油田含聚污水处理与利用方法探讨

来源：SCI期刊网 分类：农业论文 时间：2021-10-25 08:03 热度：

　　摘 要：目前我国已经进入了三元复合驱动的三次采油阶段，在该阶段聚合物驱油技术在我国大量应用，聚合物驱油技术有效的为油藏补充了驱动能量，提升了原油的综合采收率，但也带来了新的问题注聚产生的污水，处理相对困难，给周边生态环境带来了严重威胁。课题研究由此出发，深入分析含聚合物污水的特点，结合国内外研究现状，提出相应的污水处理方案。

　　关键词：聚合物驱　污水处理　配注聚合物

　　0引言

　　我国已经进入三次采阶段多年，伴随不断的开发、开采，我国各大油田平均含水量已经超过90%，原油生产中含聚污水的总产生规模也极为庞大。与常规污水相比，含聚合物污水具有更高的年度，水中的固相物质比例也更好，同时比常规污水具有更高的乳化稳定性，导致常规的污水处理技术，对含聚污水的处理效果十分有限，无法满足污水排放需求。因此，需要对含聚污水的处理技术进行研究和完善，优化处理技术，全面提高处理效果最大限度降低含聚污水对环境带来的威胁[1]。

　　1含聚污水的特征

　　受原油开采方式、地质环境因素、原油物理化学特性等因素决定，在开采过程中产出污水的成分相差较大，但都含有原油、固体悬浮物、微生物、有机物等物质。所有的污水也都具备高温、高矿化程度、高细菌含量等诸共同点。

　　但含聚污水与常规污水相比也存在许多差异，造成了含聚污水的处理困难。首先，含聚污水中含有大量的聚合物，导致污水粘度显著上升远超常规含油污水。根据相关数据显示，在45℃时，常规污水黏度约为0.6mpas，但在相同的温度条件下，含聚污水的黏度可以达到0.8～1.1maps，这也是含聚污水处理难度较高的重要原因，过高的污水黏度，导致污水中存在的胶质物质稳定性较强，常规的沉降工序难以实现对胶体的分离;其次，在对含聚污水的实验研究中发现，含聚污水的油粒径较小，多数油径处于3～5纳米范围内，导致油水界面水膜强度倍增，较小粒径的油珠会稳定存在于水体中，导致污水难以得到有效的处理;再次，由于含聚污水中存在大量的阴离子聚合物，此类物质不利于絮凝剂发挥应用的效果，导致污水絮凝效果欠佳，无法有效去除含有污水中的固体悬浮物，处理效果不能符合污水排放标准。此外，受含聚污水黏度较高，污水综合吸附性能较高，导致含聚污水中含有大量的泥沙成分，对后续的处理工艺造成了极大的影响;最后含聚污水中含有的大量聚合物成分，提高了污水的乳化程度，让含聚污水的乳化液体稳定性远远超过常规污水，也是导致含有污水处理困难的重要原因。

　　2油田含聚污水的主要处理方法

　　2.1物理法

　　2.1.1重力分离技术

　　重力分离技术应用最广的物理污水处理之一，利用污水中存在的成分中不同的密度差异实现污水处理，污水中油基成分和水基成分不相容，可以利用重力分离设备是实现油珠与悬浮物的分离，目前应用较广的重力设备有横向流除油器、波纹板油水分离器、聚集型油水分离器、立式储油罐油水分离器、聚集性油水分离器、斜板式隔油池等。物理驱油方式技术需求较低，操作简单，处理过程中影响因素较少。但物理处理设备通常体积较大，需要较大设备建设场地，整体处理效率也相对缓慢，因此该技术无法做为独立的处理技术使用，多应用于污水综合处理系统中初步处理的工艺中。

　　2.1.2水力旋流技术

　　水力旋流技术是我国与20世纪80年代后期引入的污水处理技术之一，该装置质量较轻、体积小、处理速度快，在我国油田中应用广泛，尤其在海上等操作空间相对紧缺的海上由田中应用更为广泛。

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　　目前水利旋流器种类较多，但按照分离介质答题可以分为固-液、液-液、气-固、气液等几种类型，其中液-液处理的水力旋流器与固-液分离器在组成结构与分离原理方面极为相似，均是利用不同物质之间的密度差异，实现分离。但液体与液体之间目的差较小，分离难度要大于固-液分离。

　　2.1.3加药气浮技术

　　加药气浮技术是在含有污水中诸如空气，并促使空气泡在污水中形成，空气气泡在污水中逐步吸附污水中存在的各类污染物质，并改变气泡密度，逐步悬浮出水面从而实现污水处理。加药气浮技术的核心是浮选剂。

　　根据相关数据统计显示，气浮技术的综合除油概率可以达到81%，是目前污水处理技术中除油效率最高的技术方法，但该技术对污水中聚合的清楚效果较差，因此该技术一半不作为独立的含聚污水处理技术，一般应用于综合污水处理技术中。

　　2.2化学法

　　物理除油技术多用于含有污水中固相颗粒以及悬浮油的处理中，但对污水中还有的包括细菌、腐蚀物质等物质的去除效果较差，需要通过化学法进行进一步的处理。一半采用添加絮凝剂、缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂等药剂实现化学法处理。

　　2.3絮凝剂

　　絮凝剂时处于含有污水的中重要方法之一，也是应用最为广泛的化学处理工艺之一，在含有污水中加入絮凝剂可以实现高效的油水分离。目前絮凝剂种类较多，但主要从组成成分角度可以分为无机、有机、复合、微生物等四种。要投加相同浓度的絮凝剂。李绍文等[2]针对大庆油田含聚污水筛选出有机絮凝剂PAM-1与无机絮凝剂JO-1复配使用，其除油、除浊率分别达到95.4%和82.7%，CODCr去除率也达到83.2%以上。邓述波等[3]通过筛选复配得到絮凝剂XN98，该絮凝剂由5种成分组成，其中以无机絮凝剂为主，含有少量有机絮凝剂。该絮凝剂处理大庆油田含聚污水效果良好，絮凝剂投加质量浓度为50mg/L时处理后水质可以达到中高渗透层含聚污水处理指标，成本约为PAC的1/3。赵书平等[4]研究了4种无机絮凝剂AlCl3、PAC、FeCl3、PFS对聚合物溶液的絮凝作用，通过对絮凝效果的分析比较发现，絮凝法可以有效地去除污水中的聚合物，且AlCl3效果最好，去除率可以达到90%。——论文作者：王闯

文章名称：油田含聚污水处理与利用方法探讨

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