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1、油田污水的主要特点及处理姓名: 艾伟 学号：201106080723 班级：装备1103 目录油田污水的主要特点及处理2一.概念3二.油田污水的特点32.1绝大多数油田污水具有 “ 五高 ” 特征：32.2 原油在污水中的存在状态42.2.1 油田污水的普遍共性42.3 污水含油的危害5三.油田污水处理技术53.1污水处理方法53.1.1物理法53.1.2化学法73.1.3物理化学方法83.1.4生物处理方法9表3-2 油田污水主要处理方法比较103.2油田污水处理的一般工艺113.2.3浮选式流程143.2.4开式生化处理流程143.3油田污水处理工艺应用举例153.3.1油田原水水质分析1
2、63.3.2油田污水处理工艺优选163.4油田污水处理工艺存在问题20四.油田污水处理技术的发展204.1国内外含油污水处理技术214.1.1污水生化处理技术224.1.2 污水软化回用技术224.1.3 冰冻法224.1.4 把油田采出水处理成灌溉和饮用水技术224.2国外油田含油污水处理设备234.3.处理工艺的发展24油田污水的主要特点及处理摘要： 我国多数油田已进入石油开采中后期，使用注水方法开采原油，原油含水率逐年上升，油田含水率高达80%，甚至90%，含油污水的处理是油田面临的严重问题。从地下采出的含水原油称“采出液”，经脱水分离出来的水称为“油田采出水”，也称“油田污水”。关键字
3、 ：水质 乳化油 微滤 超滤 反渗透 重力分离、离心分离、过滤、粗粒化、膜分离 混凝沉淀、化学转化 膜生物反应器一.概念 油田污水随原油一同从地层中被开采出来，这种污水经过原油收集和初加工的整个过程，加入了各种化学药剂，不仅含有石油类，而且在高温高压的油层中溶解了多种盐类和气体，在采油过程中挟带有许多悬浮固体，所以采出水中还含有大量的有机物，为微生物的生长繁殖提供了必要的环境。由于油藏地质条件、开采工艺等生产条件的差异，油田污水所含污染物质的种类和性质存在一定的差异，但总体上油田污水含有多种原油有机成分和各种化学药剂 ， 化学需氧量高 ， 是一种性质复杂 ， 包含多种杂质的特殊工业废水 二.油
4、田污水的特点2.1绝大多数油田污水具有 “ 五高 ” 特征：（ 1 ）水中的杂质分为非溶性无机物分、 细菌和有机物 ， 含量一般在 100-500mg/l ， 直径范围通常在 1-100um 之间，颗粒细小，在重力的自然作用下沉降缓慢；表2-1为污水内常见的非溶性（或微溶性）物质表2-1 水中悬浮的无机物和有机物非溶性无机物有机物碳酸钙硫酸钙粘土砂铁氧化镁硫化铁硫酸钡硅土*等细菌酵母藻类原生动物硅藻腐生物丹宁酸聚合物油等*硅土既可为水中悬浮物，也可溶解于水中.（ 2 ）原油含量高。多数油田污水的油含量一般在 1000 mg/l 以上，有的甚至达到 10000 mg/l ， 其中 90%（ 1
5、） 悬浮物含量高 。 油田污水中的悬浮固体主要包括泥砂 、 各种腐蚀产物及垢质成 左右为 10 -100 um 的分散油和大于 100um 的浮油，具有较好的沉降性能，其余 10% 左右则为 1 10 -3-10um 的乳化油；（ 3 ）有机物含量高。原油在开采和初加工过程中添加的各种化学药剂 ，如降粘 、 缓蚀 、 阻垢 、 破乳 、 混凝 、 杀菌等 ， 形成了油田污水中的较高 CO D含量，这些性质复杂的有机物必须得到很好的去除，否则将对环境造成不利的影响，是油田污水处理达标排放的重点；（ 4 ）矿化度高。油田污水的矿化度一般在 1000mg/l 以上，最高甚至可达 10 5mg/l ，
