旋流除油器和气浮除油器两部分联接组成，系统运行时可根据采出水中原油含量高低串联或单独运行，以及满足工艺要求的气源供应、药剂配制投加、原油回收及含油污泥压滤处理装置，在此不再赘述。
更具体地，如图2所示，油田采出水经过三相分离器后—般要进入收油罐进行调储和一次除油，如果得到的采出水中原油含量依然较高，即大于100mg/L时，油田采出水通过来水管线11进入旋流除油器1后切向进入旋流管内产生高速旋转，由于原油与水的密度不同，在离心力的作用下，水将向旋流器壁面处运动、聚集，在旋转中逐渐向旋流管出口运动，最终沿旋流除油器的出水管线14排出；水中的原油组分将向旋流管中心轴处运动聚集形成中心核，并向入口方向运动，最终从旋流除油器1的排油管线13排出。如果经过调储除油后的采出水中原油含量相对较低，采出水可不经过旋流除油器1直接通过穿越管线12进入气浮除油器2进行处理。
将得到的原油含量相对较低的采出水送入气浮除油器2，可根据其特性选择采用不同的气浮方式对其进行气浮除油处理得到预除油处理水，所述气浮的方式包括并不限于涡凹气浮、曝气气浮和溶气气浮：一、直接利用涡凹气浮泵21向采出水中释放微小气泡，气泡附着于水中原油微粒表面，从而携带原油迅速上浮至水面；二、利用配套气源供应系统产生的压缩空气、氮气或二者的混合气体引入到气浮除油器2内，通过曝气管22在水中释放出微小气泡，发挥曝气气浮作用；三、利用配套气源供应系统产生的压缩空气、氮气或二者的混合气体通过装置配备的溶气罐23和回流泵24将溶气水送入到气浮除油器2的进水口管线中，对采出水进行气浮除油处理，通过气浮将采出水中原油富集到水面后，由刮油机25将其及时刮至集油槽26内与水分离，后经集油管线26A排出。气浮除油器2内可安装斜板28以提高气浮除油作用和油水分离效率，以及溢流堰27以调节装置运行时的液面高度。当水中含油量偏高时，可根据需要通过气浮除油器2进口管线上安装的管道混合器29和加药管线29A投加少量除油剂，以提高气浮除油效果，确保经过气浮除油处理后的预除油处理水中原油含量降至10mg/L以下，所述除油剂为有机高分子聚合物，可为原油破乳剂、反相破乳剂或复配型聚合物等，其加量以每立方米0.001-10g为宜，除油剂的添加不会对回收的原油品质产生影响。
气浮除油处理后的采出水经过提升泵31进入电化学处理装置3处理得到电化学处理水。电化学处理装置3由带基座的卧式罐体32、整流电源总成33、极板组34(包括DSA阳极、不锈钢阴极及铜排接口)、液压站35及极板机械除垢机构35A、微孔气泡发生装置36、配电控制柜等部分组成，其中卧式罐体32顶部设置有集油腔37，并配置集油管线38，极板组34由多块阳极板和阴极板交替间隔排列组成，阴阳极板分别与整流电源33的输出端阴阳极铜排相连接，通电时可对装置内的采出水进行电化学氧化处理，水中所含的Fe2+可被氧化成具有凝聚作用的Fe3+，水中的H2S、FeS等硫化物亦可被氧化成单质硫，使其成为对水体净化有益的组分，同时发挥装置的氧化、杀菌、除油和间接絮凝等作用。
将经过电化学处理水送入溶气气浮净化装置4后得到溶气气浮处理水，该装置包括管式混合器41、加药管道混合器42、回流泵45、溶气罐44、溶气释放器43A、43B、斜板46、溢流堰47、刮泥机48、集泥槽49、集泥管线49A及配套的制氮机组、储气罐等，其管式混合器41中设置1-3个加药管道混合器42，每个加药管道混合器42上设置第二溶气释放器43A，以将加药后采出水中形成的絮体与溶解水中的微细气泡有机聚集在一起，形成粒径较大且稳定的气固混合体迅速上浮与水分离，实现水体净化。所加的1-3种配套药剂通过1-3条加药管线42A进入到与之对应的加药管道混合器42中，包括极少量的无机混凝剂和不同类型的助凝剂，在确保水体净化效果的同时，严格控制无机混凝剂的用量。在此过程中产生的少量污泥经过集泥管线49A排入储泥罐中。
