本發(fā)明涉及油田污水處理領域，特別涉及一種回用稠油污水的處理方法。
背景技術：
：在油田開采過程中，水隨石油一起采出，脫水裝置可將水從油中脫出，經(jīng)脫水裝置分離出來的水即為油田采油污水(ProducedWater)，或“油田采出水”。根據(jù)油田所處的位置，采出水可細分為陸上(Offshore)采油污水和海上(Onshore)采油污水。根據(jù)油品性質(zhì)的不同，采油污水又可分為稠油污水、輕油污水和高凝油污水等。稠油污水指稠油熱采過程中產(chǎn)生的污水，主要包括注蒸汽熱采產(chǎn)生的污水及蒸汽吞吐產(chǎn)生的污水。稠油熱采產(chǎn)出油量與注蒸汽量之比通常為0.3～0.6，即每采出一噸油需注入蒸汽3.3～7.7噸，按100萬噸產(chǎn)能計算，每年鍋爐用水需水量330～770萬噸，這部分水全部以含油污水的形式產(chǎn)出，并攜帶大量熱能。稠油污水在高溫高壓的油層中溶解了地層中的各種鹽類和氣體，在采油過程中又從油層里攜帶了許多懸浮固體，在油氣集輸過程中摻進了各類化學藥劑，并且稠油污水中還會含有大量的溶解性有機物。因此，現(xiàn)有的回用稠油污水處理方法通常存在以下問題：1.稠油污水的油水密度差小。通常情況下，稠油密度在900kg/m3以上，油水密度差小于100kg/m3。因此，重力除油難度很大。2.稠油污水具有較大的粘滯性。由于稠油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量高，使得稠油粘度很高。稠油污水中由于膠質(zhì)和瀝青質(zhì)的存在，表現(xiàn)出較大的粘滯性。3.稠油污水易形成以微小的油粒為中心的水包油乳狀液。由于稠油中的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)具有天然的乳化作用，使得稠油污水乳化更加嚴重。乳狀液的存在，使得油滴聚集困難，“粗?；彪y度大，從而進一步加大了除油的難度。4.稠油污水可生化性低，在開采和油水分離過程中需投加各種化學藥劑，且化學藥劑的投加種類、性質(zhì)和數(shù)量變化非常大，而大部分是生物難降解的，這些有機物殘留在廢水中，給廢水處理帶來了困難。5.稠油污水具有較高的溫度。經(jīng)過蒸汽熱力開采出來的稠油，到達地表的溫度一般在70℃以上，由此脫出的污水溫度也很高。中國專利CN103936185A公開了一種超稠油高溫污水處理回用于熱采鍋爐的方法；中國專利CN203845890U公開了一種稠油污水回用注汽鍋爐處理系統(tǒng)。由于稠油密度高、粘度大、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量高，造成原油與水的密度差異??；膠質(zhì)和瀝青質(zhì)具有天然乳化性質(zhì)，給水中油珠凝聚增加困難；從水中分離出的原油粘度高、流動性差，給原油回收也造成困難。因此稠油污水的處理是比較困難的。技術實現(xiàn)要素：為了解決現(xiàn)有技術的問題，本發(fā)明提供一種回用稠油污水的處理方法，其特征在于，處理步驟為：將稠油廢水依次通過沉降裝置、氣浮或雙級氣浮裝置、生物膜反應器、氧化強化生物反應器、超濾裝置、二級反滲透裝置、連續(xù)電除鹽裝置，所述雙級氣浮裝置為雙級溶氣氣浮裝置。在一些實施方式中，所述沉降裝置為混凝沉降裝置。在一些實施方式中，所述生物膜反應器所用填料為MCM微孔復合空隙生物球。在一些實施方式中，所述MCM微孔復合空隙生物球由一個硬質(zhì)塑料網(wǎng)狀外殼和充填到其中的微孔介質(zhì)塊組成。在一些實施方式中，所述生物膜反應器采用二級耦合工藝。在一些實施方式中，所述生物膜反應器中設置有4個隔板，在從入水口到出水口的方向上，第1、2、3個隔板底部設置有能使水通過的空隙，第4個隔板的底部不能使水通過。在一些實施方式中，所述生物膜反應器被4個隔板分隔成五個空間，在從入水口到出水口的方向上，第二空間和第四空間的底部設置有曝氣裝置。在一些實施方式中，所述氧化強化生物反應器共有1-3套，每套氧化強化生物反應器包括1套臭氧反應器和1套生物炭反應器。在一些實施方式中，所述超濾裝置為外壓式超濾裝置。在一些實施方式中，所述超濾裝置中超濾膜材料的膜絲內(nèi)徑為0.5-1.0mm，外徑為1.0-2.0mm。本發(fā)明提供的回用稠油污水的處理方法可大大提高污水處理效率，增強降解有機污泥的微生物活性，有效地減低污泥產(chǎn)生量。該方法特別適用于難降解有機物的去除。附圖說明圖1為本發(fā)明所述回用稠油污水的處理方法示意圖；圖2為本發(fā)明所述回用稠油污水的處理方法中生物膜反應器的二級耦合示意圖；圖中：1-沉降裝置，2-氣浮裝置，3-生物膜反應器，31-復合空隙生物球，321-隔板，322-隔板，323-隔板，324-隔板，331-空間，332-空間，333-空間，334-空間，335-空間，341-曝氣裝置，342-曝氣裝置，35-入水口，36-出水口，4-氧化強化生物反應器，411-第一臭氧發(fā)生器，412-第一臭氧反應器，413-第一生物炭反應器，414-第二臭氧發(fā)生器，415-第二臭氧反應器，416-第二生物炭反應器，5-超濾裝置，6-二級反滲透裝置，61-第一反滲透裝置，62-第二反滲透裝置，7-連續(xù)電除鹽裝置。