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油污水处理技术现状分析和对策-设计院

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油污 水处理技术 现状 分析 对策 设计院
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127河南油田针对污水处理技术进行专题研讨中国石化新闻网讯(赵祚军)8 月 24 日,由河南油田科协、科技处、开发事业部主办,设计院承办、为期两天的油田污水处理技术研讨会顺利结束。来自油田机关相关处室、科研及生产一线单位的技术精英共 65 人参加了研讨。河南油田开发已有 30 多年,从上世纪 70 年代进入注水开发后,产出液综合含水逐年上升,污水处理就成为科研攻关的重要课题。多年来,广大技术人员积极探索,大胆实践,污水处理新设备、新技术不断推陈出新,先后在双河联合站、江河联合站、下二门联合站等地建污水处理站 8 座,在稀油、稠油污水处理等方面,形成了具有油田特色的工艺技术,为油田开发和节能减排工作发挥了重要作用。尤其是“十一五”以来,根据国家环保和节能政策的要求,科研人员在含油污水综合利用技术方面加大了攻关力度,研究应用了含油污水深度处理回用锅炉、污水脱硫、污水配聚以及含油污水生化处理达标外排等具有国内先进水平的系列技术,并取得了显著效果。但是,随着油田高含水开发期的延长和各种强化三次采油技术的应用,使采出污水量大幅上升,采出水水质出现新的变化,污水处理难度不断加大,而国家对环保的要求是越来越高,污水处理问题仍然是制约油田开发的重要技术难题。为集思广益、解决突出问题,特举办这次污水处理研讨会。目的就是通过技术人员的研讨交流,剖析存在的问题,提出解决污水处理的对策,明确下步污水处理的攻关方向。研讨会上,大家围绕“河南油田污水处理技术现状分析和研究”等 17 个课题进行了认真交流。通过研讨,理清了思路,明确了目标。这次会议的召开,为进一步做好河南油田的污水处理工作起到了很好的促进作用。河南油田含油污水处理技术现状分析和对策128摘要:河南油田共有 8座污水处理站,总污水处理能力 04m3/d,处理后污水回注、回用和达标外排。经过几年的污水专项治理改造,污水处理系统效果明显,但由于污水的水性变化,造成部分处理系统没有效果。本文针对目前油田污水处理系统的现状,进行分析,同时提出下一步的研究方向,为河南油田污水处理全面达标奠定基础。关键词:河南油田 污水处理 现状分析 研究方向一、概况河南油田自 1978年投入开发以来,在双联、江联、下联、魏联、稠联、安棚、王集、宝浪建成污水处理站 8座,到 2009年 6月,东部油田污水处理量为 04m3/d,处理后污水用于回注或外排,其中外排总量约为 04m3/d。具体见表 1。表 1 污水设计能力、实际处理量情况统计表双联 江联 下联 魏联 安棚 稠联 王集设计能力(m 3/d) 35000 20000 12000 4000 10000 13000 3000实际处理量(m 3/d) 33300 15500 12600 5200 6200 10550 2100宝浪油田联合站污水系统设计处理能力为 2500m3/d,采出污水量 700m3/d。近几年来,随着技术的发展与进步,能源、环保政策的逐步规范和完善,要求油田污水处理向节能、环保、清洁、经济方面进行战略转移。为了节约能源、节水减排,河南油田对含油污水进行了综合利用,主要有含油污水深度处理回用锅炉、污水脱硫技术、污水配聚技术以及含油污水生化处理达标外排技术,取得了显著的效果。