專利名稱：一種油田采出水的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污水處理方法，具體地說(shuō)，本發(fā)明描述的是一種油田采出水的處理方法。
油田采出水包括海洋油田采出水和陸地油田采出水。油田采出水是隨原油一起從油層開(kāi)采出來(lái)，經(jīng)化學(xué)破乳和物理沉降與原油分離。這部分污水中含有從地層中溶出的多種鹽類和攜帶出的許多懸浮固體，在采油過(guò)程中加入的大量高分子聚合物、表面活性劑等難生物降解的有機(jī)助劑，在油氣集輸過(guò)程中投加的緩蝕劑等化學(xué)藥劑，是一種含有多種雜質(zhì)的污水。除了所含污染物種類多外，油田采出水所含污染物的濃度也高，而且可生物降解能力差，通常其BOD/COD比值＜0.25，更有含鹽量高，水溫高等不利特點(diǎn)。隨著油田開(kāi)采時(shí)間的延長(zhǎng)，采出水含量占采出液的比例不斷增加，在油田二次采油后期，采出液的含水率達(dá)到90％以上。
目前油田采出水通常采用隔油、粗粒化、混凝、過(guò)濾、殺菌或氣浮等方法去除石油類、懸浮物、鐵和細(xì)菌等雜質(zhì)，然后用于油田注水。主要采用以下幾種處理工藝1.重力除油工藝，以混凝沉降、石英砂過(guò)濾為主；2.壓力除油工藝，以粗?；秃托惫艹两禐橹?；3.精細(xì)過(guò)濾工藝，常用的精細(xì)過(guò)濾器有核桃殼過(guò)濾器、PVC燒結(jié)管過(guò)濾器、硅藻土過(guò)濾和纖維過(guò)濾器等；4.氣浮(浮選)工藝以上處理工藝主要去除的污染物為石油類和懸浮物，油田采出水經(jīng)上述工藝處理后通?？蓾M足油田回注水要求，但仍有很高的COD，不能達(dá)到現(xiàn)行排放標(biāo)準(zhǔn)(GB8978-1996)。
隨著油田采出水超過(guò)油田注水量，有一部分必須排放到環(huán)境中。處理這部分污水使其滿足外排要求是必須解決的問(wèn)題。
美國(guó)專利USP4,818,410和4,839,054提出了利用酸化、混合，相分離去除油田采出水中有機(jī)污染物的方法，然而加入強(qiáng)酸不但加快設(shè)備的腐蝕，而且在處理過(guò)程中又額外加入了其它污染物。
美國(guó)專利USP 4,775,475提出利用分子篩、不定型的硅藻氧化鋁膠體、硅膠、活性炭、活性氧化鋁等物質(zhì)的吸附作用來(lái)去除油田采出水中的碳?xì)浠衔?。?dāng)吸附飽和后，再利用石腦油、煤油、柴油或者利用這些有機(jī)溶劑的混合物對(duì)吸附劑進(jìn)行洗提，這種方法流程復(fù)雜，物料消耗較多，處理費(fèi)用較高。對(duì)后續(xù)的有機(jī)溶劑和其溶解的碳?xì)浠衔锏姆蛛x還沒(méi)有較好的方法，它并沒(méi)有徹底的從環(huán)境中去除污染物，故而會(huì)產(chǎn)生二次污染。
本發(fā)明的目的是提供一種工藝簡(jiǎn)單，流程短，原料消耗少，無(wú)設(shè)備腐蝕，外排水質(zhì)較好的處理油田采出水的方法。
本發(fā)明方法分兩階段進(jìn)行(1)添加絮凝凈化劑進(jìn)行預(yù)處理；(2)預(yù)處理后的污水進(jìn)行生化處理。其中絮凝凈化劑為無(wú)機(jī)和有機(jī)兩種藥劑復(fù)合使用，無(wú)機(jī)組分的投加量50mg/l～400mg/l，最好為100mg/l～200mg/l，有機(jī)組分為10mg/l～70mg/l，最好為20mg/l～40mg/l。預(yù)處理后的油田污水進(jìn)入間歇式活性污泥處理裝置，即SBR反應(yīng)器，利用間歇式活性污泥法進(jìn)一步處理油田采出水，本階段進(jìn)水CODCr濃度為300～800mg/l，進(jìn)水容積負(fù)荷控制在1.0KgCOD/m3.d左右，進(jìn)水鹽含量為30g/L以下，活性污泥含量為6～10g/l，經(jīng)過(guò)生化處理后的出水CODCr可達(dá)到100mg/l以下，CODCr去除率為75～85％，可以達(dá)標(biāo)排放。
對(duì)某些油田采出水，經(jīng)預(yù)處理后，CODCr可達(dá)到120mg/l左右時(shí)，已可直接達(dá)標(biāo)排放。
下面詳細(xì)敘述本發(fā)明的過(guò)程。
本發(fā)明油田污水處理流程為預(yù)處理+間歇式活性污泥法(SBR)聯(lián)合工藝。
