石油污水地處理方法

1、一、簡(jiǎn)介國(guó)內(nèi)外油田含油污水處理采用的構(gòu)筑物主要有： 沉砂池、美國(guó)石油協(xié)會(huì)的油 型分離器（API）、波紋板式隔油池（CPI）、平行板式隔油池（PPI）、斜板式隔油 池（IPI）、自然除油罐、混凝除油罐、粗?；?、壓力沉降罐、浮選池（柱）、壓 力濾罐、單閥濾罐、組合式處理裝置、水力旋流分離器和精濾器等多種。采用的附屬設(shè)施有：各種緩沖罐（池）、回收水罐（池）、反沖洗水罐（池）、 污油罐、藥劑投配系統(tǒng)、各種水泵和油水計(jì)量設(shè)施等。一般根據(jù)含油污水和凈化 水的水質(zhì)要求由上述各種構(gòu)筑物與附屬設(shè)施可以組成若干種含油污水處理工藝 流程。按照對(duì)廢水處理后水質(zhì)要求的不同，將油田作業(yè)廢水處理技術(shù)分為一級(jí)、二 級(jí)及三級(jí)

2、處理技術(shù)。一級(jí)處理通常稱(chēng)為預(yù)處理，經(jīng)二級(jí)處理之后能去除廢水中 90流右的有機(jī)物與固體懸浮物。但是對(duì)于一些難以降解的有機(jī)物、重金屬毒物 及在生化處理過(guò)程中所產(chǎn)生的氮、磷化合物難以完全去除，這就需要對(duì)其進(jìn)行三 級(jí)處理。各級(jí)處理技術(shù)主要包括物理法處理技術(shù)、化學(xué)法處理技術(shù)及生化處理技術(shù) 等。物理法處理技術(shù)包括重力分離技術(shù)、粗粒化技術(shù)及過(guò)濾技術(shù)三種；物理化學(xué) 法處理技術(shù)包括氣浮分離技術(shù)、電泳法、電解法及吸附法等處理技術(shù)；生化處理 技術(shù)包括生物降解技術(shù)、微生物絮凝技術(shù)及高效生物降解技術(shù)。實(shí)際中，通常采用離心分離、重力分離、浮選等技術(shù)去進(jìn)行污水的一級(jí)處理； 接著進(jìn)行過(guò)濾和去粗粒、化學(xué)氧化的二級(jí)處理流程；并通

3、過(guò)活性炭吸附、超濾、 生化處理等環(huán)節(jié)進(jìn)行污水的深度處理。出水污水沉降罐和除油罐的作用是對(duì)含油廢水進(jìn)行油水分離，去除浮油和部分乳化油；從除油罐流出的廢水通過(guò)過(guò)濾裝置，進(jìn)一步去除水中的懸浮雜質(zhì)和殘余油珠； 最后通過(guò)混凝裝置去除廢水中的一部分膠體和溶解性物質(zhì)。上述多段處理流程可 大大增強(qiáng)對(duì)污水的適應(yīng)性，使得當(dāng)廢水含油量變化較大時(shí)，也能較好地滿(mǎn)足出水 水質(zhì)的要求。因油田廢水的成分較為復(fù)雜，使用單一的處理方法往往達(dá)不到良好的處理效 果。同時(shí)，對(duì)于每一種廢水處理方法而言，都存在著其自身的局限性，在實(shí)際的 油田作業(yè)廢水處理過(guò)程中多將 23種處理方法混合使用，從而使水質(zhì)達(dá)到排放與 回注標(biāo)準(zhǔn)。油田作業(yè)廢水處理工

4、藝流程一般分為：隔油過(guò)濾和隔油浮選過(guò)濾。該 工藝能有效地去除廢水中的油與懸浮物等雜質(zhì)；同時(shí)，該工藝在各油田的廢水處理中得到了較長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用，并取得了良好的處理效果，基本能滿(mǎn)足回注的需求二、油田污水處理工藝1、內(nèi)循環(huán)固定生物氧化床處理工藝（IRBAF內(nèi)循環(huán)固定生物氧化床處理工藝（IRBAF）是在高溫高壓條件下，通過(guò)相應(yīng) 的工藝來(lái)獲取一種生物酶催化氧化床， 使廢水中的污染物被氧化。反應(yīng)池在運(yùn)營(yíng) 一段時(shí)間之后，填料中會(huì)產(chǎn)生很多生物。隨著生物量床的不斷增加，水的運(yùn)行也 會(huì)受到影響，從而使處理效率降低，這時(shí)就需要將生物床中剩余的物質(zhì)脫出。 曝 氣生物濾池（BAF的反沖洗，可通過(guò)反沖洗自控系統(tǒng)來(lái)完成。主要

