XX油田污水處理實驗方案

1、XX污水處理改造工程XX科技有限公司二零一一年三月XX問題概述XX污水從三相分離器分離以后，污水顏色明顯發(fā)黃，經(jīng)過現(xiàn)有工藝設(shè)備處理以后，污水懸浮物、含油雖依然很高,腐蝕、結(jié)垢、堵塞問題沒有得到有效解決。XX設(shè)計工藝流程為：污水7混凝罐7沉降罐7過濾罐7污水罐7外排至河2。在實際污水處理中，過濾罐并未運(yùn)行，而且除過濾罐外，其他各罐都為單罐運(yùn)行，沒有設(shè)計備用罐，這就造成如果一個罐體出現(xiàn)問題需要維修時，需要停產(chǎn)或污水不經(jīng)過處理直接外排。目前，XX污水處理系統(tǒng)的運(yùn)行狀況和出口水質(zhì)指標(biāo)，不能滿足CC注水站精細(xì)過濾裝置對水質(zhì)的進(jìn)水要求。因注水水質(zhì)差，造成注水系統(tǒng)腐蝕、結(jié)垢嚴(yán)重，增加了注水難度，提高了污水處

2、理成本。所以，如何提高現(xiàn)河郝一站注水水質(zhì)亟待解決。半導(dǎo)體電催化氧化+二級沉降罐+鈦金屬膜過濾器工藝可以很好的解決上述問題，它是目前國內(nèi)最先進(jìn)的污水處理工藝之一。半導(dǎo)體電催化氧化設(shè)備可以降低藥劑的投加雖，從而減少污泥產(chǎn)雖，同時可以有效去除污水中腐蝕、結(jié)垢離子，并且具有良好殺菌作用。而鈦金屬膜過濾器在勝利油田應(yīng)用已經(jīng)數(shù)年，運(yùn)行效果良好，做到末端把關(guān)，提高水質(zhì)滿足低滲透回注要求。這套工藝的應(yīng)用可以大大降低污水處理成本，減輕人員工作雖，提高出水水質(zhì)，這套工藝在油田污水處理上具有良好的應(yīng)用前景。目錄1、試驗?zāi)康?.2、試驗工藝流程確定1.2.1半導(dǎo)體電催化氧化法的確定2.2.2鈦金屬膜過濾裝置的確定2.

3、3、試驗工藝說明33.1半導(dǎo)體電催化氧化裝置試驗3.3.1.1半導(dǎo)體電催化氧化機(jī)理3.3.1.2電極材料的選擇4.3.2不銹鋼沉降罐.4.3.3鈦金屬膜過濾裝置試驗5.3.3.1鈦金屬膜過濾裝置特點5.3.3.2設(shè)備的技術(shù)性能5.4、試驗的水質(zhì)檢測6.4.1水質(zhì)的全分析.6.4.2半導(dǎo)體電催化氧化裝置試驗的水質(zhì)檢測64.3鈦金屬膜過濾裝置試驗的水質(zhì)檢測75、試驗安卻E8.1、試驗?zāi)康腦X現(xiàn)有污水處理系統(tǒng)對污水處理完以后，腐蝕、結(jié)構(gòu)離子、SRBTGB等沒有得到有效去除,尤其鐵離子含雖依然很高，造成了注水管道腐蝕、結(jié)垢、堵塞嚴(yán)重。為提高現(xiàn)河郝一站注水水質(zhì)，解決管道腐蝕、結(jié)構(gòu)、堵塞問題，滿足河2進(jìn)水

4、要求，我公司專門設(shè)計了半導(dǎo)體電催化氧化+二級沉降罐+鈦金屬膜裝置的試驗方案。2、試驗工藝流程確定經(jīng)過現(xiàn)場勘察，在不影響XX生產(chǎn)的前提下，同時保證試驗工藝的可靠性，整套工藝設(shè)計來水從三相分離器出水取樣口接水進(jìn)行試驗，出水再回注進(jìn)一級沉降罐，設(shè)計污水處理雖為XXm3/do2.1半導(dǎo)體電催化氧化法的確定要解決管道腐蝕、結(jié)垢問題，就要去除污水中造成腐蝕、結(jié)構(gòu)的離子以及SRB、TGB。投加復(fù)合堿可以去除部分離子，但在沉降罐要產(chǎn)生大雖污泥，同時針對污水中鐵離子含雖高的問題，經(jīng)過研究第一步工藝采用半導(dǎo)體催化氧化法，該方法能夠有效殺菌、去除腐蝕、結(jié)垢離子以及鐵離子，而無需添加任何藥劑。該工藝充分利用半導(dǎo)體材料