6、 高的矿化度对管道和设备有很强的腐蚀作用 ， 并且给污水的生化处理造成一定的困难；（ 5 ） 微生物含量高 。 油田污水中含有大量铁细菌 、 腐生菌 、 SRB 等类型的微生物，这些微生物利用污水中矿物质繁殖，形成大量垢质，对注水系统腐蚀防护构成很大威胁。 油田污水除上述特点外，还具有水质水量变化大的特点。本课题以辽河油田欢四联油田污水为实验对象，对污水中 PH 值、悬浮物、含油量、 COD及 BOD 含量进行了取样分析。实验分析结果见表 2-2表2-2 水质指数及水质水质指数水质20水质差，需进一步处理，也许可用于经酸化或压裂的白云石地层。2.2 原油在污水中的存在状态油田污水中的含有的原油
7、一般以漂浮油、分散油、乳化油、溶解油和油固体物五种形式存在：（1）漂浮油：以连续相漂浮于水面，形成油膜或油层。这种油的油滴直径较大，一般大于 100m；（2）分散油：以微小油滴悬浮分散于水中，不稳定，静止一定时间能聚集成较大油珠而上浮到水面会变成漂浮油，油滴直径在 10100m；（3）乳化油：因水中含有表面活性剂而使油和水形成稳定的乳化液，油滴直径一般小于 10m，大部分在 0.12m；（4）溶解油：是一种以分子状态分散于水体中形成的稳定均匀的体系，油滴直径比乳化油还要小，有时可以小到几个纳米；（5）油固体物：水体中的油黏附在固体悬浮物表面上形成的油固体物。2.2.1 油田污水的普遍共性由于受
8、底层结构和采油手段多样化的影响，特别是稠油开采，三次采油的影响，油田污水水质各异，但又有共性。2004 年底胜利油田对下属主要污水处理站进行水质调查，各项主要标准浮动较大，具体为：进水含油量 18-203.3mg/L，平均 83.6mg/L, 悬浮物含量15-224mg/L, 平均 77mg/L。根据胜利油田及我国其他主要油田污水状况，油田污水中均含有大量的石油类、可溶性有机物、固体颗粒物、无机离子、微生物等，使得废水中的 COD、石油类、挥发酚、硫化物、悬浮物等浓度较高,既不符合注水水质标准，也很难达到 GB897896污水综合排放标准的要求,油田污水主要特性概括如下：（1）原油含量高：多数
9、油田含油污水的油含量在 50mg/L 以上，其中 90%左右为 10100m 的分散油和大于 100m 的漂浮油，其余 10%左右则为 110310m 的乳化油。表2-2 油气田常见水表垢 组分典型溶解度/（mg.L)硫酸钙15006000硫酸鍶300600硫酸钙1080硫酸钡360（2）悬浮物含量高：颗粒粒径小，油田污水中的悬浮固体颗粒直径范围在 1100m，主要包括泥砂、各种腐蚀产物及垢、细菌和有机物等杂质。这些悬浮物不同于地表水中的沙石颗粒，由于粒径小，在重力的自然作用下沉降缓慢。（3）矿化度高：油田污水的矿化度一般在 2000mg/L 以上，胜利油田某些区甚至高达 50000mg/L，
10、高矿化度加速电化学反应，加快了输送管路的腐蚀，并且给污水的生化处理造成困难。（4）含有 Ca2、Mg2、HCO3、Ba2等结垢离子；在温度、压力等外界条件变化时，易形成沉淀。（5）水温较高：一般水温在 4060。（6）化学耗氧量（COD）高：石油开采过程中添加的各种化学药剂和石油类共同形成了油田污水中的高 COD，这些性质复杂的有机物为微生物的繁殖提供了有利条件，同时也是污水处理中的难点。（7）含有铁细菌、腐生菌、硫酸盐还原菌等类型的微生物：溶解氧含量低，有利于厌氧菌的滋生。2.3 污水含油的危害1. 能使污水处理滤罐中的滤料粘结失效2. 含油量较大的污水回注地层后，会形成乳化段塞，堵塞油层孔
