推荐期刊
在线客服

咨询客服 咨询客服

客服电话:400-7890626

咨询邮箱:[email protected]

科学技术论文

关于我国油田污水处理技术现状的研究

时间:2019年08月29日 所属分类:科学技术论文 点击次数:

摘要:在我国油田开采过程中,往往会产生、排放大量油田污水,不仅?#29616;?#27745;染了环境,而且浪费了宝贵的水资源。进入新时代以来,建设绿色中国、美丽中国已经成为基本国策。为节约资源、保护环境,创造石油生产的绿色发展方式,必须认真研究油田污水处理技术。

  摘要:在我国油田开采过程中,往往会产生、排放大量油田污水,不仅?#29616;?#27745;染了环境,而且浪费了宝贵的水资源。进入新时代以来,建设“绿色中国”、“美丽中国”已经成为基本国策。为节约资源、保护环境,创造石油生产的绿色发展方式,必须认真研究油田污水处理技术。本文将分析油田污水处理技术的现状,并探索油田污水处理技术的发展方向。

  关键词:油田污水;处理技术;现状;研究;探索

化工设计通讯

  在国内油田采油生产中,往往会伴随产生大量油田污水。如何处理油田污水,一直是石油生产中的一个难题。

  1油田污水

  1.1油田污水

  我国石油资源多为重质稠油,油田自喷井数量少,自喷时间短。为保证采油量,全国各大油田基本采用注水开发方式,即向油层注入高压水,保持油层压力,驱动原油流动,方便抽油机抽取原油。但经过?#20013;?#22810;年的注水后,注入油层的水会随着原油被抽出,导致原油含水率不断上升[1]。合格原油含水率不?#24066;?#36229;过0.5%,但大庆油田综合含水率早已超过77%。这就需要对原油进行脱水,从而产生油田污水。

  1.2油田污水的性质及其危害

  油田污水浑浊不清,含有大量细小的泥砂、粉砂、细菌、胶体等杂质,矿化度可超过?#21487;?#25968;十万?#37327;耍?#20276;有硫化氢异味,密度高于1g/cm3,粘度高于1mPa·S,具有较强的导电性。油田污水中含有钾离子(K+)、?#35780;?#23376;(Na+)、?#35780;?#23376;(Ca2+)、镁离子(Mg2+)、?#22756;?#23376;(Sr2+)、?#36947;?#23376;(Ba2+)、铁离子(Fe3+、Fe2+)、?#22756;?#23376;(Cl)、氢氧根离子(OH)、碳酸氢根离子、碳酸根离子、硫酸根离子以及大量硫化物。油田污水水温较高,往往超过40℃,乃至高达80℃,pH?#24403;?#21270;大[2]。

  由于油田污水中含有大量阴阳离子,因而污水中的电化学活动异常活跃,极易腐?#30784;⒍氯?#27833;管及注水管道,甚至造成采油生产中断。若将油田污水直接排入江河,可形成大面积的油膜,切断水体氧的来源,导致鱼类死于缺氧。若将油田污水直接排入土壤,会破坏土层团体结构。人员长期接触油田污水,其肺、肠、肾、胃、造血系统均可能发生病变。

  2油田污水处理技术现状

  早在1963年,大庆油田便出现了油田污水问题。经过半个多世纪的生产后,目前,全国各大油田普遍进入二次采油开采的中后期,每生产一吨原油约注水2~3吨,一个油田外排的油田污水往往超过三千万吨。目前,国内油田污水处理技术有:

  2.1重力分离

  原油的密度在0.85~1.09之间,水的密度只有1,因此油田污水中油珠的比重比水小。依靠油水比重差,通过重力进行较长时间的自然沉降,实现油水分离。重力分离法可去除?#26412;?#22823;于60微米的浮油、散油[3]。应用重力分离技术,须设置大?#32479;?#27833;罐、沉降罐、隔油池,占地面积大,运行时间长。

  2.2离心分离

  将油田污水注入容器,再将容器安置在离心机上,然后进行高速旋转,形成强大的离心力场,甩出质量较大的水珠,而质量较小的油珠则集中容器中心?#35838;唬?#20174;而实现油水分离。

  2.3混凝沉降

  向油田污水中加入氯化亚铁、硫酸亚铁等混凝剂,使油田污水破乳,油珠发生凝聚,逐渐变大,最后实现油水分离。这是国内油田常用的方法。

  2.4?#33267;?#21270;除油

  ?#33267;?#26009;是国内石油研究机构用石蜡、聚丙烯、无烟煤、陶粒、石英砂、聚烯烃特制的?#26412;?~4mm的小球,油田污水在通过装有?#33267;?#26009;的容器时,油珠会从小变大,从而实现油水分离。?#33267;?#27861;可去除粒径大于10微米的分散油、乳化油[4]。

  2.5气浮法

  在油田污水中注入空气,产生气泡,使污水中?#26412;?#22312;0.25~25微米的乳化油、分散油粘附在气泡上,并随气泡上浮到水面加以回收,达到油水分离。还可在污水中投入硫酸亚铁,加速油水分离。前苏联、美国的石油企业广泛采用气浮法进行油水分离,国内许多大油田从美国引进了?#22581;?#28014;选机处理油田污水。

