油田廢水處理研究

2023-01-10 19:45:02 字數 4894 閱讀 6619

1、含油廢水**

含油廢水主要**於石油、石油化工、鋼鐵、焦化、煤氣發生站、機械加工等公業企業。廢水中所含油類,除重焦油的比重可達1.1以上外,其餘的比重都小於1。

2、除油裝置

(1)隔油池

目前常用的有平流隔油池和斜板隔油池。

斜板隔油池採用波紋型斜板,板間距宜採用40mm,傾角不應小於45°。目前我國一些新建含油廢水處理站,多採用這種形式的隔油池,斜板材料應耐腐蝕、不沾油和光潔度好,一般由聚酯玻璃鋼製成。池內應設定清洗斜板的設施。

(2)除油罐

除油罐為油田廢水處理的主要除油裝置。它可除去浮油和分散油。

3、油田廢水特點

油田在採油過程中 ,採出的**含有大量的水分,含水率一般高達70 % ~ 95 %。這些**經脫水後就會產生大量的廢水。廢水成分複雜 ,除含有可溶性鹽類和重金屬、懸浮的乳化油、固體顆粒、硫化氫等天然的雜質外,還含有一些用來改變採出水性質的化學新增劑,以及注入地層的酸類、除氧劑、潤滑劑、殺菌劑、 防垢劑等。

4、油田廢水處理工藝流程

油田廢水通常採用的治理工藝流程大體分為兩種:二段和三段治理流程。

三段式廢水治理流程的主要構築物是一次除油罐、 二次混凝除油罐、 壓力過濾罐等,治理流程見圖1。

從圖1 可以看出,從脫水站出來的含油廢水先進入一次除油罐進行油水分離,除去浮油;然後廢水進入二次混凝除油罐,進一步除去浮油和部分乳化油;從混凝除油罐流出的廢水進入壓力過濾罐,經過濾處理,除去了廢水中的懸浮雜質和殘餘的油珠。廢水基本達到了回注的要求。三段處理流程具有適應性強的特點。

廢水含油量變化幅度較大時,一般也能滿足回注所需水質的要求,但該流程所需的治理構築物比較多。

二段治理流程主要分為混凝除油和過濾兩部分。其主要治理構築物有混凝除油罐和過濾罐, 治理流程見圖2。

隨著破乳劑質量的不斷提高,經電脫水的廢水含油率也逐漸下降,而且廢水溫度越高,乳化程度越低,這為簡化廢水治理流程創造了有利條件。二段廢水治理流程正是在這種情況下,從三段治理的基礎上簡化而來。油田廢水在除油罐混凝除油後,進入壓力過濾罐,過濾後的廢水直接用於回注。

二段式具有流程簡單、 治理構築物較少的優點,在進水質量較好的情況下,可滿足回注水的要求。

5、油田廢水處理技術

根據採油廢水中油存在的五種形態,主要有以下幾種處理方法:

(1) 隔油處理法

隔油處理法主要去除游離態和機械分散態油,靠自然上浮分離。常用的處理構築物型別有平流式隔油池、平板式隔油池、斜板式隔油池等。平流式隔油池(api)

平流式隔油池其處理過程通常是靠重力作用進行油水分離。合理的水力設計及廢水停留時間是影響除油效率的兩個重要因素。停留時間越長,除油效果越好。

與平流池相比,平行斜板式與波紋斜板式隔油池的不同之處在分離槽中沿水流方向安裝傾斜平行板或波紋傾斜板。這些隔板可有效地縮短油珠垂直上公升距離,使油珠在斜板下表面聚集成較大的油滴,不僅增加了有效分離面積,而且也提高了整流效果。其優點是占地面積小、油水分離效果好、停留時間短、投資費用較低。

處理低含油量採油廢水的處理結果表明,api型隔油池要優於cpi隔油池。

(2) 氣浮法

按照氣泡產生的方法,可分為加壓溶氣氣浮(daf)、葉輪氣浮(iaf)、曝氣氣浮、引風空氣氣浮、電解氣浮等。氣浮法常作為二級處理技術。為確保最佳除油效果必須結合絮凝法。