5、在電場作用下，空穴效應(yīng)產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性物質(zhì)，殺滅水中腐蝕細(xì)菌，同時將二價鐵離子氧化成三價鐵離子，同鈣、鎂離子分別結(jié)合水中的氫氧根離子產(chǎn)生沉淀從水中分離，將水中的H2S、FeS等硫化物氧化成單質(zhì)硫而形成沉淀，從而使水質(zhì)凈化，控制腐蝕、結(jié)垢。2.2鈦金屬膜過濾裝置的確定污水經(jīng)過半導(dǎo)體電催化氧化裝置處理后，進(jìn)入一級、二級沉降罐沉降，停留時間分別為4個小時。經(jīng)過處理后有害離子及細(xì)菌得到了有效去除，但是污水中還會殘留部分微小懸浮顆粒物和油。為達(dá)到出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，對于超標(biāo)的懸浮顆粒物和油，選用了鈦金屬膜過濾裝置進(jìn)行處理。鈦金屬纖維膜作為過濾介質(zhì)，可以在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿及含有機(jī)溶劑的介質(zhì)中實現(xiàn)過濾，化學(xué)性能相當(dāng)穩(wěn)定。

6、另外，濾膜經(jīng)過等離子體處理，表面具有一定的親水斥油能力。鈦金屬濾芯使用壽命長、更換周期長，過濾、反洗全自動化控制，整套設(shè)備可以做成橇裝結(jié)構(gòu)、占地小、效率高3、試驗工藝說明3.1半導(dǎo)體電催化氧化裝置試驗通過試驗驗證半導(dǎo)體電催化氧化裝置下列二方面的可靠性：（1）裝置核心電極材料的選擇；（2）針對水質(zhì)電流大小的確定及調(diào)節(jié)3.1.1半導(dǎo)體電催化氧化機(jī)理半導(dǎo)體電催化氧化的機(jī)理為由電極上生成的（C2）和H2C2,在體系中形成強(qiáng)氧化性的羥基自由基（OH）來氧化水體中的Fe2+、細(xì)菌、有機(jī)物等。半導(dǎo)體材料的催化作用主要在于其在電場中的“空穴”效應(yīng)。半導(dǎo)體材料當(dāng)受到大于“禁帶”寬度的能H激發(fā)時，其滿帶上的電子通

7、過禁帶進(jìn)入導(dǎo)帶,同時在滿帶上形成空穴?？昭ň哂泻軓?qiáng)的俘獲電子的能力,可以奪取半導(dǎo)體顆粒表面的有機(jī)物或溶劑中的電子。在水溶液中發(fā)生催化氧化反應(yīng),在半導(dǎo)體表面失去電子的主要是水分子，生成強(qiáng)氧化性的羥基自由基（OH）。并且半導(dǎo)體催化劑和電極產(chǎn)生的HzQ等活性氧化物質(zhì)具有協(xié)同作用，這是因為HzQ是有效的導(dǎo)帶電子俘獲劑,同時H2Q本身還能提供（O）和（OH）。因此，半導(dǎo)體材料在本反應(yīng)體系中呈現(xiàn)明顯的催化效果,可以作為氧化反應(yīng)體系的催化劑。3.1.2電極材料的選擇污水具有很強(qiáng)的腐蝕性，所以首先要考慮電極材料的耐腐蝕性，然后要求電極具有良好的導(dǎo)電性、較高的析電勢，而且催化活性高、產(chǎn)生自由基速率和濃度高、電流

8、效率高，并且要有良好的機(jī)械物理性質(zhì)。電極材料由基體材料和涂層組成，基體材料用來承載涂層,主要包括貴金屬（如Ti、Pt）、PbO2和石墨等。在涂層中摻雜一些其他金屬或非金屬元素,形成表面缺陷（晶面階梯、位錯等）,它們能在禁帶間形成可與中間化合物強(qiáng)烈作用的電子表面態(tài)，使半導(dǎo)體表面上的電極反應(yīng)過程大大加快。而且含摻雜電極具有較高的析氧、析氯過電位，有利于OH自由基的反應(yīng),還可防止含油污水中含氯有機(jī)污染物降解時生成更難降解的有機(jī)氯化物而造成二次污染。此外,摻雜還可避免有機(jī)物濃度較高時,在電極/溶液界面上生成阻礙電子傳遞的聚合物膜，使電極失去作用。所以最終決定電極材料選用Ti/Sb-SnO2為陽極，不銹

9、鋼為陰極。3.2不銹鋼沉降罐一級、二級沉降罐采用不銹鋼材質(zhì)，直徑為xxm高為xxm容積為xxm,設(shè)計停留時間為xxh。一級沉降罐主要用于沉淀物的沉降，達(dá)到固液分離的目的，同時還可以去除浮油。二級沉降罐除了具有實現(xiàn)固液分離、去除浮油功能外，還可以投加藥劑中和來水中的鹽酸和次氨酸，避免造成出水pH值偏低，腐蝕管道。在二級沉降罐出水管道上安裝pH儀，測定出水pH值，根據(jù)出水pH值計算污水的酸度，得出藥劑的投加雖。3.3鈦金屬膜過濾裝置試驗3.3.1鈦金屬膜過濾裝置特點采用的過濾介質(zhì)為鈦金屬纖維濾膜。這種濾膜經(jīng)過等離子體的處理，表面具有一定的親水斥油能力。鈦金屬是一種惰性金屬，具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，以

