【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 下4種工藝：兩級(jí)沉降、兩級(jí)壓力過(guò)濾工藝。該工藝原理是通過(guò)自然沉降罐中油珠不斷碰撞聚結(jié)成大油珠而去除，再通過(guò)在混凝沉降罐中投加混凝劑，增強(qiáng)油水相對(duì)密度差，去除水中大部分油珠，最后經(jīng)過(guò)兩級(jí)壓力過(guò)濾進(jìn)一步去除水中較小油珠及懸浮固體，從而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。其工藝流程圖如圖38圖38Raw water In 進(jìn)水口 Clean Water Out 干凈水 Backwash Out反洗出口 Bacjwansh In反洗進(jìn)口（2） 橫向流聚結(jié)除油、兩級(jí)壓力過(guò)濾工藝。橫向流聚結(jié)除油原理是含油污水首先經(jīng)過(guò)交叉板型的聚結(jié)板區(qū)，使分散的小油珠聚并成大油珠，小顆粒固體物質(zhì)絮凝成大顆粒，然后聚結(jié)長(zhǎng)大的油珠和固體物質(zhì)通過(guò)具有獨(dú)特通道的變流速橫向流分離板區(qū)，使油珠浮至上板的底面，沿通道導(dǎo)入除油器的頂部進(jìn)入油箱中，處理后的水沿水平方向流動(dòng)進(jìn)入水箱，最后剩下的細(xì)小油珠進(jìn)入聚結(jié)元件區(qū)進(jìn)行聚結(jié)分離。（3） 溶氣氣浮選除油、兩級(jí)壓力過(guò)濾工藝。溶氣氣浮的工作原理是在溶氣泵的入口處將空氣與水一同吸入泵殼內(nèi)，高速轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪將吸入的水和氣旋切成小氣泡，小氣泡在泵內(nèi)的高壓環(huán)境下迅速溶解于水中，氣泡吸附攜帶污水中的油珠和微細(xì)懸浮物質(zhì)上浮使其與污水分離，以達(dá)到凈化污水的目。（4） 懸浮污泥過(guò)濾、重力石英砂過(guò)濾工藝（SSF）。SSF 懸浮污泥過(guò)濾裝置是一種在漸擴(kuò)的罐體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)含油污水由快→漸慢→緩慢的水力流態(tài)變化，利用多次加入的凈水劑、絮凝劑和助凝劑，將含油污水中的懸浮物質(zhì)絮凝形成礬花絮體→絮凝體→絮凝體過(guò)濾層進(jìn)行污水過(guò)濾的新型過(guò)濾設(shè)備。該工藝的主要流程是首先在來(lái)水管線(xiàn)上投加除油劑，進(jìn)入除油罐將原水中浮油及大顆粒泥砂去除；在除油緩沖罐出水管線(xiàn)上依次加入凈水劑、絮凝劑后進(jìn)入污水提升泵提升，使污水中部分溶解狀態(tài)的污染物和膠體顆粒（包括乳化油） 吸附出來(lái)，形成微小懸浮顆粒；在污水提升泵出水管線(xiàn)上加入助凝劑后再進(jìn)入懸浮污泥過(guò)濾器，將污水中各種膠粒和懸浮顆粒凝聚成大塊密實(shí)的絮體，在懸浮污泥過(guò)濾器內(nèi)使絮體和水快速分離。其反復(fù)沖洗過(guò)程如圖39圖39ON LINE 上線(xiàn) DRAIN DOWN 排水 AIR SCOUR 氣流沖刷SLOW BACKWASH 慢反 HIGH BACKWASH 高反 SETTLE落戶(hù) PRESERVE FLUSH 預(yù)沖洗服務(wù)ON LINE 上線(xiàn)NATCO’s standard cleaning sequence is a twice though programme that ensures the filter bed is retumed to it’s true clean condition NATCO的標(biāo)準(zhǔn)清洗順序是，雖然兩次程序，確保過(guò)濾床到它是真實(shí)的清潔狀況The backwashing sequence is pecision controlled an NATCO programmed PLC反洗順序控制的NATCO PLC編程以塔一聯(lián)2400m3/d含油污水處理站為例，對(duì)上述4種含油污水處理工藝進(jìn)行投資及十年運(yùn)行費(fèi)用對(duì)比，技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比情況見(jiàn)表34。