溶气气浮处理水经过增压泵51提升后被送入压力过滤装置5得到油田滤后水，所述压力过滤装置5可以包括核桃壳、石英砂、双滤料、纤维球(束)过滤器及各种膜过滤等。滤后水经管道混合器52时需要加入水质稳定剂，以抑制过程中的腐蚀结垢现象，并确保回注水质全面稳定达标。
此外，本系统中的旋流除油器1、气浮除油器2和电化学处理装置3分离出来的原油可通过各自的集油管线汇集在一起，直接掺入原油处理系统统一处理，溶气气浮净化装置4产生的少量含油污泥与压力过滤装置5反洗产生的污泥可汇集到储泥罐中，再用叠螺或板框式污泥压滤机对其进行脱水处理，减少污泥产出量，进而可根据情况直接将产生的污泥进行回注处置。
下面的实施例将对本公开作进一步的说明，但并不因此限制本公开。
对比例1
本对比例中的油田采出水的理化性质包括：CaCl2水型，pH值为6.2，矿化度为88100mg/L，水中含油量平均为50mg/L，悬浮固体含量为64mg/L，水中的Fe2+含量约为40mg/L。
采用传统的“自然重力收油+混凝沉降+压力过滤”三段式工艺对其处理，即将油田采出水通入收油罐利用重力对其进行水油分离，得到的采出水含油量为50mg/L，后续投加水处理剂对其进行混凝沉降净化处理，水处理剂包括除铁杀菌剂80mg/L、复合碱400mg/L、助凝剂10mg/L、水质稳定剂50mg/L，以使处理后的回注水质稳定达标。相对于每立方米的油田采出水，其达标处理过程中产生的含油污泥量高达700g。
实施例1
本实施例采用与对比例1相同的油田采出水作为处理对象。
将油田采出水直接送入气浮除油器2，所述气浮除油处理的方式为溶气气浮，气源为氮气，采出水经气浮除油处理后水中的原油含量从50mg/L降至5.5mg/L，部分原油得到回收，原油回收率为89％；然后将气浮除油器2的出口水送入电化学处理装置3，所述电化学处理装置3内以涂层钛为阳极，以不锈钢为阴极，比电流强度为20A/(m3·h-1)，电压为3.4V，通气条件为通气量与处理水量的体积比为1：2.5，所通入的气体以微气泡的形式通入，所述微气泡的直径为80μm，所述预除油处理水通入所述电化学反应器的体积空速为4.3h-1，水中的Fe2+转化为Fe3+，出口水中Fe2+浓度降至2mg/L以下；将电化学处理装置3的出口水送入氮气溶气气浮净化装置4，回流比30％，溶气压力0.38MPa，并投加聚合铝絮凝剂15mg/L，阴离子PAM助凝剂5mg/L；将溶气气浮净化装置4的出口水送入压力过滤装置5，并投加30mg/L的水质稳定剂，所述水质稳定剂为咪唑啉季铵盐与1227的复配物，所述咪唑啉季铵盐与1227的重量比为2：1，经过过滤后的外输水中含油量小于3mg/L，悬浮固体含量为2mg/L，粒径中值为1.5μm，硫酸盐还原菌(SRB)含量为0，总Fe小于0.5mg/L，腐蚀速率低于0.076mm/a，外输水质全面稳定达标。相对于每立方米的油田采出水，其达标处理过程中产生的含油污泥量降至180g，降泥率达到74.3％。
对比例2
本对比例中的油田采出水的理化性质包括：pH＝6.9，水温48～52℃，平均含油量128mg/L，悬浮固体含量90mg/L，悬浮物粒径中值4.9μm，总矿化度为29597mg/L，Fe2+含量为11.9mg/L，平均腐蚀率0.167mm/a。
采用常见的“自然重力收油+预氧化+两段式过滤”工艺对其进行处理，为确保处理后的回注水质全面达标，过程中添加混凝剂150mg/L、助凝剂10mg/L、稳定剂50mg/L和清洗剂15mg/L，相对于每立方米的油田采出水，其达标处理过程中产生的含油污泥高达612g。
实施例2
本实施例采用与对比例2相同的油田采出水作为处理对象。
