特種膜油氣田廢水處置工藝

特種膜油氣田廢水處置工藝宋岱峰胡海蓉許錦鵬

（成都美富特膜科技）摘要：油氣田廢水治理工藝要緊有回注、資源化回用及處置達(dá)標(biāo)外排三種。隨著全世界對環(huán)保重視程度的提高，和淡水資源的欠缺，以后的進(jìn)展方向?yàn)椴煌馀?、不浪費(fèi)，盡可能資源化回用。油氣田廢水資源化回用，理論上蒸發(fā)法能夠從全然上解決問題，可是單純的蒸餾法存在自身和外在條件的限制。本文就特種膜技術(shù)在油氣田廢水處置中的應(yīng)用與各傳統(tǒng)工藝進(jìn)行比較，做也最優(yōu)化的處置方案。關(guān)鍵詞：油氣田廢水；處置工藝；反滲透膜技術(shù)；碟管式反滲透第1章油氣田概述油氣田概念油氣田是天然油氣田的簡稱，是富含的地域。通常埋藏在1千至6千米深，溫度在65至150，會(huì)產(chǎn)生；而埋藏更深、溫度更高的會(huì)產(chǎn)生天然氣。油氣田分類依據(jù)經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和政治等許多綜合性因素，油氣田可分為商業(yè)性油氣田、非商業(yè)性油氣田和邊際性油氣田三大類。依據(jù)成因油氣田可分為凝析油氣田、煤型油氣田、裂解油氣田等。依據(jù)成份屬性還可分為高含硫酸性油氣田、不含硫油氣田和中低含硫油氣田等。油氣田成因—指（時(shí)期）初期，在淺層生物化學(xué)作用帶內(nèi)，沉積有機(jī)質(zhì)經(jīng)微生物的群體發(fā)酵和合成作用形成的天然氣。其中有時(shí)混有初期低溫降解形成的氣體。生物成因氣出此刻埋藏淺、時(shí)期演化程度低的巖層中，以含甲烷氣為主。包括濕氣（石油伴動(dòng)氣）、和。它們是沉積有機(jī)質(zhì)專門是腐泥型有機(jī)質(zhì)在成油進(jìn)程中，與一路形成的，或是在后成作歷時(shí)期由有機(jī)質(zhì)和初期形成的石油熱裂解形成的。煤型氣是指煤系有機(jī)質(zhì)（包括煤層和煤系地層中的分散有機(jī)質(zhì)）熱演化生成的天然氣。無機(jī)成因氣或非生物成因氣包括地球深部、和散布的，和無機(jī)鹽類分解產(chǎn)生的氣體。它屬于，以為主，有時(shí)含巴、N2、He及H2S、Hg等，乃至以它們的某一種為主，形成具有工業(yè)意義的非烴氣藏。第2章油氣田廢水來源及特點(diǎn)油氣田廢水組成5、集氣站分離污水；Q、凈化廠生產(chǎn)污水；④、殘酸廢液。油氣田廢水特點(diǎn)Q、集氣站分離污水；集氣站要緊功能是搜集氣源，進(jìn)行凈化處置、緊縮傳輸。集氣站將各個(gè)氣井的不同壓力不同成份的天然氣進(jìn)行聚集、平壓，再集中輸送到凈化廠進(jìn)行處置，并在聚集的進(jìn)程中進(jìn)行初步的脫硫脫水處置，同時(shí)還要添加消泡劑等藥劑。大部份原料氣中的油氣田水在集氣站分排出。油氣田水具有同地下巖層及天然氣長期接觸，因此除含石油類外，還溶進(jìn)了可溶性鹽類、懸浮物、有害氣體、有機(jī)物等，另外采氣進(jìn)程中還可能人為地添加各類添加劑，因此油氣田水(以下稱油氣田廢水)表現(xiàn)出以下4個(gè)特點(diǎn)：石油類含量高油氣田廢水中石油類含量100?500mg/L,石油類以懸浮態(tài)存在為主，部份為乳化態(tài)，乳化油散布穩(wěn)固不易分離。有機(jī)物含量較高川西地域油氣田廢水COD大體在800~3000mg/L之間，廢水中可能存在必然量環(huán)狀芳烴類衍生物,性質(zhì)穩(wěn)固,不易被氧化去除。SS含量高懸浮顆粒微小，粒徑一樣為1?100口m，廢水總SS為300?2000mg/L。礦化度高含多種鹽類，每升廢水氯離子濃度達(dá)到幾萬乃至十幾萬毫克。這些特點(diǎn)決定了油氣田廢水不能直接排放到環(huán)境中，必需妥帖處置。Q、凈化廠生產(chǎn)污水；天然氣凈化廠廢水要緊包括脫硫、脫水、硫磺回收、尾氣處置等工藝裝置排水;脫硫、脫水等裝置的檢修廢水；辦公和食堂排出的生活污水；另外,還有化驗(yàn)室廢水、酸水汽提塔事故排水,部份凈化廠還有原料氣帶入的油氣田水。廢水水質(zhì)、水量波動(dòng)大且含有大量難降解物質(zhì)，如乙二醇、環(huán)丁砜、MDEA、TEG等特點(diǎn)污染物，難生物降解，經(jīng)處置難以穩(wěn)固達(dá)標(biāo)排放。