表34 塔一聯(lián)含油污水深度處理站4種工藝技術(shù)對(duì)比對(duì)比項(xiàng)目?jī)杉?jí)沉降橫向流氣浮選懸浮污泥過(guò)濾一次性建設(shè)投資/萬(wàn)元2 2 2 2 年運(yùn)行費(fèi)用/萬(wàn)元一次性投資及十年費(fèi)用現(xiàn)值/萬(wàn)元3 3 3 3 噸水處理運(yùn)行成本/元由經(jīng)濟(jì)對(duì)比結(jié)果可知：橫向流、氣浮選及懸浮污泥過(guò)濾投資基本相當(dāng)，與常規(guī)大罐沉降工藝相比節(jié)省投資約8%~10%；在后期運(yùn)行費(fèi)用上，橫向流由于設(shè)備數(shù)量少，耗電量及管理費(fèi)用小，使其噸水運(yùn)行成本最低。氣浮選和懸浮污泥過(guò)濾相當(dāng)，各有優(yōu)勢(shì)：氣浮選的藥劑費(fèi)用低于懸浮污泥，但由于氣浮前端需要增壓，且設(shè)備置于室內(nèi)采暖所需熱負(fù)荷略高于懸浮污泥；而傳統(tǒng)沉降由于濾前增壓、大罐伴熱等需求，加之80 mg/l 的絮凝劑投加量，其噸水運(yùn)行成本高于其他3 種工藝。從實(shí)際建設(shè)及運(yùn)行情況分析可總結(jié)出如下結(jié)論：（1） 呼一聯(lián)含油污水處理站建站初期曾考慮采用兩級(jí)沉降、兩級(jí)過(guò)濾工藝。但考慮到海塔油田地處高寒地區(qū)，且環(huán)境保護(hù)要求較高，此工藝方案設(shè)備數(shù)量較多，占地面積較大，現(xiàn)場(chǎng)施工周期長(zhǎng)，因此不宜在海塔油田使用。（2） 橫向流聚結(jié)除油工藝主要應(yīng)用于呼一聯(lián)一期工程和蘇一聯(lián)含油污水處理站。但是由于海拉爾油田屬水敏性油田，為滿(mǎn)足開(kāi)發(fā)注水要求，需注入一定濃度的防膨劑，且每年定期有部分壓裂返排液進(jìn)入污水處理系統(tǒng)，已建的橫向流聚結(jié)除油設(shè)備對(duì)其原水水質(zhì)及水量變化適應(yīng)性不強(qiáng)，導(dǎo)致其實(shí)際處理效果不理想。（3） 溶氣氣浮工藝主要應(yīng)用于德一聯(lián)和徳二聯(lián)含油污水處理站。從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行情況看，存在的主要問(wèn)題是為保障氣浮除油裝置在高寒地區(qū)正常運(yùn)行，需將氣浮選設(shè)備置于室內(nèi)。由于呼倫貝爾油田原油輕烴組分相對(duì)較多，目前采用的空氣氣浮在生產(chǎn)中若通風(fēng)不暢、氣水比控制不當(dāng)，則存在一定安全隱患，需從氣浮的方式上加以改進(jìn)。（4） 懸浮污泥過(guò)濾工藝主要應(yīng)用于呼一聯(lián)二期工程。2009年3月30日～4月5日，對(duì)呼一聯(lián)含油污水處理站2008年12月投產(chǎn)的SSF 懸浮污泥過(guò)濾裝置及處理工藝進(jìn)行了參數(shù)調(diào)查和系統(tǒng)水質(zhì)測(cè)試。在滿(mǎn)負(fù)荷過(guò)濾流量的狀態(tài)下，SSF懸浮污泥過(guò)濾裝置的二項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)去除率都在93 %以上，在不建設(shè)最后一級(jí)砂濾的情況下，基本達(dá)到“2”，實(shí)施砂濾后，水質(zhì)能接近“1”。綜上所述，兩級(jí)沉降工藝最為穩(wěn)妥、成熟、抗沖擊能力強(qiáng)，但投資相對(duì)較高；其他3種工藝均屬于高效水處理設(shè)備，投資基本相當(dāng)；結(jié)合從海塔油田現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)站及試驗(yàn)站運(yùn)行情況看，懸浮污泥出水水質(zhì)相對(duì)較好。因此，最終確定海塔油田含油污水深度處理站宜采用懸浮污泥過(guò)濾的處理主工藝。