油田含聚污水的處理方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種油田含聚污水的處理方法，首先將含聚污水輸入預(yù)處理裝置，進(jìn)行氧化處理；再依次經(jīng)供料泵和循環(huán)泵進(jìn)入無(wú)機(jī)膜設(shè)備（無(wú)機(jī)膜包含陶瓷膜、碳化硅膜和金屬膜），氧化處理后的污水在無(wú)機(jī)膜設(shè)備內(nèi)進(jìn)行錯(cuò)流過(guò)濾，透過(guò)液直接用于回注，未透過(guò)膜的循環(huán)液與來(lái)水進(jìn)行混合后進(jìn)入無(wú)機(jī)膜設(shè)備再次進(jìn)行過(guò)濾，污水在循環(huán)泵的作用下進(jìn)行多次循環(huán)過(guò)濾，經(jīng)多次循環(huán)錯(cuò)流過(guò)濾后，循環(huán)罐中的污水濃度達(dá)到來(lái)水濃度的30～1000倍時(shí)，將濃縮液排入濃液池。本發(fā)明提供的油田含聚污水處理方法可將含聚污水中的油和懸浮物一步去除，使出水水質(zhì)達(dá)到A1級(jí)低滲透油層回注水標(biāo)準(zhǔn)。
【專利說(shuō)明】油田含聚污水的處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，具體涉及一種油田含聚污水的處理方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著油田進(jìn)入高含水后期開(kāi)發(fā)階段，剩余可采儲(chǔ)量越來(lái)越少，產(chǎn)油量遞減越來(lái)越嚴(yán)重，采用三次采油新方法是提高可采儲(chǔ)量的重要措施。聚合物驅(qū)采油是目前國(guó)內(nèi)油田廣泛應(yīng)用的三次采油技術(shù)，其主要原理是在石油開(kāi)采的注水過(guò)程中通過(guò)加入聚合物來(lái)增加水溶液的粘度，與此同時(shí)又降低了水溶液的滲透性，改善油水之間的粘度比，從而擴(kuò)大體積波及系數(shù)，以此提高石油采收率。但隨著油田聚合物驅(qū)油技術(shù)應(yīng)用規(guī)模的擴(kuò)大，含聚合物采出污水(以下簡(jiǎn)稱含聚污水)的處理量也在不斷增加。由于含聚污水成分非常復(fù)雜，具有粘度大、乳化程度高、成分復(fù)雜、難生物降解等特點(diǎn)，經(jīng)傳統(tǒng)工藝(如混凝沉降、氣浮，介質(zhì)過(guò)濾器等)處理后，仍會(huì)含有相當(dāng)數(shù)量的有害物質(zhì)，無(wú)法達(dá)到外排水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，將其回注地層后會(huì)也對(duì)低滲透儲(chǔ)層造成傷害。
[0003]我國(guó)聚合物驅(qū)油技術(shù)廣泛采用聚丙烯酰胺(PAM)，其產(chǎn)生的含有PAM的污水粘度大、水中油滴及固體懸浮物在PAM及其水解產(chǎn)物的作用下乳化穩(wěn)定性強(qiáng)，處理起來(lái)非常困難。氧化降粘降解是一種成熟、低成本的水處理技術(shù)，已被眾多學(xué)者運(yùn)用于油田含聚污水處理的研究當(dāng)中。聚丙烯酰胺氧化降粘降解體系主要有氧化還原體系(如K2S2CVFeSO4體系)、Fenton試劑、過(guò)氧化氫和臭氧氧化體系等，其機(jī)理是自由基反應(yīng)機(jī)理。氧化降粘降解的優(yōu)點(diǎn)是使用方便，不產(chǎn)生二次污染，但目前已報(bào)道的專利及文獻(xiàn)大都將其作為單一的油田污水處理方法，因此往往存在藥劑投加量大、需調(diào)配pH值、COD降幅不明顯等缺點(diǎn)。
[0004]無(wú)機(jī)膜超濾技術(shù)是多種膜技術(shù)中的一種，在廢水的深度處理中該技術(shù)具有出水水質(zhì)好占地面積小自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，因其耐堿、耐酸、耐高溫、抗油污、抗微生物等，被廣泛運(yùn)用于冷軋乳化液廢水、機(jī)械加工業(yè)含油廢水、高溫凝結(jié)水和油田回注水等含油污水處理領(lǐng)域。目前，對(duì)于無(wú)機(jī)膜超濾技術(shù)在油田回注水處理中的應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外已被廣泛地研究，但迄今為止，在針對(duì)油田聚合物驅(qū)油體系,特別是三元復(fù)合驅(qū)采出污水，尚未有過(guò)成功的應(yīng)用案例，主要與膜通量衰減、膜污染等因素有關(guān)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種油田含聚污水的處理方法，可將含聚污水中的油和懸浮物一步去除，使出水水質(zhì)達(dá)到Al低滲透油層回注水標(biāo)準(zhǔn)。
[0006]油田含聚污水的處理方法，包括以下步驟:
