CN115298142A - 石油开采采出水的处理方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种石油开采采出水的处理方法，其具有：对石油开采采出水进行絮凝沉淀处理，分离为澄清水和沉淀物的工序；以及、对前述澄清水进行蒸发浓缩处理，得到可排放的凝结水和油分等被浓缩的浓缩水的工序。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采采出水的处理方法。
背景技术
在石油开采地点的石油的开采中，地下水与石油一起被抽上来。这样被抽上来的石油开采采出水(本发明中有时记载为“采出水”。)中包含以油分为首的COD成分、源自土壤的悬浮物(泥)、无机盐类。而且，采出水的产生量很大，可以说是被抽上来的石油的几倍以上，为处理困难的废弃物。需要说明的是，出于挖掘钻的保护等目的，会对正进行挖掘的钻供给挖掘泥水。该挖掘泥水也混入至采出水从而构成采出水的一部分。
目前石油开采地点大多在没有配备基础设施的偏僻地方，作为适当地对采出水进行处理的方法，考虑将采出水运输至具有适当的废水处理设备的工厂并在那里进行处理的方法、在现场设置这样的废水处理设备并就地进行处理的方法。但是，前者从运输成本的观点出发不现实。
另外，经处理变洁净的水虽被排放到河流等，但对于处理所产生的残留物，需要固形化、填埋等进一步的处理工艺。因此，如何减少(浓缩)残留物的产生量也是采出水的处理中的重要要素。
需要说明的是，对于上述的(可)在现场对采出水进行处理的方法，专利文献1和2公开了对采出水(在进行事先的精密膜过滤后)进行反渗透膜处理、接着将得到的浓缩水蒸发浓缩的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：WO2013/153587号公报
专利文献2：WO2012/008013号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，根据本发明人等的研究，专利文献1和2中提出的对采出水使用反渗透膜实行分离处理的方法存在以下的问题。首先，采出水尤其是油分的组成变动大。即，在挖掘钻对水层进行挖掘时，采出水比较洁净，油分非常少。而在挖掘钻接近油层时，采出水会含有大量的油分。除此之外，还有挖掘钻仅仅在挖掘土壤的情况。进而，采出水还会含有源自土壤的物质、源自挖掘泥水的成分，为复杂的组成的混合物。
专利文献1等的方法中使用的反渗透膜由于分离性能非常优异，因此采出水的净化性能优异，但由于采出水如前所述为复杂的组成的混合物，因此对膜施加的负荷高，很快就变得无法使用该膜。因此，石油开采采出水处理的实际操作中膜的更换频率高，考虑到采出水的产生量时，采出水的处理成本巨大。采出水中的油分、其他成分(特别是可堵塞膜的泥、源自挖掘泥水的保护剂(瓜尔胶等多糖类等的高分子化合物))多的情况下，该问题变得特别显著。
本发明是在该状况下作出的，其要解决的课题在于：提供即使是被油分等进一步污染的采出水，也能够以低成本将油分等浓缩并且净化至可排放水平的处理方法。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，本发明人等进行了深入研究，结果发现，如果对被污染的采出水进行絮凝沉淀处理，对得到的澄清水进行蒸发浓缩处理，则可以以低成本得到被净化至可排放水平的凝结水和可适宜处理的浓缩水，从而完成了本发明。
即，用于解决课题的第1发明为一种石油开采采出水的处理方法，其具有：
对前述石油开采采出水进行絮凝沉淀处理，分离为澄清水和沉淀物的工序；以及
对前述澄清水进行蒸发浓缩处理，得到凝结水和浓缩水的工序。
第2发明为第1发明所述的石油开采采出水的处理方法，其中，
前述石油开采采出水中的油分浓度为100～5000ppm、COD为10～20000ppm、无机盐类的浓度以TDS计为200～35000ppm。
第3发明为第1或第2发明所述的石油开采采出水的处理方法，其还具有下述工序：
对前述凝结水中的油分浓度进行测定，在发现超过规定值的情况下，进行使用油分分离膜将油分自前述凝结水去除的处理。
第4发明为第1～第3发明中任一项所述的石油开采采出水的处理方法，其还具有下述工序：
