【正文】 能夠?yàn)V除98%以上的≤2 nm 固體顆粒的裝置稱為精細(xì)過濾器。近年來在國內(nèi)低滲透油田注入水處理中研究和應(yīng)用的精細(xì)過濾器, 主要涉及雙濾料過濾器、纖維球過濾器、微孔管過濾器、中空纖維過濾器、濾芯過濾器、陶瓷膜過濾器等。在這些技術(shù)和設(shè)備中, 有機(jī)材料制成的微孔管過濾器、濾芯過濾器及中空纖維過濾器, 因不可再生或材料承受污物能力有限, 其應(yīng)用前景并不明朗。纖維球深床過濾器, 由于在過濾時(shí)可以形成上大下小的理想濾料孔隙分布, 納污能力大、去除懸浮物效果好,在一些低滲透油田已有應(yīng)用, 只是濾料親油性帶來的反沖洗較難的問題亟待解決。金屬網(wǎng)濾芯過濾器采用永久濾芯, 從而避免了濾芯的更換費(fèi)用, 但不宜在特高礦化度含量的油田含油污水精細(xì)過濾中應(yīng)用。陶瓷膜親水不親油、不易被污染、再生周期和使用壽命長, 且陶瓷膜耐高溫, 耐稀酸、稀堿, 可用水蒸汽、酸液、堿液進(jìn)行較為徹底的再生 , 陶瓷膜過濾技術(shù)有望在油田含油污水處理中得到廣泛的應(yīng)用。為了適應(yīng)日益嚴(yán)格的污水排放標(biāo)準(zhǔn), 將生化處理法引入油田污水的處理流程將是油田含油污水新的發(fā)展方向。國內(nèi)已開始了研究工作, 但由于各油田含油污水的性質(zhì)差異較大, 無機(jī)鹽和氯離子等含量較高, 污水的可生化性較低, 生物處理技術(shù)應(yīng)用于油田污水的研究工作應(yīng)加強(qiáng)。隨著油田含油污水處理后回用途徑的增多, 反滲透和電滲析脫鹽技術(shù)在油田含油污水中的應(yīng)用將越來越多。小型高效多功能一體化污水處理設(shè)備也將成為研究熱點(diǎn)。在油水分離技術(shù)的應(yīng)用中, 投加破乳劑、混凝劑是保證處理效果的重要手段。國內(nèi)各油田常用的破乳劑、混凝劑多為無機(jī)鋁鹽, 但越來越多的有機(jī)聚合物藥劑也得到廣泛的應(yīng)用。多元共聚物有機(jī)高分子絮凝劑、性能優(yōu)異的破乳劑、高效浮選劑以及用于處理水中溶解有機(jī)物的季胺鹽類藥劑也是重點(diǎn)發(fā)展的方向?？傊? 國內(nèi)油田含油污水處理技術(shù)的改進(jìn)和革新要從油田生產(chǎn)和水處理技術(shù)等多方面入手, 才能有效提高油田含油污水處理的整體水平, 更好地為油田生產(chǎn)服務(wù)和保護(hù)油田環(huán)境。(1)乳化油的去除由于含油污水中最難處理的是乳化油,而經(jīng)處理后的水有一部分需要排放到地表水體,這一部分水比回注水要求要高,須達(dá)到國家相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn),否則對環(huán)境造成嚴(yán)重污染,而這一部分水中基本上是乳化油和懸浮物,因此有必要加強(qiáng)乳化油去除的研究。含油污水經(jīng)過了沉降、分離、氣浮、一二級過濾等工藝后,這時(shí)污水中油是以乳化形式存在的,油的質(zhì)量濃度可達(dá)到40mg/l以下。有文獻(xiàn)介紹了一種從乳化的含油污水中分離油水的新技術(shù)。該技術(shù)通過在采油污水中加入電解質(zhì)以增加其導(dǎo)電性,在磁電裝置的作用下使采油污水產(chǎn)生磁性,成為磁流體,并籍此破壞乳化油滴的穩(wěn)定性,增大其聚結(jié)能力。磁化法處理乳化含油污水是近年來研究的新技術(shù)之一,有進(jìn)一步探索的必要。我們化學(xué)化工學(xué)院對光催化氧化技術(shù)應(yīng)用于含油污水處理作了一些有益的研究,研究表明:納米級的催化劑TiO2在太陽光作用下對于低含油污水(乳化液)有很好的除油效果,可達(dá)98%。但還有待于進(jìn)一步的工業(yè)化推廣。最后精細(xì)過濾技術(shù)直接影響含油污水的出水水質(zhì),其中濾料的選擇是最為關(guān)鍵的,現(xiàn)多數(shù)濾料只是對懸浮物的截留,對油的過濾和反洗再生能力較差。