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悬浮污泥过滤技术在海外油田采出水回注处理中的应用研21992950

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悬浮 污泥 过滤 技术 海外 油田 出水 处理 中的 应用 21992950
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业用水与废水 悬浮污泥过滤技术在海外油田采出水回注 处理中的应用研究初探 郝红海,李金林 (巾[刊石油集网:I:程设计有限责任公司北京分公司,北京 100085) 摘要:悬浮污泥过滤技术集混凝沉降和过滤于一体。分析了大庆油田和胜利术的应用效果和存在的问题 介绍了悬浮污泥过滤技术在伊拉克油田采出水处理中的应用现状,分析了影响净 化效果的主要因素,并与传统油田采出水处理.关键词:悬浮污泥过滤技术;回注处理;影响因素;技术经济分析 中图分类号:31 文献标识码:A 文章编号:1009—2455(2014)01—0040—03 on of in I o.,00085,is a of in of it he of a it 期,中石油与伊朗、伊拉克先后签署了多项 油田开发和服务合同,中石油在海外的开发建设迎 来 前所未有的快速增长期。随着海外油田的开发 进展,各个油田含水上升较快,因此采出水处理得 到_『更高的重视,对于采出水处理要求也越来越 高,如何确保油田污水处理效果,降低海外油田水 处理设施的一次性投资及运行费用成为研究重点。 油田采出水处理采用的工艺技术主要是沉降、 浮选、过滤的常规处理丁艺流程般分3个处 理阶段:第要去除大颗 粒悬浮物、浮油和分散油;第2阶段为浮选除油, 主要去除采 水中的乳化油;第3阶段为压力过 滤,主要去除悬浮物[2i。但是两伊地 的油田采}腐蚀成分较高,含有较高浓度硫化氢(50~650 ·40· )及盐分(130 000~290 000 ),污水处理 难度较大,现有污水处理丁艺难以满足油田回注水 水质的需要。且常规工艺路线在实际运行过程中, 都在不同程度上存在着如下的问题:①处理后水质 指标不能有效地达到外排水或油田回注水指标要 求;②工程投资较高,占地面积较大;③运行费用 较高,动力消耗较大,流程较为复杂等。 通过对胜利油田、大庆油田采出水处理现状的 调研,与生产厂商进行详细地技术交流,并且结合 海外油田采出水的特性,经过经济对比,推荐选用 悬浮污泥过滤(艺,将其应用到两伊地区的 油田污水处理系统中,对简化油田采出水处理程,降低地面1二程建设投资及运行费用具有一定 的经济价值 郝红海,李金林:悬浮污泥过滤技术在海外油田采出水回注处理中的应用研究初探 1 化器两大部分组成,是一套纯物理化学法处理含 油污水的装置系统,装置示意如图1所示。处理系统首先采用物理化学方法,投加药剂将污 水中部分溶解状态的污染物和胶体颗粒(包括乳化 油)吸附出来,形成微小悬浮颗粒,从污水中分离 出来:然后采用絮凝剂和助凝剂将污水中的各种胶 粒和悬浮颗粒凝聚成大块密实的絮体:再依靠同向 凝聚和过滤等原理,在快速分离.形成悬浮泥层,这层致密的过滤层能 够有效地去除水中的悬浮物和含油颗粒。污水经过 罐体内自我形成的悬浮泥层净化之后达标。当悬浮 泥层达到一定量后。依靠点涡流动形成的向心力、 过滤水力形成的牵引力和自身的重力,被快速引入 污泥浓缩室沉降分离,当污泥浓缩室蓄满时可定期 排出[3_。 图1 SF 室 2悬浮污泥过滤技术的应用 尘污水、矿井污水等悬浮物含量极高的污水的净化 和回用;该工艺在大庆油田[41、胜利油田应用也较 为普遍,以下为部分调研情况和分析。 2.1现河采油厂牛20注水站 胜利油田现河采油厂牛20注水站为改造项目, 原来运行清水,后从王岗窝污水站输至含油污水。 设规模为1 000 m3/d,处理后的含油污水要求达到 5329—94 《碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法》标准注水。 来水中油的质量浓度为20~30 ,悬浮物的质 量浓度为20~30.总铁的质量浓度为16~17 ;出水油和悬浮物的质量浓度都小于1 。 