在今后的生產(chǎn)中，應(yīng)積極對(duì)其進(jìn)行水質(zhì)監(jiān)測(cè)，通過(guò)分析水質(zhì)檢測(cè)數(shù)據(jù)，不斷優(yōu)化處理參數(shù)，并對(duì)工藝進(jìn)一步加以完善，使其達(dá)到更理想的處理效果。我國(guó)油田采油污水處理技術(shù)均屬于初級(jí)處理,并未進(jìn)行深度處理。仍存在以下幾方面問(wèn)題：(1)整體處理工藝單一。傳統(tǒng)的“老三套”工藝依然占很大比例,深度處理工藝應(yīng)用缺乏。(2)在回注水和外排水上普遍存在問(wèn)題。我國(guó)低滲透油藏開(kāi)發(fā)比例逐年提高,對(duì)注入水水質(zhì)要求很高,加大了污水處理難度?，F(xiàn)有的處理工藝設(shè)施出水中石油類(lèi)、懸浮固體濃度依然較高。(3)采用化學(xué)絮凝法所帶來(lái)的問(wèn)題?；瘜W(xué)絮凝是常采用的方法,需要加入絮凝劑,還有水質(zhì)調(diào)節(jié)劑、防腐劑和除垢劑等化學(xué)藥劑,容易產(chǎn)生二次污染。藥劑投加量大,污泥產(chǎn)量高,增加了污泥排放及處理、處置難度。(4)不具備脫鹽能力。由于現(xiàn)有處理設(shè)施中多數(shù)不具有去除污水中大量無(wú)機(jī)鹽的功能,即使其他指標(biāo)達(dá)標(biāo),這類(lèi)污水外排也會(huì)引起生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重污染。(5)對(duì)含表面活性劑的分散油和乳化油處理效果差。我國(guó)東部部分油田已進(jìn)入三次采油階段,采油污水中含有大量表面活性劑,油的乳化程度加劇,為污水處理增加了難度。現(xiàn)有處理設(shè)施對(duì)于浮油和分散油的去除效果較好,而對(duì)含有表面活性劑的分散油和乳化油效果較差,所以采油污水中以分散油(含有表面活性劑)和乳化油形式存在的油類(lèi)的去除成為難題處理含油廢水的方法包括超臨界水除在國(guó)內(nèi)油田已普遍采用的污水回灌處理技術(shù)，國(guó)內(nèi)外還有多種污水處理技術(shù)[17][20]。隨著油田開(kāi)發(fā)的逐步深入，各項(xiàng)先進(jìn)、成熟的污水處理技術(shù)逐漸引進(jìn)、應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)，初步形成了比較成熟的油田采出水回注處理、稠油油田采出水回用注汽鍋爐處理、外排水達(dá)標(biāo)處理、低滲透油田精細(xì)水處理、海上油田水處理等配套的處理技術(shù)，基本滿(mǎn)足了高含水期求。污水處理的領(lǐng)域有了擴(kuò)展。從陸上油田采出水處理到海洋油田的采出水處理；從單純的為回注目的的處理，發(fā)展到用于注汽鍋爐給水的處理、達(dá)標(biāo)排放的處理；從采出水處理發(fā)展到含油污泥的處置和無(wú)害化處理。污水處理裝備水平有了較大提高。主要污水處理設(shè)備及配套設(shè)備基本實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化，并逐步形成了系列化、規(guī)?；?，如用于不同條件下的過(guò)濾設(shè)備、氣浮選、壓力除油、液液旋流除油等除油處理設(shè)備、藥劑投加設(shè)備等。海上油田注水及水處理設(shè)備、注聚設(shè)備。水處理的自動(dòng)化程度有了提高。過(guò)濾處理、污泥脫水、氣浮裝置、加藥裝置等實(shí)現(xiàn)了PLC集成面板自動(dòng)控制；流量、液位、以及懸浮固體含量等水質(zhì)指標(biāo)也實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。油田水化學(xué)的研究和應(yīng)用水平有了提高。水處理更加重視工藝和化學(xué)的有機(jī)結(jié)合，油田水化學(xué)在油田采出水處理中的作用越來(lái)越重要。水處理劑的品種增多、效能提高，油田水化學(xué)的研究手段增強(qiáng)、水平提高。特別是針對(duì)污水達(dá)標(biāo)外排處理的要求，開(kāi)展了水微生物學(xué)的研究，發(fā)展應(yīng)用了生化處理技術(shù)，建立了用于污水、污泥處理的菌種庫(kù)，使污水深度處理技術(shù)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。