【正文】 。在斜板區(qū)分離出的油珠顆粒上浮到水面，進(jìn)人集油槽后由出油管排出到收油裝置。1 一進(jìn)水管；2中心眨應(yīng)筒；3配水管；4 一集水管；5 一中心柱管；6 一山水管；7波紋斜板組； 8 一溢流管；9 集油槽；10出油管；11排污管含油污水從中心反應(yīng)筒出來之后，先在上部分離區(qū)進(jìn)行初步的重力分離，較大的油珠顆粒先行分離出來，然后污水通過斜板區(qū)，油水進(jìn)一步分離。 二、斜板除油裝置 斜板除油裝置基本上可以分為立式和平流式兩種，如立武斜板除油罐和平流式斜板隔油池．在油田上常用的是立式斜板除油罐。當(dāng)然，實(shí)際效果不可能達(dá)到理想的倍數(shù)。 因此，在油水分離設(shè)備中加設(shè)斜板，增加分離設(shè)備的工作表面積，縮小分離高度，從而可提高油珠顆粒的去除效率。 假設(shè)除油設(shè)備的高度為 H，油珠顆粒分離時(shí)間為 t，則表面負(fù)荷率可表示為 Q/A=H/t，將其代入上式，可得 E= = = 公式AQutu 從公式可見，重力分離除油設(shè)備的除油效率是其分離高度的函數(shù)，減小除油設(shè)備的分離高度，可以提高除油效率。表面負(fù)荷率 Q/A，是一個(gè)重要參數(shù)，當(dāng)除油設(shè)備通過的流量 Q 一定時(shí)，加大表面積 A，可以減小油珠顆粒的上浮速度 u,這就意味著有更小直徑的油珠顆粒被分離出來，因此加大表面積 A，可以提高除油效率或增加設(shè)備的處理能力。含油污水在這種重力分離池中的分離效率為：E= = AQuHt式中 E油珠顆粒的分離效率； u—油珠顆粒的上浮速度； Q／A—表面負(fù)荷率； Q—處理流量； A—除油設(shè)備水平工作面積。 (2)油珠顆粒是以等速上浮的。 斜板（包括斜管，下同）除油的基本原理是“淺層沉淀” ，又稱“淺池理論。第二節(jié) 斜板除油一、斜板除油的基本原理 斜板除油是目前常用的高效除油方法之一，它屬于物理法除油，是一種重力分離技術(shù)。一般來說，水從管口出流速度大，則配水管口的配水面積——服務(wù)面積亦大，否則服務(wù)面積小，在配水管口數(shù)量不能設(shè)置很多時(shí)，配水不均勻，除油罐的面積利用率小，水在罐內(nèi)停留的時(shí)間變短，直接影響下向流區(qū)的除油救率。水流速度與被夾帶油粒的顆粒直經(jīng)有何關(guān)系，控制多大的管口出 流速度，既有利于推動(dòng)油粒的上浮過程，又具有較小地夾帶油粒的能力，深入地研究這些問題，使盡可能多的油粒在上向流區(qū)被 除去，對(duì)提高立式除油罐的整體除油效率具有重要意義。分析認(rèn)為具有一定速度的水流也具有夾帶油粒轉(zhuǎn)入下向流區(qū)的作用。一般認(rèn)為，水中的浮油及分散油中顆粒較大的油粒是在上向流區(qū)被除去的。 在立式除油罐中，油層厚度一般控制在 1. 5～，油粒上浮的終點(diǎn)為油層底面。 ——油粒枉靜水中的上浮速度，其值由斯托克斯公式確定 Iz ——上向流區(qū)水流向上垂直分速度。因此，油粒在上向流區(qū)的實(shí)際速度 V 由下式表示： = + (31) 39。顯然，由于立式除油罐內(nèi)水流方向的變化，使水中油粒的浮升過程與平流式隔油池有明顯不同。由從管口截面出發(fā)的每一條流線上的點(diǎn) A，在空間都具有不同的位置，要找出在配水管流出的整個(gè)水流由向上流動(dòng)轉(zhuǎn)為向下流動(dòng)的分界面是困難的。當(dāng)水從管口以一定的速度出流后，由于水流的慣性作用，其流線如右圖所示。這個(gè)過程可分以下幾個(gè)方面說明。 油田含油污水處理多年統(tǒng)計(jì)資料表明，若除油罐進(jìn)水中含油量不超過 5000mg/L，自然除油的去除率可達(dá) 95%以上；混凝除油的出水含油量不超過 100mg/L，油去除率可高達(dá) 98%以上。水中粒徑較大的油粒在油水相對(duì)密度差的作用下首先上浮至油層，粒徑較小的油粒隨水向下流動(dòng)。