具體實施方式除非另有限定，本文使用的所有技術以及科學術語具有與本發(fā)明所屬領域普通技術人員通常理解的相同的含義。當存在矛盾時，以本說明書中的定義為準。質(zhì)量、濃度、溫度、時間、或者其它值或參數(shù)以范圍、優(yōu)選范圍、或一系列上限優(yōu)選值和下限優(yōu)選值限定的范圍表示時，這應當被理解為具體公開了由任何范圍上限或優(yōu)選值與任何范圍下限或優(yōu)選值的任一配對所形成的所有范圍，而不論該范圍是否單獨公開了。例如，1-50的范圍應理解為包括選自1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、或50的任何數(shù)字、數(shù)字的組合、或子范圍、以及所有介于上述整數(shù)之間的小數(shù)值，例如，1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、和1.9。關于子范圍，具體考慮從范圍內(nèi)的任意端點開始延伸的“嵌套的子范圍”。例如，示例性范圍1-50的嵌套子范圍可以包括一個方向上的1-10、1-20、1-30和1-40，或在另一方向上的50-40、50-30、50-20和50-10。如圖1所示，一種回用稠油污水的處理方法，處理步驟為：將稠油廢水依次通過沉降裝置1、氣浮或雙級氣浮裝置2、生物膜反應器3、氧化強化生物反應器4、超濾裝置5、二級反滲透裝置6、連續(xù)電除鹽裝置7。沉降裝置本發(fā)明提供的回用稠油污水的處理方法的第一步是將稠油污水通入沉降裝置?，F(xiàn)有技術通常采用重力沉降法，重力沉降機理是根據(jù)油、水兩相存在密度差，在重力作用下，經(jīng)過一定時間，油水混合物會自動分離。合理的水力設計和污水的停留時間是影響除油效率的兩個重要因素，在一定程度上，停留時間越長，處理效果越好。重力沉降除油包括自然沉降除油、斜板除油、粗粒化除油等方法，用于采油污水的前段處理。其代表性工藝流程即：自然沉降→混凝沉降→過濾。本發(fā)明采用沉降裝置的作用不僅是使雜質(zhì)與水分離，還防止污水中的污染物破壞生物膜反應器。本發(fā)明所使用的沉降裝置優(yōu)選為混凝沉降裝置。稠油污水中不僅含有大量的陽離子如Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+、Fe2+等和陰離子如Cl-、SO42-、CO32-、HCO3-等，它們會影響稠油污水的緩沖能力、含鹽量和結垢傾向，而且還含有少量的不同的重金屬化合物，如Cr，Cu，Pb，Hg，Ni，Ag和Zn等。另外有些稠油污水中還含有微量的放射性化學物質(zhì)如K40，U238，Th232，Ra226。鐳可以與鈣、鋇、鍶等離子共沉形成碳酸鹽和硫酸鹽垢。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在沉降裝置中加入氯化鎂和堿，能夠有效地去除污水中的硅，且在所述混凝沉降裝置運行過程中加入硫酸黏多糖，不僅能除去污水中的雜質(zhì)，還可以保護后續(xù)的生物膜反應器和超濾裝置，使超濾裝置可發(fā)揮其優(yōu)越的去除懸浮物的功能，同時可保證后續(xù)膜系統(tǒng)運行。氣浮或雙級氣浮裝置氣浮技術是將待處理的水中通入的或設法產(chǎn)生的大量微細氣泡為載體，當污水中的油滴及雜質(zhì)絮粒與氣泡相互粘附時，便形成整體密度小于水的粒團，粒團的浮力大于重力和阻力使其上浮至水面，從而完成水中固體與固體、固體與液體、液體與液體分離的凈水技術。根據(jù)微氣泡產(chǎn)生的方式，常見的氣浮凈水技術主要包括溶氣氣浮法、散氣氣浮法、電解氣浮法、化學氣浮法以及其它氣浮技術。溶氣氣浮法是在一定壓力下將空氣通入水中使之溶解并達到飽和狀態(tài)，然后再使廢水壓力突然降低，這時溶解于水中的空氣便以微氣泡的形式從水中釋放出來，以進行氣浮廢水處理。主要包括加壓溶氣法和真空溶氣法。其中，前者氣泡均勻、操作簡單、除油率較高，但所需設備龐大、流程復雜。后者氣泡上浮穩(wěn)定、絮凝體不易分散，但該法的溶氣量小、不易操作、設備結構復雜。散氣氣浮法是將壓縮空氣直接通入微孔、擴散板、微孔管產(chǎn)生微氣泡，或采用水泵吸水管、水力噴射器、高速葉輪等向水中充氣產(chǎn)生微氣泡。主要包括機械鼓氣氣浮、葉輪氣浮、射流氣浮。其中，射流氣浮法是處理油田污水的新方法，工藝簡單、氣泡小而均勻、除油率比葉輪氣浮法高，但是對設備要求太高。葉輪氣浮產(chǎn)生的氣泡不均勻，除此之外，其溶氣量大、停留時間短、成本低，應用更加廣泛。電解氣浮法是向廢水中通入一定的電流，廢水電解出H2、O2和CO2等微小氣泡吸附廢水中微小懸浮物上浮，以達到凈水的目的。雖然電解法的氣泡小、除油率高，但其電耗很大、成本較高，不適合大規(guī)模應用。