在預(yù)處理過(guò)程中使用的絮凝凈化劑有無(wú)機(jī)和有機(jī)組分復(fù)配而成，無(wú)機(jī)組分為聚合氯化鋁、膨潤(rùn)土、氯化鈣、硫酸鋁、亞硫酸鐵或三氯化鐵等，有機(jī)組分為陰離子聚丙烯酰胺、非離子聚丙烯酰胺、陽(yáng)離子聚丙烯酰胺、丙烯酰胺與甲基丙烯酸三甲基氯化胺的共聚物或聚丙烯酰胺與二甲基二丙基氯化胺的共聚物等。預(yù)處理時(shí)，先將無(wú)機(jī)組分投加到油田污水中，混合攪拌并產(chǎn)生細(xì)小絮體，之后加入丙烯酰胺均聚物或共聚物，沉降后取上清液送入SBR反應(yīng)器。絮凝后水的CODCr的去除率可達(dá)到30％左右，而B(niǎo)OD5的去除率為8～20％，預(yù)處理后污水的BOD5/CODCr比值可從原先的0.20提高到0.35左右，改善了油田污水的可生化性，為后續(xù)生物氧化打下良好基礎(chǔ)。
SBR生物反應(yīng)器每個(gè)周期包括4個(gè)具體工序(1)充水工序，此工序?yàn)榉磻?yīng)池接納廢水的過(guò)程，在廢水流入SBR反應(yīng)器之前是前個(gè)周期的排水結(jié)束狀態(tài)，反應(yīng)池內(nèi)有剩余活性污泥混合液，充水工序時(shí)間占曝氣工序時(shí)間的40～80％；(2)曝氣工序，對(duì)反應(yīng)池內(nèi)的廢水曝氣、充氧，可以在進(jìn)水的同時(shí)進(jìn)行曝氣工序，也可以在充水工序進(jìn)行一段時(shí)間后進(jìn)行曝氣工序，溶解氧控制在0.5mg/L以上，最好控制在1～4mg/L，曝氣工序占每個(gè)操作周期時(shí)間的60～95％；(3)沉降工序，停止曝氣，讓活性污泥絨粒進(jìn)行重力沉淀與上清液分離；沉淀過(guò)程是在靜止條件下完成的，更有利提高沉淀效率，沉降工序占每個(gè)操作周期時(shí)間的5～25％；(4)排水工序，排出活性污泥沉淀后的上清液，恢復(fù)到處理周期開(kāi)始的最低水位，排水工序占每個(gè)操作周期時(shí)間的2～15％。根據(jù)不同水質(zhì)、不同出水質(zhì)量要求，控制好每個(gè)工序的時(shí)間。
另外在每個(gè)操作周期中應(yīng)投加適當(dāng)?shù)臓I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氮和磷，其CODCr∶N∶P比例按重量為200∶5～10∶1～2計(jì)。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氮通過(guò)投加尿素實(shí)現(xiàn)，所述的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)磷通過(guò)投加磷鹽實(shí)現(xiàn)。生物反應(yīng)池內(nèi)的溫度控制在15～40℃，優(yōu)選為20～35℃，pH值控制在6～10，優(yōu)選為7～9。所述的曝氣工序控制生物反應(yīng)池內(nèi)的氧溶解量為1～7mg/L。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的投入最好在充水工序。
SBR反應(yīng)器采用每天2個(gè)操作周期。曝氣工序根據(jù)不同水質(zhì)情況進(jìn)行整個(gè)操作周期的60～90％，最好為75～85％，氣水體積比可以為60～90，活性污泥量為7～15g/L，最好為8～10g/L。本發(fā)明方法可以穩(wěn)定處理廢水的負(fù)荷為進(jìn)水CODCr容積負(fù)荷為1.0kg·CODCr/m3·d，鹽含量為30g/L以下。分析穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)期間的數(shù)據(jù)可知，經(jīng)過(guò)預(yù)處理的油田污水，再經(jīng)SBR生化處理出水的CODCr平均為90mg/l，CODCr的去除率可達(dá)75％～85％，達(dá)到了一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。而沒(méi)有經(jīng)預(yù)處理的SBR工藝處理同樣的油田污水時(shí)，對(duì)CODCr的去除率只有55％～65％，出水CODCr＞100mg/l，出水不能達(dá)到一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明采用的預(yù)處理+SBR聯(lián)合工藝處理油田采出水，增加預(yù)處理工藝后，可將難生物降解物去除，提高BOD5與CODCr的比值，改善油田污水的可生化性，提高生化處理效率，在進(jìn)水CODCr容積負(fù)荷為1.0kg·CODCr/m3·d左右，鹽含量為30g/L以下時(shí)，采用SBR法可使進(jìn)水有機(jī)物由300～800mg/L降至小于100mg/L，可以直接達(dá)標(biāo)排放。
