新型物化法解決油田高聚采油污水技術簡介北京天工和一環保科技有限公司一、公司簡介北京天工和一環保科技有限公司是一家專門治理高濃度有機污水污染的公司。公司集技術研發、各種解決原材料的研發及生產于一身，專業性強，技術實力雄厚，工藝技術先進。公司通過數年的實踐與研究，獨創性地開發出一套具有自主知識產權的污水解決工藝，并相繼研制了與工藝相配套的各種污水解決原材料。通過在‘新華制藥股份有限公司’咖啡因生產高濃污水解決中的實際應用，解決了“新華制藥”咖啡因生產高濃污水解決的世界性難題。實現了污水解決技術上的突破！公司通過兩年的刻苦攻關和技術探索，終于開發出含一套3項發明專利，且簡潔高效適合油田的高含油、含聚污水解決工藝。為此公司欲與相關油田開展技術合作，以便從主線上解決高聚采油污水的治理問題，更好的服務于油田生產，造福于社會大眾！二、油田含油污水的污染狀況分析注水是中國油田開發的一種十分重要的開采方式，是補充地層能量，保持油層能量平衡，維持油田長期高產、穩產的有效方法。注入水的水源重要是地面淡水、地下淺層水及采出原油的同時采出的油層水。為了節約地球上的淡水資源，目前注入油層的水大部分來自從開采原油中脫出的水，習慣上稱之為污水。大體已經占了全國注水總量的80%左右。污水未經解決時具有大量的懸浮固體、乳化原油、細菌等有害物質。水注入油層就像飲用水進入人體同樣，假如人喝了未經解決的水，人的身體就會受到傷害，發生各種病變；同樣油層注入了未經解決的污水，油層也會受到傷害。這種傷害重要體現在大量繁殖的細菌、機械雜質以及鐵的沉淀物堵塞油層，引起注水壓力上升，注水量下降，影響水驅替原油的效率。因此，必須對注入油層的水進行凈化解決。采用注水開采的油田，從注水井注人油層的水，其中大部分通過采油井隨原油一起回到地面，這部分水在原油外運和外輸前必須加以脫除，脫出的污水中具有原油，因此被稱為油田采出水。隨著油田開采年代的增長，采水液的含水率不斷上升，有的區塊已達成90％以上，這些含油污水已成為油田的重要注水水源。隨著油田外圍低滲透油田和表外儲層的連續開發，對油田注水水質的規定更加嚴格。

由于污水是從油層采出的，所以油田回注污水解決的重要目的是除油和除懸浮物。概括地講可分為兩個階段，第一段為除油階段，該階段是運用油、水密度差及藥劑的破乳和絮凝作用將油和水分離開來；第二段為過濾階段，該階段是運用濾料的吸附、攔截作用，將污水中懸浮固體、油和其他雜質吸附于濾料的表面或不讓其通過濾料層。除油階段要根據含油污水中原油的密度、凝固點等性質的不同而采用相應的解決方法。目前國內外除油階段重要采用的技術方法有：重力式隔油罐技術、壓力沉降除油技術、氣浮選除油技術、水力旋流除油技術等。油田污水的解決依據油田生產、環境等因素可以有多種方式。當油田需要注水時，油田污水經解決后回注地層，此時要對水中的懸浮物、油等多項指標進行嚴格控制，防止其對地層產生傷害。假如是作為蒸汽發生器或鍋爐的給水，則要嚴格控制水中的鈣、鎂等易結垢的離子含量、總礦化度以及水中的油含量等。假如解決后排放，則根據本地環境規定，將污水解決到排放標準。我國一些干旱地區，水資源嚴重缺少，如何將采油過程中產生的污水變廢為寶，解決后用于飲用或灌溉，具有十分重要的現實意義。表1勝利油田孤三污外輸水重要水質指標三、油田含油污水解決技術現狀1、物理法物理解決法的重點是去除廢水中的礦物質和大部分固體懸浮物、油類等。物理法重要涉及重力分離、離心分離、過濾、粗粒化、膜分離和蒸發等方法。