氣浮的整體過程包括微氣泡的產(chǎn)生、氣泡與油滴(絮凝粒)的粘附、氣泡與油滴分離3個階段。高性能的溶氣器和釋放器能夠保證產(chǎn)生所需的均勻而足夠多的微氣泡，氣泡與油滴能否良好粘附是氣浮過程的關鍵，它決定著氣浮效果，油氣分離階段則需要刮渣機的運行。因此，好的產(chǎn)生氣泡的方法只是氣浮處理的一個條件，如果上述每個階段運行都很有效，那么最終的氣浮效果以及除油率會很高。用于本發(fā)明的氣浮裝置可以是一級氣浮裝置，也可以是雙級氣浮裝置。所述一級氣浮裝置優(yōu)選為溶氣氣浮裝置。所述雙級氣浮裝置優(yōu)選為雙級溶氣氣浮裝置。生物膜反應器稠油污水經(jīng)過沉淀反應器后，通過氣浮或雙級氣浮裝置，進入生物膜反應器。生物膜反應器是在反應器中添加各種填料以便微生物附著生長，屬于一種固定膜法，主要用于去除廢水中溶解性的和膠體狀的有機污染物。生物膜是由高度密集的好氧菌、厭氧菌、兼性菌、真菌、原生動物以及藻類等組成的生態(tài)系統(tǒng)，其附著的固體介質(zhì)稱為濾料或載體。生物膜自濾料向外可分為厭氧層、好氧層、附著水層、運動水層。生物膜法的原理是，生物膜首先吸附附著水層有機物，由好氧層的好氧菌將其分解，再進入?yún)挌鈱舆M行厭氧分解，流動水層則將老化的生物膜沖掉以生長新的生物膜，如此往復以達到凈化污水的目的。生物膜反應器處理稠油污水的步驟可以分為生物膜的形成、成熟、更新和脫落這幾個步驟。生物膜形成的前提條件是要有起支撐作用的載體物，也稱為填料或濾料。還需要有機物、N、P以及其它營養(yǎng)物質(zhì)。含有營養(yǎng)物質(zhì)和接種微生物的污水在填料的表面流動，一定時間后，微生物會附著在填料表面增殖和生長，形成一層薄的生物膜。在生物膜的成熟階段，生物膜上由細菌及其它各種微生物組成的生態(tài)系統(tǒng)以及生物膜對有機物的降解功能都達到了平衡和穩(wěn)定；在此階段，微生物高度密集，這些微生物起著去除廢水中的有機污染物的作用，形成了有機污染物-細菌-原生動物的食物鏈。生物膜的更新與脫落包括厭氧膜的出現(xiàn)、厭氧膜的加厚、生物膜的更新。厭氧膜的出現(xiàn)過程中生物膜厚度不斷增加，氧氣不能透入的內(nèi)部深處將轉(zhuǎn)變?yōu)閰捬鯛顟B(tài)。成熟的生物膜一般都由厭氧膜和好氧膜組成，而好氧膜是有機物降解的主要場所，一般厚度為2mm。厭氧膜的加厚過程中厭氧的代謝產(chǎn)物增多，導致厭氧膜與好氧膜之間的平衡被破壞。氣態(tài)產(chǎn)物的不斷逸出，減弱了生物膜在填料上的附著能力。最終成為老化生物膜，其凈化功能較差，且易于脫落。生物膜的更新過程中老化膜脫落，新生生物膜又會生長起來，新生生物膜的凈化功能較強。油田采油廢水中的有機污染物有一部分是屬于難以生物降解的多環(huán)芳烴類高分子物質(zhì)，利用厭氧處理使廢水中的一些復雜有機物在厭氧菌作用下進行水解和發(fā)酵，轉(zhuǎn)化為易于生物降解的簡單有機物，從而使可生化性得到改善，為后續(xù)處理提供條件，并去除一部分的S2-。在油田采出水的處理中，厭氧處理常常作為好氧處理的預處理手段。本發(fā)明所采用的生物膜反應器為MCM固定床填料生物膜反應器。本發(fā)明中生物膜反應器所用填料為MCM微孔復合空隙生物球。MCM技術在自來水深度處理(除COD和氨氮)，污水再生，高濃度有機污水處理，難降解有機污水處理和污水脫氮工藝中均能發(fā)揮優(yōu)異的作用。復合空隙生物填料(MCM)起源于日本，經(jīng)過二十多年的技術進步已經(jīng)發(fā)展為一整套成熟的生化水處理技術。在MCM復合空隙填料中存在填料球之間的大空隙、填料球介質(zhì)塊之間的小空隙和填料球介質(zhì)塊內(nèi)部的微空隙，在大空隙中流體流速快，氣水交換充分，適合好氧微生物生長；在介質(zhì)塊中的微孔中氣水傳質(zhì)只能通過擴散過程實現(xiàn)，適合厭氧微生物生長。污染物和活性污泥在水流帶動下在大孔好氧區(qū)、小孔缺氧區(qū)和微孔厭氧區(qū)中反復交換，使“就地硝化、反硝化”成為可能，也使得污泥的就地生化降解得以實現(xiàn)。本發(fā)明使用的生物膜反應器具有以下優(yōu)點：MCM可以將有效微生物固定在介質(zhì)塊表面，使微生物的停留時間大大延長，因此能更有效的篩選和馴化微生物；MCM中存在多種溶解氧環(huán)境和多種微生物可以附著的表面，使得同步硝化反硝化成為可能；MCM中微生物種群比活性污泥法豐富的多，因而在活性污泥中不可生化降解的有機物在MCM反應器中卻可以被生化降解；由于MCM反應器存在豐富的微生物生長環(huán)境，只要某種微生物有“食物”這種微生物就可能在MCM中繁殖。因此，在MCM體系中剩余的生物污泥在氣/水流動帶動下將會與那些以污泥為“食物”的微生物接觸反應，最終剩余的生物污泥被降解。MCM材料可以是MCM-41。它是一種納米結構材料，具有孔道呈六方有序排列、大小均勻、孔徑可在2-10nm范圍內(nèi)連續(xù)調(diào)節(jié)、比表面積大等特點。