因此, 應(yīng)在濾料的選擇上多下些功夫。江漢石油研究所提出一種濾料,是親水疏油的纖維,試驗(yàn)驗(yàn)證對油和雜質(zhì)的攔截能力好,反洗再生性能優(yōu)越。它在正常過濾采用低進(jìn)高出流程,水中懸浮物自然沉降,不污染濾料。反洗操作采用高進(jìn)低出流程,濾層表面堆積的泥餅、油污很容易被沖掉。反洗時(shí)釋放纖維束壓力,正、反向交替旋轉(zhuǎn)纖維束,克服了纖維球泥芯洗不凈的缺點(diǎn),使反洗更徹底,更干凈。與石英砂過濾器相比,具有濾速高,反洗徹底等優(yōu)點(diǎn)；比核桃殼過濾器的過濾精度高,適合低滲透地層；與纖維球過濾器相比,由于沒有球核,其反洗更加徹底,壽命顯著提高。在此基礎(chǔ)上的過濾器已有工業(yè)性試驗(yàn),效果良好。(2)生化環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用油田污水含油量和化學(xué)耗氧量(COD[2730])遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。由于油田污水具有高溫、高鹽、高含烴、COD高而BOD低的特點(diǎn),同時(shí)又因三次采油注入各種化學(xué)藥劑,使油田污水成份越來越復(fù)雜,處理難度越來越大。針對其特點(diǎn),可考慮生化方法。通過氣浮除去部分分散油和乳化油,出水經(jīng)生化曝氣池進(jìn)行接觸氧化,曝氣池內(nèi)投入經(jīng)馴化篩選的高效石油降解菌。相關(guān)工業(yè)運(yùn)行數(shù)據(jù)為出水COD小于150mg/l,含油量小于10mg/l,達(dá)到國家規(guī)定的污水綜合排放二級標(biāo)準(zhǔn)。其生化處理量大,投資及運(yùn)行成本費(fèi)用低,科技含量高,生化處理后,外排污水基本上達(dá)國家排放標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)用前景良好。但水質(zhì)變化大,故對優(yōu)勢菌的篩選和馴化難度大,因此如何形成成熟的技術(shù)、工藝尚需進(jìn)一步研究。目前我國大多數(shù)油田在處理油田產(chǎn)出水時(shí)均采用回注方式即污水回注。污水回注的目的層為產(chǎn)油層,回注污水是為了補(bǔ)充地層能量,提高油田的產(chǎn)油量及最終采收率。但處理成本太高,尤其在低滲油藏長期保證注入水水質(zhì)達(dá)標(biāo)十分困難,因注入水水質(zhì)不合格導(dǎo)致注水壓力升高而無法注水的現(xiàn)象普遍存在。蘇北油田環(huán)保、注水工程技術(shù)人員提出了環(huán)保注水的新概念。環(huán)保注水:指為保護(hù)環(huán)境,將油田污水注入到高滲安全地層中去,而不將油田污水外排到自然環(huán)境中去的一種注水方式。而環(huán)保注水的目的只是將污水注入到高滲透安全地層而不一定是產(chǎn)油層,不讓油田多余的污水外排而污染環(huán)境,達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。但這項(xiàng)工藝對地質(zhì)條件、水質(zhì)和井筒有一定要求,故還需要對其工藝應(yīng)用條件作進(jìn)一步探討。油田多余含油污水處理技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外各油田經(jīng)歷了從排放— 自然蒸發(fā)— 回灌— 生化處理—綜合利用的發(fā)展歷程。開發(fā)出了多種多余污水處理技術(shù)，特別是對多余含油污水蒸發(fā)處理綜合利用技術(shù)，下面將作重點(diǎn)介紹。污水蒸發(fā)處理的主要成本是燃料的消耗，根據(jù)目前各油田均有大量的加熱爐和燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備，其燃燒產(chǎn)生的大量高溫廢氣全部排到大氣中，不僅造成熱能的浪費(fèi)而且對環(huán)境也造成污染。