重力分離技術，依靠油水比重差進行重力分離是油田廢水治理的關鍵。從油水分離的實驗結果看，沉淀時間越長，從水中分離浮油的效果越好。自然沉降除油罐、重力沉降罐、隔油池作為含油廢水治理的基本手段，已被各油田廣泛使用。離心分離是使裝有廢水的容器高速旋轉，形成離心力場，因顆粒和污水的質量不同，受到的離心力也不同。質量大的受到較大離心力作用被甩向外側，質量小的則停留在內側，各自通過不同的出口排出，達成分離污染物的目的。含油廢水經離心分離后，油集中在中心部位，而廢水則集中在靠外側的器壁上。按照離心力產生的方式，離心分離可分為水力旋流分離器和離心機。其中水力旋流器，由于具有體積小、重量輕、分離性能好、運營安全可靠等優點，而備受重視。粗粒化，是指含油廢水通過一個裝有粗粒化材料的設備時，油珠粒徑由小變大的過程。目前常用的粗粒化材料有石英砂、無煙煤、蛇紋石、陶粒、樹脂等材料。粗粒化除油罐用以去除經前期治理后的含油污水中的細小油珠和乳化油。過濾器有壓力式和重力式兩種，目前我國油田普遍采用的是壓力式，有石英砂過濾器、核桃殼過濾器、雙層濾料過濾器、多層濾料過濾器等。近年來，隨著纖維材料的發展，以纖維材料為濾料發展起來的深床高精度纖維球過濾器，因其具有纖維細密、過濾時可形成上大下小的抱負濾料空隙分布、納污能力大、反洗濾料不流失等優點，發展迅速。膜分離技術被認為是“21世紀的水解決技術”，是一大類技術的總稱。重要涉及微濾、超濾、納濾和反滲透等幾類。這些膜分離產品均是運用非凡制造的多孔材料的攔截能力，以物理截留的方式去除水中一定顆粒大小的雜質。非凡是超濾，己經在除油的相關研究中取得了—定的進展，逐漸從實驗室走向實際應用階段。表2膜法水解決技術的基本特性膜類型孔徑大小/μm功能膜間壓力微濾（MF）0.1~0.2去除懸浮固體1.72×105～3.44×105Pa超濾（UF）0.01~0.1去除有機物、細菌和熱原質去除膠體物質去除懸浮固體去除染料大分子1.72×105～6.89×105Pa（25～100psi）納濾（NF）0.001~0.01去除病毒去除大的無機離子去除分子量在300～1000范圍內的有機化合物去除三價鹽9.30×105～15.86×105Pa(135～230ps)反滲透（RO）~去除所有有機化合物去除所有溶解鹽去除病毒、細菌和熱原質13.80×105～68.90×105Pa(200～1000psi)2化學法化學法重要用于解決廢水中不能單獨用物理法或生物法去除的一部分膠體和溶解性物質，非凡是含油廢水中的乳化油。涉及混凝沉淀、化學轉化和中和法。混凝沉淀法是借助混凝劑對膠體粒子的靜電中和、吸附、架橋等作用使膠體粒子脫穩，在絮凝劑的作用下，發生絮凝沉淀以去除污水中的懸浮物和可溶性污染物。目前采用的混凝劑重要有鋁鹽類、鐵鹽類、聚丙烯酰胺類、接枝淀粉類等。化學氧化是轉化廢水中污染物的有效方法，能將廢水中呈溶解狀態的無機物和有機物轉化為微毒、無毒物質或轉化成容易與水分離的形態。該法分為化學氧化法，電解氧化法和光化學催化氧化法3類。化學氧化是指運用強氧化劑氧化分解廢水中油和COD等污染物質以達成凈化廢水的一種方法。電解氧化法是指在廢水中插上電極，通以一定的直流電．廢水中的油和COD等污染物在陽極發生電氧化作用或與電解產生的氧化性物質發生化學氧化還原作用，以達成凈化廢水的一種方法。光化學催化氧化法是指以半導體材料運用太陽光能或人造光能使廢水中的油和COD等污染物質降解以達成凈化廢水的一種方法。