采油污水回用处理技术案例?
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发布时间：2023-02-11 00:42
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时间：2024-11-12 19:12
1稀油污水回用工业、灌溉用水处理技术
1.1技术原理与特点
达标外排污水经过深度处理后回用于工业生产、农业灌溉甚至生活用水，这也是有效缓解水资源危机的重要途径之一。目前，除了回用注汽锅炉的离子交换技术外，有效的深度处理方法还有冷冻、蒸馏、油膜等。
利用油膜对油田中含油污水进行深度处理的方法包含：超滤、微滤、电渗析、反渗透及纳滤等。其中，超滤及微滤的处理原理是利用油膜拦截含油污水里微米等级的乳化油、悬浮物及溶解物等，处理后的水体多用于油田回注或进一步进行纳滤、反渗透处理。电渗析及反渗透处理方法大多应用在过滤清除污水里质量较低的离子或化合物等。
蒸馏一般可以划分为压气蒸馏、多效蒸馏及多级蒸发等多个种类，在荷兰、中东和德国等国家，多应用这种方法对油田的污水进行处理，从而进一步实现污水回用。
冷冻指的是应用盐水凝固点高于纯水这一特性开展脱盐工艺。开始，先将采出的纯水水温降至低于0℃，这时，水体表面会形成薄冰，然后，当环境的气温高于0℃时，冰就会融化变成水，进行使用。通常油田采用的方法为自然冷冻。
1.2案例分析
大港油田集团公司污水深度处理回用工程项目，用以解决该公司热电厂、煅烧焦和聚丙烯三大兴建项目的用水问题。采油污水处理达标后与生活污水混合经过水解-曝气生物滤池-混凝沉淀过滤工艺的预处理，再采用 “双膜法”污水深度处理技术，出水可用于热电厂锅炉补给水、煅烧焦和聚丙烯项目工艺用水。
C. Murray-Gulde通过构造湿地同反渗透方法结合的工艺，处理了含盐浓度较高的油田回采水。其大致过程为：开采出的水经过聚乙烯材质的过滤设备，对交换的离子进行软化，再经过滤膜为0.45μm的聚乙烯过滤设备，在反渗透处理装置中完成反应，与构造湿地相结合，最后完成出水。经过此种工艺处理的污水，其水体的毒性明显下降，含盐量降低96%，电导率下降98%，基本满足排放及灌溉的相关指标，也给处理油田出水提供了一条可行性途径。
GE处理水技术企业针对油膜法处理油田出水做了一项先导性的综合分析，其结果符合联邦排水及回用的相关指标。实验的选址位于美国的加州克恩县某稠油油田，该油田的出水水温为85℃左右，含油密度为10mg/L～40mg/L，含量浓度为10000mg/L，固体悬浮物浓度较高，并且含有饱和的Si、Fe及B，此项分析开展了5个月的时间，共运行71d，污水处理速率4.5m?/h。应用一级离子交换技术与*膜处理技术相结合，完全符合农田浇灌水标准。
2 稠油污水回用注汽锅炉处理技术
2.1注汽锅炉给水水质条件
对注蒸汽用水，要符合《稠油油田采出水用于蒸汽发生器给水处理设计规范》SY/T0097—2000的要求。在石油行业，蒸汽发生器也称为注汽锅炉。与其他用途的锅炉不同，注汽锅炉产生的蒸汽干度较低，一般在80%左右，蒸汽压力在30MPa左右。为了验证是否可以放宽采出水作为注汽锅炉水源时硅的含量标准，国内外均进行了一些工业规模的试验，得出的基本结论是：当水中含铁浓度及硬度处于较低的情况，那么，高二氧化硫及高水质监测设备就不会发生盐积累的情况。但是，到目前为止，还没有公认的、经过生产运行验证的结论。
2.2技术特征及原理
依据稠油水体对锅炉的损害情况进行细致考量，同时针对油田蒸汽设备对水体质量的标准，对不同类别的污染物采用不同的处理方法。包含：优先强化及分段强化两种。优先强化指的是在前段进行去油处理，在后段进行过滤处理。前段的去油处理一般应用斜板隔油池、调节池及气浮池，同时加入一定的处理药剂，把大量的悬浮物、油、化学需氧量等除去，并且可以去除部分硫化物及亚铁；分段强化就是基于前部去油基础上，进一步去除油、悬浮物和总铁，另外，由于树脂交换离子对SiO2的处理性能较弱，就应在开展树脂离子交换前先使SiO2的浓度降至45mg/L。所以，在开展树脂离子交换前，应确保铁浓度、悬浮物、油等标准符合蒸汽设备给水需求。
最近几年，对于处理高矿化的油田污水，大多采用多效蒸发的处理工艺，在我国胜利油田的滨南站，就第一次应用多效蒸发工艺尝试处理稠油污水，并且处理后的水质基本符合热采锅炉的用水指标，另外，也符合工业冷水及母液配置水质指标。但是，因为其尾端排出的蒸汽不能进行回收，导致消耗热能，运行资金投入较高。
2.3案例分析
目前辽河油田污水回用锅炉处理工程现有7座，总设计规模为8.1×104m3/d，污水回用热采锅炉共160台，污水回用热采锅炉注汽量共4.5×104m3/d。辽河油田根据自身稠油污水的特点，确定了污水深度处理的典型流程。
由于药剂除硅运行成本较高，而且容易导致后续工艺结垢，因此辽河油田开始试用不除硅污水回用锅炉技术。首先通过锅炉平稳运行控制技术，保证锅炉压力、温度及干度稳定，确保锅炉平稳运行，然后利用水质控制技术，将二级大孔弱酸树脂更换为新型树脂，深度去除微量二价/三价钙、镁、铁等结垢离子，出水浓度控制在20ppb以下。在锅炉安全运行的前提下，可以提高污水回用锅炉的二氧化硅浓度，甚至不除硅。从2011年8月1日起，欢四联污水深度处理站停止了除硅工艺。在锅炉定期清洗的基础上，工艺运行正常，而且节省了投加药剂和硅泥的处理成本。
此外，膜技术的大规模应用为水处理行业带来发展前景，用“超滤与反渗透相结合的方法”作为“双模”处理的中心，替换了以往离子互换的模式。胜利油田的处理速率为2500m?/d，共投入资金420多万，成本运行费用为2.3元/m?。多余的含油污水深度处理后回用注汽锅炉给水，实现水的循环利用。
大量的采油废水经处理后达到工艺要求后回用，不但避免无效回灌对地层及地下水系造成的不必要的影响，减少环境污染，又能够使用污水中的热能，减少锅炉的能源损耗，并且减少水资源消耗，有助于延缓当地供水紧缺问题。
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