对前述凝结水中的氮组分浓度进行测定，在发现超过规定值的情况下，进行将氮组分自前述凝结水去除的处理。
第5发明为第1～第4发明中任一项所述的石油开采采出水的处理方法，其中，前述澄清水中的油分浓度为5～1000ppm。
第6发明为第1～第5发明中任一项所述的石油开采采出水的处理方法，其中，前述凝结水中的油分浓度为5～100ppm、COD为5～200ppm、无机盐类的浓度以TDS计为10～100ppm。
第7发明为第1～第6发明中任一项所述的石油开采采出水的处理方法，其中，使用能用车辆运输的蒸发浓缩装置、或可以分离为能用车辆运输的2～4个单元的蒸发浓缩装置来实施前述蒸发浓缩处理。
第8发明为第1～第7发明中任一项所述的石油开采采出水的处理方法，其中，在前述絮凝沉淀处理之前，进行前述石油开采采出水中的有机成分的去除处理。
发明的效果
根据本发明，即使为进一步被污染的采出水，也能够以低成本将油分等浓缩并且净化至可排放水平。
附图说明
图1为示出本发明的石油开采采出水的处理方法的操作流程和处理装置例的图。
具体实施方式
如上所述，本发明为将采出水(也混入了挖掘泥水)以低成本浓缩并且净化至可排放水平的处理方法，所述采出水是在石油开采地点的石油的挖掘中地下水与石油一起被抽上来而得到的水，包含以油分为首的COD成分、源自土壤的悬浮物(泥)、无机盐类。
本发明的石油开采采出水的处理方法具有：对采出水进行絮凝沉淀处理，分离为澄清水和沉淀的絮凝沉淀处理工序；以及对前述澄清水进行蒸发浓缩处理，得到凝结水和浓缩水的蒸发浓缩处理工序。另外，本发明的石油开采采出水的处理方法中，有时会设置根据期望进行将油分从前述凝结水中去除的处理的油分去除工序、根据期望进行将氮组分从前述凝结水中去除的处理的脱氮处理工序。进而，有时会根据期望在前述絮凝沉淀处理工序之前设置有机成分去除工序。
以下，一边参照示出本发明的处理方法的操作流程和处理装置的例子的图1，一边对本发明进行说明。
如图1所示，本发明具有：絮凝沉淀处理工序[1]，其接收根据需要通过有机成分去除工序[1′]去除了有机成分的采出水(10)，使采出水(10)絮凝沉淀，得到澄清水(11)和沉淀物(12)；以及蒸发浓缩处理工序[2]，其接收澄清水(11)，对其进行蒸发浓缩处理，得到凝结水(21)和浓缩水(22)。需要说明的是，凝结水(21)例如被排放到河流、海等而返回到环境中，对于浓缩水(22)，运输到处置场进行固形化等、进行适宜的处理。需要说明的是，图1中，方便起见，将有机成分去除工序[1’]中接收的采出水表示为“采出水(10)”。
其中，在凝结水(21)中以规定的基准以上含有油分、氮组分时，优选设置从凝结水(21)中将油分去除的油分去除工序[3]和/或从凝结水(21)中将氮组分去除的脱氮工序[4]。
以下，按[1′]有机成分去除工序、[1]絮凝沉淀处理工序、[2]蒸发浓缩处理工序、[3]油分去除工序、[4]脱氮工序、[5]沉淀物和浓缩水的处理的顺序对本发明进行说明。
[1′]有机成分去除工序
在采出水(10)中含有大量有机成分的情况下，可以在实施絮凝沉淀处理工序[1]之前实施将有机成分去除的工序[1′]。该情况下，优选在实施絮凝沉淀处理工序[1]的絮凝槽(15)之前设置生物处理槽(17)。通过好氧性处理/厌氧性处理将有机成分分解。作为生物处理槽(17)的优选的具体例，从可选择好氧和厌氧的条件及高的固液分离稳定性的方面出发，可以举出SBR槽。
[1]絮凝沉淀处理工序
本发明中，根据需要对采出水(10)实施有机成分去除工序[1′]后，实施絮凝沉淀处理工序[1]。该工序中接收的采出水(10)如上所述为复杂的组成的混合物，典型地为黑色～茶褐色。其油分浓度通常有100～5000ppm左右这样的宽范围。这是因为，如上所述，采出水(10)的组成会因为挖掘钻在油层附近挖掘时、在水层附近挖掘时、除此以外时等而大幅变化。具体而言，挖掘钻在油层附近挖掘时的油分含量显示高的值。采出水的COD通常为10～20000ppm左右，无机盐类的浓度以TDS计为通常为200～35000ppm左右。对于本发明，即使采出水(10)中的油分为高浓度，也能够没有问题地进行处理，优选可对油分浓度为120～5000ppm的采出水(10)应用，更优选可对油分浓度为150～5000ppm的采出水(10)应用。
