CN1919756A - 聚驱油田污水及岩屑污水的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种聚驱油田污水及岩屑污水的处理方法，该方法处理工艺流程包括将含油污水经憎油亲水无纺布去油，再进行好氧初级生化、一级强氧化反应、二级催化氧化反应、生物炭生化处理，至达标排放。本发明的效果是既适用于海上油田污水、也适用于陆上油田污(淡水)水、还适用于其它极难处理的含油污水的处理。若处理的含油污水中COD值较低，则处理单元可以随意组合和缩减，反应时间也可以大大缩短。石油可以回收，虽然污水中的石油含量≤1％，但是全国年排水量在数亿m³以上，回收的石油也将有数十万吨以上，处理后水可以回注，岩屑可以作免烧砖等综合利用。所以应用范围广，有着广泛的工业化应用前景。

Description

聚驱油田污水及岩屑污水的处理方法

技术领域

本发明涉及提供一种污水处理技术，特别是一种聚驱油田污水及岩屑污水的处理方法。

背景技术

随着我国油田开发已进入高含水期开采，油田综合含水率已超过80％；而聚合物聚驱采油(简称聚驱采油)技术是一种有效提高石油采收率的强化采油方法，在我国油田原油稳产中发挥着不可替代的重要作用。但是，聚合物驱采油污水中含有大量的聚合丙烯胺(简称HPAM)和表面活性剂等有机物，聚合丙烯胺，一般分子量高达200-1200万、极难生化降解，因而，使原油主要以乳化油状态存在，导致油、水分离和含油污水处理难度加大。以前的老三套工艺(自然沉降-破乳-絮凝除油)已不能适应。伴随着聚驱采油作业规模的不断增大，聚驱采油污水量也愈来愈大。污水处理已成为聚驱采油技术进一步推广应用的限制因素。

随着石油勘探开发活动的增加，所产生的污染物总量随之增加，对环境造成的污染也日趋严重，有效地控制和治理在油田开采和使用石油、天然气过程中造成的环境污染，已成为世界各国面临的重大课题，油田污水处理已成为油田开采的主题之一，全国年排量达数亿m³。如何将聚驱采油过程中所产生的聚驱油田污水和岩屑污水处理，对其中的石油尤其是乳化油和分散油分离，回收利用？如何将此含高盐度高COD高聚合丙烯胺浓度高色度的污水治理至能符合国家“污水综合排放标准’GB8978-1996中二级标准(陆上油田用的是淡水，治理后可回注；节约大量淡水资源)，也是目前尚待解决的技术难题之一。

发明内容

为解决上述技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种聚驱油田污水及岩屑污水的处理方法，将高盐度高COD高聚合丙烯胺浓度高色度的污水治理至能符合国家“污水综合排放标准’GB8978-1996中二级标准，对陆上油田治理后的污水可回注，因而节约大量淡水资源。

为实现上述目的本发明采用的技术方案是提供一种聚驱油田污水及岩屑污水的处理方法，其方法包括以下步骤：

(1)首先将来自油田开采中的含油岩屑污水进行初步沉淀、分离，将上层含油污水并入另一个来自油田开采中的聚驱油田污水蓄水池中，一起处理之；

(2)利用憎油亲水的有机纤维材料，将步骤(1)的污水中石油拦截，让水顺利通过；再用炉渣作滤料，分离、吸附分散油和乳化油；

(3)利用油田聚驱污水中原有的微生物群落，进一步驯化、扩培、繁殖，使之适应步骤(1)的污水介质，进行初步生化处理；

(4)上述污水加入破乳剂硫酸破乳、去油，再进入一级强氧化反应设施，设施中已装有10％的铁屑(铁屑的重量与污水的体积之比)，进破乳、去油处理后水的同时，加硫酸至PH4，在常温常压下，先后加入30％的H₂O₂溶液和30％的K₂FeO₄溶液，其用量各为0.1％(溶液体积与污水体积之比)；反应时间为2h；反应出水用碱调节PH≈7，絮凝沉降；上层清液进入下一步骤；

(5)上述清液进入二级强催化氧化反应设施，设施中已装有10％的载纳米级TiO₂催化剂和通O₃设施，进按步骤(4)处理后的出水的同时加入0.1％(溶液的体积与污水体积之比)的30％的H₂O₂溶液，且暴露于日光下反应；反应时间为3h；