主要处理流程:王岗窝污水站来水一调节缓冲 罐(利用现有注水罐,1座)一提升泵(新建)一理装置(新建,含一级双滤料过滤器)一缓冲罐一 过滤泵一二级金属膜精细过滤器(各1座)一注水罐 (现有。1座)一注水泵一注水井口。 应时问为40 进高出,逆向过滤;排泥1次/d,2~3 。采用锰砂和无烟煤组成的双滤料,在去除悬浮物的 同时去除 加药位置及加药量:提升泵前加脱氧剂10 ,絮凝剂20~30 ;提升泵后加助凝剂1 。 2.2东辛采油厂102联合站 胜利油田东辛采油厂102联合站为改造项目, 设规模为20 000 m,//d.原油相对于水的密度比为0.83~0.90,处理 后的含油污水注水,要求达到 5329—94标 准。来水中油的质量浓度为100—200 ,悬浮 物的质量浓度为200~300 ;出水中油的质量 浓度小于8 ,悬浮物的质量浓度小于3 。 处理流程同上。 加药位置及加药量:提升泵前加絮凝剂40~ 50 :提升泵后加助凝剂1 。 2.3海拉尔油田乌东联合站 大庆油田海拉尔采油厂乌东联合站污水处理建 设规模为600m3/d。产试运行,来水中油的质量浓度为150—300L.悬浮物的质量浓度为200~300 ,出水中油 的质量浓度小于5 ,悬浮物的质量浓度小于3 ,悬浮物颗粒粒径中值小于2 m。 主要处理流程:除油缓冲罐一悬浮污泥过滤一 重力式石英砂过滤。 现场监测结果表明.中,9个数据低于2 ,占比高达69.2%;数据低于3 ,合格率为84.6%;其中2个数 据高于3 ,原因是由于装置超负荷运行,超 过额定处理量的30%~40%。 ·41· 业用水与废水 在其后的运行中,降低处理量至25 m3/,适当提高加药量以后,发现只要处理量不超过 额定处理量的10%~仍然可以获得满意效 果。从污水站运行阶段看出,尤其是在进水悬浮物的质量浓度高达200 300 的前提下,运行效果更优。 从调研情况看,注水站的含油污水出水水质较 好,水水质,运行效果比较理想,值得推广使用:但 加药是其处理效果的关键,调研期间发现加药种类 和投加量发生变化时,悬浮污泥层比较松散,出水 就会不达标。调研过程中还发现,浮物浓度较高时,可较快地形成致密的悬浮污泥 层,而进水悬浮物浓度较低时,需加大絮凝剂的投 加量才可以形成致密的悬浮污泥层 3 拉克艺,其设计指标: 进口P(油)≤100、p(100 出口 p(油)≤10、P(.处理后含油 污水进入注水系统进行回注 3.1 工艺流程 相破乳剂 助凝剂 净水剂、絮凝剂 图2 据伊拉克采 水处理系统分为2期进行建设,一期设计规模 约为4 000 d,设计处理量为180 m3/h 原水设 计参数:P(油)≤1 000、P(500 脱出的采出水先进入1座1 500 节,均质均量,由于油田投产初期油区来水流量 极不稳定,且含油量、含气量较大,需设缓冲罐进 行缓冲调节,一期调节时间为6.6h,二期时再增加 节时问降为4.2 h:经缓 冲罐重力沉降后P(油)≤200 、P(悬浮物)≤ 200 。除油罐为1 000 m ,在其进水管线上投 加反相破乳剂。浮油及分散油在除油罐中可去除 ·42· 80%以上,停留时间为4.4 h,二期时为2.8 h. 水P(油)≤50、P(悬浮物)≤100。 除油罐出水重力流入其前安装药 剂混合罐,药剂混合罐进[21投加净水剂和絮凝剂, 出口投加助凝剂。含油污水在、絮凝、沉淀、过滤和污泥浓缩全过程,出水可 达到P(油)≤10、P(10 ,净化后 出水进人注水站的注水罐后进行回注 3.2影响净化效果的主要因素 (1)正常排泥对主要利用投加的药剂形成污泥层,达到净化水质 的目的。设计考虑将,每运行12~24 h,污泥浓缩室存满后排1次 泥,排泥时间为15~30 排泥量为30—60 13q /次(污泥含水率约为97%) (2)药剂的影响。致密的悬浮污泥层是由污水 中的污泥及混凝药剂形成的絮体本身组成,且絮凝 剂、助凝剂的投加量也将直接影响絮体的形成和大 小,从而影响过滤效果。因此需在现场进行药剂筛 选,并通过现场试验进一步确定药剂的投加量。 3.3与传统工艺的比较 与传统的浮选一过滤三段式流程相比.如下优势: (1)1台滤吸水 罐、过滤提升泵、一级过滤器、反洗泵等设备.经 过经济对比,仅设备费可节省15%~20%. (2)由于伊拉克 离子浓度高,腐蚀性较强,对于设备之间的连接管 线、阀门的材质要求较高,采用艺时.