含硫原料天然氣經(jīng)集氣干線末站進(jìn)入工廠的原料氣過濾分離設(shè)施，經(jīng)重力沉降和過濾分離除去原料中挾帶的雜質(zhì)和部份游離水后，進(jìn)入脫硫裝置，用甲基二乙醇胺(MDEA)溶劑選擇性脫除天然氣中的HS和CO，濕凈化氣進(jìn)入三甘醇(TEG)22脫水裝置，脫水后取得合格的產(chǎn)品氣通過輸氣管線外供。④、殘酸廢液。油氣田酸壓施工進(jìn)程中產(chǎn)生的廢液即為殘酸廢液，要緊包括酸化作業(yè)的剩余酸液和酸化后的返排液。由于酸化時(shí)添加了酸液和添加劑，廢液中要緊有殘酸、多種添加劑、殘?jiān)⑹皖惖?。酸化廢液的普遍特點(diǎn)是污染源點(diǎn)多面廣，成份復(fù)雜，酸度大，氯根含量高達(dá)幾萬乃至十幾萬、粘度大，并含有HS,直接排放會(huì)2引發(fā)環(huán)境污染。殘酸廢液常規(guī)的處置手腕包括中和、絮凝沉降、氧化、Fe/C微電解、HO/Fe2+22催化氧化、吸附、多種處置技術(shù)聯(lián)合利用。油氣田廢水水質(zhì)指標(biāo)某氣礦油氣田水中要緊污染物濃度范圍 （單位：mg/L,pH除外）污染物油CODS2-SSpHMnFeCl-濃度范圍20-2260060-84100以上第3章油氣田廢水常規(guī)處置技術(shù)油氣田廢水處置現(xiàn)狀油氣田廢水治理工藝要緊有回注、資源化回用及處置達(dá)標(biāo)外排三種。目前油氣田廢水的最終處置方式仍以回注地層為主。但目前全世界重視環(huán)境程度的提高，和淡水資源愈來愈欠缺，以后的進(jìn)展方向?yàn)椴煌馀拧⒉焕速M(fèi)，盡可能資源化回用。針對資源化回用，國外（像美國和加拿大）在電費(fèi)低，對能耗要求不嚴(yán)格的情形下，大部份油氣田廢水都采納資源化回用工藝；國內(nèi)中原油田豐裕污水經(jīng)深度處置后用于配母液，克拉瑪依和遼河油田豐裕污水經(jīng)深度處置后回用注氣鍋爐。同時(shí)回注工藝存在以下幾個(gè)缺點(diǎn)：一、一次性工程投資較高；二、無法實(shí)現(xiàn)污水資源化利用；3、可能對周邊油田產(chǎn)生阻礙；4、可能對周邊段油藏產(chǎn)生阻礙。隨著愈來愈嚴(yán)苛的環(huán)境治理要求和水資源的欠缺，資源化回用工藝必將取代回注治理工藝。油氣田廢水推薦處置工藝反沖洗含硫污水預(yù)處置技術(shù)目前國內(nèi)外對含硫廢水采納的處置方式要緊有氧化法、汽提法、堿吸收法和沉淀法等。采納氧化法和汽提法處置含硫廢水，硫去除率大于90%。在采納強(qiáng)氧化劑條件下，如利用臭氧、氯氣、高錳酸鉀等強(qiáng)氧化劑工藝，氧化法反映效率也很高。國內(nèi)采納堿吸收法處置含硫廢水時(shí)多用氫氧化鈉作為吸收劑，國外那么常采納稀碳酸鈉除去。沉淀法處置成效直觀，在廢水中需投加鐵鹽，是硫化物生成沉淀而除去。.1氧化法1）空氣氧化法煉油廠廢水處置工藝所采納的空氣氧化法包括一段空氣氧化法、一段催化空氣氧化法和兩段催化空氣氧化法等。2）濕式空氣氧化法濕式空氣氧化法（WAO）是一種有效去除有毒有害工業(yè)污染物的處置技術(shù)。在溫度175~350°C、壓力~MPa時(shí)，利用空氣中的分子氧使廢水中有機(jī)化合物和還原性無機(jī)物在液相中氧化的工藝進(jìn)程，能夠看做是一種不發(fā)生火焰的燃燒。但由于該法需要在較高壓力和溫度條件下運(yùn)行，對設(shè)備的要求較高，投資較大，因此國內(nèi)運(yùn)用較少。在含硫廢水處置進(jìn)程中，WAO法能將廢水中的硫成份充分氧化成無機(jī)硫酸根，有效地脫除臭味。3） 超臨界水氧化法超臨界水氧化法（SCWO）是一種新興高效的廢物處置方式，SCWO法具有不利用催化劑，在均相下反映速度快，氧化分解完全，處置效率高，進(jìn)程封鎖性好等特點(diǎn)。采納SCWO法處置廢水對設(shè)備材質(zhì)要求較高（尤其高溫耐侵蝕方面的要求）。另外，因?yàn)辂}在超臨界水中的低溶解性，含鹽廢水在處置中易發(fā)生鹽析出沉淀，致使反映器堵塞。目前由于缺乏反映的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，SCWO法仍處于研究時(shí)期。4） 其它氧化法除以上介紹的幾種氧化法，已應(yīng)用于工程實(shí)際的還有臭氧氧化法。臭氧是很強(qiáng)的氧化劑，能夠?qū)ｉT快將硫化物轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫或硫酸鹽。