目前常用的解決含油廢水的方法涉及超臨界水氧化、濕式空氣氧化、臭氧氧化、TiO2電極氧化、Fenton試劑氧化等。3物理化學法油田污水物化解決法通常涉及氣浮法和吸附法兩種。氣浮法是將空氣以微小氣泡形式注入水中，使微小氣泡與在水中懸浮的油粒粘附，因其密度小于水而上浮，形成浮渣層從水中分離。常投加浮選劑提高浮選效果，浮選劑一方面具有破乳作用和起泡作用，另一方面尚有吸附架橋作用，可以使膠體粒子聚集隨氣泡一起上浮。電氣浮技術在油田采出水解決中，除油及殺菌是可行的。陽極用于除油，陰極用于殺菌，除油率為80％～90％，電耗約為0.1kW－h/m3。吸附法重要是運用固體吸附劑去除廢水中多種污染物。根據固體表面吸附力的不同，吸附可分為表面吸附、離子互換吸附和專屬吸附三種類型。油田污水解決中采用的吸附重要是運用親油材料來吸附水中的油。常用的吸附材料是活性炭，由于其吸附容量有限，且成本高，再生困難，使用受到一定的限制，故一般只用于含油廢水的深度解決。因此，近年來開展了尋求新的吸油劑方面的研究，研究重要集中在兩點：一是把具有吸油性的無機填充劑與交聯聚合物相結合，提高吸附容量：二是提高吸油材料的親水性，改善其對油的吸附性能。4生物法生物法是運用微生物的生化作用，將復雜的有機物分解為簡樸的物質，將有毒的物質轉化為無毒物質，從而使廢水得以凈化。根據氧氣的供應與否，將生物法提成好氧生物解決和厭氧生物解決，好氧生物解決是在水中有充足的溶解氧的情況下，運用好氧微生物的活動，將廢水中的有機物分解為CO2、H2O、NH3、NO3等；厭氧生物解決的特點是可以在厭氧反映器中穩定的保持足夠的厭氧生物菌體，使廢水中的有機物降解為CH4、CO2、H2O等。生物法較物理或化學方法成本低，投資少，效率高，無二次污染，廣泛為各國所采用。油田廢水可生化性較差，且具有難降解的有機物，因此，目前國內外普遍采用A/O法、接觸氧化、曝氣生物濾池、SBR、UASB等解決油田污水。表3油田污水重要解決方法比較方法名稱合用范圍去除粒徑/μm重要優缺陷重力分離法浮油及分散油>60效果穩定，運營費用低，解決量大；占地面積大粗粒化法分散油及乳化油>10設備小，操作簡便；易堵，有表面活性劑時效果差過濾法分散油及乳化油>10水質好，設備投資少，無浮渣；濾床要反復沖洗吸附法溶解油10水質好，設備占地少；投資高，吸附劑再生困難浮選法乳化油、分散油>10效果好，工藝成熟；占地大，藥劑用量大，有浮渣膜分離法乳化油及溶解油<60出水水質好，設備簡樸；膜清洗困難，運營成本高混凝沉淀法乳化油>10效果好；占地大，藥劑用量大，污泥難解決電解法乳化油>10效率高；耗電量大，裝置復雜，有氫氣產生，易爆超聲波法分散油及乳化油>10分離效果好；裝置價格高，難于大規模解決生物法溶解油<10解決效果好，無二次污染，費用低；占地大四、北京天工和一環保科技有限公司工藝方案1、油田污水解決的一般工藝油田污水成分比較復雜，油分含量及油在水中存在形式也不相同，且多數情況下常與其他廢水相混合，因此單一方法解決往往效果不佳。同時，因各種力法都有其局限性，在實際應用中通常是兩三種方法聯合使用，使出水水質達成排放標準。此外，各油田的生產方式、環境規定以及解決水的用途的不同，使油田污水解決工藝差別較大。在這些工藝流程中，常見的一級解決有重力分離、浮選及離心分離．重要除去浮油及油濕固體；二級解決有過濾、粗粒化、化學解決等，重要是破乳和去除分散油；深度解決有超濾、活性炭吸附、生化解決等，重要是去除溶解油。