油田采出污水常用的處理方法
2016-01-13 08:55:34
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（1） 重力分離除油（自然除油）
重力分離除油方法，是根據(jù)油和水的密度不同，利用油水密度差使油上浮，達到油水分離的目的。油田上常用的重力分離除油設備有立式除油罐、斜板除油罐和粗粒化除油罐等。
立式除油罐是目前應用最為普遍的采出污水除油設備。含油污水經(jīng)進水管流入罐內(nèi)中心筒，經(jīng)配水管流入沉降區(qū)。水中粒徑較大的油滴在油水相對密度差的作用下首先上浮至油層，粒徑較小的油滴隨水向下流動。在此過程中，一部分小油滴由于自身在靜水中上浮速度不同及水流速度梯度的推動，不斷碰撞聚結(jié)成大油滴而上浮，無上浮能力的部分小油粒隨水進入集水管，經(jīng)出水系統(tǒng)流出除油罐。
斜板除油罐是根據(jù)“淺池理論”開發(fā)的一種除油設備，其結(jié)構(gòu)與普通立式除油罐基本相同，主要區(qū)別是在普通除油罐中心筒外的分離區(qū)一定部位加設了斜板組。含油污水從中心筒出來之后，先在上部分離區(qū)進行初步的重力分離，較大的油珠顆粒先被分離出來，然后污水通過斜板區(qū)，油水進一步分離。分離后的污水在下部集水區(qū)流入集水管，匯集后的污水由中心柱管上部流出除油罐。在斜板區(qū)分離出的油珠顆粒上浮到水面，進入集油槽后由出油管排出到收油裝置。斜板材質(zhì)在選用上要求在污水中長期浸泡不軟化、不變形、耐油、耐腐蝕，主要有聚氯乙烯和不飽和聚酯玻璃鋼等。
所謂粗粒化，就是使含油污水通過一個裝有填充物（也叫粗粒化材料）的裝置，在污水流經(jīng)填充物時，使油珠由小變大的過程。經(jīng)過粗粒化后的污水，其含油量及污油性質(zhì)并不變化，只是更容易用重力分離法將油除去。粗粒化的對象主要是水中的分散油，粗粒化除油是粗粒化及相應的沉降過程的總稱。關(guān)于粗粒化的機理，目前有兩種觀點，一種是建立在親油性粗粒化材料（如聚丙烯塑料球、無煙煤等）基礎上的“潤濕聚結(jié)”理論，一種是建立在疏油材料（如蛇紋石、陶粒等）基礎上的“碰撞聚結(jié)”理論。當然，無論是親油還是疏油材料，兩種聚結(jié)都是同時存在的，只是前者以“潤濕聚結(jié)”為主，后者以“碰撞聚結(jié)”為主。
（2） 混凝處理法
經(jīng)過自然除油后，污水中的浮油基本上被全部去除，10μm以上的分散油也大部分去除，水中主要含有乳化油及小顆粒的懸浮物，這些需要用混凝方法來去除，從投加混凝劑起到水中產(chǎn)生大顆粒的凝聚體即礬花為止，總稱為混凝過程。油田上常用的混凝劑有硫酸鋁（ Al2（SO4）3?18H2O）、聚合氯化鋁（PAC）、硫酸亞鐵（FeSO4?7H2O）和聚丙烯酰胺等。油田上常用的混凝除油裝置是混凝除油罐。
（3） 過濾
目前，油田采用的過濾方法多屬于深床過濾，即污水流經(jīng)一個較厚（一般為700mm 左右）而多孔的石英砂或者其它粒狀物質(zhì)的過濾床，雜質(zhì)被留在這些介質(zhì)的孔隙里或表面，從而使水得到進一步凈化。濾床不但能夠去除水中的懸浮物和膠體物質(zhì)，而且還可以去除細菌、藻類、病毒、油類、鐵和錳的化物、重金屬、以及預處理中加入的化學藥品等很多物質(zhì)。
過濾機理包括多種作用：