二、河南油田采出水处理技术1、回注水处理技术(1)沉降除油、除悬浮物技术目前,我油田广泛应用的“沉降除油、除悬浮物技术” ,依靠油水密度差进行分离,该技术操作简单、管理方便,是处理常规采出水的有效技术。根据现场应用中出现的问题,对各种重力罐内结构进行了优化。形成了缓冲、沉降一体的调节水罐;配水、沉降、排泥各有分区的沉降罐;增加罐内填料,如玻璃钢斜板、玻璃钢斜管以提高分离效率;分区排泥和负压助排的排泥技术。(2)过滤技术过滤技术是保证注入水水质达标的关键水处理技术。近几年,为提高水质达标率和满足中、低渗透油田注水开发需要,在过滤器选型和滤料选择等方面做了工作。机械搅拌核桃壳滤罐、体外搓洗式核桃壳滤罐、陶粒滤罐、双滤料滤罐、金刚砂滤罐、双膨胀滤芯过滤器、多介质过滤器等均有应用,通过滤料选择和滤料级配分布,使处理后污水达到地层要求的注水水质指标要求。安棚污水处理站已投产运行 4年,采用截污能力强、不易污染、出水水质好的金刚砂和双膨胀滤芯为滤料的两级过滤,采用全自动操作、制,出水水质能稳定达到含油<5,含悬浮物<3,满足低渗透油田对水质的要求。(3)水质稳定技术油田采出水水质稳定技术是控制和保护采出水处理系统不腐蚀、不结垢以及避免因系统腐蚀结垢造成水中悬浮物的增加。针对不同水质特性,我们在江河、魏岗、宝浪等油田做了系统腐蚀结垢的试验研究,并取得了一定的效果。溶解氧、硫化物、铁离子、均是造成水质不稳定的因素,通过密闭隔氧、投加杀菌剂、缓蚀剂等可延缓污水对系统的129腐蚀速率。2、稠联污水深度处理回用锅炉技术为解决稠油开发方式产生的剩余污水超标排放,造成环境污染的问题,2007 年,在充分调研室内试验和现场试验基础上,投产建设了稠联污水深度处理回用锅炉处理站,该站综合采用缓冲沉降、溶气浮选、两级过滤、两级离子交换软化等技术,出水各项指标均达到热采锅炉要求的标准,将采出水用于热采锅炉,解决了采油二厂污水出路问题。每方污水可以创效 污水替代清水资源为 146×104创效 、污水脱硫技术我油田从 1991年后陆续进行了治理生产系统含硫方面的工作,在江河联合站、魏岗联合站试验应用了化学除硫、生物除硫等各种除硫技术,到 2007年开展了真空除硫、空气气提除硫、氮气气提除硫、催化氧化除硫等技术的试验和理论分析,确定了我油田污水脱硫主要技术。(1)催化氧化除硫技术:2008 年在双河联合站进行了催化氧化除硫处理含油污水中试,根据 09年 5月数据,在进水含硫 29~33,出口含硫 .2 ,,完全达到设计要求。(2)空气除硫技术:下二门联合站 2007年建成了处理量 12000m3/硫塔投产后,硫化物浓度由原来的 20降低到 2以下;古城区块的 降低到 0~2 的范围内,2009 年江河联合站进行了空气氧化除硫处理含油污水中试,在进水含硫 50左右降低到 1左右,溶解氧在 以下,达到了设计要求。4、污水深度处理配制聚合物母液技术河南油田已进入特高含水开发后期,开展提高采收率新技术的推广应用成为迫切需要。为节约聚合物驱过程中聚合物用量,提高油田最终采收率,同时降低地下清水资源开采量,减少油田污水排放量,我们进行了污水深度处理配制聚合物母液实验室和现场研究。下二门油田注聚站采用通空气曝氧处理后的污水配母液并稀释的配聚注入方式,注聚井井口粘度比以前的新鲜稀释配聚注入方式提高了 平均提高 古城油田泌 123注聚站采用通空气曝氧处理后的污水配母液并稀释的配聚注入方式,注聚井井口粘度比以前的污水简单曝氧配母液新鲜稀释注入方式提高了 平均提高 根据研究结论,在下二门污水处理系统增加氧化脱硫塔进行曝氧除硫,对新鲜污水中硫化物进行处理以保证聚合物溶液的粘度,将污水含硫由进口 40减少到<1,达到配聚和注水要求。5、含油污水生化处理达标外排技术针对河南油田稠油特性,在国内油田调研和现场试验研究基础上,2004 年在稠联建设含油污水生化处理规模 3000m3/d,该技术主要采用的是“生物膜水解酸化-生物膜接触氧化”工艺,利用耐高温、高效的微生物菌种对含油污水生化降解,处理后水质达到了国家污水综合排放二级标准(标及该项目的技术指标要求。