(6)进入生物炭反应设施，利用油田聚驱污水中原有的微生物群落，进一步驯化、扩培、繁殖，使之适应步骤(5)的污水介质，进行生化处理，出水即可达标排放；

处理后出水水质：COD≤150mg/L；PH6-9；石油≤5mg/L；NH₄-N≤5mg/L；BOD₅≤10mg/L；H₂S和LAS未检出；SS≤5mg/L色度无色透明。

所述步骤(3)、步骤(6)中的生化处理时所用的方法是生物炭兼曝气生物滤池法。

本发明的效果是该方法能将高盐度高COD高聚合物高色度的聚驱油田污水、岩屑污水的处理至达标排放，已进入工业化试验，处理量为10M³/日。该技术不仅可以回收大量原油、节约宝贵的新鲜水资源(陆上油田)，而且从根本上解决污水对环境的污染问题，将促进和引领全国能源和社会经济的可持续发展。本方法既适用于海上油田污水，也适用于陆上油田污水(淡水)、还适用于其它极难处理的含油污水的处理。该方法处理后的石油可以回收，处理后水可以回注，岩屑可以作免烧砖等综合利用，应用范围极广。

附图说明

图1为本发明的处理工艺流程图。

具体实施方式

结合附图及实施例对本发明的聚驱油田污水及岩屑污水的处理方法加以说明。

本发明的聚驱油田污水及岩屑污水的处理方法，是利用油田聚驱污水中原有的微生物群落，分解小分子量聚丙稀酰胺和其他有机物，降解部分COD和色度。该方法主要处理工艺流程包括有将含油污水经憎油亲水的有机纤维去油，再利用油田聚驱污水中原有的微生物群落进行初级生化、一级强氧化反应、二级催化氧化反应、生物炭生化，至达标排放。

如图1所示，本发明的聚驱油田污水及岩屑污水的处理方法，其方法包括以下步骤：

(1)、首先将来自油田开采中的含油岩屑污水进行初步沉淀、分离，将上层含油污水并入另一个来自油田开采中的聚驱油田污水蓄水池中，一起处理之；

(2)、通过憎油亲水为有机纤维的材料，拦截浮油回收利用。由于其憎油性，极易冲洗。所用吸附剂为炉渣，吸附分散油和乳化油等。

(3)、利用油田聚驱污水中原有的微生物群落生化处理，初步分解或降解聚丙烯酰胺和其它有机物。该微生物为油田污水自然存在的微生物生态系，加入适量的蛋白胨等培养基进行扩培、繁殖即可得到。

(4)、上述污水加入破乳剂硫酸，通过憎油亲水的有机纤维去油，再进入一级强氧化反应设施，设施内已装有10％(铁屑的重量与污水的体积之比)的铁屑，进破乳去油后水的同时，加硫酸至PH4，在常温常压下，先后加入30％H₂O₂的溶液和30％的K₂FeO₄溶液，用量各为0.1％(溶液的体积与污水的体积之比)；反应时间3h；反应出水用碱调节PH≈7，絮凝沉降；上层清液步骤(5)进行。所述的一级强氧化反应，形成了微电池法、FenTon试剂法、高铁酸钾组合的强氧化化学反应。

(5)、进入二级催化强氧化反应，在这一步骤中的二级催化强氧化反应是以载纳米极TiO₂活性炭催化剂催化臭氧氧化为主体，结合H₂O₂氧化和自然光的光催化氧化作用的协同，在常温常压下的强催化氧化作用。进按步骤(4)处理后的出水的同时加入0.1％(溶液体积与污水的体积之比)的30％的H₂O₂溶液，且暴露于日光下反应；反应时间为3h。

(6)、进入生物炭反应设施，进行生化处理，利用油田聚驱污水中原有的微生物群落生化处理，进一步驯化、扩培、繁殖，使之适应步骤(5)的污水介质，出水即可达标排放。生化处理反应所用的是生物炭兼曝气生物滤池法。

处理前污水水质(主要污染物指标)：

COD8000-15000mg/L；聚丙稀酰胺≥2000mg/L；Cl^-～15000mg/L；PH9-10；乳化油类＞3000mg/L；H₂S 5000-10000mg/L；LAS＞50mg/L；SS＞5000mg/L；色度＞5000稀释倍数(深黑色)。