MCM-41合成區(qū)別于傳統(tǒng)分子篩合成的最大特點是所用模板劑不同，傳統(tǒng)沸石或分子篩的合成是以單個有機小分子或金屬離子為模板劑，以ZSM-5為例，所用典型模板劑為四丙基胺離子，晶體是通過酸鹽在模板劑周圍的縮聚形成的。而MCM-41的合成則不同，它是以大分子表面活性劑為模板劑，模板劑的烷基鏈一般多于10個碳原子。與其它沸石材料相比，MCM-41的骨架鋁物種熱穩(wěn)定性相對較差，在焙燒過程中，骨架鋁物種由骨架脫落成為非骨架鋁物種。通常需要對其進行改性，以增加其催化活性。改性的方法主要有：1.合成骨架結構中摻入雜原子的MCM-41，骨架中非四配位的離子如:Al3+、Cu2+、Fe3+、Zn2+、Ga3+等產(chǎn)生的陰離子表面中心，可通過質(zhì)子或其它過渡金屬離子進行抗衡從而形成催化活性中心。2.采用擔載雜多酸等方法，可制得一系列適用于不同反應的多相催化劑，如：B酸氫型MCM-41；摻雜L酸型MCM-41；摻雜金屬氧化物的堿性或兩性MCM-41；擔載PW12、SIW12、PMo12等雜多酸的MCM-41；以及擔載TiO2/SO42-、ZrO2/SO42-等固體超強酸型的MCM-41。3.MCM-41孔內(nèi)組裝固載大分子過渡金屬絡合物。MCM材料可以是MCM-48。MCM-48分子篩屬于M41S系列介孔分子篩，具有約2.6nm左右的均一孔徑及兩套相互獨立的三維螺旋孔道網(wǎng)絡結構。MCM-48具有良好的長程有序性和較高的熱穩(wěn)定性。在選擇性催化、大分子吸附分離、納米團簇的組裝等方面都具有非常誘人的應用前景，可作為吸附劑、催化材料和主體材料來合成新型的電子遷移光敏劑、半導體材料、碳纖維、非線性光學材料以及量子團簇等。因其孔徑大，可以從廢水中很好地吸附Hg、Pb、Ag、Cd等離子半徑大、不易被微孔分子篩所吸附的重金屬離子。在硫酸根離子含量較高的情況下，可以去除低濃度的鉻酸根和砷酸根，還可以處理廢水中的有機污染物苯、甲苯及揮發(fā)性的有機化合物。本發(fā)明所使用的MCM微孔復合空隙生物球由一個硬質(zhì)塑料網(wǎng)狀外殼和充填到其中的微孔介質(zhì)塊組成。其可使生物反應器中同時存在好氧、缺氧和厭氧多種微生物體系，可大大提高污水處理效率，增強降解有機污泥的微生物活性，有效地減低污泥產(chǎn)生量。該技術特別適用于難降解有機物的去除。本發(fā)明所采用的生物膜反應器將多個技術微觀結合，形成了針對難降解有機物污水處理技術和多級耦合工藝的污水處理技術。所述生物膜反應器采用二級耦合工藝。兩級耦合生化系統(tǒng)馴化培養(yǎng)兩種不同的微生物菌群，在加強系統(tǒng)反硝化能力同時，去除盡可能多的可生化降解有機物。如圖2所示的生物膜反應器3的二級耦合工藝的示意圖，所述的生物膜反應器3包括入水口35、四個隔板和出水口36。從入水口35到出水口36的方向上，四個隔板分別記為321、322、323和324，其中，321、322、323的底部設有能使水通過的空隙，隔板324的底部不能使水通過。入水口35的高度低于隔板321的高度，出水口36的高度低于隔板324的高度。四個隔板將生物膜反應器3分隔成五個空間，從入水口35處到出水口36方向上，所述五個空間分別為331、332、333、334和335，其中，空間331、332、333和334中都填裝有復合空隙生物球31，空間332和空間334的底部分別設置有曝氣裝置341和342，當所述生物膜反應器3工作時，所述曝氣裝置341和342產(chǎn)生氣體，使空間332和空間334的底部產(chǎn)生負壓，促使空間331和空間333中的液體分別通過隔板321和隔板322底部的空隙流入空間332，同理，空間333中的液體通過隔板323底部的空隙流入空間334，進而造成空間332的液面高于空間331和空間333的液面高度、空間334的液面高于空間333的液面高度。當空間332的液面高于隔板321和隔板322時，空間332中的水則從上部流入到空間331和空間333中，同理，空間334中的水則從上部流入到空間332和空間335中，由此完成空間331、332、333和334中水的循環(huán)，流入到空間335的水經(jīng)由出水口36流出生物膜反應器。氧化強化生物反應器經(jīng)生物膜反應器處理后的稠油污水進入氧化強化生物反應器。本發(fā)明所使用的氧化強化生物反應器共有1-3套，每套氧化強化生物反應器包括1套臭氧反應器和1套生物炭反應器。所述氧化強化生物反應器的數(shù)目具體可以列舉為：1、2、3。氧化強化生物反應器中，臭氧反應器和生物炭反應器串聯(lián)。采油廢水中含有暫時性的有毒物質(zhì)，對微生物起到毒害作用，同時其高溫高鹽的水質(zhì)特點使得微生物的生長受到抑制。此時，用一般生物方法處理，降解速率較慢，微生物需要一段較長的時間來適應。培養(yǎng)馴化高效優(yōu)勢菌群，采用氧化強化生物技術是實現(xiàn)高含鹽、難降解采油廢水生物處理的有效途徑。如圖1所示，氧化強化生物反應器包括臭氧反應器和生物炭反應器。