需要说明的是，油分浓度浓到超过5000ppm时，油分会浮在采出水表面，因此，优选通过将其捞取来控制为上述浓度范围后实施絮凝沉淀处理工序[1]。
絮凝沉淀处理工序[1]的目的在于，通过使用絮凝槽(15)的絮凝处理和接下来的沉淀处理，将采出水(10)中的源自土壤的悬浮物(泥)去除，从而得到澄清水(11)。根据该絮凝沉淀处理，大多情况下还能够去除采出水(10)中的COD和油分的一部分，是优选的。
絮凝沉淀处理工序[1]中，首先向收纳有采出水(10)的絮凝槽(15)中添加絮凝剂，使可被絮凝剂捕获的物质(前述的悬浮物等)絮凝。作为该絮凝剂，可列举出无机絮凝剂(13)和高分子絮凝剂(14)。作为无机絮凝剂(13)，例如可优选列举出聚合硫酸铁、聚合氯化铁、聚合氯化铝、聚合硫酸铝等。作为高分子絮凝剂(14)，例如可优选列举出阴离子系絮凝剂、阳离子系絮凝剂、非离子系絮凝剂。
这些絮凝剂中，聚合硫酸铁具有下述优异的特征：油分去除功能优异；能够与钙等成为结垢(scale)的主要因素的成分形成沉淀物并去除；即使在采出水(10)的一系列的处理中pH变动的情况下(特别是pH为10左右的情况下)，沉淀物也不会再溶解。这些特征从维持作为后续工序的蒸发浓缩处理工序[2]的稳定操作的观点出发是优选的。
絮凝沉淀处理工序[1]中，对于通过以上说明的絮凝而产生了絮凝物的采出水(10)，通过使用固液分离装置(16)的固液分离(作为具体例，有利用离心分离装置的离心分离、利用浓缩机(thickener)等的沉降分离、利用中空纤维膜的过滤、从絮凝槽倾析等。)分离为澄清水(11)和沉淀物(12)。然后，根据需要，澄清水(11)在蒸发浓缩原水槽(20)中暂时储存。
絮凝沉淀处理工序[1]中得到的澄清水(11)中的油分浓度通常为5～1000ppm左右、COD通常为10～5000ppm左右，与开始的采出水(10)相比降低的情况居多。无机盐类的浓度以TDS计通常为200～35000ppm左右。另外，澄清水(11)中，包含于采出水(10)的悬浮物(泥)被显著去除，呈无色透明或白的半透明色、或者呈现源自本工序中使用的化学试剂的颜色。
[2]蒸发浓缩处理工序
蒸发浓缩处理工序[2]中，使用蒸发浓缩装置(23)对絮凝沉淀处理工序[1]中得到的澄清水(11)进行蒸发浓缩处理。通过该蒸发浓缩处理，得到凝结水(21)和浓缩水(22)。在所要蒸发浓缩的对象包含泥等粗大的物质时，其被转移至浓缩水(22)中，但会引起使蒸发浓缩装置的配管等堵塞等问题，从而变得无法连续操作。即，导致操作成本上升。但是，在本发明中，首先对采出水(10)实施絮凝沉淀处理，实质上去除了粗大的物质，因此不会引起前述的问题，可连续操作，能够将操作成本抑制为较低。
蒸发浓缩处理工序[2]中使用的蒸发浓缩装置(23)没有特别限定。例如，可以使用日本特开昭59-26184号公报中记载的水蒸气压缩式盐水蒸馏器(具备水平导热管和水蒸气压缩机的水蒸气压缩式盐水蒸馏器)、日本特开平10-57702号公报中记载的自蒸发压缩式浓缩装置(可利用2个压缩单元进行2段压缩的浓缩装置)、日本特开2011-185192号公报中记载的真空蒸发装置(具备罗茨鼓风机(Roots blower)的真空蒸发装置)等作为该工序中的蒸发浓缩装置。但是，如果考虑石油开采地点大多设置在偏僻地方这一点，则在现场从零建设蒸发浓缩装置需要长的工期，建设成本也巨大。
因此，本发明人等想到，优选将完成品或分离成为多个单元的蒸发浓缩装置(23)运输至石油开采地点设置或进行最终组装并设置、进行运转。这样的蒸发浓缩装置(23)其自身为能用卡车等车辆运输的尺寸、或者是可以分离为2～4个左右的单元且分离的单元各自能用车辆运输的尺寸。进而本发明人等还想到：日本特开2018-126680号公报中公开的蒸发浓缩装置可以将装置分离为两个收纳容器(该公报的权利要求1中的第1收纳容器和第2收纳容器)，其能够分别用卡车等车辆运输，因此作为本发明的蒸发浓缩处理工序[2]中使用的装置特别适合。