  2.6氧化法

  氧化法以可分为化学氧化法、电解氧化法。化学氧化法即向油田污水中投入大量强氧化剂(如03,H2O2、KMnO4等),分离污水中油和COD,净化污水。电解氧化法则是在污水中插入电极,通?#29616;?#27969;电,废水中的油、COD在电极阳极发生氧化反应,生成?#22756;?#23376;、铁离子,从而净化污水。

  3油田污水处理中存在的问题

  从整体上看,当前国内油田污水处理成本过高,药剂投入量过大,始终难以解决管路、设备的腐?#27425;?#39064;,在处理过程中还会产生大量絮体,?#27695;?#31649;道;由于污水粘度不断提升,传统工艺油水分离的能力逐步下降[5]。油水处理站生产效率?#20572;?#26426;?#24403;?#37325;,工人需要进行大量手工操作,?#25237;?#24378;度大。

  4探索油田污水处理技术的发展方向

  4.1膜分离技术

  利用膜将污水中的离子分离出去,称为膜分离技术。在膜分离技术中,使污水中的离?#27833;?#36807;膜实现油水分离称为渗析,使污水中的水透过膜实现油水分离称为渗?#28014;?#33180;分离技术还可细分为电渗析、反渗?#28014;?#36229;滤、微滤。微滤膜孔径在0.1~0.2微米左右,膜间压力在1.72×105~3.44×105Pa之间,可有效去除污水中的悬浮固体;超滤膜孔径在0.01~0.1微米之间,膜间压力在1.72×105~6.89×105Pa之间,可有效去除污水中的有机物;纳滤膜孔径在0.0001~0.01微米之间,膜间压力在9.30×105~15.86×105Pa之间,可去除较大的无机离子。

  目前,大庆油田已尝试应用陶瓷膜进行超滤,取得了很好的效果。陶瓷膜过滤精度达0.04微米,单根膜处理污水量为每小时10立方米,设计膜面流速为3.5~5m/s,设计压力为1.6MPa。但陶瓷膜处理技术造价高?#28023;?#36816;行成本较高,难以大面积推广,亟待改进。

  4.2微生物处理法

  利用微生物的生物化学作用,使油田污水得到净化。微生物处理法可分为厌氧微生物处理法与好氧微生物处理法,好氧微生物处理法还可细分为生物膜法、活性泥炭法、接触氧化法。微生物处理法可去除粒径在10微米以下的溶解油,实现彻底去油,成本?#20572;?#20445;持污水水质的稳定,不会产生二次污染,并且抑制硫酸?#20301;?#21407;菌等厌氧菌的生长。应用微生物处理法,须使环境温度保持在15~35℃之间,环境压力不能超过0.4MPa,水中溶解氧含量不能高于3mg/L。处理时间不能低于6小时,待处理的污水矿化度须低于100000mg/L,硫化物含量不能高于70mg/L。

  2014年,大庆油田某联合站应用微生物处理法进行了石油污水处理对比试验。污水含油量达118mg/L,悬浮物含量达37.6mg/L,悬浮物粒径中值为5.11微米。使用微生物处理法处理后的出水,含油量降为4.36mg/L(下降了96.3%,几乎实现了彻底的油水分离),悬浮物含量降为8.54mg/L(下降了77.3%),悬浮物粒径中值下降为1.52微米(下降了70.3%)。而使用原工艺处理后的出水,含油量为42.25mg/L(仅下降64%),悬浮物含量为21.54mg/L(仅下降42.7%),悬浮物粒径中值为5.21微米(完全未能达标)。由此可见,微生物处理法处理效果更好,相较于传统工?#31449;?#26377;明?#26434;?#21183;,值得大面积推广、应用。

  结语

  石油污水成分复杂,处理难度大;因此,我们应当知难而上,迎难而进,积极研究、应用各?#20013;?#22411;石油污水处理技术,做好油水分离工作,降低石油污水对环境造成的污水,推动我国石油生产绿色转型。

  参考文献

  [1]焦海明.油田污水处理技术现状及发展趋势[J].化工设计通讯,2019,45(04):57.

  [2]?#24615;?#20877;,秦俊岭,赵起锋,徐慧,王木立.阳离子乳液型清水剂的制备及其在油田污水处理中的应用[J/OL].化工环保:1-7[2019-05-17].

  [3]谭利敏.油田稠油污水处理方法现状及发展趋势[J].化工管理,2019(10):60-61.

  [4]闫芮宁.油田污水处理中油田化学剂的应用分析[J].化工管理,2019(10):66-67.

  [5]?#38382;?#21326;.微生物处理技术在油田水处理中的应用研究[J].石化技术,2019,26(03):157.

  化工师评职投稿期刊:《化工设计通讯》(双月刊)1975年创刊,为化工类科技期刊,主要特色:以化肥及相关产品为主,兼顾无机化工、石油化工、医药及学术研究和工程设计项目信息报道等,旨在帮助读者运用化工基础理论与知识,解决化工研究与生产中所遇到的实际问题,提高行业生产技术水平,推广和交流新产品、新技术、新材料、新设备、新工艺。

剑的秘密电子游艺