5、構(gòu)筑物： 內(nèi)循環(huán)BAF池、（2）內(nèi)循環(huán)接觸氧化池、（3）內(nèi)循環(huán)反沖洗 系統(tǒng)、（4）泥水分離池IRBAF油田作業(yè)廢水處理工藝主要具有以下特點(diǎn)：（1）填料品質(zhì)較高。生物床由黏土粒制成，其總孔面積與表面積都較大， 抗機(jī)械耐磨程度也較高，并且有著非常穩(wěn)定的化學(xué)穩(wěn)定性。（2）隔離式曝氣技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)能在對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行充氧的同時(shí)，使廢水提 升,在經(jīng)過(guò)反應(yīng)器生物床時(shí)形成一個(gè)閉合循環(huán)， 能有效地避免曝氣方式對(duì)濾料的 沖刷。在此過(guò)程中，反應(yīng)器中的水處于循環(huán)狀態(tài)，每小時(shí)的循環(huán)次數(shù)可以達(dá)到15次左右，能提升濾料中的水流速度，并增強(qiáng)生物體與污水之間的介質(zhì)交換， 使反應(yīng)器的處理效能得到大幅度提升； 同時(shí)，因其具有混合反應(yīng)

6、器的特點(diǎn)，有非 常好的耐毒物質(zhì)能力和抗沖擊能力。隨著隔離式曝氣技術(shù)的引入改變了傳統(tǒng)曝氣 技術(shù)對(duì)容積利用率低的問(wèn)題，并且很容易形成水流短路，從而使反應(yīng)器的處理效 率得到提升。（3）擁有特有的氣水聯(lián)合反沖洗方式。在傳統(tǒng)技術(shù)上加以改進(jìn)，在很大程度上提升了濾料層擾動(dòng)強(qiáng)度及系統(tǒng)應(yīng)力中的附加切應(yīng)力。技術(shù)改進(jìn)后顆粒間的碰撞機(jī)會(huì)增加， 反沖效果得到大幅度提升，并且能有效防止濾料粘結(jié)堵塞現(xiàn)象， 并使反應(yīng)器保持良好的活性，能有效滿(mǎn)足穩(wěn)定處理需求。（4）自動(dòng)化程度高。反沖洗環(huán)節(jié)作為確保處理系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)， 在很大程度上決定著廢水處理質(zhì)量與處理效率。該項(xiàng)技術(shù)的反沖洗環(huán)節(jié)多是由程 序進(jìn)行自動(dòng)控制，根據(jù)程序?qū)艿?/p>

7、上的閥門(mén)進(jìn)行控制，可有效地減少人力操作。2、懸浮污泥過(guò)濾法（SSF法）懸浮污泥過(guò)濾法（SSF法）廢水處理系統(tǒng)是一套高效物理化學(xué)廢水處理系統(tǒng)： 首先往廢水中投放一定量的混凝劑，將廢水中處理溶解狀態(tài)的污染物質(zhì)與交替顆 粒吸附出來(lái)，使其形成懸浮顆粒并分離出來(lái)；之后使用絮凝劑向廢水中放入一定 量的由膠粒與懸浮顆粒凝聚形成的密實(shí)絮體；然后利用流體力學(xué)原理，在廢水凈化器中將水與絮體分離。廢水在經(jīng)過(guò)由罐體自身形成的致密浮泥層的過(guò)濾之后， 能滿(mǎn)足回注要求。對(duì)懸浮泥層起到了精細(xì)過(guò)濾的作用，在向心力與過(guò)濾水力學(xué)所 形成的牽引力體系下，能在短時(shí)間內(nèi)引入污泥濃縮至沉降分離， 在污泥濃縮室蓄 滿(mǎn)后可進(jìn)行定期排出。工藝流