臭氧在水溶液中不穩(wěn)固，必需現(xiàn)場制備，而且其本錢很高，目前加拿大等國已有工程實(shí)踐應(yīng)用的報(bào)導(dǎo)。NaClO也是經(jīng)常使用的氧化劑，次氯酸鈉做氧化劑的化學(xué)反映方程式：HS+NaClO=S+HO+NaCl，22去除lppmHS投加NaClO。2.2堿液吸收法和沉淀法采納化學(xué)藥品與硫化物反映，生成沉淀物、氣體物質(zhì)或其它產(chǎn)物，從而達(dá)到除硫的目的。該方式很直觀，也是利用較早的方式之一。經(jīng)常使用的有堿液吸收法和沉淀法，堿液吸收法是利用氫氧化鈉溶液、碳酸鈉溶液等吸收HS生成硫化2鈉回收，由于NaOH具有脫硫迅速、反映完全、成效好、價(jià)錢低廉、易于操縱投加量（可在出水設(shè)pH在線監(jiān)測儀，以確保pH=8-9）,且投加量少等優(yōu)勢，一樣國內(nèi)采納堿吸收法處置含硫廢水時(shí)多用氫氧化鈉作為吸收劑。氫氧化鈉做吸收劑的化學(xué)反映方程式：HS+2NaOH=NaS+2HO,去除lppmHS2222需要ppmNaOH，考慮油田采出水中存在Ca2+、Mg2+離子，需要消耗NaOH，建議去除1ppmHS投加3ppmNaOH。生成的硫化鈉俗名臭堿，危害已明顯降低，如2生成量較低時(shí)，臭味能夠忽略。碳酸鈉做吸收劑的化學(xué)反映方程式：HS+NaCO=NaS+HO+COf,去除lppm223222HS投加4ppmNaCO。223沉淀法采納硫酸亞鐵做沉淀劑，使硫離子轉(zhuǎn)化為難溶的硫化物沉淀而加以去除，該方式生成的細(xì)小沉淀物沉淀性能較差，后續(xù)泥水分離困難，硫酸亞鐵投加量大，處置費(fèi)用較高，因此該方式目前利用不多。.3汽提法含HS油氣田采出水經(jīng)常使用以下兩種汽提工藝：2其一：采納低壓閃蒸后密閉輸送閃蒸確實(shí)是高壓的飽和水進(jìn)入比較低壓的容器中后，由于壓力突然降低使部份飽和水變成容器壓力下的飽和水蒸氣。由于HS在不同溫度與分壓下，在油氣2田水中溶解度不同，含硫油氣田水的閃蒸處置工藝確實(shí)是利用閃蒸原理，降低液相壓力，使水中HS迅速地解析而自動(dòng)放出，形成閃蒸，從而去除掉部份水中溶2解的HS,達(dá)到降硫的目的。2適用條件：油氣田水含硫量不高，含硫油氣田水輸送距離短，沒有可利用的蒸汽等公用設(shè)施。該工藝優(yōu)勢為無需凈化氣汽提，節(jié)能；尾氣量明顯減少，SO排放量減少，2減排并環(huán)保；減少汽提裝置及相關(guān)閥件，節(jié)省投資。缺點(diǎn)為增加了油氣田水輸送、回注進(jìn)程中的風(fēng)險(xiǎn)。其二：采納低壓閃蒸加汽提的處置工藝汽提法又稱為吹脫法，它是利用HS在水中溶解度小的特點(diǎn)，用蒸汽或天然2氣等與油氣田水直接接觸，降低HS的氣相分壓，使HS與水分離，按必然比例22擴(kuò)散到氣相中去，從而達(dá)到從油氣田水中分離的HS目的。汽提法除油氣田水中2的硫化氫效率較高，一樣可達(dá)90%以上，但能耗較大，對設(shè)備要求高。適用條件：油氣田水含硫量高，含硫油氣田水輸送距離長，平安要求性高，有可利用的蒸汽等公用設(shè)施。該工藝的優(yōu)勢為最大限度的降低油氣田水中HS濃度，管輸、回注進(jìn)程危險(xiǎn)性降2低，平安性提高。缺點(diǎn)為尾氣壓力低，管道低點(diǎn)有積液存在；汽提后的尾氣燃燒排入大氣，SO排放量較多；采納凈化氣做為汽提氣，用氣量大，耗能。2含硫污水處置現(xiàn)狀目前油氣田含硫污水要緊有以下幾種處置方式：.1回注地層目前采納最多的處置方式為回注地層，廢水經(jīng)處置后找到適合的層位進(jìn)行回注，此處置方式平平穩(wěn)固，運(yùn)行費(fèi)用較低。國內(nèi)的大油氣田要緊有普光油氣田和龍崗油氣田。普光油氣田、龍崗油氣田污水回注地面系統(tǒng)布局都采取污水集中處置、分散注入的布站方式。污水站處置后污水通過非金屬管線低壓密閉輸送至各回注井場。幸免了鋼管輸送時(shí)含硫污水易對鋼管侵蝕并由此所產(chǎn)生的污水泄露，對環(huán)境造成破壞?；刈⒕畧鲈O(shè)橇裝式回注站，對污水來水進(jìn)行增壓回注。因回注井回注總量小，回注周期短，考慮到回注井的改換，因此回注站采納橇裝式設(shè)備，便于搬移。另考慮低壓外輸管線顯現(xiàn)破壞時(shí)，阻礙污水消化，為保證污水正?；刈?