如塔河油田現(xiàn)有13 MW 天然氣發(fā)電機(jī)4 臺， kg/h，排出的煙氣溫度達(dá)到488℃。油田多余含油污水溫度為70℃，4 臺發(fā)電機(jī)排出的廢熱， t。如果采用多效蒸發(fā)工藝則可回收和節(jié)約大量熱能，處理的污水量還將增加。對于有條件的油田，采用該技術(shù)經(jīng)濟(jì)上應(yīng)是可行的。由于污水含有大量的鹽類和成垢離子，當(dāng)加熱蒸發(fā)處理達(dá)到沸騰時(shí)，鹽及垢大量析出，一部分鹽及垢快速附著在蒸發(fā)裝置壁面上形成晶垢層。此垢層在蒸發(fā)過程中將不斷增厚，導(dǎo)致傳熱降低，以致熱量難以傳遞，必須停產(chǎn)檢修。如何解決含鹽水蒸發(fā)設(shè)備中的結(jié)垢問題，近年來在精制鹽及其它化工食品行業(yè)采取了汽、液、固三相流新型蒸發(fā)工藝技術(shù)，取得了較好的效果。因此，在多余污水蒸發(fā)處理中借鑒汽、液、固三相流新型蒸發(fā)工藝是可行的。（1）多余污水首先進(jìn)入反應(yīng)水罐并加入藥劑，沉淀出污水中存在的鈣、鎂、碳酸根、硫酸根等成垢離子，使之形成對環(huán)境無害的碳酸鈣、碳酸鎂、硫酸鈣、硫酸鎂。（2）余下的純鹽水由泵提升進(jìn)入余熱換熱器，利用蒸發(fā)出的蒸汽熱量使污水升溫后再進(jìn)入蒸發(fā)器。（3）在蒸發(fā)器內(nèi)，由天然氣發(fā)電機(jī)排出的高溫廢氣對污水進(jìn)行加熱，使之沸騰蒸發(fā)。高溫廢氣換熱后排入大氣，濃縮后的污水循環(huán)蒸發(fā)，最后得到工業(yè)鹽氯化鈉和氯化鉀。（4）蒸發(fā)器排出的高溫蒸汽進(jìn)入余熱換熱器，利用蒸汽的熱量使污水溫度得到進(jìn)一步提高，蒸汽溫度得到下降。（5）降溫后的蒸汽進(jìn)入冷凝器進(jìn)行冷卻，得到的清潔淡水進(jìn)入凈化水罐用于生活和生產(chǎn)。、液、固三相流蒸發(fā)器的工作原理惰性粒子流化床蒸發(fā)器即汽、液、固三相流蒸發(fā)器是將流態(tài)化技術(shù)應(yīng)用于蒸發(fā)過程而開發(fā)出的一種新型蒸發(fā)設(shè)備。它是以加熱管內(nèi)的惰性粒子作為流化介質(zhì)，使其與液態(tài)或汽液混合態(tài)的工質(zhì)形成多相流，改善流體的流動狀態(tài)，從而強(qiáng)化傳熱。根據(jù)粒子的流化形式不同，可將其分為非循環(huán)型流化床蒸發(fā)器和循環(huán)型流化床蒸發(fā)器兩種形式。循環(huán)型流化床蒸發(fā)器根據(jù)粒子的流化循環(huán)方式，又分為內(nèi)循環(huán)型流化床蒸發(fā)器和外循環(huán)型流化床蒸發(fā)器兩種形式。由于加入了惰性固體粒子，強(qiáng)化了傳熱，降低了鹽垢在設(shè)備內(nèi)壁的結(jié)垢趨勢。該設(shè)備不僅在傳熱及防、除垢方面有較強(qiáng)的優(yōu)勢，而且具有生產(chǎn)能力強(qiáng)、設(shè)備利用率高和操作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。、液、固三相流技術(shù)與裝備的關(guān)鍵技術(shù)汽、液、固三相流技術(shù)與裝備的主要關(guān)鍵技術(shù)是選擇與確定惰性固體粒子的種類、尺寸、形狀、濃度和最佳流化速度，確保惰性固體粒子不流失，且不增加設(shè)備用電功率。在保證惰性固體粒子在管束中分布均勻、磨損?。环乐刮鬯性蛯Χ栊怨腆w粒子的黏附；防止設(shè)備腐蝕及確定系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)和設(shè)備結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化值范圍等方面，還須進(jìn)一步研究。利用高溫廢氣的熱量蒸發(fā)處理多余污水工藝與回灌處理工藝相比有較明顯的經(jīng)濟(jì)效益。以處理1000m3 /d污水量為基準(zhǔn)進(jìn)行分析。