勝利油田污水處理方法主要分物理法、化學(xué)法、生物法等三大類(lèi)，其中物理法主要應(yīng)用于油田各污水處理站、低滲透區(qū)塊注水站的污水處理，常用的處理工藝為“上游三段法（緩沖+沉積分離除油+過(guò)濾）+下游二段法（緩沖+精細(xì)過(guò)濾）”；化學(xué)法主要應(yīng)用于油田各污水處理站，通過(guò)添加一定的濃度的化學(xué)藥劑從而輔助物理法達(dá)到提高水處理效果的目的；生物法主要應(yīng)用于注汽鍋爐給水的處理、污水達(dá)標(biāo)排放處理等領(lǐng)域。（1）物理法。物理處理法的重點(diǎn)是去除廢水中的礦物質(zhì)和大部分固體懸浮物、油類(lèi)等。物理法主要包括重力分離、離心分離、過(guò)濾、粗?；?、膜分離和蒸發(fā)等方法。重力分離技術(shù)，依靠油水比重差進(jìn)行重力分離是油田廢水治理的關(guān)鍵。從油水分離的試驗(yàn)結(jié)果看，沉淀時(shí)間越長(zhǎng)，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(zhuǎn)，形成離心力場(chǎng)，因顆粒和污水的質(zhì)量不同，受到的離心力也不同。目前在世界各油田，如中東、非洲、西歐、美洲等地區(qū)的海上和陸地油田都有應(yīng)用。我國(guó)引進(jìn)的數(shù)套Vortoil水力旋流器，在油田污水處理上取得了良好的效果。過(guò)濾器有壓力式和重力式兩種，目前勝利油田普遍采用的是壓力式，有石英砂過(guò)濾器、核桃殼過(guò)濾器、雙層濾料過(guò)濾器、多層濾料過(guò)濾器等。粗?；?，是指含油廢水通過(guò)一個(gè)裝有粗粒化材料的設(shè)備時(shí)，油珠粒徑由小變大的過(guò)程。目前常用的粗?；牧嫌惺⑸啊o(wú)煙煤、蛇紋石、陶粒、樹(shù)脂等材料。粗?；凸抻靡匀コ?jīng)前期治理后的含油污水中的細(xì)小油珠和乳化油。膜分離技術(shù)主要包括微濾、超濾、納濾和反滲透等幾類(lèi)，均是利用特殊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(zhì)。目前，勝利油田主要采用的過(guò)濾介質(zhì)為鈦金屬纖維濾膜，這種濾膜經(jīng)過(guò)等離子體的處理，表面具有一定的親水斥油能力。該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在純梁、現(xiàn)河、樁西等采油廠(chǎng)得到了廣泛的推廣應(yīng)用，在水質(zhì)精細(xì)處理方面取得了一定效果。隨著油田注水開(kāi)發(fā)的不斷深入，污水處理工藝也由早期的單級(jí)過(guò)濾發(fā)展到目前的多級(jí)過(guò)濾預(yù)處理技術(shù)。目前，油田常用的污水預(yù)處理技術(shù)主要有兩種：濾料（石英砂或者復(fù)合濾料等）過(guò)濾、懸浮污泥預(yù)處理。其中，濾料過(guò)濾技術(shù)應(yīng)用時(shí)間較早，主要應(yīng)用于上游污水處理站的二級(jí)過(guò)濾環(huán)節(jié)，對(duì)含油、懸浮物具有一定的祛除功能，但是由于容易出現(xiàn)濾料板結(jié)、損耗的現(xiàn)象，需要定期更換濾料，而且缺少自動(dòng)反沖洗功能，日常維護(hù)工作量較大；懸浮污泥預(yù)處理技術(shù)是近年來(lái)在油田推廣應(yīng)用的一項(xiàng)新技術(shù)，目前在東辛、純梁、現(xiàn)河等采油廠(chǎng)都有應(yīng)用，主要是依靠上游來(lái)水中的懸浮物形成濾床，從而達(dá)到懸浮處理的功能，其處理效果主要受來(lái)水水質(zhì)穩(wěn)定性的影響。（2）化學(xué)法。化學(xué)法主要用于處理廢水中不能單獨(dú)用物理法或生物法去除的一部分膠體和溶解性物質(zhì)，特別是含油廢水中的乳化油。包括混凝沉淀、化學(xué)轉(zhuǎn)化和中和法。混凝沉淀法是借助混凝劑對(duì)膠體粒子的靜電中和、吸附、架橋等作用使膠體粒子脫穩(wěn)，在絮凝劑的作用下，發(fā)生絮凝沉淀以去除污水中的懸浮物和可溶性污染物。