CN1325404C - 一种油田油泥砂无害化处理方法和处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油田油泥砂无害化处理方法和处理装置，用于处理各种油田生产过程中产生的油泥砂。其处理方法包括油田油泥砂泥浆化预处理、使用化学前处理装置进行搅拌、控温和气浮选处理，再经过沉降处理和油水分离处理，将经过上述处理后的油泥砂再进行生物处理，通过生物处理装置使细菌繁殖代谢剥离、降解油泥砂中的原油。其生物处理装置包括处理罐、自动温控器、加药器、搅拌部分和曝气部分，处理罐设有顶盖，在顶盖和罐体底部分别设有进料口和排料口，罐体侧壁设有加药器连接口、取样口和曝气连接口；搅拌部分安装固定在处理罐的顶盖上；将自动温控器、曝气部分和加药器与处理罐连接。本发明处理流程简单、周期短无二次污染。

Description

一种油田油泥砂无害化处理方法和处理装置

技术领域

本发明涉及油田废弃油泥砂的处理工艺和处理装置，特别是一种油田油泥砂无害化处理方法和处理装置，用于处理各种油田生产过程中产生的油泥砂。

背景技术

油田油泥砂主要来源于注水开发过程中，随着采出液含水率越来越高，采出水采出的地层泥砂越来越多，在脱水罐、贮油罐、污油罐等底部沉积，清罐后产生大量油泥砂；另外油田生产过程中设备穿孔、作业、盗油破坏造成的原油撒落、污染的土壤，收集形成油泥砂。油田油泥砂的成分复杂。含油量高，一般为10～50％，含水率为5～50％，含有固体泥、砂量为10～80％。油田油泥砂呈油、泥、砂、水多相混合状态，属固体废弃物，不能直接利用。一般油田每年产生油泥砂上万方，多者可高达十万方，并且油泥砂不断增加积累，长期堆放在露天环境中，无法处理，占用大量土地资源，给环境造成直接污染，其中的石油类和有毒有害物质随着雨水的冲刷污染土壤和水源。由于油泥砂的累积和长时间的堆放，油泥砂形成比较稳定的体系，难以处理，造成含有的原油资源的浪费，如何对油泥砂进行处理并做到无害化排放是许多油田面临的难题之一。目前国内外对油田含油泥砂的治理通常有隔离法、离心分离法、混凝处理法、焦化处理法、干燥焚烧法、化学氧化法、生物修复法等。国内含油泥砂的无害化处理技术还在研究阶段，尚未形成成熟的处理工艺；国外对含油泥砂的处理主要是采用铺路、焚烧，对污染的土壤进行生物修复。生物修复技术是目前国内外发展研究的趋势，但生物反应器仅应用于被石油污染土壤的处理，不能直接应用于油田含油泥砂的处理。油田生产现场需要一种能够有效处理含油泥砂的生物处理工艺和生物处理装置，处理后使油田含油泥砂符合国家规定的无害化排放标准要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种油田油泥砂无害化处理方法和处理装置，通过物理化学方法并使用生物处理方法，让油泥砂的含油量达到排放标准。使目前油田现场油泥砂堆放、污染环境的难题得到彻底解决。

本技术解决方案可达上述目的：一种油田油泥砂无害化处理方法，包括油田油泥砂泥浆化预处理、使用化学前处理装置进行搅拌、控温和气浮选处理，再经过沉降处理和油水分离处理，将经过上述处理后的油田油泥砂再进行生物处理，通过生物处理装置使细菌繁殖代谢剥离、降解油泥砂中的原油。

用于上述处理方法的油田油泥砂无害化生物处理装置，包括处理罐、自动温控器、加药器、搅拌部分和曝气部分，处理罐设有顶盖，在顶盖和罐体底部分别设有进料口和排料口，罐体侧壁设有加药器连接口、取样口和曝气连接口；搅拌部分安装固定在处理罐的顶盖上；将自动温控器、曝气部分和加药器与处理罐连接。

与现有的处理工艺和方法相比，本发明是将物理、化学和生物处理工艺技术综合利用，具有处理工艺合理、设备简单、操作方便、处理效果稳定、原油回收率高、油泥砂处理彻底等优点。能够实现油田油泥砂的无害化治理，解决了油田油泥砂污染环境的问题，不造成二次污染。同时回收了油泥砂中含有的大部分油品，实现了油泥砂原油的资源化，其处理工艺经济合理。既能针对油田生产中脱水罐、贮油罐、污油罐的清淤处理，又可针对油田长期堆放的油泥砂的大规模处理。其生物处理装置采用模块化设计，可组装形成车载移动式处理装置，也可根据该处理模式建设成大规模的工厂化处理方式。