第三章 物理法除油第一節(jié) 立式除油罐一、立式除油罐的除油原理 立式除油罐是一種重力分離型除油構(gòu)筑物，其主要結(jié)構(gòu)如圖 3 1 所示。下 J 戈?duì)査箍擞吞镂鬯幚砹鞒淌居趫D 212 該站設(shè)計(jì)水景為 5000m3/d．混凝劑硫酸鋁投量 30mg/L 左右，濾速 10m/h。 二、國(guó)外一般流程 蘇聯(lián)污水處理流程 蘇聯(lián)約有 75%的油田靠注水開發(fā)；蘇聯(lián)開始注水時(shí)對(duì)注水水質(zhì)要求較嚴(yán)，從 70 年代后注水水質(zhì)要求開始郵分放寬口其工藝流程種類也很多，本書僅列舉兩種有代表性的流程：蘇聯(lián)給水排水設(shè)計(jì)院定型址計(jì)流程和戈?duì)査箍擞吞镂鬯幚砹鞒?。流程凈化效? 一般情況，經(jīng)過開式生物處理流程凈化，排放水質(zhì)可以達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978—1996 要求。該流程適用條件： 針對(duì)部分油田污水采出量較大，但回用量不夠大，必須處理達(dá)標(biāo)外排而設(shè)計(jì)的。? 流程動(dòng)力消耗大，維護(hù)工作量稍大。流程處理過程 流程首端采用溶氣氣浮，再用誘導(dǎo)氣浮或射流氣浮取代混凝沉降設(shè)施，后端根據(jù)凈化水回注要求，可設(shè)一級(jí)過濾和精細(xì)過濾裝置。三、浮選式流程 接收（溶氣浮選）除油—射流浮選或誘導(dǎo)浮選—過濾、精濾流程。 流程特點(diǎn)? 處理凈化效率較高，效果良好，污水在處理流程內(nèi)停留時(shí)間較短 旋流除油裝置可高效去除水中含油，聚結(jié)分離使原水中微細(xì)油珠聚結(jié)變大，縮短分離時(shí)間，提高處理效率。或采用旋流除油后直接進(jìn)入壓力沉降。它加強(qiáng)了流程前段除油和后段過濾凈化。壓力式流程 旋流（或立式除油罐）除油—聚結(jié)分離—壓力沉降—壓力過濾流程。流程特點(diǎn) 處理效果良好。濾罐反沖洗排水用回收水泵均勻地加入原水中再進(jìn)行處理。重力式流程在 20 世紀(jì)七八十年代國(guó)內(nèi)各陸上油田較普遍采用。因此只介紹國(guó)內(nèi)、外大量工藝流程。必要時(shí)要進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。 (7)試驗(yàn)時(shí)首先試驗(yàn)各單體構(gòu)筑物的參數(shù)，其他構(gòu)筑物運(yùn)行參數(shù)可按經(jīng)驗(yàn)選取，最后進(jìn)行全流程試驗(yàn)。沿流程前邊構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)水量要大于后邊的水量。 (5)各單體處理構(gòu)筑物及整個(gè)試驗(yàn)流程都要有可以改變?cè)O(shè)計(jì)參數(shù)的可能性。 (3)各單體處理構(gòu)筑物設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行洋細(xì)計(jì)算。為使原水含油量和懸浮物含量等主要污染指標(biāo)變化幅度不大，要求原油脫水工藝操作要平穩(wěn)正常。 3．模擬試驗(yàn) 各新型單體處理構(gòu)筑物模擬試驗(yàn)見有關(guān)章節(jié)。由此基本提出了工藝及投加的主要化學(xué)藥劑。然后進(jìn)行室內(nèi)靜態(tài)混凝沉降試驗(yàn)，目的是選擇效果好價(jià)格便宜的混凝劑品種及合理投藥量。根據(jù)水質(zhì)資料及水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)參考有關(guān)資料，一般可大概確定處理的主要對(duì)象及將要采用的處理工藝。按本油田地質(zhì)部門提供的資料確定合理的注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然，對(duì)于有污水處理經(jīng)驗(yàn)的老油田其步驟可以從簡(jiǎn)。