[0007]步驟I，對(duì)含聚合物增粘劑的污水進(jìn)行氧化處理；
[0008]步驟2，對(duì)氧化降解后的污水通過(guò)無(wú)機(jī)膜進(jìn)行過(guò)濾。
[0009]作為改進(jìn)，步驟2中的無(wú)機(jī)膜的透過(guò)液用于油田回注。
[0010]作為改進(jìn)，步驟2中的無(wú)機(jī)膜采用濃縮操作，濃縮倍數(shù)30~1000倍。
[0011] 有益效果
[0012]本發(fā)明提供的油田含聚污水處理方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)在于:第一，可將含聚污水中的油和懸浮物一步去除，使出水水質(zhì)達(dá)到油田Al級(jí)注水標(biāo)準(zhǔn)；第二，在無(wú)機(jī)膜過(guò)濾前采用氧化處理，可延長(zhǎng)無(wú)機(jī)膜運(yùn)行周期，有效降低了無(wú)機(jī)膜的清洗次數(shù)，提高了無(wú)機(jī)膜處理效率。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明的油田含聚污水處理方法的工藝框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]無(wú)機(jī)膜分離工藝是一種“錯(cuò)流過(guò)濾”形式的流體分離過(guò)程:原料液在膜管內(nèi)高速流動(dòng)，在壓力驅(qū)動(dòng)下含小分子組分的澄清滲透液沿與之垂直方向向外透過(guò)膜，含大分子組分的混濁污染物被膜截留，從而使流體達(dá)到分離、濃縮、純化的目的。由于油滴的可壓縮性，當(dāng)跨膜壓差增大，污水中的油滴會(huì)逐步吸附、累積在膜表面，并在壓差的作用下，使得油滴受擠壓變形透過(guò)膜孔進(jìn)入滲透?jìng)?cè)，導(dǎo)致濾后水中含油量增加。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，跨膜壓差為0.1~IMPa ;當(dāng)跨膜壓差小于0.1MPa時(shí)，濾后水中懸浮物含量基本小于lmg/L,可達(dá)到低滲透油田注水水質(zhì)Al級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，但是跨膜壓差過(guò)小，會(huì)導(dǎo)致通量過(guò)小，濃縮倍數(shù)低，不能滿足工程實(shí)際所需以及會(huì)導(dǎo)致處理量很小；當(dāng)跨膜壓差大于IMPa時(shí)，原先吸附在膜表面、膜孔道中的懸浮物被擠壓到膜的另一側(cè)，導(dǎo)致濾后水中懸浮物含量大于Img/L，不符合低滲透油田注水水質(zhì)Al級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。另外，增大跨膜壓差可以提高膜通量，但當(dāng)跨膜壓差增大到IMPa后對(duì)通量無(wú)影響，即通量不再隨跨膜壓差增大而增大，同時(shí)跨膜壓差越高，膜通量衰減越快；根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，膜面流速為I~8m/s ;在膜面流速為lm/s時(shí)增大流速可提高膜通量，但流速增大到8m/s時(shí)，能耗較高，不利于工程應(yīng)用。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，過(guò)濾溫度為10~90°C,料液溫度升高,一方面有利于乳狀液破乳，使得水樣中的含油量增加；另一方面，隨著溫度升高，含油污水的粘度下降，致使污水中的更多油滴相對(duì)容易通過(guò)無(wú)機(jī)膜側(cè)進(jìn)入滲透?jìng)?cè)；同時(shí)，溫度升高，會(huì)使油滴在水中的溶解度提高并且改變滴油的形態(tài)，這使得微小油滴、膠體和懸浮物等雜質(zhì)能夠更容易通過(guò)膜過(guò)濾層進(jìn)入滲透?jìng)?cè)，導(dǎo)致濾后水含油量、懸浮物含量和粒徑中值增大。
[0015]在無(wú)機(jī)膜過(guò)濾的步驟之前的氧化步驟，可以顯著地改變油含油廢水中的油滴的大小以及聚合物的存在形式，一方面可以提高無(wú)機(jī)膜的通量、延長(zhǎng)無(wú)機(jī)膜的使用時(shí)間，另一方面，可以改變無(wú)機(jī)膜產(chǎn)水的水質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，氧化處理較優(yōu)選自O(shè)3氧化、03/H202協(xié)同氧化、ClO2氧化或Fenton試劑氧化。在氧化處理中，一方面，氧化劑的加入量過(guò)大會(huì)使聚合物發(fā)生過(guò)度降解，產(chǎn)生大量小顆粒雜質(zhì)，在進(jìn)入無(wú)機(jī)膜后將膜孔道堵塞，使膜通量降低；氧化劑的加入量過(guò)小會(huì)導(dǎo)致聚合物不能達(dá)到足夠的降解，大量大分子進(jìn)入無(wú)機(jī)膜，吸附在膜表面，使膜通量下降過(guò)快，在影響濾后水質(zhì)的同時(shí)降低無(wú)機(jī)膜使用壽命。