，需配套污水罐車?yán)粱刈⒄具M(jìn)行回注。.2資源化回用目前，蒸發(fā)脫鹽技術(shù)已被工程應(yīng)用于污處置領(lǐng)域，如德國、荷蘭、加拿大、法國等國家采納機(jī)械緊縮蒸發(fā)脫鹽處置部份油田采出水回用鍋爐，有效實(shí)現(xiàn)了采出水的資源化回收再利用。國內(nèi)遼河、成功等油田進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。十一五以來，我國東部的大慶、成功、遼河、中原等水驅(qū)開發(fā)老油田已進(jìn)入特高含水開發(fā)時(shí)期，油田開發(fā)生產(chǎn)進(jìn)程中產(chǎn)液量大幅度提升，同時(shí)并伴隨著循環(huán)注水開發(fā)，采出液含水率節(jié)節(jié)爬升，另外稠油熱采、三次采油規(guī)模的不斷擴(kuò)大,致使污水大量豐裕。目前國內(nèi)外已實(shí)施的油氣田污水資源化處置工程，絕大部份將采出水用作站場循環(huán)冷卻水或鍋爐用水。上世紀(jì)九十年代以來，國內(nèi)外各油田開展了稠油污水回用鍋爐技術(shù)的研究和應(yīng)用，采納“化學(xué)沉淀+離子互換軟化技術(shù)”對污水進(jìn)行除硬除硅，國內(nèi)接踵在成功、遼河、河南、西北等油田建設(shè)多個(gè)污水資源化回用注汽鍋爐工程，污水礦化度不超標(biāo)，硬度超標(biāo)，采納“化學(xué)沉淀--離子互換”為核心的水質(zhì)軟化工藝，實(shí)現(xiàn)了污水的資源化利用。.3處置外排處置后外排不但處置費(fèi)用很高，還會(huì)造成水資源浪費(fèi)，而且隨著全世界環(huán)境意識的增強(qiáng)，處置后油氣田廢水外排指標(biāo)也被限制的很嚴(yán)格，目前此種方式一樣不采納。工程實(shí)例油氣處理站（廠）名稱廢水中HS的2濃度（mg/L）設(shè)計(jì)規(guī)模（m3/d）處置方法處理工藝處理效果分析中石油龍岡天然氣處理廠一500回注地層閃蒸達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)中石化普光油氣田趙家壩污水站300800回注地層壓力密閉流程加堿中和運(yùn)行良好中石化普光油氣田大灣污水站300150回注地層壓力密閉流程加堿中和運(yùn)行良好

河南油田稠聯(lián)污水深度處理站一4000資源化回用重力+氣浮+過濾+離子交換運(yùn)行良好遼河油田歡四污水深度處理站一15000資源化回用重力+氣浮+過濾+離子交換運(yùn)行良好四川德陽新201高氯廢水處理站一360夕卜排采用蒸發(fā)脫鹽技術(shù)運(yùn)行良好第4章資源化回用工藝技術(shù)比選油氣田廢水資源化回用工藝脫鹽除工熱法脫鹽膜法脫鹽■降碳不尿鹽精鈿■工藝國內(nèi)研究桂羅*Y 転脫鹽工藝正在研究低離冬效蒸發(fā)(MEE)多效蒸幅(炳ED)脫鹽除工熱法脫鹽膜法脫鹽■降碳不尿鹽精鈿■工藝國內(nèi)研究桂羅*Y 転脫鹽工藝正在研究低離冬效蒸發(fā)(MEE)多效蒸幅(炳ED)機(jī)械壓縮蒸發(fā)(磧/C}+加藥沉淀軟化大孔弱酸交換樹略軟化雙腫脫誌(UF/MF+RO)電瀋新脫鹽(EDR)化學(xué)軟化離子交換軟化吸附脫鹽電吸附脫鹽＜est)“化學(xué)沉淀軟化+離子互換”除硬技術(shù)只能去除水中的硬度和二氧化硅，溶解性固體總量大體不去除，對照油田污水資源化需求水質(zhì)，適于礦化度小于7000mg/L的油田污水軟化，該技術(shù)在遼河、河南油田處置較低礦化度(TDS=3000-5000mg/L)油田污水資源化用作注汽鍋爐用水取得普遍應(yīng)用，并取得可觀的經(jīng)濟(jì)效益，可是此工藝關(guān)于礦化度高達(dá)數(shù)萬的油氣田廢水不適宜。而且沉淀物屬于更難處置物質(zhì)，只能作為危固處置；離子互換樹脂存在一個(gè)飽和情形，需要藥劑清洗，剩余大量的廢酸廢堿難以處置。熱法脫鹽工藝處置后的水可達(dá)到凈化廠循環(huán)冷卻水要求，產(chǎn)水率為70%-80%。對原水礦化度適應(yīng)范圍廣。同時(shí)，在預(yù)處置方面較雙膜工藝要求寬松。但對加壓二次蒸汽用的生蒸汽要求較高，需要量較大，因此運(yùn)行本錢居高不下。熱法脫鹽除硬工藝噸水運(yùn)行高達(dá)150元左右。