8、程：緩沖罐-調(diào)節(jié)罐一加藥混凝-SSF污水凈化器-清水池圖1 工藝流程在提升泵進(jìn)口前按照一定順序投加藥劑，依次經(jīng)過(guò)提升泵、蛇形反應(yīng)管、瓷 球反應(yīng)罐,污水在這些組合作用下,使之充分混合進(jìn)入 SSF污水凈化處理裝 置。在SSF污水凈化處理裝置中，污水在上述機(jī)理所述情況下快速分離 ，使出 水指標(biāo)達(dá)到要求。又因能獲得穩(wěn)定的過(guò)濾效果，而且完全免去了常規(guī)系統(tǒng)中必不 可少的過(guò)濾層反沖洗以及反沖洗帶來(lái)的眾多麻煩。這種結(jié)構(gòu)原理與常規(guī)的三級(jí)污 水處理過(guò)濾裝置是完全不同的，這里沒(méi)有價(jià)格昂貴的反滲透膜過(guò)濾、微孔過(guò)濾、 活性炭過(guò)濾等裝置。所以，投資少、動(dòng)力消耗小、運(yùn)行費(fèi)用低是 SSF污水凈化 處理技術(shù)的必然優(yōu)勢(shì)。3、生物

9、活性炭曝氣濾池（大港油田廢水）工藝流程為：來(lái)水依次進(jìn)入隔油池、曝氣池、沉淀池、調(diào)節(jié)池、生物活性炭 曝氣濾池、兼性塘、好氧塘處理圖2生物活性炭曝氣濾池工作原理示意出現(xiàn)的問(wèn)題：(1 )為使生物活性炭曝氣濾池技術(shù)達(dá)到深度降解CODCr的目的，對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求非常嚴(yán)格，要求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于系統(tǒng)來(lái)水水質(zhì)，致使前端處理工藝負(fù)荷較 重，對(duì)于設(shè)備設(shè)施的運(yùn)行完好性和處理效果的要求大幅度提高。(2) 在反沖洗過(guò)程中存在濾料嚴(yán)重漏失問(wèn)題。(3) 活性炭更換周期較短、費(fèi)用較高。4、徑向流核桃殼過(guò)濾技術(shù)主要工藝流程為：污水沉降罐一污水提升泵一徑向流過(guò)濾器-濾后水罐一外 輸。該裝置對(duì)常規(guī)過(guò)濾器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，在過(guò)濾罐內(nèi)增加了高效的

10、渦流混凝除 油機(jī)構(gòu)，并將常規(guī)水平布置的篩管改為垂直布置的篩筒，介質(zhì)流向由常規(guī)的軸向改變?yōu)閺较?，增大了過(guò)濾面積、提高了過(guò)濾效果。裝置主要由過(guò)濾罐體、渦流混 凝除油器、環(huán)形篩筒、核桃殼濾料、濾料自動(dòng)裝填循環(huán)泵、不銹鋼反沖洗泵和自 動(dòng)控制系統(tǒng)組成。圖3徑向流核桃殼過(guò)濾裝置待處理污水首先經(jīng)過(guò)過(guò)濾器頂部根據(jù)混凝動(dòng)力學(xué)原理和微渦旋原理設(shè)計(jì)的 渦流混凝器，引起渦旋混凝，實(shí)現(xiàn)除油降濁；然后，進(jìn)入過(guò)濾器內(nèi)壁與篩筒之間 的環(huán)形空間，完成重力沉降分離除雜；再經(jīng)過(guò)與罐體直徑相當(dāng)?shù)难b填核桃殼濾料 的環(huán)形篩筒，橫向、徑向流入篩筒中心空間，完成過(guò)濾。這種徑向流濾筒式過(guò)濾 方式，不同于常規(guī)縱向 （軸向）濾床式過(guò)濾，兼有重力沉

11、降分離除雜和過(guò)濾除 雜雙重作用。分離出的油水從上部溢流管流出，機(jī)械雜質(zhì)從下部的排污管排出， 實(shí)現(xiàn)邊濾邊排的連續(xù)凈化過(guò)程。污水中的油和懸浮物在重力作用下無(wú)法堆積在濾 料表面，所以去除率高，大大提高了處理效果。優(yōu)點(diǎn)：過(guò)濾系統(tǒng)采用兩級(jí)核桃殼組合過(guò)濾， 可串可并，具有體外反沖洗功 能，自帶不銹鋼濾料循環(huán)泵，濾料裝卸、補(bǔ)充全部自動(dòng)化；過(guò)濾器工藝流程簡(jiǎn) 潔、便于操作，不需攪拌機(jī)等易損件，濾料損失率低，便于維護(hù)與管理；濾料 即使污染，通過(guò)體外反沖洗功能很容易清洗再生。5、鈦金屬微孔過(guò)濾技術(shù)鈦金屬微孔過(guò)濾技術(shù)的特性：化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐酸、耐堿，可在較大pH值范圍內(nèi)使用；機(jī)械強(qiáng)度大、精度高、易再生、壽命長(zhǎng)；孔徑