将原料的油田采出水依次送入旋流除油器1和气浮除油器2，并在气浮除油器2进口处投加5ppm的除油剂，所述气浮除油处理的方式为溶气气浮，气源为空气，采出水经旋流和气浮除油处理后水中的原油含量从128mg/L降至6mg/L，部分原油得到回收，原油回收率为95.3％；然后将气浮除油器2的出口水送入电化学处理装置3，所述电化学处理装置3内以涂层钛为阳极，以不锈钢为阴极，比电流强度为15A/(m3·h-1)，电压为3.2V，水中的Fe2+转化为Fe3+，通气条件为通气量与处理水量的体积比为1：3，所通入的气体以微气泡的形式通入，所述微气泡的直径为50μm，所述预除油处理水通入所述电化学反应器的体积空速为4.0h-1，出口水中Fe2+浓度降至1mg/L；将电化学处理装置3的出口水送入氮气溶气气浮净化装置4，回流比30％，溶气压力0.4MPa，并投加聚合铝絮凝剂20mg/L，阴离子PAM助凝剂3mg/L；将溶气气浮净化装置4的出口水送入压力过滤装置5，并投加30mg/L的水质稳定剂，经过过滤后的外输水中含油量小于3mg/L，悬浮固体含量为2mg/L，粒径中值为1.5μm，硫酸盐还原菌(SRB)含量为0，腐蚀速率低于0.076mm/a，外输水质全面稳定达标。相对于每立方米的油田采出水，其达标处理过程中产生的含油污泥量降至190g，降泥率达到68.9％。
对比例3
本对比例采用与实施例2相同的油田采出水作为处理对象。
本对比例采用与实施例2的方法处理油田采出水，所不同的是，电化学处理步骤中的阳极和阴极均为不锈钢，比电流强度为15A/(m3·h-1)，电压为3.2V，通气条件为通气量与处理水量的体积比为1：2，所通入的气体以微气泡的形式通入，所述微气泡的直径为80μm，所述预除油处理水通入所述电化学反应器的体积空速为4.0h-1，出口水中Fe2+浓度为8.5mg/L；将电化学处理装置3的出口水送入氮气溶气气浮净化装置4，回流比30％，溶气压力0.4MPa，并投加聚合铝絮凝剂和液碱的混合物100mg/L，阴离子PAM助凝剂5mg/L；将溶气气浮净化装置4的出口水送入压力过滤装置5，并投加30mg/L的水质稳定剂，经过过滤后的外输水中含油量小于3mg/L，悬浮固体含量为3mg/L，粒径中值为1.8μm，硫酸盐还原菌(SRB)含量为0，腐蚀速率低于0.076mm/a。相对于每立方米的油田采出水，其达标处理过程中产生的含油污泥量为390g，降泥率为36.3％。
此外，采用本例的不锈钢作为阳极，电极的寿命将明显缩短，定期更换电极将导致成本显著上升，采出水中Fe2+含量的上升将会导致混凝药剂用量增加、污泥产量增大，水的稳定性变差。
对比例4
本对比例采用与实施例2相同的油田采出水作为处理对象。
本对比例采用与实施例2的方法处理油田采出水，所不同的是，在电化学处理步骤中没有进行通气，所述预除油处理水通入所述电化学反应器的体积空速为4.0h-1，出口水中Fe2+浓度为4.3mg/L；将电化学处理装置3的出口水送入氮气溶气气浮净化装置4，回流比30％，溶气压力0.4MPa，并投加聚合铝絮凝剂和液碱的混合物45mg/L，阴离子PAM助凝剂5mg/L；将溶气气浮净化装置4的出口水送入压力过滤装置5，并投加30mg/L的水质稳定剂，经过过滤后的外输水中含油量小于3mg/L，悬浮固体含量为3mg/L，粒径中值为2μm，硫酸盐还原菌(SRB)含量为0，腐蚀速率低于0.076mm/a。相对于每立方米的油田采出水，其达标处理过程中产生的含油污泥量为293g，降泥率为52.1％。
通过以上实施结果可以看出，本公开的“气浮除油+电化学处理+高效气浮净化”方法，可以高效回收采出水中所含原油，转化并去除水中有害离子，大幅减少水处理剂特别是无机絮凝剂的使用量，提高水中悬浮固体的去除效率，在保证处理后水质达标前提下，大幅降低采出水处理过程中产生的含油污泥量。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种油田采出水的控油降泥处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
预除油步骤：将油田采出水进行旋流除油处理和/或气浮除油处理，得到原油含量为10mg/L以下的预除油处理水；