第一臭氧發(fā)生器411產(chǎn)生的臭氧進入到管路，和水的混合體進入第一臭氧反應器412，經(jīng)第一臭氧反應器412處理后的水進入第一生物炭反應器413，經(jīng)第一生物炭反應器413處理過后的水進入第二臭氧反應器415。經(jīng)第二臭氧反應器415處理過后的水進入第二生物炭反應器416，其中，第一臭氧反應器412、第一生物炭反應器413、第二臭氧反應器415、第二生物炭反應器416依次串聯(lián)連接。運行實踐證明，在臭氧量投加總量恒定的情況下，因第一臭氧反應器412、第一生物炭反應器413、第二臭氧反應器415、第二生物炭反應器416依次串聯(lián)連接，使臭氧利用率提高15％-20％。臭氧在水中分解產(chǎn)生新生態(tài)氧原子具有強烈的親電子或親質(zhì)子性，在水中形成具有強氧化作用的羥基自由基，羥基自由基電位高，為2.8V，反應能力強，速度快，可引發(fā)鏈反應，使許多有機物徹底降解。臭氧化使水中氫離子增多，在活性炭表面形成更多的氫鍵中和電負性，陰離子通過活性炭孔隙的阻力大大降低，降低了污染物質(zhì)被吸附時的擴散阻力，提高了活性炭的吸附能力。生物降解過程可以將溶解性的有機物分解成二氧化碳和水或者非溶解的有機物，形成吸附-脫附的良性循環(huán)，變相提高了吸附容量。利用生物氧化特性對水質(zhì)的改善和穩(wěn)定作用，提高了活性炭的使用壽命，降低了處理成本。超濾裝置經(jīng)氧化強化生物反應器處理后的稠油污水進入超濾裝置。本發(fā)明所使用的超濾裝置主要用于進一步去除水中大分子有機物及細菌等，保證出水濁度，同時為后續(xù)設備提供保障。超濾分離是以壓力差為推動力的膜分離過程，超濾膜可允許溶劑粒子和小分子透過，而大分子和微粒不能透過。典型的超濾分離技術能截留0.002-0.1μm之間的顆粒和雜質(zhì)，允許小分子物質(zhì)和無機鹽等通過，阻擋膠體、蛋白質(zhì)、微生物和大分子有機物。現(xiàn)有超濾技術在油田污水處理的研究主要是針對低滲透油田回注水的處理。超濾技術在工業(yè)上難以大規(guī)模應用的原因在于，一是膜的預處理除油工藝不能保證除油效果，進水含油量高，膜污染嚴重，通量下降快，現(xiàn)在大多數(shù)的研究都注重如何對膜的清洗上，而對膜的預處理工藝研究較少；二是膜的清洗再生困難，由于各油田水質(zhì)差別大，因而清洗方法各不相同。本發(fā)明所使用的超濾反應器為外壓式超濾反應器。本發(fā)明所使用的超濾反應器中超濾膜材料為聚偏氟乙烯，膜絲內(nèi)徑為0.5-1.0mm，外徑為1.0-2.0mm，過濾孔徑為0.01-1.00μm。經(jīng)過特殊處理后的超濾膜具有良好親水性，抗油污染能力強；其較大的內(nèi)徑和外壓式設計也提高了其抗污染性；其截留分子率高使得其產(chǎn)水水質(zhì)較好，對反滲透的保護作用更優(yōu)。二級反滲透裝置經(jīng)超濾裝置處理后的稠油污水進入二級反滲透裝置。本發(fā)明所采用的二級反滲透裝置中的膜材料具有選擇低壓、抗污染性、耐鹽性等特性。在連接超濾裝置和二級反滲透裝置的管道上設有加入阻垢劑的加藥孔?，F(xiàn)有的反滲透裝置的膜材料從初期單一的醋酸纖維素非對稱膜發(fā)展到用表面聚合技術制成的交聯(lián)芳香族聚酸胺復合膜。操作壓力也擴展到高壓膜，中壓膜，低壓膜和超低壓膜。膜組件的形式今年來也呈現(xiàn)出多樣化的趨勢。除了傳統(tǒng)的中空纖維式、卷式、管式和板框式以外，又開發(fā)出回轉(zhuǎn)平膜、浸漬平膜等。如圖1所示，二級反滲透裝置6包括第一反滲透裝置61和第二反滲透裝置62，其中，第一反滲透裝置61和第二反滲透裝置62為串聯(lián)連接，水經(jīng)過第一反滲透裝置61處理后流入第二反滲透裝置62做進一步處理，其主要是去除水中各種離子。反滲透是采用膜法分離的水處理技術，其原理是在壓力作用下，透過反滲透膜的水成為純水；水中的雜質(zhì)被反滲透膜截留并被帶出。反滲透技術可以有效地去除水中的溶解鹽、膠體、細菌、病毒、細菌內(nèi)毒素和大部分有機物等雜質(zhì)。二級反滲透就是第一級反滲透的透過水經(jīng)調(diào)整pH值后，再由第二級高壓泵送進第二級反滲透系統(tǒng)處理，從而獲得透過水的過程。反滲透技術是近幾年來才在我國發(fā)展起來的一項現(xiàn)代高新技術。反滲透就是對溶液施加一個大于滲透壓的壓力，使水透過特制的半透膜，從溶液中分離出來。因為這個過程和滲透現(xiàn)象相反，所以稱為反滲透。按各種物料的不同滲透壓，就可以對某種溶液使用大于滲透壓的反滲透方法，達到對溶液進行分離、提取、純化和濃縮的目的。反滲透裝置，主要是分離溶液中的離子范圍，它無需加熱，更沒有相變過程，因此比傳統(tǒng)的方法能耗低。用反滲透裝置，處理工業(yè)用水，不耗用大量酸堿，無二次污染，它的運行費用也比較低。