CN1216813C - 一种油田废水处理方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种油田废水处理方法，其特点是将油田废水进入电气浮处理装置，经过预处理区以及装有电极板的电气浮区处理后，得到水质达标的油田采出水。本发明的技术在保证出水水质达标的前提下，不需要投加多种药剂，大幅度降低处理成本，减化了对现场实际操作的要求，实现了电气浮除油和电解杀菌一体化。
Description
技术领域
本发明属废水处理技术，确切地说，是一种采用电气浮法处理油田废水的方法及其设备。
背景技术
在油田开发中，特别是油田后期，油田要产生大量的采出水，多年来，国内油田对采出水处理主要采用“除油段(一次除油十二次除油)十过滤段”的工艺模式，其中“除油段”基本采用如下方法；(1)物理法，主要针对原水中的浮油；(2)化学法，主要解决原水中的分散油；(3)粗粒化法，主要针对原水中的分散油；(4)旋流分离法，主要除去原水中的浮油；(5)气浮法(溶气法、诱导法)，主要除去原水中的浮油和分散油。
上述方法对各油田的采出水的处理取得一定成效，但是随着注水水质标准的提高，对“除油段”的要求越来越高，各种处理方法中所暴露出的许多不足之处已经不能适应现场的要求。例如，物理法仅能除去原水中的浮油及大颗粒悬浮物，仍需增加二次除油装置；化学法只能解决原水中的分散油和小颗粒悬浮物，对前端一次除油装置要求较高，同时制约投加药剂工作的正常运行的因素较多，难于满足设计要求；粗粒化法，对进口水质要求较高，处理效果难于满足后续过滤装置要求；旋流分离法去除悬浮物的效果较差；气浮法(诱导浮选、喷射浮选)，机械部件多，能耗较高，稳定性较差，维修量大。
此外，多年实践说明，“药剂投加”工作的正常与否是决定采出水处理效果的重要因素之一，也是各油田长期水质达标率较低的困难所在。目前各油田采出水处理工艺中均需投加多种化学药剂，而在现场实际操作过程中，无论是药剂的筛选、投加量、投加点、投加方式、成本的控制、现场的配制等每个环节都可能影响处理效果，使水质不能达标。
发明内容
本发明的目的是克服已有技术的缺点，提出一种电气浮法处理油田废水的方法。
本发明的另一个目的是提出一种电气浮法处理油田废水装置。
本发明的油田废水处理方法包括以下步骤：
1.油田废水进入规模为200-500m3/d的电气浮装置预处理区，通过档板，进入斜板沉淀区，以大幅度降低废水含油量；
2.经步骤(1)预处理区处理后的废水连续进入设置有电极板的电气浮区处理，其处理条件为：停留时间5-30min、电流强度6000～15000A、电压3-5V，最后得到水质合格的油田采出水。
本发明的电气浮法处理油田废水装置为卧式圆形容器，内部分为预处理区和电气浮区，其中预处理区包括进水管和焊接在容器上、下内壁上的两块档板以及焊在两块档板上的与水平面呈45～60°角的斜板，电气浮区包括分别焊接在容器上、下内壁的档板，在与预处理区最接近的档板处设置有底部用绝缘材料固定在容器内壁上的电极板，并在出水口前容器内壁安装有起控制水位作用的出水槽(管)，此外在预处理区和电气浮区的容器顶部焊有两个收集采出水中上浮的浮油集油包。
所述的电极材料包括铂电极、石墨电极、铁电极、铝电极、最好是镀钌钛电极，电极板的数量与装置规模和电流大小有关，极板之间的距离为1-2cm。
所述的斜板材料为非金属材料或不锈钢材料制成。
本发明的优点和效果：
本发明的方法可以实现电气浮除油和电解杀菌一体化，除油率大于90％，除菌率大于99％。根据电气浮的原理：电气浮中氢气气泡直径一般为10-30μm，氧气、氯气等气泡直径为20-60μm，微气泡具有很高的比表面积，可以吸附水中的微小油滴和悬浮物，由于微气泡的密度仅为水的密度的几百到几千分之一，很容易将油滴和悬浮物分离出水体并除去；阳极产生氧气、氯气等多种强氧化性物质，具有较强的杀菌作用，可以不加氯实现杀菌目的。在油田采出水中，矿化度平均在4000-10万mg/l，电导率较大，使用电气浮时可调节极片间距来改变电压和电流密度的关系，不必再投加药剂调节电导率，使用时具有一定优势；使用电气浮方法可有效地去除悬浮物和浮油、分散油，使用絮凝剂或投加浮选剂，还可以去除分散油和部分溶解油；由于采出水中含大量氯离子，因而，在电极释放大量氯气达到杀菌目的，因此，本发明可在保证出水水质达标的前提下，解决了制约全国各油田水处理的“瓶颈”问题，实现废水处理过程中无须投加多种药剂的同时，大幅度降低处理成本，减化了对现场操作的要求。