采用絮凝方法進(jìn)行預(yù)處理，工藝簡(jiǎn)單，成本低，效率高，特別是采用本發(fā)明方法的復(fù)合絮凝凈化劑時(shí)，可以發(fā)揮各自組分的優(yōu)點(diǎn)，即無(wú)機(jī)組分破乳和除油效果好，但形成的絮體細(xì)小，加入有機(jī)組分后，對(duì)該細(xì)小絮體起凝聚架橋作用，只需少量的有機(jī)組分，可以大大減少無(wú)機(jī)組分的加入量，而且破乳后的細(xì)小絮體立刻絮成大塊，與水迅速分離，同時(shí)浮渣含油量高，含水率低，浮渣量減少。因?yàn)橹蛔鳛轭A(yù)處理，所以可以在絮凝凈化劑添加量較少的情況下達(dá)到要求，因此大大降低了藥劑成本。
下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明方法進(jìn)行祥細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1某淺海油田采油污水，鹽含量為22g/l，投加聚合氯化鋁200mg/l，攪拌混合的同時(shí)加入30mg/l聚丙烯酰胺，快速攪拌3分鐘(180轉(zhuǎn)/分)，慢速攪拌2分鐘(70轉(zhuǎn)/分)，靜止30分鐘后，取上清液作為SBR進(jìn)水。
SBR的操作條件為每天進(jìn)行2個(gè)操作周期，充水工序?yàn)?小時(shí)，曝氣工序?yàn)?0小時(shí)，沉降工序?yàn)?.5小時(shí)，排水工序?yàn)?.5小時(shí)，氣水體積比為80∶1，水溫為30℃，pH值為7.1，活性污泥含量10g/l，溶解氧含量為2mg/L，進(jìn)水CODCr容積負(fù)荷為0.8kg·CODCr/m3·d。按CODCr∶N∶P重量比為200∶6∶1投加尿素和磷酸氫鈉。在充水的同時(shí)曝氣。分析絮凝前后的CODCr和BOD5以及SBR的進(jìn)出水CODCr變化，結(jié)果見(jiàn)表1。
表1實(shí)施例1的進(jìn)出水CODCr和BOD5的變化(mg/l)
實(shí)施例2某陸地油田采油污水，鹽含量15g/l，投加三氯化鐵100mg/l，攪拌混合的同時(shí)加入20mg/l聚丙烯酰胺，快速攪拌3分鐘(180轉(zhuǎn)/分)，慢速攪拌2分鐘(70轉(zhuǎn)/分)，靜止30分鐘后，取上清液作為SBR進(jìn)水(穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài))。
SBR的操作條件為每天進(jìn)行2個(gè)操作周期，充水工序?yàn)?小時(shí)，曝氣工序?yàn)?0小時(shí)，沉降工序?yàn)?.5小時(shí)，排水工序?yàn)?.5小時(shí)，氣水體積比為60∶1，水溫為25℃，pH值為7.3，溶解氧含量為3mg/L，活性污泥含量8g/l，進(jìn)水CODCr容積負(fù)荷為0.8kg·CODCr/m3·d。在進(jìn)水的同時(shí)曝氣。其它條件同實(shí)施例1。分析絮凝前后的CODCr和BOD5以及SBR的進(jìn)出水COD變化，結(jié)果見(jiàn)表2。
表2實(shí)施例2的進(jìn)出水CODCr和BOD5的變化(mg/l)
實(shí)施例3某海洋油田采油污水，鹽含量為23g/l，投加三氯化鐵400mg/l，攪拌混合的同時(shí)加入50mg/l聚丙烯酰胺與二甲基二丙基氯化胺的摩爾比1∶1的共聚物。SBR的活性污泥含量13g/l，其它條件同實(shí)施例1，結(jié)果見(jiàn)表3。
表3實(shí)施例1的進(jìn)出水CODCr和BOD5的變化(mg/l)
比較例實(shí)施例1的污水，不經(jīng)預(yù)處理，而采用稀釋的方法，使SBR的進(jìn)水CODCr達(dá)到與實(shí)施例1預(yù)處理后相同的含量，SBR的操作條件與實(shí)施例1同。出水CODCr含量為164.7mg/l，不能達(dá)標(biāo)排放。
權(quán)利要求
1.一種油田采出水的處理方法，包括兩個(gè)步驟(1)添加絮凝凈化劑進(jìn)行預(yù)處理；(2)預(yù)處理后的污水進(jìn)行生化處理；其特征在于所述的絮凝凈化劑為復(fù)配的制劑，生化處理為間歇式活性污泥法(SBR)。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述絮凝凈化劑中的的無(wú)機(jī)組分的投加量50mg/l～400mg/l，有機(jī)組分為10mg/l～70mg/l。