下圖是油田污水解決常見的幾種工藝，其中工藝3解決后外排；工藝4解決后回用作熱采鍋爐給水；工藝5解決后用于回注工藝1工藝2工藝3工藝4工藝52、問題的提出“老三段重力式流程”，不僅是八十年代之前的首選解決流程，也是目前大型解決站的可選工藝之一。該工藝的重要優點是：工藝技術成熟，耐沖擊能力強，運營平穩，水質的適應性較好等。但是，從技術角度出發，國內現有含油污水解決工藝普遍存在著運營成本高以及水質達標率低的問題。綜合分析認為，存在的重要問題如下:(1)、前端除油效果差，無法保證后續過濾器的正常工作由于對前端除油重要性和來水水性變化的結識局限性，除油設備除油深度不夠，在水解決流程的配置上還存在結識誤區，認為只要加強過濾就可以提高水質，一味追求高精度過濾設施。從現場調研情況看，濾前水含油普遍大于30mg/L，個別污水站甚至達成100mg/L。尚有的污水站在前端沒有水質保障措施的情況下使高含油的污水直接進入精細過濾設備，使過濾器截污負荷增大、濾料污染嚴重，過濾效果變差，使用壽命變短，水質無法長期穩定達標。從現場察看和與各級管理、工程技術人員的了解來看，除油是整個污水解決系統的關鍵，要保證水質長期穩定達標，必須搞好污水除油，保證濾前水含油≤30mg/L。(2)、工藝設施不配套、流程不完善，影響水質達標一是設計時流程就不配套，如缺少污水緩沖設施，除油沉降能力局限性，加藥、排泥、反沖洗等關鍵環節缺少自動控制，缺少不合格水回流工藝等。二是由于設備設施的更新維護不及時，設備老化腐蝕嚴重，導致設備解決能力下降，效率低下，甚至癱瘓，無法達成設計規定。三是無事故解決流程，水解決關鍵設備無備用，無法保證水質長期穩定達標。（3）、水解決藥劑投加不符合規定，導致水質無法穩定達標一是成本緊張，藥劑費用嚴重局限性，導致實際投加藥量與規定相差較大；二是重視限度不夠，藥劑投加隨意性較大，通過現場調研發現，調研的五個油田都存在藥劑費用局限性、不按規定投加藥劑的現象。三是未進行嚴格的藥劑篩選，有的油田污水解決站甚至缺少加藥工藝和藥劑配方，這是導致污水解決水質達標率低的重要因素之一。（4）、工程項目的前期研究不夠，工藝選擇針對性較差目前各油田在工程設計之前缺少系統、有深度的前期研究，個別設計甚至簡樸的室內實驗都不做，工藝選擇、參數選擇缺少依據、缺少針對性。（5）、污泥無出路，環保壓力大，嚴重影響水解決效果除中原油田外，目前其它油田大部分污水解決站缺少污泥解決設施，污泥不敢排出系統，污泥在系統中循環，導致解決效率減少，水質無法達標。同時，有污泥解決設施的污水站，由于缺少污泥有效處置、運用技術，污泥無出路，環保壓力大。（6）、注水管網除垢清洗工作不到位，水質沿程二次污染嚴重，導致注水水質不達標調研發現，目前各油田因費用因素大部分注水管網長期未除垢清洗，有的甚至從投產以來從未清洗過，導致注水管網結垢污染嚴重，水質被沿程二次污染，導致注入水水質不達標。據記錄，由于注水管網結垢污染，高的可使水質達標率減少10個百分點。基于上述結識，并結合本油田的具體情況，我們認為，解決解決工藝前端解決效果差，以及減少藥劑投加品種或者減少藥劑投加量是我們從主線上解決水質達標率較地的出路之一。附：表4分油田注水標準（SY5329-96）項目部頒標準勝利油田大慶油田遼河油田新疆油田含油量/(mg/L)≤105-20≤20≤30≤30懸浮固體/（mg/L）≤3.0≤2.0≤2.0≤2.0≤5.0總鐵/（mg/L）≤0.5≤0.5≤0.5≤0.5≤0.5溶解氧①/（mg/L）