附图说明
图1为本发明处理油田废水的电气浮装置结构示意图。
由图1所示，本发明电气浮除油装置为卧式圆形容器10，内部分预处理区和电气浮区15，其中预处理区包括进水管1和分别焊接在容器10上、下内壁上的档板2、4，档板2、4上焊有与水平面呈45～60°角的斜板3，所述的电气浮区，在容器10上、下内壁分别焊接有档板5、7，靠近档板5设置有底部用绝缘材料固定在容器的壁上的电极6，在出水管9前的容器的壁焊有控制水位的出水槽8，在预处理区和电浮区顶部分别设置收集浮油的集油包11、12，挡板4、5之间为水流方向控制及配水区13。
油田废水具体流向：油田废水由进水管1首先进入布水区14，然后翻过挡板2，进入斜板3，使含油污水在斜板3快速分离，大部分浮油上浮至集油包11，其它的分散油及部分浮油随水流通过稳压区13进入电气浮区15，其操作条件：装置规模Q＝200～500m3/d、停留时间5-30min、电流强度5000～15000A、电压3-5V，在电极6产生大量微细气泡，污水中的浮油、大部分分散油和部分乳化油随微细泡上浮，粘浮在微细气泡上而被带至水面，浮油进入集油包12，集油包11、12顶部设有出油口(未划出)，处理后的污水通过出水槽或管8，由出水管9带出装置。
具体实施方式
下面通过具体实例进一步说明本发明的特点
实例1-10均为静态试验数据，是在有机玻璃实验装置中进行，由于处理水量较小，消耗电流有限，如果在200-500m3/d的规模且在动态条件下，总电流量将大幅度提高。
实例1-3
实例1-3为含油量53.90mg/L的油田采出水，通过本发明的电气浮除油装置处理后的结果以及操作条件见表1。
实例4-6
实例4-6为含油量74.20mg/L的油田采出水，经电气浮除油装置处理结果及操作条件见表1。
实例7-9
实例7-9为含油量132.73mg/L的油田采出水，经电气浮除油装置处理结果及操作条件见表1。
实例10
本实例为杀菌效果实验，根据SY/T5329-94《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》，采用绝迹稀释法进行杀菌效果实验，处理对象为硫酸盐还原菌(SRB)。
油田采出水细菌含量为6.0×106个/ml。
实验采用静态方式，其操作条件：停留时间5分，电流0.8A，极板间距1cm，电压4.0V。
结果：出水水质细菌含量小于6.0个/mL，杀菌率大于99.50％。
实例11
本实例是用有机玻璃制造的实验装置进行的小型动态实验。
实验用的水样为王龙庄水样。实验条件：流量为150L/h、电耗0.32kwh/m3、停流时间5分钟、电流强度6A、电压4.20V，其结果见表2。
由表2可知，装置除油率较好。
表1
| 实例 | 电流，I | 电压，V | 停流时间，分 | 出口水含油量，mg/l |
| 123456789 | 1.51.51.51.51.51.53.03.03.0 | 3.853.853.854.704.704.705.05.05.0 | 48124812345 | 29.126.329.329.228329.328.8933.8932.22 |
表2
| 项目 | 第1次 | 第2次 |
| 原水含油量，mg/l | 64.26 | 64.26 |
| 出水含油量，mg/l | 15.65 | 12.36 |
| 除油率，％ | 75.6 | 80.8 |
Claims (2)
1.一种油田废水处理方法，其特征在于具体处理过程包括以下步骤：
(1)油田废水进入规模为200-500m3/d的电气浮装置预处理区，通过档板，进入斜板沉淀区；
(2)经步骤(1)预处理区处理后的废水连续进入设置有间距为1-2cm的电极板的电气浮区处理，其处理条件为：停留时间5-30min、电流强度5000～15000A、电压3-5V。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于所述的处理油田废水的电气浮装置为卧式圆形容器(10)，内部分预处理区和电气浮区(15)，其中预处理区包括进水管(1)和分别焊接在容器(10)上、下内壁上四块档板依次为焊接在容器的下壁、上壁、下壁、上壁，电极(6)设置在靠近进水方向开始的第三块档板的位置。
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