在稠联的应用经验上,又针对双河油田污水含硫 40~50,2007 年在双联建设污水生化处理站 5000m3/d,在“生物膜水解酸化-生物膜接触氧化”工艺前进行预曝气脱硫,保证生物菌种的活性,最终处理后污水 50,达到了国家排放标准。6、含油污泥无害化处理技术随着油田的发展和油田污水处理技术的改进,含油污泥的产生量越来越大,成分也越来越复杂。河南油田采油一厂年产油泥 04水 70%) ,采油二厂 2008年固化污泥 6700几年,我油田在污泥收集、干化到掺煤焚烧等方面做了大量的研究工作,已130初步形成配套技术,建成了稠联油泥砂处理站,收集二厂井场、计量站以及稠联站内所有设备底污泥,污泥目前一部分调剖,还有一部分掺煤粉造粒焚烧。目前,正在进行含油污泥焚烧炉改造研究,取得了一定进展。三、采出水处理技术面临的问题1、含油污水水性变化,大大增加了污水处理的难度随着我油田高含水开发期的延长和各种强化三次采油技术的应用,使采出含聚(疑似凝胶)污水量大幅上升,目前,双河、04m3/d。采出水中含有聚合物,使含油污水的粘度增加。双河区采出液聚合物浓度35,粘度 s;下二门采出液聚合物浓度在 200~250 之间,污水粘度在 s 之间。粘度增加会增大水中胶体颗粒的稳定性,使污水处理沉降时间增长。地面集输系统脱出污水含油量增大,严重影响了污水处理的运行效果,原有的污水处理工艺技术不能适应污水的这种变化,同时,使过滤罐滤料使用周期和反冲洗周期大大缩短,滤料更换周期由原来的 6料污染快,增加了运行成本和反冲洗的工作量。2、国家对节能减排、环境保护的要求越来越高随着油田逐步深入开发,热采、注聚规模不断增大,注采不平衡矛盾日益突出。到 2009年 6月,采油一厂日产污水 58530m3/d;开注水井 517口,日注水量50990m3/d(其中聚合物驱日掺清水 3004m3/d,有效回注污水 47986m3/d) ,日剩余污水总量7540m3/d,其中有约 4800 m3/ 2740m3/油二厂日处理污水量 12650m3/d,其中有 650m3/注汽井平均 50口/日,日注汽量5834m3/d(合总水量 10035m3/d,其中清水总量 6835m3/d,回用污水量 3200m3/d ) ,开注水井 100口,日注水量 5995m3/d(其中环保回灌污水 1200m3/d) ,日剩余污水量2805m3/d,二厂剩余污水全部去生化处理。剩余污水主要来自注聚和稠油热采。产出水量远远超出回注水量,剩余污水的出路主要是循环利用和生化处理合格后外排。我国水资源日益紧张,环保形势非常严峻,国家节能减排和环保要求越来越高,对外排污水的水质要求会越来越高。因此,污水的出路是我们下一步必须考虑的问题。3、减少污泥在污水处理系统中的恶性循环,污泥处理迫在眉睫。采油一厂部分联合站缺少污泥处理设施,排泥不彻底、不及时, 污泥在系统中循环,造成处理效率降低,影响污水处理系统的正常运行,水质无法达标。另外从采油二厂油泥砂处理站运行情况看,井场、计量站等落地油泥均运往该站,污泥有效处置、利用技术未用于大规模工业生产,污泥无出路,环保压力大。四、下一步攻关方向河南油田各污水处理系统投运以来改善了油田注水水质,取得了明显的经济和社会效益,但随着油田开发对注水水质、环保要求的提高,以达标排放和实现污水零排放为目标,需对污水处理系统做进一步改进以适应国家的政策要求。针对污水处理系统在运行上存在问题提出今后发展思路:1、进一步完善和提高现有流程技术水平,提高系统效率(1)解决悬浮物去除效率低的难题,主要对药剂进行针对性筛选,合理设计混凝沉降罐内部结构,改善出水区和排泥区。