关于蒸发浓缩处理工序[2]中的蒸发条件，从操作成本低廉化的观点出发，优选将蒸发浓缩装置(23)的蒸发罐内的液温设定为60～80℃、将蒸发罐内压力设定为5～50kPaabs。从采出水(10)的浓缩和操作成本低廉化的观点出发，该工序中得到的浓缩水(22)的浓缩倍率(澄清水(11)相对于浓缩水(22)的体积倍率)设为2～20体积倍是优选的。
对蒸发浓缩处理中得到的凝结水(21)实施品质检查时，油分浓度通常为5～100ppm左右、COD通常为5～200ppm左右、无机盐类的含量以TDS计通常为10～100ppm左右。由于凝结水(21)由澄清水(11)中的挥发性成分构成，因此油分(不包括挥发性油)等成分显著减少。在该凝结水(21)的油分含量、COD和无机盐类的含量等的值低至符合环境基准时，可以直接排放到河流等、进行作为石油开采地点的用水的再循环或返回至地下。
通过以上说明的絮凝沉淀处理工序[1]和蒸发浓缩处理工序[2]的实施，由采出水(10)得到可返回到环境等的凝结水(21)以及应当通过适宜的方法处理的沉淀物(12)和浓缩水(22)。根据本发明，以从采出水(10)向沉淀物(12)和浓缩水(22)的总和的浓缩倍率(采出水/(沉淀物+浓缩水))计，优选可以达成3～15体积倍这样的倍率。而且，絮凝沉淀处理工序[1]和蒸发浓缩处理工序[2]均不需要使用昂贵的化学试剂、装置，且可连续操作，因此本发明的石油开采采出水的处理方法能够以非常低的成本实施。
[3]油分去除工序
油分去除工序[3]为如下工序：在上述关于凝结水(21)的品质检查(油分浓度的测定)的结果为凝结水(21)中含有的油分超过规定值的情况下，使用设置于油分分离装置(32)的油分分离膜(33)，例如对凝结水(21)实施比重分离，从而得到处理水(31)和油分(34)。需要说明的是，关于油分浓度的测定方法，会在后面的实施例中叙述。另外，前述规定值为各国通过环境基准等涉及排水的基准规定的值，关于该值，会在后述的脱氮工序[4]一项中汇总说明。
“絮凝沉淀处理工序[1]”中说明的作为本发明的石油开采采出水的处理方法的对象的采出水(10)通常油分的含量非常高。因此，若想要对该采出水(10)通过专利文献1所代表的现有技术的使用反渗透膜等的方法来分离油分，则对反渗透膜等的负荷高、需要频换的更换，处理成本高。采出水(10)中所含的悬浮物(泥)还会使反渗透膜(或反渗透膜之前使用的精密过滤膜)堵塞，增加频繁更换的必要性。
需要说明的是，现有技术中使用反渗透膜是因为此前的精密膜过滤无法将无机盐类等一位数纳米级或其以下的超微细尺寸的物质去除。与此相对，在本发明的情况下，通过蒸发浓缩处理，实质上去除了无机盐类等超微细尺寸的物质(着眼于沸点而不是尺寸上的去除)，得到实质上由水和挥发性的油分(34)构成的其他夹杂物非常少的凝结水(21)。在凝结水(21)中油分(34)以微米级的液滴的形式存在。这种油分(34)的去除中，若孔的尺寸小于1nm，则不需要超微细的反渗透膜，可以实现使用比其廉价的油分分离膜(33)的油分去除。进而，该凝结水(21)实质上由水和挥发性的油分(34)构成，因此对油分分离膜(33)的负荷也轻，因此该油分分离膜(33)不需要频繁的替换，处理成本变得低廉。
油分分离膜(33)如上所述，不需要反渗透膜这样孔的尺寸为一位数纳米级或其以下的水平的昂贵的分离膜。本发明中，作为油分分离膜(33)，可以适当地使用凝结器方式的膜。该方式的油分分离膜(33)是由粗细(截面为圆形时为直径)为0.1～10μm左右的纤维构成的膜，首先预先在其上流水来润湿纤维。接着若使(包含规定值以上的油分的)凝结水(21)流过膜，则水会透过膜，但油分(34)会排斥润湿的纤维而不透过膜。若使凝结水(21)继续流动，则油分在纤维处蓄积并汇合变多，根据与水的比重的大小而被分离(比重分离)。如此操作，能够通过简易且廉价的方法从凝结水(21)中将油分去除。需要说明的是，想要符合对油分严格的基准时，根据需要，可以进而实施利用活性炭的油分的去除处理等高级的处理。这样的处理也能够廉价地实施。
在对经过油分去除工序[3]而得到的处理水(31)进行品质检查，结果处理水(31)中含有的油分的浓度为规定值以下的情况下，可以排放到河流等、进行再循环或返回至地下。
[4]脱氮工序
