油田废水处理研究

含油废水处理研究1、含油废水来源含油废水主要来源于石油、石油化工、钢铁、焦化、煤气发生站、机械加工等公业企业。废水中所含油类，除重焦油的比重可达1.1以上外，其余的比重都小于1。2、除油装置(1)隔油池目前常用的有平流隔油池和斜板隔油池。斜板隔油池采用波纹型斜板，板间距宜采用40mm，倾角不应小于45°。目前我国一些新建含油废水处理站，多采用这种形式的隔油池，斜板材料应耐腐蚀、不沾油和光洁度好，一般由聚酯玻璃钢制成。池内应设置清洗斜板的设施。(2)除油罐除油罐为油田废水处理的主要除油装置。它可除去浮油和分散油。3、油田废水特点油田在采油过程中,采出的原油含有大量的水分，含水率一般高达70%~95%。这些原油经脱水后就会产生大量的废水。废水成分复杂,除含有可溶性盐类和重金属、悬浮的乳化油、固体颗粒、硫化氢等天然的杂质外，还含有一些用来改变采出水性质的化学添加剂，以及注入地层的酸类、除氧剂、润滑剂、杀菌剂、防垢剂等。4、油田废水处理工艺流程油田废水通常采用的治理工艺流程大体分为两种：二段和三段治理流程。三段式废水治理流程的主要构筑物是一次除油罐、二次混凝除油罐、压力过滤罐等，治理流程见图1。从图1可以看出，从脱水站出来的含油废水先进入一次除油罐进行油水分离,除去浮油；然后废水进入二次混凝除油罐，进一步除去浮油和部分乳化油；从混凝除油罐流出的废水进入压力过滤罐,经过滤处理,除去了废水中的悬浮杂质和残余的油珠。废水基本达到了回注的要求。三段处理流程具有适应性强的特点。废水含油量变化幅度较大时，一般也能满足回注所需水质的要求，但该流程所需的治理构筑物比较多。二段治理流程主要分为混凝除油和过滤两部分。其主要治理构筑物有混凝除油罐和过滤罐,治理流程见图2。随着破乳剂质量的不断提高，经电脱水的废水含油率也逐渐下降,而且废水温度越高，乳化程度越低，这为简化废水治理流程创造了有利条件。二段废水治理流程正是在这种情况下，从三段治理的基础上简化而来。油田废水在除油罐混凝除油后，进入压力过滤罐，过滤后的废水直接用于回注。二段式具有流程简单、治理构筑物较少的优点，在进水质量较好的情况下，可满足回注水的要求。5、油田废水处理技术根据采油废水中油存在的五种形态，主要有以下几种处理方法：(1)隔油处理法隔油处理法主要去除游离态和机械分散态油，靠自然上浮分离。常用的处理构筑物类型有平流式隔油池、平板式隔油池、斜板式隔油池等。平流式隔油池(API)平流式隔油池其处理过程通常是靠重力作用进行油水分离。合理的水力设计及废水停留时间是影响除油效率的两个重要因素。停留时间越长，除油效果越好。与平流池相比，平行斜板式与波纹斜板式隔油池的不同之处在分离槽中沿水流方向安装倾斜平行板或波纹倾斜板。这些隔板可有效地缩短油珠垂直上升距离，使油珠在斜板下表面聚集成较大的油滴，不仅增加了有效分离面积，而且也提高了整流效果。其优点是占地面积小、油水分离效果好、停留时间短、投资费用较低。处理低含油量采油废水的处理结果表明，API型隔油池要优于CPI隔油池。(2)气浮法按照气泡产生的方法，可分为加压溶气气浮(DAF)、叶轮气浮(IAF)、曝气气浮、引风空气气浮、电解气浮等。气浮法常作为二级处理技术。为确保最佳除油效果必须结合絮凝法。(3)凝聚过滤法凝聚过滤除油机理是小油珠凝聚和大油珠直接去除两种机理的综合。