一是吸附作用，即把懸浮顆粒吸附到濾料顆粒表面。影響吸附的化學因素包括懸浮顆粒、懸浮液水體以及濾料的化學性質(zhì)，其中電化學性質(zhì)和范德華力是兩個最重要的化學性質(zhì)。
二是絮凝作用，即通過加入混凝劑使水中產(chǎn)生小而致密的絮凝體，使之能穿透表面而進入濾床，絮體的形成大大增加了其與濾料顆粒表面接觸的機會，使之與濾料顆粒粘接在一起而被去除。
三是沉淀作用，小于孔隙空間的顆粒的過濾去除，與一個布滿大量淺盤的水池中的沉淀作用是相類似的。
四是截留作用，也就是篩濾，即大于孔隙直徑的懸浮顆粒被截留在濾層的表面而被去除。
按照不同的分類方法，過濾罐可分多種類型：
一是按水流通過濾床的方向來分，可分為下向流、上向流、雙向流、輻射流和
水平流等類型；
二是按所用的濾料來分，可分為砂、煤（或無煙煤）、煤-砂、多層、混合濾料、
硅藻土、核桃殼等類型；
三是按濾速來分，可分為慢濾池、快濾池和高速濾池等；
四是按過濾水的水流性質(zhì)來分，可分為壓力式和重力式兩種。
（4） 化學處理方法
1） 防垢劑
油田采出污水中垢的種類很多，其中危害最大的是：CaCO3垢、CaSO4垢、BaSO4垢等。油田污水處理中應用的防垢方法有兩類，一類是化學防垢法，另一類是物理防垢法。目前，應用比較廣泛的是化學防垢法，即向污水中加入防垢劑來防垢。油田上常用的防垢劑有：無機磷酸鹽、有機磷酸及其鹽類、聚合物及復配型聚合物等。
2） 緩蝕劑
由于油田采出污水中含有O2、H2S和CO2等腐蝕性氣體，對污水處理及注水系統(tǒng)的金屬管線及設施易造成腐蝕。不同油田的采出污水中，溶解氧含量、pH值及含鹽量（總礦化度）也會有所不同，所以腐蝕性也存在差別。例如：大慶油田采出污水pH值為 8.5~9、H2S含量 15~20mg/L、溶解氧 0.5mg/L左右，對被污水完全浸泡的金屬一般腐蝕性不大，但在污水罐的水、氣界面及罐頂腐蝕嚴重；而勝利油田采出污水礦化度高達 3×104mg/L以上，pH值 7.0~7.5、H2S含量 1~5mg/L，溶解氧 0.5~2.0mg/L，腐蝕性很強。
在水處理過程中，可以通過向水中加入緩蝕劑，來減輕水的腐蝕性。緩蝕劑的種類可分為 6 種：①鉻酸鹽，主要有鉻酸鈉、鉻酸鉀、重鉻酸鈉和重鉻酸鉀等；②鋅鹽，主要有ZnCl2、ZnSO4和Zn（NO3）2等；③聚磷酸鈉；④水玻璃；⑤緩蝕阻垢劑；⑥有機胺類。
3） 殺菌劑
在適宜的條件下，大多數(shù)細菌在污水中都可生長繁殖，其中危害最大的是硫酸鹽還原菌（SRB）和腐生菌（TGB）。SRB 在厭氧環(huán)境下能夠?qū)⑺械臒o機硫酸鹽還原成硫化氫，從而對鋼罐及管線形成腐蝕，腐蝕產(chǎn)物 FeS 隨注入水回注地層時還會引起堵塞。TGB 大量繁殖的結(jié)果是形成細菌膜，致使水中的懸浮物大量增加，從而堵塞注水系統(tǒng)及地層。因此，對污水進行殺菌處理是十分必要的。
目前，常用的殺菌方法是投加殺菌劑。殺菌劑按化學成份可分為無機殺菌劑和有機殺菌劑兩大類。屬于無機殺菌劑的有氯、臭氧、次氯酸鈉等。屬于有機殺菌劑的有氯酚類、季胺鹽類、有機硫類和氯胺類。按殺菌機制可分為氧化型和非氧化型殺菌劑。氯、次氯酸鈉、氯胺等屬于氧化型殺菌劑，季胺鹽類、氯酚類、二硫氰基甲烷是非氧化型殺菌劑。
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