11、隙，降低油层的吸水能力，影响油井产量。3. 会吸附污水处理过程中加入的化学药剂，使其失效，影响污水处理效果。三.油田污水处理技术3.1污水处理方法3.1.1物理法物理处理法的重点是去除废水中的矿物质和大部分固体悬浮物、油类等。物理法主要包括重力分离、离心分离、过滤、粗粒化、膜分离和蒸发等方法。重力分离技术，依靠油水比重差进行重力分离是油田废水治理的关键。从油水分离的试验结果看，沉淀时间越长，从水中分离浮油的效果越好。自然沉降除油罐、重力沉降罐、隔油池作为含油废水治理的基本手段，已被各油田广泛使用。离心分离是使装有废水的容器高速旋转，形成离心力场，因颗粒和污水的质量不同，受到的离心力也不同。质量
12、大的受到较大离心力作用被甩向外侧，质量小的则停留在内侧，各自通过不同的出口排出，达到分离污染物的目的。含油废水经离心分离后，油集中在中心部位，而废水则集中在靠外侧的器壁上。按照离心力产生的方式，离心分离可分为水力旋流分离器和离心机。其中水力旋流器，由于具有体积小、重量轻、分离性能好、运行安全可靠等优点，而备受重视。目前在世界各油田，如中东、非洲、西欧、美洲等地区的海上和陆地油田都有应用。我国引进的数套Vortoil水力旋流器，在油田污水处理上取得了良好的效果。其设备如图3-1 图 3-1 粗粒化，是指含油废水通过一个装有粗粒化材料的设备时，油珠粒径由小变大的过程。目前常用的粗粒化材料有石英砂、
13、无烟煤、蛇纹石、陶粒、树脂等材料。粗粒化除油罐用以去除经前期治理后的含油污水中的细小油珠和乳化油。过滤器有压力式和重力式两种，目前我国油田普遍采用的是压力式，有石英砂过滤器、核桃壳过滤器、双层滤料过滤器、多层滤料过滤器等。近年来，随着纤维材料的发展，以纤维材料为滤料发展起来的深床高精度纤维球过滤器，因其具有纤维细密、过滤时可形成上大下小的理想滤料空隙分布、纳污能力大、反洗滤料不流失等优点，发展迅速。膜分离技术被认为是“21世纪的水处理技术”，是一大类技术的总称。主要包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等几类。这些膜分离产品均是利用特殊制造的多孔材料的拦截能力，以物理截留的方式去除水中一定颗粒大小的杂质
14、。特别是超滤，己经在除油的相关研究中取得了定的进展，逐渐从实验室走向实际应用阶段。Humphery等13人采用Membralox陶瓷膜进行了陆上和海上采油平台的采出水处理研究，经过适当的预处理后取得了较好的效果，悬浮物含量由73290mg/l降低到1mg/l以下，油含量由8583mg/l降低到5mg/l以下。Simms等人采用高分子膜和Membralox陶瓷膜对加拿大西部的重油采出水进行了处理，悬浮物含量由1502290mg/l降低到1mg/l以下，油含量由1251640mg/l降低到20mg/l以下。美国在1991前后研究了一种陶瓷超滤膜处理采出水用于油田回注，在美国路易斯安那、墨西哥湾的海上和陆上油田进行了小规模生产实验。采出水先进行投加化学药剂和沉降分离常规处理后，出水含油为27583mg/l，经过超滤处理后降为10mg/l以下。美国加利福尼亚的德克萨斯砂道油田位于萨里纳斯谷，气候干旱，特别是近几年来地下水位降到临界点，因此研究决定向地下水注入高质量的水以补充水源的不足，实验以砂道油田采出水作为水源，用膜法处理使其满足饮用或灌溉要求。Chen等对0.20.8m陶瓷膜处理油田采出水进行了研究，发现经过Fe(OH)2预处理，可使油质量分数由27106583106降低到5106以下，悬浮固体由73106350106降低到1106以下，通过反冲和快速冲洗，膜通量能在较长时间