12、分布窄；分離效率 高；耐高溫，一般可在 300 C以下正常使用；無(wú)微料脫落，不對(duì)物液形成二次 污染。這與油田污水處理系統(tǒng)的運(yùn)行相符合，各項(xiàng)參數(shù)均能適應(yīng)目前生產(chǎn)要求。工作原理：來(lái)液通過(guò)提升泵進(jìn)入過(guò)濾器，污水經(jīng)過(guò)鈦金屬纖維濾膜膜管周?chē)?過(guò)濾后進(jìn)入膜管內(nèi)，油滴、懸浮顆粒等被阻擋在膜外去除。反洗時(shí)，利用反沖洗 泵，通過(guò)膜管內(nèi)部向外沖洗，造成振蕩效應(yīng)，增強(qiáng)反洗強(qiáng)度。工藝流程圖三、可在油田污水處理應(yīng)用的有關(guān)技術(shù)1、熱法蒸發(fā)處理技術(shù)熱法蒸發(fā)處理油田廢水回收蒸餾水也是一種可行的方法， 蒸發(fā)的關(guān)鍵設(shè)備是 蒸發(fā)器，目前比較常用的蒸發(fā)器是降膜蒸發(fā)器，因其特有的優(yōu)點(diǎn)廣泛用于醫(yī)藥、 食品、化工、輕工等行業(yè)的水或有機(jī)溶媒

13、溶液的蒸發(fā)濃縮濃，具有蒸發(fā)能力高、 節(jié)能降耗、運(yùn)行費(fèi)用低、且能保證物料蒸發(fā)過(guò)程中不變性。降膜蒸發(fā)包括垂直管 和水平管兩種，垂直管降膜蒸發(fā)是將料液自降膜蒸發(fā)器加熱室上管箱加入，經(jīng)液體分布及成膜裝置，均勻分配到各換熱管內(nèi)，并沿?fù)Q熱管內(nèi)壁呈均勻膜狀流下。 在流下過(guò)程中，被殼程加熱介質(zhì)加熱汽化，產(chǎn)生的蒸汽與液相共同進(jìn)入蒸發(fā)器的 分離室，汽液經(jīng)充分分離，蒸汽進(jìn)入冷凝器冷凝（單效操作）或進(jìn)入下一效蒸發(fā)器 作為加熱介質(zhì)，液相則由分離室排出。水平管降膜蒸發(fā)時(shí)蒸汽在管內(nèi)凝結(jié)， 而液 膜在管外形成、蒸發(fā)。:H 11»）術(shù)設(shè)津iif 土堆時(shí)千也忙r&|鶉萍K<沐讒淞拙止門(mén) 口科厳逬|罵2歸半

14、直徴降屹延丸器示世“:水平管降膜蒸發(fā)器傳熱性要優(yōu)于垂直管降膜蒸發(fā)器。水平管降膜蒸發(fā)器傳熱 性隨著進(jìn)料流量的增加而升高，處理流量大的油田廢水可以采用它。 水平管降膜 蒸發(fā)器受油田廢水來(lái)料溫度和進(jìn)料流量的升高而增加， 而且提升的程度要好于垂 直管降膜蒸發(fā)器。由此可知，油田廢水蒸發(fā)濃縮宜選擇水平管降膜蒸發(fā)器。2、高效絮凝浮選技術(shù)當(dāng)前我國(guó)許多石油的開(kāi)采都進(jìn)入道兒中后期， 原油含水量逐漸增加，同時(shí)造 成了含有廢水的增加，液處理技術(shù)已經(jīng)很難滿(mǎn)足對(duì)大量廢水的處理， 開(kāi)發(fā)有機(jī)高 分子絮凝劑成為當(dāng)前的一條可行途徑。比如長(zhǎng)春化學(xué)研究所以資源豐富、價(jià)格低 廉、燃燒值低的風(fēng)化煤為原料的廢水處理劑， 在大慶油田的實(shí)踐運(yùn)