管 线、工艺阀门减少,降低了发生腐蚀的风险. (3)伊拉克地区属于高风险地区,施工周期成 为施工单位需要重点考虑的因素,采用,设备较少,可缩短施丁周期. 4技术经济分析 工程总投资为人民币2.17亿元(折合3 500万 美元)。运行费用包括动力费、药剂费、工资、折 旧费、大修费、其它费用等。 动力消耗为0.kW·h/m ,由于采用油田自 发电,且燃料为油田白产天然气,此部分费用可忽 略不计;处理单位水量的药剂费为0.58元/ (下转第55页) 杨春艳,陈复彬:分子印迹聚合物微球对亚甲基蓝的去除特性研究 匀,较本体聚合法简化了试验步骤。防止了因研磨 造成的结合位点损失。试验结果显示,与,示出对亚甲基蓝更 好的亲和力。动力学试验结果表明的吸附属于化学吸附过程,并具有较大吸附容 量。定性好.吸附效果 好,可用于染料废水中亚甲基蓝的去除。 参考文献: [1]马玉萍.印染废水深度处理工艺现状及发展方向[J].工业用水 与废水,2013,44(4):6[2]任南琪,周显娇,郭婉茜,等.染料废水处理技术研究进展 [J].化工学报,2013,64(1):84—94. [3]王代芝,周沫.化学沉降和硅藻土吸附法处理高浓度电镀含锌 废水的研究[J].工业用水与废水,2011,42(5):23—27. [4]姜国玉,李羚,张莉,等.树脂吸附法处理2一萘酚母液废水 的研究[J].工业用水与废水,2010,41(4):34—38. [5]谭天伟.分子印迹技术及应用[M].北京:化学工业出版社, 2010. [6] A, M, T,et PE ].008,31(12):2272—2282. [7],,et in ].2010,43(1):55—56. [8] C,C,et ].2013,106:45—59. [9]V)U ].2013,295(1):265—270. [10] J, H,. of ]_2013,36(3):609— 628. [11],,,et by ].,2006,1134(1—2): 88—94. [12]陈凯尹.阿特拉津分子印迹纤维膜的制备及性能研究[D].吉 林:吉林农业大学.2012. [13]M,e(by ].,2011,167(1):112作者简介:杨春艳(1981一),女,山东潍坊人,讲师,博士,主 要从事水污染物控制与分析,(电子信箱)26.收稿日期:2013—12—17(修回稿) (上接第42页) 照每年运行330 年药剂费为76.6万元;定 员为拉克现场人均工资为20 000元/月, 则总工资为240万元/a。 该项目的直接工程费为人民币1.426亿元(折 合2 300万美元),折旧费按其2.1%计,为300万 元/a;大修费用按1.5%计,为214万元/a;其它 费用按以上各费用之和的5%计,为41.5万元/a。 综上所述,年运行费用为872万元,制水成本 为6.0元/m (折合0.96美元/m )。 5结论 ,处理后油、悬浮物等指标可满足油田注水水质 要求,不仅简化了油田地面工程工艺,降低了工程 建设投资,而且运行费用较低。该技术处理油田采 出水,具有处理效果好、投资低、运行费用低、占 地面积小和适应范围广等优点,为解决油田回注污 水水质问题提供了一条新的技术途径。 参考文献: [1]魏修水,颜春者,张传江,等.悬浮污泥过滤法用于污水精细 处理的试验研究[J].石油机械,2005,33(6):3. [2]唐红军,张伟东,魏喜利,等.悬浮污泥过滤技术用于油田含 油污水处理的试验[J].油气田地面工程,2005,24(4):35— 35. [3]于海力.一种油田污水处理新方法——悬浮污泥过滤污水净化 处理技术[J].自然灾害学报,2005,14(1):161—164. [4]冯进来,张雷,戴春雷,等.微絮凝一悬浮污泥过滤工艺在油 田污水处理中的应用[J].工业水处理,2010,30(4):49—52. 作者简介:郝红海(1981一),男,河北临漳人,工程师,硕士研 究生,研究方向为油田含油污水处理,主要从事海外地区油田采出 水处理及注水工艺设计,(电子信箱)收稿日期:2013—12—23(修回稿) ·55·
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