10、鈦金屬為原料的鈦金屬纖維濾膜，可以在強(qiáng)酸、強(qiáng)堿及含有機(jī)溶劑的介質(zhì)中實現(xiàn)過濾，化學(xué)性能相當(dāng)穩(wěn)定。在鈦金屬纖維濾膜中粗纖維層組成支撐材料，乂有很高的機(jī)械強(qiáng)度，直徑特別小的纖維層用于過濾，精細(xì)的纖維位于濃縮液的一面，以防顆粒透入過濾介質(zhì)，避免鈦金屬纖維濾膜的快速堵塞。粗纖維層和精細(xì)纖維層是通過真空燒結(jié)在一起的一個整體，所以機(jī)械性能特別好。3.3.2設(shè)備的技術(shù)性能(1) 耐腐蝕性強(qiáng)濾膜采用鈦金屬材料，其它如過濾器殼體、管匯、閥門均采用不銹鋼制造，具有優(yōu)良的耐腐蝕性能。(2) 抗壓能力強(qiáng)由于鈦金屬纖維濾膜具有超強(qiáng)的機(jī)械性能，耐壓可達(dá)1.0Mpa,不會因為壓差過高而損傷金屬纖維濾膜。(3) 設(shè)備全自動化控

11、制，采用MCW動控制技術(shù)，實現(xiàn)過濾、反洗的全自動化控制。(4) 耐溫能力強(qiáng)，能過濾溫度達(dá)到80C的過濾介質(zhì)。4、試驗的水質(zhì)檢測水質(zhì)檢測的采樣點共設(shè)有三處：一、整個工藝的進(jìn)水管道，即三相分離器出水管道上的取樣口；二、沉降罐的出水口三、鈦金屬膜過濾裝置的出水口。在水質(zhì)檢測時，pH值、進(jìn)出水流雖、壓力、溫度可以在現(xiàn)場測定，其余水質(zhì)指標(biāo)送至第三方進(jìn)行檢測。4.1水質(zhì)的全分析首先要對試驗進(jìn)水水質(zhì)作全分析，可以通過XX的相關(guān)工作人員取得進(jìn)水水質(zhì)數(shù)據(jù)。4.2半導(dǎo)體電催化氧化裝置試驗的水質(zhì)檢測水質(zhì)檢測的采樣點設(shè)置在沉降罐的出水管道上，對于半導(dǎo)體電催化氧化裝置出水需要檢測的水質(zhì)指標(biāo)見下表1:表1出水水質(zhì)檢測指標(biāo)

12、陽離子Ca2+、Mg2+、Ba2+、Fe2+陰離子CO32-、HCOj、Cl-、S2-其它指標(biāo)pH值、水溫、懸浮物、濁度、電導(dǎo)率、油、點腐蝕、SRB、TGB其中，出水管道上安裝了pH儀，時時監(jiān)測pH值，其余各檢測指標(biāo)可兩個小時測定一次。4.3鈦金屬膜過濾裝置試驗的水質(zhì)檢測對于鈦金屬膜過濾裝置出水需要檢測的水質(zhì)指標(biāo)有：出水流雖、懸浮物、懸浮顆粒物直徑中值、含油雖、點腐蝕，各水質(zhì)指標(biāo)可兩個小時測定一次，出水指標(biāo)應(yīng)該達(dá)到A2標(biāo)準(zhǔn)。表2碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)(SY/T5329-94)注入層平均空氣滲透率/10-3xM<100100600>600標(biāo)準(zhǔn)分級A1A2A3B1B2B3C1C2C

13、3控制指標(biāo)懸浮固體質(zhì)量濃度(mg/l)<1.0<2.0<3.0<3.0<4.0<5.0<5.0<7.0<10.0懸:浮物顆粒直徑中值/叩<1.0<1.5<2.0<2.0<2.5<3.0<3.0<3.5<4.0含油量/(mg.1-1)<5.0<6.0<8.0<8.0<10.0<15.0<15.0<20<30平均腐蝕率/(mg.a)<0.076點腐蝕A1、B1、C1級：試片各面都無點腐蝕A2、B2、C2級：試片有輕微點腐蝕A3、B3、C3級：試片有明顯點腐蝕SRB含量/(個/毫升)0<10<250<10<250<10<25TGB含量/(個/毫升),_2n>«10'一3n>«