附图说明

附图1是本发明的油泥砂处理方法的工艺流程图。

附图2是本发明生物处理装置的结构示意图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步的详述：参见附图1和2，一种油田油泥砂无害化处理方法，包括油田油泥砂泥浆化预处理、化学前处理装置的处理、沉降处理和油水分离处理，将经过上述处理后的油田油泥砂再进行生物处理，将水和生物处理菌液以及生物处理营养剂加入油泥砂中，通过生物处理装置使细菌繁殖代谢剥离、降解油泥砂中的原油。考虑到经济实用的因素，油泥砂泥浆化预处理中油泥砂与加入水的比例最好为1∶1～3中的任意一种中，当然也可以加大或者缩小油泥砂与水的比例，如1∶1～5。水温是30℃～40℃中的任意一种，加入的水可以是清水或者是油田污水。生物处理菌液由多株降解菌种和产表面活性剂菌种组成，用于营养、繁殖该生物处理菌液的生物处理营养剂由无机氮、磷和多种微量元素组成。生物处理装置包括处理罐1、自动温控器2、加药器、搅拌部分和曝气部分，处理罐1设有顶盖，在顶盖和罐体底部分别设有进料口和排料口，罐体侧壁设有加药器连接口4、取样口5和曝气连接口。搅拌部分安装固定在处理罐的顶盖上。将自动温控器2、曝气部分和加药器与处理罐1连接。处理罐1的底部罐体为球形或锥形，座在支架7或者底座上，起到固定作用，并利于排料。罐体的侧壁和底部设有挡板，在罐体的侧壁和底部设置挡板，是为了防止搅拌过程中产生涡流，增大含油泥砂的悬浮效果。在罐体中部设有取样口5，可随时取样对生物处理效果进行分析。罐体底部设有排料口，用于处理达标后泥砂和污水的排放。处理罐1是生物处理油泥砂的反应载体，罐体的材质为不锈钢、圆柱体，也可以是其它形状。搅拌部分由搅拌器和变频器3组成，变频器3与搅拌器联接，实现不同搅拌速率。搅拌器包括联轴器、搅拌轴和搅拌叶片，搅拌叶片安装在搅拌轴上，置于处理罐1内；联轴器外设轴密封从罐体顶盖通过，由搅拌支架固定在处理罐1的顶盖上。搅拌轴上至少安装2组搅拌叶片，搅拌叶片是多叶式折叶涡轮，在搅拌轴上的安装位置可调。搅拌部分用于含油泥砂的悬浮和流动，实现生物处理过程中细菌对含油泥砂的充分接触。自动温控器2包括温控表、热电偶和加热棒，加热棒与温控表和热电偶连接，加热棒探入处理罐1的罐体内，温控表和热电偶固定在处理罐1的顶盖上。自动温控器2用于控制生物处理过程中水的温度，提供生物生长合适的温度条件。曝气部分包括曝气管6和空气压缩机，空气压缩机通过处理罐1罐体上的曝气连接口与曝气管6连接。曝气管6是一软管，一端连接在曝气连接口上，另一端连接在处理罐1的另一侧罐体上，管体上分布许多细小的小孔，工作时开启产生微气泡，不工作时闭合。曝气部分用于提供生物处理过程中生物必须的氧气。加药器连接口4与加药器连接，用于及时补充生物菌液和必须的生物处理营养剂。

现场应用本发明处理油田油泥砂时，首先完成油泥砂泥浆化预处理、化学前处理、沉降处理和油水分离处理工艺。采用挖掘机将油泥砂送入预处理装置进行油泥砂泥浆化预处理，加入适量清水或油田污水，通过快速搅拌形成泥浆混合物。然后通过泥浆泵提升到化学前处理装置进行化学前处理。化学前处理装置是带有搅拌、控温、气浮选功能的方形或圆形容器，通过搅拌加入具有一定温度的水，在40～60℃之间。使固体与水的比例控制在1∶2～8范围内，加入摄油药剂浓度为0.1～0.3％，然后通入空气在搅拌下进行气浮选。通过水、药剂的作用，原油粘度降低，改变了油泥砂的界面润湿性，使原油从泥砂表面剥离，原油随着气泡浮选到液体表面被不断刮入到原油回收池内。经过3～10小时的化学前处理，泥砂变得较为清洁，含油量降低至5.0％以内。化学前处理后油泥砂和水的混合物，通过泥浆泵泵入到沉降处理装置进行沉降处理。沉降处理装置底部设置有刮渣机。沉降2～4小时后，将上部水相部分放出，用泵提升到油水分离装置中，进一步进行油水分离处理，分离出的水泵入到预处理装置和化学前处理装置中循环使用，底部泥砂用刮渣机刮出。