連續(xù)電除鹽裝置具體來說，EDI技術將陰陽離子交換樹脂填充在陰陽離子交換膜之間形成EDI單元，陰離子交換膜與陽離子交換膜交替排列，沿電場方向的陰離子交換膜和相鄰的陽離子交換膜之間填充陰陽離子交換樹脂的空間形成淡水室，相鄰淡水室之間形成濃水室。當污水流經(jīng)淡水室時，原水中的離子與離子交換樹脂發(fā)生離子交換作用。在直流電場的作用下，樹脂上的陰陽離子通過離子交換樹脂形成的離子傳遞通道分別向兩極遷移，陽離子和陰離子分別通過陽離子交換膜和陰離子交換膜進入到濃水室而得以去除。當EDI運行電流超過極限電流時，膜和樹脂附近的界面層發(fā)生極化，水離解，并產(chǎn)生OH-和H+。這些離子，除一部份參與負載電流而被遷移至濃水室外，大部分將使淡水室中的陰陽離子交換劑再生，保持其交換能力。可見，在離子交換、直流電場下離子的選擇性遷移以及樹脂的電再生三個過程的共同作用下，EDI在不需要化學再生的條件下實現(xiàn)了對低濃度溶液的連續(xù)深度脫鹽過程。稠油污水中除了無機污染物，還有大量的有機污染物。稠油污水中自然存在的有機化合物主要分為四類，即脂肪烴和環(huán)烷酸、芳香烴、極性化合物和脂肪酸。在不同的油田，這些化合物的相對含量和分子量分布變化很大。稠油污水中脂肪烴和環(huán)烷烴的含量范圍較寬，碳原子低于5的脂肪烴極易溶解于水中，是主要的揮發(fā)性有機碳。芳香烴化合物和脂肪烴化合物構成了稠油污水中所謂的碳氫含量，而極性化合物和脂肪酸化合物通常稱為其它有機物。芳香烴化合物特別是苯，甲苯，乙苯和萘，它們?nèi)芙庥谒?，構成了稠油污水中的溶解性化合物。極性化合物如酚類通常溶于水，但在原油或冷凝液中通常含量不高，因此稠油污水中的極性化合物濃度通常要低于芳香烴含量。脂肪酸特別是乙酸極易溶于水，因此稠油污水中含有較高濃度的脂肪酸(大約1000mg/L)。在采油過程中投加了大量的化學藥劑，這些化學藥劑具有重要的作用，如：降粘、緩蝕、阻垢、防泡、防蠟、殺菌、破乳、混凝、脫水。有些化學藥劑為純凈化合物如甲醇，另外一些為溶于溶劑的或共溶的表面活性劑。根據(jù)這些化學藥劑在油、氣和水三相中的相對溶解度，不同的化學藥劑都將進入油、氣、水三相，只不過其濃度不同而已。表面活性劑可以進入任何液相，但是在采油過程中有些表面活性劑要被消耗。因此要準確評估這些化學藥劑的數(shù)量和類型非常困難。稠油污水中的緩蝕劑主要為酰胺化合物和咪唑啉化合物，阻垢劑主要為磷酸酯化合物和磷酸化合物，破乳劑主要為烷氧基樹脂、聚己二醇脂和烷基苯磺酸鹽，聚電解質(zhì)主要為聚酰胺化合物。這些污染物在混合后非常難以除去。稠油污水黏度大、油水密度差小、乳化嚴重、水溫高、水質(zhì)水量變化大、處理難度大，高效凈水藥劑的研制和開發(fā)是稠油污水深度處理的基礎和關鍵。強化前段除油效果，減輕后段過濾系統(tǒng)的壓力，使整個工藝技術合理、緊湊和高效；同時必須充分考慮污水的均質(zhì)均量，避免來水對整個工藝流程造成沖擊。稠油污水處理工藝流程就其實質(zhì)而言就是除油、除懸浮物、除硬度、除二氧化硅和除COD等工藝的優(yōu)化組合。除油工藝主要包括混凝沉淀、氣浮等，去除絕大部分的懸浮油，為后段的過濾系統(tǒng)、軟化系統(tǒng)和生物處理系統(tǒng)創(chuàng)造有利條件。如果前段除油效果不好，即使后段過濾系統(tǒng)很長，稠油也會逐漸吸附在各個過濾器中的濾料上，造成濾料板結、濾速降低、出水水質(zhì)變壞等現(xiàn)象，加快了濾料的失效，使整個處理系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)。雖然采取了加大反沖洗強度、延長反沖洗時間、增加表面沖洗和投加化學清洗劑等技術措施，但還是不能從根本上解決反沖洗不徹底的問題。實際生產(chǎn)過程中，不得不經(jīng)常更換濾料，給生產(chǎn)管理帶來了麻煩。反之，如果前段除油效果好，進入后段過濾系統(tǒng)的主要是懸浮物，那么過濾系統(tǒng)就可發(fā)揮其優(yōu)越的去除懸浮物的功能，同時可簡化后段工藝流程，確保出水達到注汽鍋爐和外排的水質(zhì)標準。在稠油污水處理方面常用的化學藥劑有：有機和無機兩類。有機的主要有聚丙烯酰胺類、反相破乳類等；無機的主要有聚合氯化鋁、聚鐵類等。稠油開采大多采用蒸汽驅(qū)或蒸汽吞吐方式，這就必然有大量含油污水產(chǎn)生。同時熱采方式需要大量的清水資源，油田多處在我國淡水資源缺水地區(qū)，水資源緊張。應用淡水進行熱采存在兩方面問題，一是淡水源和淡水費用問題，二是熱采區(qū)塊產(chǎn)出水由于不能回用，如何處理的問題。稠油注蒸汽開發(fā)，采出液經(jīng)過脫水處理后，污水出路有如下幾種：1.調(diào)至稀油區(qū)塊作為有效注水水源回注油層。但此方式只能用去一部分，因為稀油區(qū)塊也產(chǎn)含油污水，特別是油田開發(fā)后期，自產(chǎn)污水更多。2.注入廢地層，即無效回注，用以防止對地面污染。這種出路雖可以暫時緩解污水出路問題，但存在很大問題：其一廢地層有限，其二回注污水消耗大量電能。3.處理后達標排放。國家對污水外排總量有著嚴格的限制，并對污水外排收取外排費用。