目前采用的混凝劑主要有鋁鹽類(lèi)、鐵鹽類(lèi)、聚丙烯酰胺（PAM）類(lèi)、接枝淀粉類(lèi)等。化學(xué)氧化是轉(zhuǎn)化廢水中污染物的有效方法，能將廢水中呈溶解狀態(tài)的無(wú)機(jī)物和有機(jī)物轉(zhuǎn)化為微毒、無(wú)毒物質(zhì)或轉(zhuǎn)化成容易與水分離的形態(tài)。該法分為化學(xué)氧化法，電解氧化法和光化學(xué)催化氧化法3類(lèi)。目前常用氧化、濕式空氣氧化、從20世紀(jì)90年代起，我國(guó)部分油田開(kāi)始進(jìn)行生物污水處理技術(shù)工程化應(yīng)用和試驗(yàn)研究。勝利、大港油田進(jìn)行了生物接觸氧化加污泥回流處理技術(shù)，粉煤灰吸附加生物氧化塘技術(shù)的工程應(yīng)用，取得了好的成效。河南油田、冀東油田開(kāi)展了厭氧、好氧的A/O 新型處理工藝技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)小試，取得了初步成效。目前礦化度小于10000 mg/l 的含油污水生物處理技術(shù)已基本成熟，處理后的污水達(dá)到國(guó)家污水外排標(biāo)準(zhǔn)，但不能達(dá)到生活用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。生物法處理含油污水的優(yōu)點(diǎn)是：處理成本低，工藝設(shè)施簡(jiǎn)單，日常維修費(fèi)用低。缺點(diǎn)是：一次投資較高，約1000元/m3；油田企業(yè)對(duì)生物處理技術(shù)的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)不足；對(duì)含油污水鹽含量和氯離子含量要求較高，排放地點(diǎn)受當(dāng)?shù)厮w影響大。 污水軟化回用技術(shù)該技術(shù)是將污水通過(guò)一系列的氣浮過(guò)濾凈化后，投加NaOH、MgCl2 及陽(yáng)離子聚合物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；沉淀、過(guò)濾后再進(jìn)入一級(jí)、二級(jí)弱酸離子交換器，使污水硬度由50 mg/l mg/l，懸浮物及含油均達(dá)到鍋爐用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。該項(xiàng)技術(shù)具有可將污水綜合利用，節(jié)約清水資源，減少污水外排的優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是處理工藝比較復(fù)雜，處理成本較高 冰凍法凍融/蒸發(fā)技術(shù)通過(guò)對(duì)污水進(jìn)行冷凍和解凍，分離出溶解固體、金屬和化學(xué)物質(zhì)。凈化后的水，可以重新使用。處理過(guò)程為當(dāng)環(huán)境溫度低于0℃時(shí)，將水噴灑在冷凍板上，總?cè)芙夤腆w（TDS）濃度高的鹽水從冰上分離出來(lái)。當(dāng)環(huán)境溫度上升至0℃以上時(shí)，冷凍板上的冰融化成凈化水。在夏季，蓄水池自然蒸發(fā)取代冷凍處理過(guò)程。例如，阿莫科公司在圣胡安盆地有Cahn/Schneider蒸發(fā)設(shè)施。污水經(jīng)該設(shè)施處理后，TDS濃度由11600mg/l 降至200～1500mg/l，降低92%。此外，有機(jī)物質(zhì)和金屬含量也明顯下降?！履鞲缰菽壳暗奶幹觅M(fèi)約1美元/桶 把油田采出水處理成灌溉和飲用水技術(shù)美國(guó)加利福尼亞的San Ardo 油田研發(fā)了一種新工藝。該工藝包括氣浮、凈化、軟化、過(guò)濾、反滲析和水恢復(fù)，把懸浮固體含量約6900mg/l、二氧化硅含量250 mg/l、可溶油含量170 mg/l、硼含量20～30mg/l，并含有H2S的污水，處理成灌溉和飲用水。主要工藝過(guò)程：經(jīng)過(guò)氣浮裝置除去分散油的水進(jìn)入熟石灰裝置，清除二氧化硅，并加入適量的凝結(jié)劑使水質(zhì)凈化，加入酸使pH 值下降；再進(jìn)入浮石過(guò)濾