脱氮工序[4]为如下工序：在对凝结水(21)或油分去除工序[3]中得到的处理水(31)中的氮组分浓度进行测定、氮组分浓度超过规定值的情况下，通过公知的脱氮法进行处理。这是因为若凝结水(21)(或处理水(31))中含有的氮组分多，则会成为环境负担的原因。作为公知的脱氮法，优选操作成本廉价的氯胺脱氮法。需要说明的是，关于氮组分浓度的测定方法，会在后面的实施例中叙述。另外，前述规定值为各国通过环境基准等涉及排水的基准规定的值，与前述的油分去除工序[3]中的油分的排水基准相关的规定值一起在下述表1中示出其例子。需要说明的是，油分和氮组分同样存在如下情况：作为规定值，用排水基准值乘以安全系数来设定排水基准值的5％以上且小于100％的值。
[表1]
在对经过脱氮工序[4]而得到的处理水(31)进行品质检查，结果得到的处理水(31)中含有的氮组分浓度为规定值以下的情况下，可以排放到河流等、进行再循环或返回至地下等。需要说明的是，在对于凝结水(21)需要油分去除和脱氮这两者的情况下，优选先实施油分去除。是因为若先进行作为脱氮的代表性的方法的氯胺脱氮法，则凝结水(21)中的油分会被氧化从而变为水溶性，油分去除变得困难。
[5]沉淀物和浓缩水的处理
“絮凝沉淀处理工序[1]”中说明的沉淀物(12)和“蒸发浓缩处理工序[2]”中说明的浓缩水(22)优选运输到适当的处置场进行处置。此处，若考虑石油开采地点大多设置在偏僻地方，则沉淀物(12)和浓缩水(22)向处置场的运输成本昂贵。因此，重要的是它们的运输量少、即自采出水(10)的浓缩率大。从该观点对本发明的石油开采采出水的处理方法进行了研究，如上所述，沉淀物(12)和浓缩水(22)总和相对于采出水(10)浓缩至3～15体积倍左右，体积得到减少。从运输成本降低的观点出发，可以认为基于该浓缩的体积减少发挥了充分的效果。
实施例
以下，参照实施例更具体地对本发明进行说明。
需要说明的是，实施例中：
对于油分浓度，使试样为pH4后，用正己烷提取，然后加热至80℃从而使正己烷蒸发，测定残留物的重量，由此求出；
对于无机盐类浓度，以TDS计、利用OrionTM Versa Star ProTM pH/电导率台式型多参数测量仪，对总溶解性固体进行测定；
对于氮组分浓度，以氨态氮(NH3-N)的浓度计，通过离子电极法(OrionTM VersaStar ProTM，Thermo fisher制)进行测定；
pH值的测定中使用HORIBA制pH meter F-16，测定时的试样温度为25℃时采用实际测定值，不是25℃时通过pH测定装置内置的校正功能求出25℃下的pH值；
COD依据JIS K 0102：2013、通过重铬酸法(CODCr)进行测定。
(参考例)
对在某一石油开采地点在不同时刻产出的石油开采采出水(采出水1和2)测定油分浓度，结果采出水1的油分浓度为3010ppm，采出水2的油分浓度为198ppm。根据该结果可知，石油开采采出水的油分浓度的变动大。需要说明的是，任意采出水均包含作为保护剂的高分子化合物。以下的实施例中也同样。
(实施例1)
将在某一石油开采地点产出的采出水作为原水，实施本发明的石油开采采出水的处理方法。
以下，按照1.絮凝沉淀处理工序、2.蒸发浓缩处理工序、3.油分去除工序的顺序进行说明。
1.絮凝沉淀处理工序
将产出的采出水作为原水导入至絮凝槽，向其中以相对于采出水1L为2g的比例添加作为絮凝剂的聚合硫酸铁(注册商标：Polytetsu Nittetsu Mining Co.,Ltd.制)。需要说明的是，采出水包含悬浮物(泥)，为茶褐色。
然后，使用附属于絮凝槽的搅拌机以250rpm进行0.1小时搅拌、混合。使用作为固液分离装置的离心分离装置对得到的浆料以4500rpm进行离心分离，分离为作为上清的澄清水和沉淀物。澄清水为淡橙色。沉淀物的量为采出水的1～5体积％左右。
2.蒸发浓缩处理工序
将分离的澄清水暂时储存于蒸发浓缩原水槽后，导入至Sasakura EngineeringCo.,Ltd.制的蒸发浓缩装置(注册商标：移动式蒸发器VVCC-40)，进行蒸发浓缩处理。需要说明的是，该蒸发浓缩装置是可以分离为两个单元(日本特开2018-126680号公报的权利要求1中公开的第1收纳容器和第2收纳容器)且能用卡车等将它们分别运输的装置。