油氣田一樣處于偏遠(yuǎn)山區(qū)地帶，污水處置站交通極不方便，現(xiàn)場建設(shè)一個(gè)相當(dāng)規(guī)模的蒸汽設(shè)備不是很現(xiàn)實(shí)。某些油氣田廢水含有低沸點(diǎn)、小分子量物質(zhì)，在蒸發(fā)進(jìn)程中極易混入冷凝液中，最后致使處置水無法達(dá)到循環(huán)冷卻水要求，需要進(jìn)一步的去除。膜技術(shù)是和環(huán)境治理的首選技術(shù)，專門是排水水質(zhì)要求高的場合。膜是一種具有特殊選擇性功能的或材料，它能把分隔成不相通的兩個(gè)部份，使其中的一種或幾種物質(zhì)能透過，而將其他物質(zhì)分離出來。膜分離與傳統(tǒng)過濾的不同在于是一種物理進(jìn)程，不需發(fā)生相的轉(zhuǎn)變和添加助劑。依據(jù)其孔徑的不同（或稱為截留分子量），可將膜分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜。其中反滲透膜分離品級最高，脫鹽成效超級的好?？墒遣杉{膜法脫鹽，膜污染問題是工業(yè)化應(yīng)用的瓶頸。從卷式反滲透法處置采出水現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)分析（調(diào)研可知很多工程公司做過相當(dāng)多實(shí)驗(yàn)），盡管反滲透能夠取得礦化度超級低的清水，但要求嚴(yán)格的化學(xué)或生物預(yù)處置（SDI<5，還有其他諸如COD的苛刻要求）；膜本身本錢高，污染后膜通量降低明顯，即便清洗后通量恢復(fù)也較難，同時(shí)化學(xué)清洗會(huì)產(chǎn)生化學(xué)清洗廢液，使其在油田污水資源化的工程應(yīng)用難以沖破。德國MFT位于德國漢堡，是一家專業(yè)從事特膜研發(fā)生產(chǎn)的高新技術(shù)企業(yè)。MFT研發(fā)生產(chǎn)的“第三代?碟管式反滲透膜元件”SUPERMODULE擁有多項(xiàng)全世界技術(shù)專利，被普遍應(yīng)用于高難度工業(yè)廢水處置和工藝進(jìn)程處置領(lǐng)域。MFT——第三代?碟管式SUPERRO不同于傳統(tǒng)的卷式反滲透，已完全克服了利用膜法處置油氣田廢水的各類短處，其優(yōu)勢如下：一、專有膜片改性技術(shù)膜分離功能層更厚、電負(fù)性更低、膜表面更滑膩、親水性更好，特殊改性的膜片具有更強(qiáng)的抗污染性、耐高壓和高通量性能。相較傳統(tǒng)反滲透膜片，具有更長的利用壽命，一樣3年以上。2、 出水水質(zhì)穩(wěn)固靠得住SuperRO對COD、無機(jī)鹽的截留率最高可達(dá)％以上（兩級過濾），有效保證出水水質(zhì)，大大簡化了廢水治理的工藝流程廢水只需簡單預(yù)處置就可進(jìn)入膜系統(tǒng)，從而大大降低環(huán)保的建設(shè)本錢和污水處置的運(yùn)行本錢。3、 抗污染的碟片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和獨(dú)特流體流動(dòng)方式更寬的開放式流體通道，達(dá)到，許諾進(jìn)水SDI<20，電導(dǎo)高達(dá)6萬直接進(jìn)入膜系統(tǒng)；更優(yōu)良的流體湍流成效，雷諾系數(shù)>2500，膜片自清洗成效更好，最大程度減少膜片表面結(jié)構(gòu)、濃差極化現(xiàn)象，抗污染更強(qiáng)；導(dǎo)流盤專業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，渦流式螺旋流程，壓力損耗低，僅為。4、 抗壓性強(qiáng)，濃縮倍數(shù)大，即濃縮液少除上述抗污染性好外，SUPERRO可在更高壓力狀態(tài)下許諾，因此能夠取得更高的回收率，克服傳統(tǒng)膜無法應(yīng)用的局限；五、膜利用壽命長SUPERMODULE特殊結(jié)構(gòu)及水力學(xué)設(shè)計(jì)使膜組易于清洗，清洗后通量恢復(fù)性超級好；加上膜組件有效幸免膜的結(jié)垢，膜污染減輕，減少化學(xué)清洗的頻率，使反滲透膜的壽命延長。第5章特種膜SUPERRO處置油氣田水方案蒸餾和SUPERRO組合工藝處置成效對照油氣田廢水資源化回用，理論上蒸發(fā)法能夠從全然上解決問題，而且在川西一些工程上也有嘗試?yán)谩？