在适当条件下达到良好的出水水质，特别适用于含机械分散态油类废水的处理。(4)化学处理法和电解法化学处理法主要用于去除乳化油。一般是直接用化学药剂来削弱分散态油珠的稳定性。通常是投加无机混凝剂常为铝盐和铁盐，然后通过沉降或气浮法将分离的油去除。投加混凝剂后，气浮除油的效率可提高10%～25%，最高可达95%以上。电解法去除乳化的油效果良好，且没有二次污染。电解法主要有电解气浮法和电解絮凝法。前者利用电解水产生的氧气和氢气形成微气泡，进行气浮。由于气泡微小，能够去除较小的油珠和悬浮粒子，废水处理后可用于回注。后者则采用消耗性电极，外加电压使电极氧化而释放出金属离子。释放出的金属离子的水解产物具有混凝作用。要求被处理的废水有足够的导电性，以使电解池能进行正常工作，并防止电极钝化。(5)生物处理技术采油废水经隔油池和气浮处理后，可采用活性泥法、滴滤法、曝气法或接触氧化法等生化方法处理。(6)吸附法吸附法是利用亲油性材料来吸附水中的油。活性炭是常用的吸附材料。此外，煤炭、吸油毡、陶粒、石英砂、木屑、硼泥等也可作为吸附剂。活性炭吸附法由于处理成本高、再生难，使用上受到一定的限制。近年来国外已逐渐用它来对含油废水进行深度处理，以满足日益严格的废水排放标准。在很低的含油量条件下，活性炭除油效果非常显著，可高达95%以上。(7)膜分离技术近年来，越来越多的膜分离技术开始用于油田采出水处理。膜分离技术就是利用膜的选择透过性进行分离和提纯的技术。当废水中油粒子粒径为微米量级时，可用机械方法进行前处理。膜法处理可根据废水中油粒子的大小，合理地确定膜截留分子量，且处理过程中一般无相的变化，常温下操作，有高效、节能、投资少、污染小的特点。常应用于采油废水处理的五种膜分离技术为反渗透、超滤、微滤、电渗析和纳滤。(8)高效油水分离设备近年来，处于环保和经济两方面的考虑，国外许多大的石油公司开发研究诸多高效油水分离设备以减少过高成本和处理采出水费用。6、油田废水中COD的去除研究油田废水成分复杂，其所含的有机污染物主要是石油类有机物和为了改性而添加的有机添加剂。但由于原油产地的地质条件、注水的性质以及原油集输和初加工的整个工艺不尽相同,油田废水的性质也是千差万别的。针对这种情况，主要从生物处理、混凝沉淀、电化学、膜分离等几个方面进行了研究。（1）生物处理法生物处理法是利用微生物的生物化学作用,将复杂的有机物分解为简单物质,将有毒物质转化为无毒物质,使废水得到净化。根据氧气的供应与否,生物处理法可分为好氧生物处理和厌氧生物处理。好氧生物处理是在水中有充分溶解氧的情况下,利用好氧微生物的活动,将废水中的有机物分解为CO2、H2O、NH3和NO3-等。一般好氧反应器分为活性污泥法、生物膜法(生物滤池、生物转盘、生物氧化塔)、接触氧化池、好氧塘等。厌氧生物处理的主要特点是可以在厌氧反应器中稳定的保持足够的厌氧生物菌体,使废水中的有机物降解为CH4、H2O和CO2等。厌氧反应器主要有厌氧活性污泥法、厌氧滤池、升流式厌氧污泥床(UASB)、内循环反应器(IC)和膨胀颗粒污泥床(EGSB)等。虽然油田废水COD大多在300~500mg/L,但由于其可生化性差,且含有难降解的有机物,因此,目前国内普遍采用A/O法,即先厌氧后好氧的方法进行处理。序批间歇式活性污泥法(SBR)是融厌氧、好氧为一体的处理方法,因此在研究中用的较普遍。