(3) 凝聚過濾法

凝聚過濾除油機理是小油珠凝聚和大油珠直接去除兩種機理的綜合。在適當條件下達到良好的出水水質,特別適用於含機械分散態油類廢水的處理。

(4) 化學處理法和電解法

化學處理法主要用於去除乳化油。一般是直接用化學藥劑來削弱分散態油珠的穩定性。通常是投加無機混凝劑常為鋁鹽和鐵鹽,然後通過沉降或氣浮法將分離的油去除。

投加混凝劑後,氣浮除油的效率可提高10%~25%,最高可達95%以上。

電解法去除乳化的油效果良好,且沒有二次汙染。電解法主要有電解氣浮法和電解絮凝法。前者利用電解水產生的氧氣和氫氣形成微氣泡,進行氣浮。

由於氣泡微小,能夠去除較小的油珠和懸浮粒子,廢水處理後可用於回注。後者則採用消耗性電極,外加電壓使電極氧化而釋放出金屬離子。釋放出的金屬離子的水解產物具有混凝作用。

要求被處理的廢水有足夠的導電性,以使電解池能進行正常工作,並防止電極鈍化。

(5) 生物處理技術

採油廢水經隔油池和氣浮處理後,可採用活性泥法、滴濾法、曝氣法或接觸氧化法等生化方法處理。

(6) 吸附法

吸附法是利用親油性材料來吸附水中的油。活性炭是常用的吸附材料。此外,煤炭、吸油氈、陶粒、石英砂、木屑、硼泥等也可作為吸附劑。

活性炭吸附法由於處理成本高、再生難,使用上受到一定的限制。近年來國外已逐漸用它來對含油廢水進行深度處理,以滿足日益嚴格的廢水排放標準。在很低的含油量條件下,活性炭除油效果非常顯著,可高達95%以上。

(7) 膜分離技術

近年來,越來越多的膜分離技術開始用於油田採出水處理。膜分離技術就是利用膜的選擇透過性進行分離和提純的技術。當廢水中油粒子粒徑為微公尺量級時,可用機械方法進行前處理。

膜法處理可根據廢水中油粒子的大小,合理地確定膜截留分子量,且處理過程中一般無相的變化,常溫下操作,有高效、節能、投資少、汙染小的特點。

常應用於採油廢水處理的五種膜分離技術為反滲透、超濾、微濾、電滲析和納濾。

(8) 高效油水分離裝置

近年來,處於環保和經濟兩方面的考慮,國外許多大的石油公司開發研究諸多高效油水分離裝置以減少過高成本和處理採出水費用。

6、油田廢水中cod的去除研究

油田廢水成分複雜, 其所含的有機汙染物主要是石油類有機物和為了改性而新增的有機新增劑。但由於**產地的地質條件、 注水的性質以及**集輸和初加工的整個工藝不盡相同, 油田廢水的性質也是千差萬別的。針對這種情況,主要從生物處理、 混凝沉澱、 電化學、 膜分離等幾個方面進行了研究。

(1) 生物處理法

生物處理法是利用微生物的生物化學作用, 將複雜的有機物分解為簡單物質, 將有毒物質轉化為無毒物質,使廢水得到淨化。根據氧氣的**與否,生物處理法可分為好氧生物處理和厭氧生物處理。好氧生物處理是在水中有充分溶解氧的情況下, 利用好氧微生物的活動, 將廢水中的有機物分解為co2、 h2o、 nh3和no3-等。

一般好氧反應器分為活性汙泥法、 生物膜法(生物濾池、 生物轉盤、 生物氧化塔)、 接觸氧化池、 好氧塘等。厭氧生物處理的主要特點是可以在厭氧反應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 c h4、 h2o 和co2等。厭氧反應器主要有厭氧活性汙泥法、 厭氧濾池、 公升流式厭氧汙泥床(uasb)、 內迴圈反應器( ic)和膨脹顆粒汙泥床(egsb)等。

雖然油田廢水cod大多在300~ 500 mg/ l,但由於其可生化性差,且含有難降解的有機物, 因此, 目前國內普遍採用a/ o法, 即先厭氧後好氧的方法進行處理。序批間歇式活性汙泥法( sbr)是融厭氧、 好氧為一體的處理方法,因此在研究中用的較普遍。