墒菃渭兊恼麴s法存在自身和外在條件的限制：1、 污水處置站現(xiàn)場條件較差，蒸汽供給來源和規(guī)模無法保證，而且蒸汽運(yùn)行費(fèi)用不菲；2、 油氣田廢水水中含鹽量高，尤其氯離子含量高，還含有多種有機(jī)物為了抗侵蝕，蒸發(fā)設(shè)備必需利用316L以上的材質(zhì)，且利用壽命較短,投資本錢高。不管是采納幾效蒸發(fā)運(yùn)行費(fèi)用都是很高。3、 某些油氣田水含有易揮發(fā)物質(zhì)，在前期實(shí)驗(yàn)中發(fā)覺，即便采納低溫高效蒸餾工藝，蒸餾冷凝液的COD和硫化物含量仍是不能達(dá)到要求。因此還需要進(jìn)一步對冷凝液處置。4、 低溫高效蒸餾能夠減少部份低沸點(diǎn)有機(jī)物質(zhì)的揮發(fā)，減少高氯對材料的侵蝕阻礙，可是蒸發(fā)效率將大打折扣，從另一方面來講增加了系統(tǒng)的投資本錢?！吨袊突ぜ瘓F(tuán)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》Q/SH0104-2007循環(huán)冷卻水要求項(xiàng)目水質(zhì)指標(biāo)分析方法pH值GB/T6920-1986COD/(mg/L)crw《冷卻水分析和試驗(yàn)方法》第一章一131BOD/(mg/L)5wGB/T7488-1987氨氮/(mg/L)wGB/T7478-1987、GB/T7479-1987、GB/T7481-1987懸浮物/(mg/L)wGB/T11901-1989濁度/NTUwGB/T13200-1991硫化物/(mg/L)wGB/T16489-1996油含量/(mg/L)wGB/T16488-1996揮發(fā)酚/(mg/L)GB/T7490T987、GB/T7491-1987鈣硬(以CaCO計(jì))/(mg/L)3GB/T7476-1987總堿(以CaCO計(jì))/(mg/L)3GB/T15451-2006氯離子/(mg/L)GB/T11896-1989硫酸根離子/(mg/L)GB/T11899-1989總鐵/(mg/L)GB/T11911-1989電導(dǎo)率/(uS/cm)《冷卻水分析和試驗(yàn)方法》第一章一102成功油田成功勘探設(shè)計(jì)研究院對某油氣田污水進(jìn)行了低溫高效蒸餾中試實(shí)驗(yàn)。在85°C、65°C和45°C三種溫度下，用蒸餾小試裝置進(jìn)行蒸餾實(shí)驗(yàn)，蒸餾水通過化驗(yàn)的水質(zhì)情形如下表(單位：mg/L，pH和濁度除外)。進(jìn)入蒸餾設(shè)備前先加入足量NaClO氧化除硫，再做相關(guān)預(yù)處置，大體達(dá)到回注水標(biāo)準(zhǔn)。樣品項(xiàng)目pHCODSS硫化物全鹽量SO42-Cl-濁度原水水樣5980/32678352ND18192/蒸餾裝置冷凝液85C864<10<10NDND1565C776<10<10NDND45C518<10<10NDND從實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)分析，小試裝置的蒸餾冷凝液水質(zhì)還無法達(dá)到污水回用與循環(huán)水水質(zhì)指標(biāo)，需要進(jìn)一步驗(yàn)證蒸餾工藝可行性，或增加一道深度處置手腕?？紤]到反滲透膜優(yōu)良的鹽分截留成效，若是解決膜污染問題，對COD等去除成效也是超級明顯。因此考慮引入特種膜SUPERRO工藝，先對廢水進(jìn)行濃縮，剩余的濃縮液交由蒸餾處置，如此大大降低蒸餾負(fù)荷。進(jìn)膜前的預(yù)處置工藝流程和蒸餾預(yù)處置一樣，如下：-空間除硫裝置殘酸廢液凈化廠污水預(yù)處置 1 廢氣管輸來水一壓力兩相污水接收罐 混凝沉降池一污水提升泵一雙濾料過濾器一精細(xì)過濾器-中轉(zhuǎn)水池通過SUPERRO的一級過濾后，產(chǎn)水取得了極大的提升；為了保證產(chǎn)水嚴(yán)格

達(dá)標(biāo)，再次利用一般卷式RO進(jìn)行深度處置，整體回收率在70%以上，最終產(chǎn)水