A≤0.05≤0.05≤0.05≤0.05≤0.05溶解氧①/（mg/L）

B≤0.5≤0.5≤0.5≤0.5≤0.5硫化物/（mg/L）≤10≤14≤50≤50≤50游離CO2/（mg/L）≤10

≤30

細菌總數/（個/ml）≤103≤104≤104≤104≤104平均腐蝕率②/（mm/a)≤0.076≤0.125≤0.10≤0.076≤0.075結垢率/（mm/a）≤0.4≤0.4≤0.4≤0.4

濾膜系數③/（MF）≥10≥10≥20≥15≥15顆粒物固體直徑/（μm,P≥80%)≤5.0≤5.0≤5.0≤5.0≤3.03、北京天工和一環保科技有限公司技術解決方案1、技術思緒：目前油田污水解決的難題仍然是除油，現有物理化學法（簡稱物化法）和生物化學法（簡稱生化法）。由于現行物化法解決污水的綜合污染指標能力差，而生化法生物酶菌的培養進程與公司原材料、工藝的更新進程慢“半拍”，也導致生化法解決污水的綜合能力差。本公司采用的新型物化解決污水方法，是含3項國家發明專利技術的新型解決污水方法。我們的技術思緒出發點重要有兩條：（1）、通過優選法，選擇好對油田高含油污水有針對性的解決物料，提高解決效果和效率；（2）、選擇制定對油田高含油污水有針對性的解決工藝，既要有良好的解決效果，又要充足運用油田現有的工藝設施，盡量減少投入成本。2、工藝的擬定：根據高濃度化工廢水傳統的解決方法：（1）、在化學解決污水方面采用新材料代替鋁鹽、鐵鹽及其復合鹽做混凝劑，我們的物料具有中和、混凝、化學氧化、吸附、離子互換、電化學等8種功能，通過物料與污水中污染物的充足反映將具有油的聚合物等雜質（水包油）和具有雜質的原油（油包水）中的水、聚合物、油等破乳分離，再運用原油和聚合物的比重特性，使其自然分層，比重輕的原油自然上浮，通過采用常規傳統辦法就可以收集，比重大的聚合物自然下沉進入下道工序。（在實驗室實驗時，我們的物料與污水中雜質的反映活潑劇烈，油、水、聚合物分離速度快，肉眼直觀效果特別明顯！）（2）、在物理解決污水方法中通過采用新型材料代替河沙、礫石、沸石、蛭石、活性炭、陶粒等做濾料。我們的物料具有吸附、離子互換、電化學、中和、混凝五種功能。由于上道工序解決過的污水中原油含量已經低于5毫克每升，不會對濾料產生污染堵塞，通過化學方法解決過的污水可以進入過濾工序，通過過濾供需解決的污水，水中的懸浮物等各種雜質含量更低，還可以進行精細化解決。（3）該解決方法：生產效率高、成本低、無需新建污水解決廠，對現行污水解決廠砼池（罐）進行簡樸技改即可投入使用。五、實驗室實驗效果分析1、我公司于20233月12—18日對勝利油田孤東2#聯合站和勝利坨1#聯合站污水進行了實驗室實驗。實驗效果見表5、表6（實驗室實驗分析數據由勝利油田孤東采油廠地質所中心化驗室提供，在此表達感謝。）表5污水原水和解決環節檢測數據時間地點含油（mg/L)見聚濃度（mg/L)2023-3-15孤二污水原水1201202023-3-17孤二污水A021孤二污水B1.5132023-3-18孤二污水A062孤二污水B0112023-3-15孤二除油原水1081302023-3-17孤二除油A1.812孤二除油B1.5152023-3-18孤二除油A016孤二除油B0142023-3-15坨一污水原水2211562023-3-17坨一污水A3.614坨一污水B2.5172023-3-18坨一污水A020坨一污水B0102023-3-15坨一除油原水371332023-3-17坨一除油A