处理后出水水质：

COD≤150mg/L；PH6-9；石油≤5mg/L；NH₄-N≤5mg/L；BOD₅≤10mg/L；H₂S和LAS未检出；SS≤5mg/L；色度无色透明。

在步骤(3)和步骤(6)中的生化处理时，所用的方法是常规的生物

炭兼曝气生物滤池法。

本发明的聚驱油田污水及岩屑污水的处理方法主要处理工艺条件如下表：

反应阶段	处理工艺条件
		初级生化	空气曝气；水力停留时间4小时左右；
一级强氧化	铁屑10％(铁屑的重量与污水体积之比)，PH4，30％H2O2溶液和30％K2FeO4溶液用量各为0.1％(溶液的体积与污水的体积之比)，反应时间2h。
		二级催化氧化	纳米级TiO2载体活性炭10％(活性炭的体积与污水的体积之比)，30％的H2O2溶液，用量为0.1％(溶液的体积与污水的体积之比)，反应时间3h。
生物炭生化	填料20％(填料的体积与污水的体积之比)，水力停留时间20小时。
		注：	生化水力停留时间与水温有关。

处理前污水水质(主要污染物指标)：

COD 8000-15000mg/L；聚丙稀酰胺≥2000mg/L；Cl^-～15000mg/L；

PH9-10；乳化油类＞3000mg/L；H₂S 5000-10000mg/L；LAS＞50mg/L；

SS＞5000mg/L；色度＞5000稀释倍数(深黑色)。

处理后出水水质：

COD≤150mg/L；PH6-9；石油≤5mg/L；NH₄-N≤5mg/L；BOD₅≤10mg/L；H₂S和LAS未检出；SS≤5mg/L；色度无色透明。见表一。

表一  各处理单元出水的COD和色度的变化

名称

混合污水

去油后

初级生化

一级氧化

二级催化

生化

COD	＞15000	15000-8000	～5000	2000-821	239	≤150
							色度	＞10000	10000-6000	～4000	2000-800	80	＜30

本发明的高盐度高COD高聚合物高色度的聚驱油田污水、岩屑污水的处理方法适用于水驱油田污水及岩屑污水的处理，同时，既适用于海上油田污水，也适用于陆上油田污水(淡水)，还适用于其它极难处理的含油污水的处理。若处理的含油污水中COD值较低，则处理单元可以随意组合和缩减，反应时间也可以大大缩短。石油可以回收(虽然水中的石油含量≤1％，但是全国年排水量在数亿m³以上，回收的石油也将有数十万吨以上)，处理后水可以回注，岩屑可以作免烧砖等综合利用。所以应用范围广，有着广泛的工业化应用前景。

Claims (2)

1、一种聚驱油田污水及岩屑污水的处理方法，其方法包括以下步骤：

(1)首先将来自油田开采中的含油岩屑污水进行初步沉淀、分离，将上层含油污水并入另一个来自油田开采中的聚驱油田污水蓄水池中，一起处理之；

(2)利用憎油亲水的有机纤维材料，将步骤(1)的污水中石油拦截，让水顺利通过；再用炉渣作滤料，分离、吸附分散油和乳化油；

(3)利用油田聚驱污水中原有的微生物群落，进一步驯化、扩培、繁殖，使之适应步骤(1)的污水介质，进行初步生化处理；

(4)上述污水加入破乳剂硫酸破乳、去油，再进入一级强氧化反应设施，设施中已装有10％的铁屑(铁屑的重量与污水的体积之比)，进破乳、去油处理后水的同时，加硫酸至PH4，在常温常压下，先后加入30％的H₂O₂溶液和30％的K₂FeO₄溶液，其用量各为0.1％(溶液体积与污水体积之比)；反应时间为2h；反应出水用碱调节PH≈7，絮凝沉降；上层清液进入下一步骤；

(5)上述清液进入二级强催化氧化反应设施，设施中已装有10％的载纳米级TiO₂催化剂和通O₃设施，进按步骤(4)处理后的出水的同时加入0.1％(溶液的体积与污水体积之比)的30％的H₂O₂溶液，且暴露于日光下反应；反应时间为3h；

(6)进入生物炭反应设施，利用油田聚驱污水中原有的微生物群落，进一步驯化、扩培、繁殖，使之适应步骤(5)的污水介质，进行生化处理，出水即可达标排放；

处理后出水水质：COD≤150mg/L；PH6-9；石油≤5mg/L；NH₄-N≤5mg/L；BOD₅≤10mg/L；H₂S和LAS未检出；SS≤5mg/L色度无色透明。

2、根据权利要求1所述的处理方法，其特征是：所述步骤(3)、步骤(6)中的生化处理时所用的方法是生物炭兼曝气生物滤池法。