處理工藝選擇的標(biāo)準(zhǔn)是：技術(shù)可行，即凈化水必須達(dá)到注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)行管理比較方便，運(yùn)行費(fèi)與基建費(fèi)進(jìn)行比較后選其最經(jīng)濟(jì)的方案。在凈化水中主要含此部分油。從膠體化學(xué)角度看，此部分油不完全屬于膠體范圍，但這部分油珠由于有布朗運(yùn)動(dòng)特性，說明也具有膠體某些特性，加上油珠粒徑很小，單純靠油、水相對(duì)密度差很難靠自然沉降法將其去除，從水處理角度看把此部分油視為肢體即乳化油。需要時(shí)間要長(zhǎng)，一般至少 4 小時(shí)以上，為加快油珠上浮速度，在污水處理也要加混凝劑。參考膠體化學(xué)及給水處理水中雜質(zhì)分散度的劃分方法，從含油污水處理角度出發(fā)污水中油珠粒徑劃分為四種： 1)浮油 粒徑大于 l00mm，按斯托克斯公式計(jì)算，上浮時(shí)間僅為 2. 1min，污水原水中此部分油量約占 25—50%，它很容易被去除。粒徑大于 時(shí)，體系稱為粗分散系，其中分散粒為固體物時(shí)叫m?懸濁液，分散微粒為液體時(shí)（如水中油珠）叫乳濁液，粒徑介干 和 之間時(shí)，體系稱為膠體，粒徑小于 之間?310 310m?時(shí)，體系稱為真溶液。——油珠粒徑 。計(jì)數(shù)打法為選點(diǎn)計(jì)數(shù)法，即計(jì)四個(gè)角下的 4 個(gè)大格及中央一個(gè)大格共 80 個(gè)小格內(nèi)各種油珠的個(gè)數(shù)，并用測(cè)微尺計(jì)出各種油珠的直徑（根據(jù)放大倍數(shù)可換算出測(cè)微尺的每小格代表的實(shí)際長(zhǎng)度） 。每個(gè)試樣重復(fù)四次取其平均值。 2)儀器及化學(xué)試劑 400 倍以上顯微鏡，物鏡測(cè)微尺，目鏡測(cè)微尺、XBK25 型血球計(jì)數(shù)板、蓋玻片、丙三醇、無水乙醇． 3)測(cè)定步驟 取 20%的丙三醇溶液 5~10mL（含油量高時(shí)多加．少時(shí)少加）置于 50mL 取樣瓶中，取待測(cè)污水樣 50mL，用玻璃棒輕輕攪動(dòng)水祥。如何滿足第三個(gè)條件。3) 討論以上介紹的油珠粒徑分布測(cè)試法，污水在靜止浮升過程假設(shè)符合下列三個(gè)條件：(1)不同粒徑的油珠均勻分布在污水中； (2)油珠上浮過程中不受碰撞聚結(jié)等條件干擾； (3)油珠上浮過程中完全服從斯托克斯定律。 。實(shí)際測(cè)試時(shí)，可同時(shí)取 8～10 個(gè)水樣分別沉降不同的時(shí)間 t，進(jìn)而得到 1 組 值，從而測(cè)出此種水的油珠粒徑分布。H o 以上污水體積為 V2,也測(cè)出其含油量為 c2，則該水樣平均含油量為： 21v?? %0c2??式 ——污水中等于或小于 d。的油珠便全部上浮至 Ho 高度以上。 ，測(cè)得含油量為 。直接取污水樣 600ml 左右，放人恒溫箱內(nèi)將其控制在與污水相同溫度下靜止沉降一定時(shí)間 t。 。s?s? 對(duì)于在田特定的原油及原水，當(dāng)水溫一定時(shí)，g， 、u 為定owp、值，式（21）可簡(jiǎn)化為： (22)2okdu?式中 （2339。——原油密度，kg／m d。油珠粒徑分布測(cè)試比較困難，其方法雖有多種，但國(guó)內(nèi)各油田采用的是“靜止浮升法”和“顯微鏡法’ ’。 以上三種處理方法中最難的是第一種方法，也是本論文論述的重點(diǎn)，后兩種方法也設(shè)有專門章節(jié)論述。3．密閉隔氧和化學(xué)脫氧 從脫水站送到污水處理站的原水一般不含氧。 此過程一般可使凈化水中含油量、懸浮固體含量、總鐵含量、硫化物含量等指標(biāo)合格。達(dá)四種物質(zhì)以油為代表，懸浮固體及膠體在除油的過程也得到相應(yīng)的去除。從滿足注水水質(zhì)標(biāo)的角度，處理方法分類如下。