3.按照權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的無(wú)機(jī)組分的投加量為100mg/l～200mg/l，有機(jī)組分為20mg/l～40mg/l。
4.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的SBR進(jìn)水CODCr濃度為300～800mg/l，進(jìn)水容積負(fù)荷控制在1.0KgCOD/m3.d左右，進(jìn)水鹽含量為30g/L以下。
5.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的無(wú)機(jī)組分為聚合氯化鋁、膨潤(rùn)土、氯化鈣、硫酸鋁、亞硫酸鐵或三氯化鐵，有機(jī)組分為陰離子聚丙烯酰胺、非離子聚丙烯酰胺、陽(yáng)離子聚丙烯酰胺、丙烯酰胺與甲基丙烯酸三甲基氯化胺的共聚物或聚丙烯酰胺與二甲基二丙基氯化胺的共聚物。
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的無(wú)機(jī)和有機(jī)兩種組分復(fù)合使用方法為，先將無(wú)機(jī)絮凝劑投加到污水中，混合攪拌后加入有機(jī)絮凝劑。
7.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的SBR的每個(gè)周期包括4個(gè)具體工序(1)充水工序，反應(yīng)池內(nèi)有上個(gè)周期剩余活性污泥混合液，充水工序時(shí)間占曝氣工序時(shí)間的40～80％；(2)曝氣工序，對(duì)反應(yīng)池內(nèi)的廢水曝氣、充氧，在進(jìn)水的同時(shí)進(jìn)行曝氣工序，或在充水工序進(jìn)行一段時(shí)間后進(jìn)行曝氣工序，溶解氧控制在0.5mg/L以上，曝氣工序占每個(gè)操作周期時(shí)間的60～95％；(3)沉降工序，停止曝氣，讓活性污泥絨粒進(jìn)行重力沉淀與上清液分離，沉降工序占每個(gè)操作周期時(shí)間的5～25％；(4)排水工序，排出活性污泥沉淀后的上清液，排水工序占每個(gè)操作周期時(shí)間的2～15％。
8.按照權(quán)利要求4或7所述的方法，其特征在于所述的每個(gè)操作周期中應(yīng)投加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氮和磷，其CODCr∶N∶P比例按重量為200∶5～10∶1～2計(jì)，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氮通過(guò)投加尿素實(shí)現(xiàn)，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)磷通過(guò)投加磷鹽實(shí)現(xiàn)。
9.按照權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述的SBR反應(yīng)器內(nèi)的溫度控制在15～40℃，pH值控制在6～10，所述的曝氣工序控制生物反應(yīng)池內(nèi)的氧溶解量為1～7mg/L，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在充水工序投入。
10.按照權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述的SBR反應(yīng)器采用每天2個(gè)操作周期，曝氣工序占整個(gè)操作周期的75～85％，曝氣的氣水體積比為60～90，活性污泥量為7～15g/L。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種油田采出水的處理方法。采用絮凝凈化預(yù)處理法和間歇式生物處理法(SBR)的聯(lián)合處理流程,采出水經(jīng)過(guò)復(fù)合的絮凝凈化處理后,污水的COD
文檔編號(hào)C02F9/14GK1350986SQ0012316
公開(kāi)日2002年5月29日 申請(qǐng)日期2000年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月26日
發(fā)明者趙景霞, 林大泉, 回軍, 王有華, 許謙 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院