(2)混凝沉澱法

混凝沉澱法是借助混凝劑對膠體離子的靜電中和、 吸附、 架橋等作用使膠體粒子脫穩, 在絮凝劑的作用下, 發生絮凝沉澱以除去汙水中的懸浮物和可溶性汙染物質。該方法主要用於現有油田廢水處理工藝的改造。如大港油田孔店汙水處理站原來是採用合一淨化器(粗粒化、 隔油) ) 混合) 過濾的方法處理回注水的油田廢水處理設施,由於汙水量增加,處理後的水已不能全部回注, 且外排水的cod值較高,為320 mg/ l 左右。

江漢石油學院的曾玉彬等利用混凝法對此工藝進行了改造。改造後的工藝流程見圖3。

通過將三種水質調整劑按一定的時間間隔依次加入汙水中,使汙水中的乳化油破乳並上浮,有機物質、 固體微粒等聚集並長大下沉而達到去除廢水中的油和cod的目的。改造前後的處理效果見表3。

(3)電化學法

電氣浮法是一種利用電化學方法去除水中的懸定,與投新藥前相比沒有多大變化, 投藥過程中, 總磷呈平穩上公升, 沒有出現波動現象。

綜上所述, 雖然上述方法能使油田廢水的cod達標,但大多數油田廢水的可生化性差,如果採用生物法處理,執行成本低、 停留時間長、 所需體積大、 建設週期長;採用化學混凝法,流程簡單、 建設周期短,但加藥量大、 執行成本高, 而且油田廢水的成分複雜、 變化大、 執行不穩定; 採用電氣浮法, 處理效果好、 建設周期短, 但電耗大。因此, 採用新方法如膜分離或對上述方法進行改造來處理油田廢水中的cod是很有研究價值的。

6、本公司裝置

(1)豎向受限曝氣汙水處理裝置

豎向受限曝氣汙水處理裝置由混合器、曝氣池、絮凝池、沉澱池組成,其中曝氣池內豎向廊道中有曝氣受限器,池底面均布滿曝氣頭;絮凝池的廊道中設有多層網格,沉澱池內有小間距斜板裝置。汙水與回流汙泥進入混合器進行分散混合,進入曝氣池後,經多層網格加速絮凝,汙水最後經沉澱池內的小間距斜板進行沉澱,完成汙水處理。

「豎向受限曝氣技術」包括均勻曝氣和受限曝氣兩部分。該技術不但解決了其生化反應中的亞微觀傳質問題,發明了受限曝氣技術;同時也解決了巨集觀動力學方面的曝氣死區問題,發明了均勻曝氣技術。二者完美結合形成一種全新的工藝,無論在裝置體積上,還是在能耗上與傳統工藝相比均有質的提高。

1)停留時間:t=1.0~1.

5h;2)氣水比:2.5-3.

0:1;3)bod水力負荷:2.

4-3.6kgbod/去除率:>95%;5)曝氣動力效率:

8.2-9.0kgo2/氧轉移率:

31.3%-34.5%;7)曝氣池電耗、土建投資較常規工藝均節省50%左右。

(2)接種式豎向管束汙泥消化裝置

豎向管束汙泥消化裝置由池體、進泥管、排泥管、電機、攪拌葉片、托架、豎向管束裝置、上清液排出管、溢流管、排氣管、池體上蓋板、回流管、幫浦、調節閥門組成,進泥管、排泥管分別與池體下部和池底連線相通,上清液排出管與池體上部連線相通,溢流管、排氣管與池體上蓋板接通,其特徵在於:將回流管與池體兩個豎向管束的間隔部位接通,回流管上設定幫浦和調節閥門,托架置於池體內,並與池壁連線,豎向管束置於池體內的托架上面,將攪拌葉片置於池體下部,在托架的下方,攪拌葉片與電機之間用鉛垂轉動軸連線,電機固定在池體底部外側。該產品大大的減少了消化不完善的汙泥數量,增加沼氣產量。

技術指標:

1)汙泥在消化池中均需停留20-25天。

2)和傳統消化池相比,占地面積小。節省基建投資。

3)沼氣產量較傳統消化池增加30%。

4)易攪拌混合,池內無死區,混合攪拌能耗低。

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