（2）混凝沉淀法混凝沉淀法是借助混凝剂对胶体离子的静电中和、吸附、架桥等作用使胶体粒子脱稳,在絮凝剂的作用下,发生絮凝沉淀以除去污水中的悬浮物和可溶性污染物质。该方法主要用于现有油田废水处理工艺的改造。如大港油田孔店污水处理站原来是采用合一净化器(粗粒化、隔油))混合)过滤的方法处理回注水的油田废水处理设施,由于污水量增加,处理后的水已不能全部回注,且外排水的COD值较高,为320mg/L左右。江汉石油学院的曾玉彬等利用混凝法对此工艺进行了改造。改造后的工艺流程见图3。通过将三种水质调整剂按一定的时间间隔依次加入污水中,使污水中的乳化油破乳并上浮,有机物质、固体微粒等聚集并长大下沉而达到去除废水中的油和COD的目的。改造前后的处理效果见表3。（3）电化学法电气浮法是一种利用电化学方法去除水中的悬定,与投新药前相比没有多大变化,投药过程中,总磷呈平稳上升,没有出现波动现象。综上所述,虽然上述方法能使油田废水的COD达标,但大多数油田废水的可生化性差,如果采用生物法处理,运行成本低、停留时间长、所需体积大、建设周期长;采用化学混凝法,流程简单、建设周期短,但加药量大、运行成本高,而且油田废水的成分复杂、变化大、运行不稳定;采用电气浮法,处理效果好、建设周期短,但电耗大。因此,采用新方法如膜分离或对上述方法进行改造来处理油田废水中的COD是很有研究价值的。6、本公司设备（1）竖向受限曝气污水处理装置竖向受限曝气污水处理装置由混合器、曝气池、絮凝池、沉淀池组成，其中曝气池内竖向廊道中有曝气受限器，池底面均布满曝气头；絮凝池的廊道中设有多层网格，沉淀池内有小间距斜板设备。污水与回流污泥进入混合器进行分散混合，进入曝气池后，经多层网格加速絮凝，污水最后经沉淀池内的小间距斜板进行沉淀，完成污水处理。“竖向受限曝气技术”包括均匀曝气和受限曝气两部分。该技术不但解决了其生化反应中的亚微观传质问题，发明了受限曝气技术；同时也解决了宏观动力学方面的曝气死区问题，发明了均匀曝气技术。二者完美结合形成一种全新的工艺，无论在设备体积上，还是在能耗上与传统工艺相比均有质的提高。1）停留时间：t=1.0~1.5h；2）气水比：2.5-3.0:1；3）BOD水力负荷：2.4-3.6kgBOD/m3.d；4）BOD去除率：95%；5）曝气动力效率：8.2-9.0kgO2/kw.h；6）氧转移率：31.3%-34.5%；7）曝气池电耗、土建投资较常规工艺均节省50%左右。（2）接种式竖向管束污泥消化装置竖向管束污泥消化装置由池体、进泥管、排泥管、电机、搅拌叶片、托架、竖向管束装置、上清液排出管、溢流管、排气管、池体上盖板、回流管、泵、调节阀门组成，进泥管、排泥管分别与池体下部和池底连接相通，上清液排出管与池体上部连接相通，溢流管、排气管与池体上盖板接通，其特征在于：将回流管与池体两个竖向管束的间隔部位接通，回流管上设置泵和调节阀门，托架置于池体内，并与池壁连接，竖向管束置于池体内的托架上面，将搅拌叶片置于池体下部，在托架的下方，搅拌叶片与电机之间用铅垂转动轴连接，电机固定在池体底部外侧。该产品大大的减少了消化不完善的污泥数量，增加沼气产量。技术指标：1）污泥在消化池中均需停留20-25天。2）和传统消化池相比，占地面积小。节省基建投资。3）沼气产量较传统消化池增加30%。4）易搅拌混合，池内无死区，混合搅拌能耗低。