经过上述工艺的处理，将刮渣机刮出的油泥砂输送到生物处理装置内，加入30～40℃的水，控制油泥砂和水的比例为1∶2～5，按照5％的接种量接种组合菌液，加入0.5％浓度的生物处理营养剂溶液，启动生物处理装置的曝气部分维持装置内溶解氧在2mg/L以上，一般处理1～5天的时间。组合菌液由10株好氧菌组成，都能够高效降解原油或代谢产生丰富的表面活性物质，最终代谢产物都为二氧化碳，其中3株属于假单孢菌属、2株属于棒杆菌属、3株芽孢杆菌属、2株属于梭菌属；生物处理营养剂由无机铵盐、硝酸盐、磷酸盐、多种微量元素及0.01％的生物表面活性剂等组成，能为细菌提供必要的营养，并提高生物处理效果。生物处理通过细菌生长繁殖代谢，油泥砂表面含有的原油被进一步剥离和降解，含油量降低到0.2％以下，根据中华人民共和国国家标准中农用污染物中污染物控制标准GB4284-1984的要求，达到排放标准。将上部液体排出，通过补充生物处理营养剂后在生物处理装置内循环利用，将无害化油泥砂排出到生物处理装置之外。可做为普通泥砂利用，如筑路、填沟，垫场地等。

Claims (10)

1、一种油田油泥砂无害化处理方法，包括油田油泥砂泥浆化预处理、使用化学前处理装置进行搅拌、控温和气浮选处理，再经过沉降处理和油水分离处理，其特征在于将经过上述处理后的油田油泥砂再进行生物处理，通过生物处理装置使细菌繁殖代谢剥离、降解油泥砂中的原油。

2、根据权利要求1所述的一种油田油泥砂无害化处理方法，其特征在于油泥砂泥浆化预处理中油泥砂与加入水的比例为1∶1～5中的任意一种，水温是30℃～40℃中的任意一种。

3、根据权利要求1所述的一种油田油泥砂无害化处理方法，其特征在于生物处理菌液由多株降解菌种和产表面活性剂菌种组成，包括假单孢菌属、棒杆菌属、芽孢杆菌属和梭菌属，其生物处理营养剂由无机铵盐、硝酸盐、磷酸盐、多种微量元素和生物表面活性剂组成。

4、一种用于权利要求1的油田油泥砂无害化生物处理装置，其特征是本装置包括处理罐(1)、自动温控器(2)、加药器、搅拌部分和曝气部分，处理罐(1)设有顶盖，在顶盖和罐体底部分别设有进料口和排料口，罐体侧壁设有加药器连接口(4)、取样口(5)和曝气连接口；搅拌部分安装固定在处理罐的顶盖上；将自动温控器(2)、曝气部分和加药器与处理罐(1)连接。

5、根据权利要求4所述的油田油泥砂无害化生物处理装置，其特征是处理罐(1)的底部罐体为球形或锥形，座在支架(7)或底座上，罐体的侧壁和底部设有挡板。

6、根据权利要求4所述的油田油泥砂无害化生物处理装置，其特征是搅拌部分由搅拌器和变频器(3)组成，将变频器(3)与搅拌器联接；搅拌器包括联轴器、搅拌轴和搅拌叶片，搅拌叶片安装在搅拌轴上，置于处理罐(1)内；联轴器外设轴密封从罐体顶盖通过，由搅拌支架固定在处理罐(1)的顶盖上。

7、根据权利要求6所述的油田油泥砂无害化生物处理装置，其特征在于搅拌轴上至少安装2组搅拌叶片，搅拌叶片是多叶式折叶涡轮，在搅拌轴上的安装位置可调。

8、根据权利要求4所述的油田油泥砂无害化生物处理装置，其特征在于自动温控器(2)包括温控表、热电偶和加热棒，加热棒与温控表和热电偶连接，加热棒探入处理罐(1)的罐体内，温控表和热电偶固定在处理罐(1)的顶盖上。

9、根据权利要求4所述的油田油泥砂无害化生物处理装置，其特征在于曝气部分包括曝气管(6)和空气压缩机，空气压缩机通过处理罐(1)罐体上的曝气连接口与曝气管(6)连接。

10、根据权利要求4所述的油田油泥砂无害化生物处理装置，其特征在于曝气管(6)是一软管，一端连接在曝气连接口上，另一端连接在处理罐(1)的另一侧罐体上，管体上分布小孔。