对于蒸发浓缩装置的运转条件，蒸发罐内的真空度设为20kPa abs、保有液的温度设为65℃以上且70℃以下。将保有液的含有成分被浓缩所引起的沸点上升控制在8℃以内、并使挥发成分从保有液中蒸发/凝结从而生成凝结水，从蒸发浓缩装置取出。另一方面，监控蒸发罐内的保有液的比重，在比重变为1.1kg/L的时刻判断为浓缩水并从蒸发浓缩装置排出，由此连续进行蒸发浓缩处理。浓缩率为约3.7体积倍。
3.油分去除工序
由于上述的蒸发浓缩处理工序中得到的凝结水中含有的油分的含量高达52ppm，因此使用具备油分分离膜的油分分离装置(注册商标：EUTEC TH-80旭化成株式会社制)来实施油分去除工序，得到处理水。需要说明的是，该油分分离装置为凝结器方式的装置，通过比重分离从凝结水中将油分去除，得到处理水。
将以上的操作中的采出水、澄清水、凝结水、浓缩水及处理水的pH值、无机盐类浓度(以TDS计)、氨态氮浓度、COD值、油分浓度的值示于下述表2。
[表2]
对于得到的处理水，进一步用例如活性炭对其进行处理，由此能够进一步降低油分浓度。另外，虽然本次的实施例中未实施，但如果对处理水实施脱氮工序，则能够容易地将氨态氮浓度降低至1ppm以下。
(实施例2)
将在与实施例1不同的石油开采地点产出的采出水作为原水。然后，与实施例1同样地实施1.絮凝沉淀处理工序和2.蒸发浓缩处理工序。
将以上的操作中的采出水、凝结水和浓缩水的pH值、氨态氮浓度、COD值、油分浓度的值示于表3。
[表3]
需要说明的是，对采出水实施蒸发浓缩处理工序而不实施絮凝沉淀处理工序时，蒸发浓缩装置的配管等发生了堵塞等，装置会很快发生故障。
附图标记说明
1′：有机成分去除工序
1：絮凝沉淀处理工序
2：蒸发浓缩处理工序
3：油分去除工序
4：脱氮工序
10：采出水
11：澄清水
12：沉淀物
13：无机絮凝剂
14：高分子絮凝剂
15：絮凝槽
16：固液分离装置
17：生物处理槽(SBR槽)
20：蒸发浓缩原水槽
21：凝结水
22：浓缩水
23：蒸发浓缩装置
31：处理水
32：油分分离装置
33：油分分离膜
34：油分
Claims (8)
1.一种石油开采采出水的处理方法，其具有：
对所述石油开采采出水进行絮凝沉淀处理，分离为澄清水和沉淀物的工序；以及
对所述澄清水进行蒸发浓缩处理，得到凝结水和浓缩水的工序。
2.根据权利要求1所述的石油开采采出水的处理方法，其中，所述石油开采采出水中的油分浓度为100～5000ppm、COD为10～20000ppm、无机盐类的浓度以TDS计为200～35000ppm。
3.根据权利要求1或2所述的石油开采采出水的处理方法，其还具有下述工序：对所述凝结水中的油分浓度进行测定，在发现超过规定值的情况下，进行使用油分分离膜将油分自所述凝结水去除的处理。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的石油开采采出水的处理方法，其还具有下述工序：对所述凝结水中的氮组分浓度进行测定，在发现超过规定值的情况下，进行将氮组分自所述凝结水去除的处理。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的石油开采采出水的处理方法，其中，所述澄清水中的油分浓度为5～1000ppm。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的石油开采采出水的处理方法，其中，所述凝结水中的油分浓度为5～100ppm、COD为5～200ppm、无机盐类的浓度以TDS计为10～100ppm。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的石油开采采出水的处理方法，其中，使用能用车辆运输的蒸发浓缩装置、或可以分离为能用车辆运输的2～4个单元的蒸发浓缩装置来实施所述蒸发浓缩处理。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的石油开采采出水的处理方法，其中，在所述絮凝沉淀处理之前，进行所述石油开采采出水中的有机成分的去除处理。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005329380A (ja) * | 2004-05-17 | 2005-12-02 | Takahashi Kinzoku Kk | 水系廃液の蒸発濃縮装置及びこれを利用した水系洗浄装置 |