另一方面，氧化反應(yīng)的溫度過(guò)大會(huì)使聚合物發(fā)生過(guò)度降解，產(chǎn)生大量小顆粒雜質(zhì)，在進(jìn)入無(wú)機(jī)膜后將膜孔道堵塞，使膜通量降低；氧化反應(yīng)的溫度過(guò)低會(huì)導(dǎo)致聚合物不能達(dá)到足夠的降解，大量大分子進(jìn)入無(wú)機(jī)膜，吸附在膜表面，使膜通量下降過(guò)快，在影響濾后水質(zhì)的同時(shí)降低無(wú)機(jī)膜使用壽命。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，采用O3氧化時(shí)，臭氧投加量為20~500mg/L，反應(yīng)溫度為10~90°C，反應(yīng)時(shí)間是10~200min ;采用03/H202氧化時(shí)，臭氧投加量為20~500mg/L，H2O2投加量為I~300mg/L，反應(yīng)溫度為10~90°C，反應(yīng)時(shí)間是10~200min ;采用ClO2氧化時(shí)反應(yīng)溫度為10~90°C，ClO2投加量為5~100mg/L，ClO2氧化時(shí)間為10~300min ;米用Fenton試劑氧化時(shí)Fe2+和H2O2濃度分別為20~600mg/L和I~55mg/L，體系pH值為3~5，反應(yīng)溫度為10~90°C，反應(yīng)時(shí)間為10~200min。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述無(wú)機(jī)膜設(shè)備中的膜元件為管式或平板無(wú)機(jī)膜，無(wú)機(jī)膜平均孔徑為5~500nm。
[0017]本發(fā)明中實(shí)施例所用的來(lái)水為油田某污水站三元復(fù)合驅(qū)采出污水，水質(zhì)分析如表I:
[0018]表1
[0019]

【權(quán)利要求】
1.油田含聚污水的處理方法，其特征在于，包括以下步驟:步驟1，對(duì)含聚合物增粘劑的污水進(jìn)行氧化處理；步驟2，對(duì)氧化降解后的污水通過(guò)無(wú)機(jī)膜進(jìn)行過(guò)濾。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田含聚污水的處理方法，其特征在于:所述的氧化處理的工藝選自(?氧化、O3Ai2O2氧化、ClO2氧化或Fenton試劑氧化。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的油田含聚污水的處理方法，其特征在于:所述的O3氧化中，臭氧投加量為20~500mg/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的油田含聚污水的處理方法，其特征在于:所述的03/H202氧化中，臭氧投加量為2(T500mg/L，H2O2投加量為I~300mg/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的油田含聚污水的處理方法，其特征在于:氧化反應(yīng)溫度為1(T90°C，反應(yīng)時(shí)間是l(T200min。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的油田含聚污水的處理方法，其特征在于:所述的ClO2氧化中，ClO2投加量為5~100 mg/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的油田含聚污水的處理方法，其特征在于:氧化時(shí)間為l(T300min，反應(yīng)溫度為 10-90°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的油田含聚污水的處理方法，其特征在于:所述的Fenton試劑氧化中，F(xiàn)e2+和H2O2濃度分別為20~600 mg/L和I~55mg/L，體系pH值為3~5，反應(yīng)溫度為1(T90°C，反應(yīng)時(shí)間為 l(T200min。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田含聚污水的處理方法，其特征在于:所述無(wú)機(jī)膜設(shè)備中的膜元件為管式或平板無(wú)機(jī)膜，無(wú)機(jī)膜平均孔徑為5~500nm。
【文檔編號(hào)】C02F9/04GK104071919SQ201410284578
【公開(kāi)日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年6月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月23日
【發(fā)明者】張春, 劉飛, 劉友強(qiáng), 徐增磊, 彭文博, 張宏 申請(qǐng)人:江蘇久吾高科技股份有限公司