第二章 工藝選擇及工藝流程第一節(jié) 工藝選擇一、污水處理方法的分類 注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)不但項(xiàng)目較多面且各項(xiàng)指標(biāo)都比較嚴(yán)格，有些指標(biāo)如懸浮物含量及其粒徑甚至比生活飲用水還要嚴(yán)。(2)注入水對(duì)水處理設(shè)備、注水設(shè)備和輸水管線幅蝕性要小。由于凈化水主要用于回注油層，所以污水處理工藝必須設(shè)法使凈化水達(dá)到有關(guān)注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。其中《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法》為石油天然氣總公司標(biāo)準(zhǔn)。三、水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) ( 1 ) 國(guó)家規(guī)定的含油污水凈化回注標(biāo)準(zhǔn)為: 含油不大于 30mg/L 含鐵不大于 含懸浮物不大于 2mg/L p H 值 含硫化氫不大于 含氧量不超過 1mg/L含二氧化碳不超過 mg/L腐生菌含最小于 200 個(gè)/ L硫酸鹽還原菌小于 5 個(gè)/L嗜鐵菌小于 100 個(gè)/L ( 2 ) 國(guó)家還規(guī)定外排的含油污水標(biāo)準(zhǔn):含油量不大于 10 mg/L pH 值 59 含機(jī)械雜質(zhì)不大于 2mg/L含鐵不大于 含硫化物小于 目前我國(guó)現(xiàn)場(chǎng)使用的污水處理站在額定生產(chǎn)情況下，能達(dá)到國(guó)家規(guī)定排放標(biāo)準(zhǔn)的還不多，所以，應(yīng)該盡量將處理的污水回注，除非極特殊情況下才允許外排。水溫一般為 40～45℃，個(gè)別油田有差異，如華北油田為 60～70℃，長(zhǎng)慶油田為 30℃左右。水中的?2H S 的增加時(shí)硫酸鹽還原菌（SRB）大量繁殖的標(biāo)志2游離二氧化碳 CO 2含量高時(shí)使 pH 值降低引起腐蝕，系統(tǒng)壓力降低時(shí)，CO可以從水中逸出，使的碳酸鈣平衡被破壞，而引起結(jié)垢細(xì)菌總數(shù) TGB 以腐生物為主體，水中有氧又有養(yǎng)料及適宜的溫度時(shí)大量 繁殖，形成灰白色的絮狀物，可引起地產(chǎn)堵塞硫酸鹽還原菌 SRB 大量繁殖后可將水中 SO 還原成 H S 造成腐蝕，且菌?242體長(zhǎng)度為 5～10μm 易引起地層堵塞細(xì)菌pH 值 PH 值升高引起結(jié)垢，pH 值降低引起腐蝕二、國(guó)內(nèi)主要油田原水水質(zhì)分析油、懸浮固體及水溫等是原水的重要指標(biāo)。類別 分析項(xiàng)目 處理工藝及注水水質(zhì)影響溫度 水溫低不易處理，水溫升高易結(jié)垢懸浮固體 引起油層堵塞的重要因素，是水處理的主要去除對(duì)象，當(dāng) 其顆粒直徑大于油層孔吼直徑時(shí)更易引起堵塞物理性質(zhì)含油量 污水的主要污染指標(biāo)，也是水處理過程中的主要去除對(duì)象 堵塞油層的主要因素鈣離子 Ca ?2在適宜條件下（如溫度升高、pH 值增加、CO 減少） ，可2以和 CO 、HCO 、SO 等陰離子結(jié)合生成 CaCO?23?324垢及難溶的 CaSO 垢或懸浮物鋇離子 Ba ?2可與水中 SO 結(jié)合生成難容的 BaSO?24 4主要離子總礦化度此值高對(duì)抑制油層粘土膨脹有利，但易結(jié)垢，更易引起腐蝕。 二、原水水質(zhì)分析 根據(jù)凈化水的不同去向，選擇不同的分析項(xiàng)目。如溶解氧、二氧化碳、硫化氫、烴類氣體等，其粒徑一般為 3 10 ～510 μm。 4．乳化油 原水中 10%左右的 1 x 10 ～10μm 的乳化油3? 5．溶解物質(zhì) 在水中處于溶解狀態(tài)的低分子及離子物質(zhì)，主要包括：(1)溶解在水中的無機(jī)鹽類。42 2．膠體 粒徑為 1 x 10 ～1μm，主