知足《中國石油化工集團(tuán)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》Q/SH0104-2007循環(huán)冷卻水所有指標(biāo)要求，實(shí)驗(yàn)后各時(shí)期水質(zhì)如下表顯示。檢測結(jié)果監(jiān)測項(xiàng)目水溫pHCODBOD氯化物石油類六價(jià)鉻銅鉛鋅鎘鐵錳砷汞氨氮硫酸根總硬度硫化物檢測編號°C無量綱mg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/Lmg/L原水水樣1630126001522831413SuperRO206317NDNDNDNDNDND6056卷式RO二級55NDNDNDNDNDNDND蒸餾和SUPERRO組合工藝經(jīng)濟(jì)性對照F面以處置100噸/天油氣田水為例進(jìn)行蒸餾工藝和SUPERRO工藝的對照。名稱二效蒸發(fā)工藝+R0深度處理SuperRO+RO+膜濃縮液蒸發(fā)處理每噸水投資成本（萬元）（萬元）總投資成本（萬元）（萬元）每噸水運(yùn)仃成本70（元）14+17（元）使用壽命1-3年3-5年操作、維護(hù)難易程度勞動(dòng)強(qiáng)度高簡單，自動(dòng)化程度高每年（按365天計(jì)）的運(yùn)仃成本（萬元）（萬元）每天SuperRO+RO工藝比三效蒸發(fā)工藝運(yùn)行成本節(jié)約費(fèi)用（萬元）每年SuperRO+RO工藝比三效蒸發(fā)工藝運(yùn)行成本節(jié)約費(fèi)用（萬元）3年后SuperRO+RO工藝比三效蒸發(fā)工藝運(yùn)行成本節(jié)約費(fèi)用（萬元）從對照表中看出，不管是總投資仍是運(yùn)行費(fèi)用作比較，SuperR0+R0+膜濃縮液蒸餾工藝比傳統(tǒng)的三效蒸發(fā)工藝均有較大的優(yōu)越。德國MFT—第三代?蝶管式SUPERRO解決方案工藝流程圖SH3:SH3:*fi6-26-&1992fl22.SEfli:<1常盤口鬥712巧丄411 :4DDD7K皿書亞Fl口w100.0020rn3/dh/dm3/h5.00DrsignFIovj5.00m3/hPre-FiltarR?100.00%TotalRec7183%1OT.00m3/d5.00m3/1nLOD-CDnn3/d5.0ODm3/hPre-Filter15.00%12.63nri3/d0.694m3/h1126Sm3/d5.634m3/h25.00%28,17m3/d1.41mJ/h8^.51^.Km3/d4.23m3/h71.S3Recm3/d3.59m3/h系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述系統(tǒng)回收率：%系統(tǒng)產(chǎn)水水質(zhì)：達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)工藝流程各工序水量及排放水量序號項(xiàng)目進(jìn)水流量產(chǎn)水流量備注膜預(yù)處理部分1保安過濾系統(tǒng)100ms/d100ms/d回收率100%SuperRO部分（RO系統(tǒng)濃液循環(huán)到進(jìn)水）2SuperRO系統(tǒng)ms/dms/d回收率75%RO部分3RO系統(tǒng)84.5ms/dms/d回收率85%SuperRO濃縮液中有效成分回收部分回收處理系統(tǒng)（蒸餾+

結(jié)晶分離）客戶自主選擇，可回注

或蒸發(fā)、結(jié)晶、回收回收處理系統(tǒng)（蒸餾+

結(jié)晶分離）客戶自主選擇，可回注

或蒸發(fā)、結(jié)晶、回收系統(tǒng)要緊設(shè)施設(shè)計(jì)說明1） 預(yù)處置部份（由客戶建設(shè)）油氣田生產(chǎn)搜集廢水和凈化廢水混合后，通過污水站預(yù)處置達(dá)到回注水標(biāo)準(zhǔn)。預(yù)處置工藝流程如下：-空間除硫裝置殘酸廢液、凈化廠污水預(yù)處置 1 廢氣管輸來水一壓力兩相污水接收罐 混凝沉降池一污水提升泵一雙濾料過濾器一精細(xì)過濾器-中轉(zhuǎn)水池2） SuperRO系統(tǒng)部份超級反滲透（SuperRO）也是一種逆滲透，一種以壓力差為推動(dòng)力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作。但不同于卷式反滲透，超級反滲透能經(jīng)受的壓力可達(dá)70bar。由于廢水在膜組件中流過膜片的方式和流道寬的特殊性，因此可用于高鹽度，高有機(jī)物的物料或廢水處置、濃縮。超級反滲透是由碟片式過濾膜片、導(dǎo)流盤、中心拉桿、耐壓外殼、兩頭法蘭和各類密封圈組成。