污水處理后即使達標也不能全部外排，而且處理需要可觀的處理費。4.處理后回用于注氣開發(fā)用熱采鍋爐，使其稠油污水處理后就地回用。這是使廢水資源化的有效途徑，既不污染周圍環(huán)境，又可以充分利用稠油污水的熱能。既節(jié)約淡水資源，又節(jié)省熱能。目前，稠油污水經(jīng)深度處理后，應符合表1的標準。表1經(jīng)本發(fā)明提供的方法處理后的水即能符合稠油污水回用的標準。本發(fā)明提供一種回用稠油污水的處理方法，其特征在于，處理步驟為：將稠油廢水依次通過沉降裝置、氣浮或雙級氣浮裝置、生物膜反應器、氧化強化生物反應器、超濾裝置、二級反滲透裝置、連續(xù)電除鹽裝置，所述雙級氣浮裝置為雙級溶氣氣浮裝置。在一些實施方式中，所述沉降裝置為混凝沉降裝置。在一些實施方式中，所述生物膜反應器所用填料為MCM微孔復合空隙生物球。在一些實施方式中，所述MCM微孔復合空隙生物球由一個硬質(zhì)塑料網(wǎng)狀外殼和充填到其中的微孔介質(zhì)塊組成。在一些實施方式中，所述生物膜反應器采用二級耦合工藝。在一些實施方式中，所述生物膜反應器中設置有4個隔板，在從入水口到出水口的方向上，第1、2、3個隔板底部設置有能使水通過的空隙，第4個隔板的底部不能使水通過。在一些實施方式中，所述生物膜反應器被4個隔板分隔成五個空間，在從入水口到出水口的方向上，第二空間和第四空間的底部設置有曝氣裝置。在一些實施方式中，所述氧化強化生物反應器共有1-3套，每套氧化強化生物反應器包括1套臭氧反應器和1套生物炭反應器。在一些實施方式中，所述超濾裝置為外壓式超濾裝置。在一些實施方式中，所述超濾裝置中超濾膜材料的膜絲內(nèi)徑為0.5-1.0mm，外徑為1.0-2.0mm。實施例1如圖1，一種回用稠油污水的處理方法，處理步驟為：將稠油廢水依次通過沉降裝置、雙級氣浮裝置、生物膜反應器、氧化強化生物反應器、超濾裝置、二級反滲透裝置、連續(xù)電除鹽裝置，所述雙級氣浮裝置為雙級溶氣氣浮裝置。所述沉降裝置為混凝沉降裝置。所述生物膜反應器為MCM固定床填料生物膜反應器。所述生物膜反應器所用填料為MCM微孔復合空隙生物球，MCM-48。所述MCM微孔復合空隙生物球由一個硬質(zhì)塑料網(wǎng)狀外殼和充填到其中的微孔介質(zhì)塊組成?？讖綖?.6nm。所述生物膜反應器采用二級耦合工藝。所述生物膜反應器中設置有4個隔板，在從入水口到出水口的方向上，第1、2、3個隔板底部設置有能使水通過對空隙，第4個隔板的底部不能使水通過。所述生物膜反應器被4個隔板分隔成五個空間，在從入水口到出水口的方向上，第二空間和第四空間的底部設置有曝氣裝置。所述氧化強化生物反應器共有2套，每套氧化強化生物反應器包括1套臭氧反應器和1套生物炭反應器。所述超濾裝置為外壓式超濾裝置。超濾膜材料為聚偏氟乙烯，膜絲內(nèi)徑為0.5mm，外徑為1.0mm。在連接超濾裝置和二級反滲透裝置的管道上設有加入阻垢劑的加藥孔。實施例2如圖1，一種回用稠油污水的處理方法，處理步驟為：將稠油廢水依次通過沉降裝置、雙級氣浮裝置、生物膜反應器、氧化強化生物反應器、超濾裝置、二級反滲透裝置、連續(xù)電除鹽裝置，所述雙級氣浮裝置為雙級溶氣氣浮裝置。所述沉降裝置為混凝沉降裝置。所述生物膜反應器為MCM固定床填料生物膜反應器。所述生物膜反應器所用填料為MCM微孔復合空隙生物球，MCM-48。所述MCM微孔復合空隙生物球由一個硬質(zhì)塑料網(wǎng)狀外殼和充填到其中的微孔介質(zhì)塊組成?？讖綖?.6nm。所述生物膜反應器采用二級耦合工藝。所述生物膜反應器中設置有4個隔板，在從入水口到出水口的方向上，第1、2、3個隔板底部設置有能使水通過對空隙，第4個隔板的底部不能使水通過。所述生物膜反應器被4個隔板分隔成五個空間，在從入水口到出水口的方向上，第二空間和第四空間的底部設置有曝氣裝置。所述氧化強化生物反應器共有2套，每套氧化強化生物反應器包括1套臭氧反應器和1套生物炭反應器。所述超濾裝置為外壓式超濾裝置。超濾膜材料為聚偏氟乙烯，膜絲內(nèi)徑為0.5mm，外徑為1.0mm。在連接超濾裝置和二級反滲透裝置的管道上設有加入阻垢劑的加藥孔。實施例3如圖1，一種回用稠油污水的處理方法，處理步驟為：將稠油廢水依次通過沉降裝置、雙級氣浮裝置、生物膜反應器、氧化強化生物反應器、超濾裝置、二級反滲透裝置、連續(xù)電除鹽裝置，所述雙級氣浮裝置為雙級溶氣氣浮裝置。所述沉降裝置為混凝沉降裝置。所述生物膜反應器為MCM固定床填料生物膜反應器。所述生物膜反應器所用填料為MCM微孔復合空隙生物球，MCM-50。所述MCM微孔復合空隙生物球由一個硬質(zhì)塑料網(wǎng)狀外殼和充填到其中的微孔介質(zhì)塊組成。孔徑為2.6nm。所述生物膜反應器采用二級耦合工藝。所述生物膜反應器中設置有4個隔板，在從入水口到出水口的方向上，第1、2、3個隔板底部設置有能使水通過對空隙，第4個隔板的底部不能使水通過。所述生物膜反應器被4個隔板分隔成五個空間，在從入水口到出水口的方向上，第二空間和第四空間的底部設置有曝氣裝置。