电化学处理步骤：将所述预除油处理水通入电化学反应器中，在通气条件下，以涂层钛为阳极，以不锈钢为阴极，进行电化学处理，得到电化学处理水，所述电化学反应器中的比电流强度为10～50A/(m3·h-1)，电压为2～12V，通气量与处理水量的体积比为1：(1～3)，所述预除油处理水通入所述电化学反应器的体积空速为3.5～8h-1；
溶气气浮净化步骤：将电化学处理水与混凝剂混合并进行溶气气浮净化处理，得到溶气气浮处理水；
压力过滤步骤：将所述溶气气浮处理水进行过滤并与水质稳定剂混合得到油田外输回注水。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预除油步骤中，当所述油田采出水中原油含量在100mg/L以上时，将所述油田采出水依序经过所述旋流除油处理和所述气浮除油处理；当所述油田采出水中原油含量小于100mg/L时，将所述油田采出水只经过所述气浮除油处理；
优选地，所述气浮除油处理的方式为涡凹气浮、曝气气浮和溶气气浮的一种或几种，所述气浮除油处理的气源为空气和/或氮气。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述预除油步骤中投加除油剂，所述除油剂选自原油破乳剂、反相破乳剂和复配型聚合物的一种或几种，所述除油剂的添加量为每立方米0.001-10g；所述原油破乳剂为以多乙烯多胺为引发剂的聚氧乙烯聚氧丙烯聚醚，所述反相破乳剂为高分子聚醚季铵盐，所述复配型聚合物为聚氧乙烯聚氧丙烯十八醇醚；
优选地，在所述溶气气浮净化步骤中还投加混凝剂，所述混凝剂为聚合铝、聚合铝与碱的混合物和PAM助凝剂中的一种或几种，所述混凝剂的添加量为每立方米5-50g，优选为10-30g；
优选地，在压力过滤步骤后还投加水质稳定剂，所述水质稳定剂为咪唑啉季铵盐与苯扎氯铵的复配物，所述咪唑啉季铵盐与苯扎氯铵的重量比为2：(0.01～2)，优选为2：(0.5～1.5)，所述水质稳定剂的添加量为每立方米10-100g，优选为30-50g。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电化学处理步骤中，所述通气条件包括：所通入的气体以微气泡的形式通入，所述微气泡的直径为40-100μm。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述电化学处理步骤中，还进行除垢和集油，所述除垢的操作包括使用刮板刮除阴极表面的污垢，所述集油的操作包括设置集油腔富集原油和气体。
6.一种油田采出水的控油降泥处理系统，其特征在于，所述系统包括依次连通的预除油装置、电化学处理装置、溶气气浮净化装置和压力过滤装置；所述电化学处理装置中设置有通气设备，并且所述电化学处理装置以涂层钛为阳极，以不锈钢为阴极。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述预除油装置由旋流除油器和气浮除油器串联组成，所述旋流除油器和所述气浮除油器之间设置有用于引出预除油处理水的管道。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述通气设备包括依次相连的空气压缩机和微气泡发生装置；所述电化学处理装置还包括液压缸和由所述液压缸驱动的用于除垢的刮板。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述溶气气浮净化装置包括储气罐、加剂管道混合器、溶气罐、第一溶气释放器、气浮装置、刮渣机，所述加剂管道混合器内装有第二溶气释放器。
10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述压力过滤装置的过滤介质选自核桃壳、石英砂、纤维球、纤维束和纤维膜的一种或几种。
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