15、行中取得了較 好的效果，首先處理的能力基本可以滿(mǎn)足三次采油的廢水處理需求，其次避免了強(qiáng)酸和強(qiáng)堿對(duì)換季的污染以及生產(chǎn)成本的提高，同時(shí)風(fēng)化煤中所富含的腐植酸在 進(jìn)行泥漿的高值化應(yīng)用時(shí)避免了能耗過(guò)大的現(xiàn)象。 與此同時(shí)還有很多的高效絮凝 劑相繼問(wèn)世，如以玉米淀粉與少量丙烯酰胺共聚后得到一種淀粉及羧甲基淀粉基 高分子環(huán)保絮凝劑，高效、經(jīng)濟(jì)、無(wú)污染，并且在油田企業(yè)取得的相當(dāng)不錯(cuò)的效 果，在處理油田廢水時(shí)，3s就可以實(shí)現(xiàn)油水的徹底分離，去油率高達(dá) 90%以上。3、光催化技術(shù)TiO2納米顆粒材料對(duì)石油污水的處理，特別是在降解有毒有機(jī)物廢水方面已 得到世界的公認(rèn)，但如何將其應(yīng)用于廢水的產(chǎn)業(yè)化處理工程中，一直是一

16、個(gè)難題。 南京大學(xué)研究發(fā)現(xiàn)通過(guò)燒結(jié)法和離子交換法，可以合成出外部為微米級(jí)、內(nèi)部為納米級(jí)的TiO2晶須納米催化劑。通過(guò)工業(yè)實(shí)踐得出：采用這種催化劑進(jìn)行廢水 處理，其處理效率比小試時(shí)提高5倍以上，并且解決了難以分離、回收的技術(shù)瓶 頸。4、磁性分米凈化技術(shù)在傳統(tǒng)的應(yīng)用活性污泥工藝中，主要依靠微生物的生長(zhǎng)代謝消耗掉廢水中的 有機(jī)污染物。但隨著細(xì)菌降解的越來(lái)越多，逐漸聚集成球狀絮體并沉淀到處理池 的底部，形成的簇團(tuán)也會(huì)妨礙污泥的沉淀。 磁性粉末凈化技術(shù)就是在活性污泥中 加入少量磁鐵（Fe3O4）粉末，這樣磁化活性泥可從轉(zhuǎn)鼓上刮下，并反循環(huán)到處理 池中進(jìn)一步利用。5、膜生物反應(yīng)器（MBR曝氣生物濾池技術(shù)M

17、BR技術(shù)是將生物降解技術(shù)與膜分離幾乎結(jié)合而成的一種高效的廢水處理 工藝。該工藝幾乎可以將廢水中所有的微生物截留在生物反應(yīng)器中，是出水的水質(zhì)到達(dá)處理的標(biāo)準(zhǔn)，該工藝具有流程簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定、效率高、操作簡(jiǎn)便、容易 實(shí)現(xiàn)操作的自動(dòng)化。6電-生物耦合技術(shù)電-生物耦合技術(shù)是指先通過(guò)電催化反應(yīng)把水中一些難以降解的有機(jī)物催化 氧化（或還原）生成易降解的有機(jī)物，然后再有微生物徹底的將它們除去，特別 是對(duì)于硝基苯類(lèi)、鹵代酚、鹵代烴等難以降解的物質(zhì)特別有效。例如：利用該方 法對(duì)硝基苯含量為100mg/L的廢水進(jìn)行處理，10小時(shí)即可是硝基苯的去除率大 于98% COD勺去除率大于90%使出水達(dá)到國(guó)家的排放標(biāo)準(zhǔn)。7、化

18、學(xué)模擬生物降解處理技術(shù)廣西麗桂環(huán)?？萍脊咀孕醒兄瞥晒Φ幕瘜W(xué)模擬生物降解廢水處理技術(shù)，在貴港市紅旗紙業(yè)有限公司進(jìn)行處理造紙黑液工業(yè)性試驗(yàn)，取得了良好的處理效 果，值得在石油污水處理研究中借鑒和引進(jìn)。 該項(xiàng)技術(shù)是先利用自行研制的可逆 氧化還原“活性物”，在化學(xué)模擬生物降解池中將廢水中的有機(jī)物降解，然后再 利用電化學(xué)技術(shù)將廢水進(jìn)行強(qiáng)制處理和脫色。從而達(dá)到較好的處理效果。8、超聲-電化學(xué)聯(lián)用技術(shù)利用超聲的空化效應(yīng)，可在電化學(xué)反應(yīng)中使電極不形成覆蓋層 ，避免電極活 性下降；超聲空化效應(yīng)還有利于協(xié)同電催化過(guò)程產(chǎn)生 OH而使污水中的污染物的 分解加速；超聲還可使有機(jī)物在水溶液中充分分散，從而大幅度提高反應(yīng)器的處 理能力。Mizera等