(2)提高除油罐和混凝沉降罐效率,采用耐温、耐腐蚀的罐内填料,填料材质应保证质量,定期维护。(3)对已建成的项目,跟踪进行加药量的优化,继续降低生产成本。(4)针对不同联合站反冲洗水、洗井水和大罐排污、放底水等不同情况,具体分析,优化目前流程,改善滤罐反冲洗不彻底和污水对主流程的冲击。微微微微1]: 污水深度处理已经回用了,过热蒸汽锅炉用水标准?1312、进行二元、三元复合驱产出污水处理技术研究随着河南油田注聚区块的深入,二元、三元复合驱产出污水水质的处理成为三次采油的技术难题之一,二元、三元复合驱产出液中含有聚合物、碱及表面活性剂等,成分极为复杂,产出液稳定,不利于破乳和聚结,产出液的分离难度要远大于聚合物。通过分析三元复合驱产出液的分离特性,针对性的研制新型破乳剂,同时优化目前的地面工艺,研究出适合下二门和双河油田二元、三元复合驱的地面产出液处理技术。3、针对各区块的不同水质情况,继续进行水质稳定技术研究(1)油田采出水系统的腐蚀、结垢成因是复杂的,一直是困扰油田生产的一个难题。对宝浪油田系统腐蚀和结垢问题进行分析,主要是污水中总铁含量、含量偏高,继续对宝浪油田污水腐蚀机理进行研究,包括各种因素对腐蚀速率的影响试验、挂片腐蚀产物分析、腐蚀形貌分析等,确定腐蚀原因和机理;进行药剂筛选评价。(2)继续进行污水脱硫技术研究,跟踪现场先导试验和中试试验,综合对比分析系统中硫化物和 行经济评价。4、扎实做好油田污水水量平衡工作,减少工业用清水资源使用率,做到河南油田污水综合利用最大化(1)针对采油二厂注汽锅炉的运行情况,调整污水外输管线,将处理合格污水输送至水使用量可达到 4000m3/d,满足污水处理同的设计要求,同时节约了清水资源。(2)继续进行含油污水配注聚合物研究,在下二门联合站、古城 1#集油站含油污水配注聚合物实际应用的基础上,总结经验,尽快开展双河、江河等区块污水配注聚项目,使污水得到循环利用。5、开展稠油污水进一步深度处理回用过热蒸汽注汽锅炉研究针对稠油区块注采不平衡,稠油污水处理后宜首选回用注汽锅炉。2008 年 9月,稠油污水回用锅炉工程项目完全投运,采用的是“沉降、气浮、过滤、软化” 技术,每天约有3200区和零区注汽锅炉,污水得到循环利用。为提高注汽效率,二厂目前新投运了一台 75吨过热蒸汽注汽锅炉,这台锅炉运行后,一区和三区锅炉将停运,每天约有 2000使污水能充分利用,需尽快开展稠油污水深度处理回用过热蒸汽注汽锅炉研究,将污水回用到过热蒸汽锅炉中,达到污水资源循环再利用的目的。国外目前采用的是机械压缩蒸发技术,可将污水直接处理到锅炉用水标准;目前国内在清水处理上常用的是“超滤、反渗透、术,采用何种技术,需要在现场试验基础上,综合比选,为污水回用过热蒸汽注汽锅炉做准备。6、进一步进行稠油污水生化处理技术研究稠联污水和双联污水生化处理,目前已经达到了国家要求的排放指标。在生化处理系统中,菌种是核心,因此定期测定菌种浓度、活性和适应性等;同时要驯化优势生物菌种,提高生物适应能力。7、推广采用新技术、新工艺和新设备(1)在含聚采出水中推广采用气浮除油流程,通过投加配套药剂,尽量回收油,并减少污泥量。(2)推广应用玻璃钢罐、钢骨架复合管、玻璃钢管等非金属材料,提高设备的使用寿命,降低维护费用。8、继续含油污泥减量化、无害化和资源化处理工艺研究河南油田污泥仅少部分进行了无害化处理和综合利用,还有很大部分污泥未达到最终无害化要求,不能适应日益严峻的环保形势。我们应该统一规划,以有利于处理、有利于综合利用、有利于产业化为目的,对含油污泥开展脱水、脱油、干化、固化等处理后,进行焚烧或其他用途的研究,实现污泥最终资源化和无害化处理。
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