如圖示：和各類密封圈組成。如圖示：超級反滲透濃縮分離原理：料液通過膜堆與外殼之間的間隙后通過導(dǎo)流通道進(jìn)入底部流體轉(zhuǎn)向盤，被處置的液體布水均勻地通過濾膜片兩頭面，然后從濾膜的切口和導(dǎo)流盤的投幣式切口面，進(jìn)入下一個(gè)過濾膜片，從而在膜表面形成雷達(dá)掃描式的切向錯(cuò)流過濾。料液高壓高速錯(cuò)流通過反滲透膜片時(shí)，透過液從膜片之間的產(chǎn)水網(wǎng)向中心搜集管并非斷排出；而料液通過量層膜片流動(dòng)途徑，形成渦流式水流方式，最后濃縮液從進(jìn)料端法蘭處濃縮液管口流出。濃縮液與透過液通過

雷達(dá)掃描式錯(cuò)流過濾方式渦流式水力流動(dòng)模式雷達(dá)掃描式錯(cuò)流過濾方式A、SuperRO系統(tǒng)主體部份本系統(tǒng)平均設(shè)計(jì)出水m3/h,膜元件采納原裝入口SuperRO，系統(tǒng)設(shè)計(jì)為28

支。同時(shí)，系統(tǒng)主機(jī)配套SuperRO高壓泵，相關(guān)配套管路，閥門，各類儀表等。表二SUPERModule產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)SUPERModule(2)膜片膜片（片/支）119膜面積（m2/支）膜片材料改性聚酰胺復(fù)合薄膜NF或RO膜片形狀圓形+投幣式切口導(dǎo)流盤導(dǎo)流盤（片/支）120導(dǎo)流盤材料ABS+玻纖增強(qiáng)導(dǎo)流盤形狀圓形+投幣式切口外殼外殼材料GFK外殼直徑（mm）254外殼咼度（mm）915拉桿咼度（mm）1110拉桿材料不銹鋼法蘭不銹鋼運(yùn)輸重量（kg/支）80操作重量（kg/支）120操作條件取大操作壓力（bar）70（高壓）140（超高壓）操作溫度（°C）0—45進(jìn)水流量（m3/h）壓力損失（bar）2-3自由氯容忍度（ppm）<B、清洗系統(tǒng)主若是系統(tǒng)的水沖洗系統(tǒng)，需配備相應(yīng)罐體，清洗泵，管路和操縱閥門等。3） RO系統(tǒng)部份RO系統(tǒng)要緊包括以下幾個(gè)部份：A、RO系統(tǒng)主體部份考慮到產(chǎn)水水質(zhì)要求較高，本系統(tǒng)采納一級兩段設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)平均設(shè)計(jì)出水m3/h,膜元件采納原裝入口LXR0-1型，系統(tǒng)設(shè)計(jì)為5只，每5支膜裝入一支FRP材質(zhì)的8”壓力容器中，共1支壓力容器。圖4-3原裝入口抗污染低壓RO膜同時(shí)，系統(tǒng)主機(jī)配套RO高壓泵，相關(guān)配套管路，閥門，各類儀表等。B、加藥系統(tǒng)加藥系統(tǒng)要緊包括阻垢劑加藥裝置和膜清洗劑加藥裝置等部份組成。其作用和設(shè)計(jì)思路如下：阻垢劑加藥裝置：主若是阻止水中有機(jī)物在RO膜表面垢化，以避免對RO膜產(chǎn)生致命阻礙。本設(shè)計(jì)建議采納入口復(fù)合阻垢劑，并增強(qiáng)關(guān)于阻垢成效的監(jiān)測。膜清洗加藥裝置：主若是RO系統(tǒng)CIP裝置，酸、堿清洗劑，含藥劑計(jì)量裝置，管路和操縱閥門等C、清洗系統(tǒng)主若是系統(tǒng)的水沖洗系統(tǒng)，需配備相應(yīng)罐體，清洗泵，管路和操縱閥門等。注：本設(shè)計(jì)方案RO和SuperRO系統(tǒng)的藥洗系總共用。4）蒸餾系統(tǒng)部份處置SuperRO濃縮液，一般的低溫高效蒸餾設(shè)備要緊設(shè)備預(yù)處置系統(tǒng)現(xiàn)有或業(yè)主自建。SuperR0系統(tǒng)功能：去除絕大部份離子和有機(jī)物；配置設(shè)備1：Super只。膜（MFT70BAR）,單支膜元件2,75%回收率，28支一組，①10”X1050mm,1組；配置設(shè)備2：SuperR0進(jìn)水泵1臺，Q=m3/h,H=35m,N=；配置設(shè)備3：SuperR0柱塞泵1臺，Q=m3/h,H=550m,N=；配置設(shè)備4：SuperR0循環(huán)泵1臺，Q=25m3/h,H=80m,N=；配置設(shè)備5：保安過濾器1套，過濾精度5um；配置設(shè)備6：酸堿、阻