（1）采用污水回灌處理方式效益分析如每口回灌井注水500m3/d，回灌井深1900m需打2口注水井。其初期投資：鉆井費(fèi)用684 萬元；回灌井井下管柱及射孔費(fèi)用230萬元；地面管線部分費(fèi)用50 萬元；合計(jì)約為964萬元。由于各油田所選擇的回灌地層容量不同，以平均可容納7 年的污水回灌量計(jì)算，7年后必須重新尋找注水層位并新建設(shè)回灌井等配套設(shè)施。按14年的污水處理年限估算，最終污水回灌井需要將近約2000萬元的建設(shè)投資。污水回灌處理必須使用耗電量較高的高壓注水泵，加上各種維修、人工、設(shè)備折舊等成本各油田注水成本基本在6～10元/m（主要是各油田因地層注水壓力不同所導(dǎo)致的電耗和設(shè)備折舊有較大差別）。以注水成本6元/m3計(jì)，年運(yùn)行費(fèi)用約為219萬元/a。（2）采用蒸發(fā)處理多余污水工藝經(jīng)濟(jì)效益分析蒸發(fā)處理工藝主要利用高溫廢氣的熱量達(dá)到處理污水的目的，本身消耗能量極少（主要是少量的電力）。不僅可節(jié)約污水回灌的所有費(fèi)用，而且可回收1000 m3/d 清水代替地下水。投資費(fèi)用約1000萬元；運(yùn)行費(fèi)用：折舊按14年計(jì)每年費(fèi)用約71萬元/a，其它（工資、維修、電費(fèi)等）50萬元/a，共計(jì)約121萬元/a；蒸發(fā)工藝產(chǎn)生清水1000 m3/。如果考慮把污水含有的鹽進(jìn)行回收分離用于工業(yè)用鹽，則經(jīng)濟(jì)效益會更加明顯。（3）社會及環(huán)境效益有效利用了高溫廢氣的熱能，凈化了煙氣保護(hù)了大氣環(huán)境；有效利用不可使用的污水，節(jié)約大量清水資源，對干旱沙漠地區(qū)節(jié)水有重要意義。避免了污水回灌造成的能源浪費(fèi)和不斷尋找新回灌井及井下作業(yè)等費(fèi)用的增加。 議一是油田多余污水處理在技術(shù)和外部環(huán)境允許的條件下，應(yīng)盡可能優(yōu)先用于污水回用或回收污水中有益礦物質(zhì)的綜合利用，以降低運(yùn)行成本。二是對礦化度小于10000 mg/l 的含油污水，生化污水處理技術(shù)已基本成熟，具有處理成本低、設(shè)備運(yùn)行周期長的優(yōu)點(diǎn)。對于適合外排的區(qū)域，應(yīng)優(yōu)先采用生化污水處理技術(shù)處理多余污水。三是利用油田高溫廢氣對多余污水進(jìn)行蒸發(fā)處理制取淡水在經(jīng)濟(jì)與技術(shù)上是可行的，可有效解決污水出路和淡水資源緊缺問題。同時(shí)對東部淡水資源豐富，并對污水排放要求嚴(yán)格的區(qū)域，用于處理外排污水也是可行的。四是建議對高含鹽、高腐蝕性污水的蒸發(fā)、軟化、生化及其它工藝和設(shè)備進(jìn)一步進(jìn)行研究和優(yōu)化，開發(fā)出適應(yīng)不同污水特點(diǎn)的新工藝和新設(shè)備。結(jié)論通過以上的文獻(xiàn)綜述，我得出如下結(jié)論：在油田污水處理中，膜分離法優(yōu)于其它方法，主要是因?yàn)椋悍蛛x精度高：可實(shí)現(xiàn)分子級到微米級分離。應(yīng)用范圍廣：完成濃縮、分離、純化、分級等用途?？沙叵逻M(jìn)行：這對于某些熱敏性物質(zhì)尤其重要。無相變、能耗低：與有相變的分離法相比，能耗低，整體運(yùn)行費(fèi)用低于蒸發(fā)濃縮、凍干濃縮。投資低、運(yùn)行成本低：與化學(xué)反應(yīng)法分離相比，膜分離不需要添加化學(xué)品；與色譜分離相比，投資和運(yùn)行費(fèi)用更低。隨著應(yīng)用規(guī)模的擴(kuò)大，膜分離將在經(jīng)濟(jì)性上進(jìn)一步超越越來越多傳統(tǒng)分離工藝。適應(yīng)性強(qiáng)：僅以壓力為推動力，設(shè)備簡潔、易于放大、易于操作維護(hù)、易于封閉運(yùn)轉(zhuǎn)、占地少、配套簡單、移機(jī)簡便。29 / 29