| JP2013071057A (ja) * | 2011-09-28 | 2013-04-22 | Toshiba Corp | 水処理装置 |
| US20150053621A1 (en) * | 2013-08-22 | 2015-02-26 | Hitachi, Ltd. | Method for treating water and flocculant for organic substances |
| WO2017183236A1 (ja) * | 2016-04-21 | 2017-10-26 | 水ｉｎｇ株式会社 | 含油廃液の処理方法及びその装置 |
| CN108392845A (zh) * | 2017-02-07 | 2018-08-14 | 笹仓机械工程有限公司 | 蒸发浓缩装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5157279B2 (ja) * | 2007-06-22 | 2013-03-06 | 株式会社日立プラントテクノロジー | 油濁水再利用システム |
| CN201151689Y (zh) * | 2007-12-28 | 2008-11-19 | 福建师范大学 | 移动式油田废水电化学处理系统成套装置 |
| CN201963229U (zh) | 2011-03-14 | 2011-09-07 | 廊坊富邦德石油机械制造有限公司 | 低温移动式泥浆净化系统 |
| US10850210B2 (en) * | 2017-03-24 | 2020-12-01 | Fred Polnisch | Production water desalinization via a reciprocal heat transfer and recovery |
-
2020
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005329380A (ja) * | 2004-05-17 | 2005-12-02 | Takahashi Kinzoku Kk | 水系廃液の蒸発濃縮装置及びこれを利用した水系洗浄装置 |
| JP2013071057A (ja) * | 2011-09-28 | 2013-04-22 | Toshiba Corp | 水処理装置 |
| US20150053621A1 (en) * | 2013-08-22 | 2015-02-26 | Hitachi, Ltd. | Method for treating water and flocculant for organic substances |
| JP2015039664A (ja) * | 2013-08-22 | 2015-03-02 | 株式会社日立製作所 | 水処理方法及び有機物の凝集剤 |
| WO2017183236A1 (ja) * | 2016-04-21 | 2017-10-26 | 水ｉｎｇ株式会社 | 含油廃液の処理方法及びその装置 |
| CN109071269A (zh) * | 2016-04-21 | 2018-12-21 | 水翼株式会社 | 含油废液的处理方法及其装置 |
| CN108392845A (zh) * | 2017-02-07 | 2018-08-14 | 笹仓机械工程有限公司 | 蒸发浓缩装置 |
| JP2018126680A (ja) * | 2017-02-07 | 2018-08-16 | 株式会社ササクラ | 蒸発濃縮装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 曾郴林等: "工业废水处理工程设计实例", 中国环境出版社 * |
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