所述氧化強化生物反應器共有2套，每套氧化強化生物反應器包括1套臭氧反應器和1套生物炭反應器。所述超濾裝置為外壓式超濾裝置。超濾膜材料為聚偏氟乙烯，膜絲內(nèi)徑為0.5mm，外徑為1.0mm。在連接超濾裝置和二級反滲透裝置的管道上設有加入阻垢劑的加藥孔。實施例4如圖1，一種回用稠油污水的處理方法，處理步驟為：將稠油廢水依次通過沉降裝置、雙級氣浮裝置、生物膜反應器、氧化強化生物反應器、超濾裝置、二級反滲透裝置、連續(xù)電除鹽裝置，所述雙級氣浮裝置為雙級溶氣氣浮裝置。所述沉降裝置為混凝沉降裝置。在所述混凝沉淀反應器運行過程中加入硫酸黏多糖。所述生物膜反應器為MCM固定床填料生物膜反應器。所述生物膜反應器所用填料為MCM微孔復合空隙生物球，MCM-48。所述MCM微孔復合空隙生物球由一個硬質(zhì)塑料網(wǎng)狀外殼和充填到其中的微孔介質(zhì)塊組成?？讖綖?.6nm。所述生物膜反應器采用二級耦合工藝。所述生物膜反應器中設置有4個隔板，在從入水口到出水口的方向上，第1、2、3個隔板底部設置有能使水通過對空隙，第4個隔板的底部不能使水通過。所述生物膜反應器被4個隔板分隔成五個空間，在從入水口到出水口的方向上，第二空間和第四空間的底部設置有曝氣裝置。所述氧化強化生物反應器共有2套，每套氧化強化生物反應器包括1套臭氧反應器和1套生物炭反應器。所述超濾裝置為外壓式超濾裝置。超濾膜材料為聚偏氟乙烯，膜絲內(nèi)徑為0.5mm，外徑為1.0mm。在連接超濾裝置和二級反滲透裝置的管道上設有加入阻垢劑的加藥孔。實施例5一種回用稠油污水的處理方法，處理步驟為：將稠油廢水依次通過沉降裝置、氣浮裝置、生物膜反應器、氧化強化生物反應器、超濾裝置、二級反滲透裝置、連續(xù)電除鹽裝置。所述沉降裝置為混凝沉降裝置，所述氣浮裝置為溶氣氣浮裝置。所述生物膜反應器為MCM固定床填料生物膜反應器。所述生物膜反應器所用填料為MCM微孔復合空隙生物球，MCM-48。所述MCM微孔復合空隙生物球由一個硬質(zhì)塑料網(wǎng)狀外殼和充填到其中的微孔介質(zhì)塊組成。孔徑為2.6nm。所述生物膜反應器采用二級耦合工藝。所述生物膜反應器中設置有4個隔板，在從入水口到出水口的方向上，第1、2、3個隔板底部設置有能使水通過對空隙，第4個隔板的底部不能使水通過。所述生物膜反應器被4個隔板分隔成五個空間，在從入水口到出水口的方向上，第二空間和第四空間的底部設置有曝氣裝置。所述氧化強化生物反應器共有1套，每套氧化強化生物反應器包括1套臭氧反應器和1套生物炭反應器。所述超濾裝置為外壓式超濾裝置。超濾膜材料為聚偏氟乙烯，膜絲內(nèi)徑為0.5mm，外徑為2.0mm。在連接超濾裝置和二級反滲透裝置的管道上設有加入阻垢劑的加藥孔。實施例6一種回用稠油污水的處理方法，處理步驟為：將稠油廢水依次通過沉降裝置、雙級氣浮裝置、生物膜反應器、氧化強化生物反應器、超濾裝置、二級反滲透裝置、連續(xù)電除鹽裝置，所述雙級氣浮裝置為雙級溶氣氣浮裝置。所述沉降裝置為混凝沉降裝置。所述生物膜反應器為MCM固定床填料生物膜反應器。所述生物膜反應器所用填料為MCM微孔復合空隙生物球，MCM-48。所述MCM微孔復合空隙生物球由一個硬質(zhì)塑料網(wǎng)狀外殼和充填到其中的微孔介質(zhì)塊組成?？讖綖?.6nm。所述生物膜反應器采用二級耦合工藝。所述生物膜反應器中設置有4個隔板，在從入水口到出水口的方向上，第1、2、3個隔板底部設置有能使水通過對空隙，第4個隔板的底部不能使水通過。所述生物膜反應器被4個隔板分隔成五個空間，在從入水口到出水口的方向上，第二空間和第四空間的底部設置有曝氣裝置。所述氧化強化生物反應器共有3套，每套氧化強化生物反應器包括1套臭氧反應器和1套生物炭反應器。所述超濾裝置為外壓式超濾裝置。超濾膜材料為聚偏氟乙烯，膜絲內(nèi)徑為1.0mm，外徑為1.0mm。在連接超濾裝置和二級反滲透裝置的管道上設有加入阻垢劑的加藥孔。評價方法1.硬度使用SP510在線硬度分析儀測定經(jīng)實施例1-4處理后的污水。2.鐵依據(jù)HG/T4327測定經(jīng)實施例1-4處理后的污水。3.二氧化硅使用CM-04-32二氧化硅水質(zhì)測定儀測定經(jīng)實施例1-4處理后的污水。4.pH值使用pH6000臺式PH測量儀測定經(jīng)實施例1-4處理后的污水。5.油依據(jù)GB/T1576測定經(jīng)實施例1-4處理后的污水。6.懸浮物依據(jù)GB/T11901測定經(jīng)實施例1-4處理后的污水。檢測結果見表2。表2實施例1實施例2實施例3實施例4硬度(μmol/L)0.050.050.040鐵(μg/L)2420二氧化硅(μg/L)1025202pH值(25℃)10.59.58.29.1油(mg/L)0.20.10.20懸浮物(mg/L)0.510.80以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡是根據(jù)本
發(fā)明內(nèi)容所做的均等變化與修飾，均涵蓋在本發(fā)明的專利范圍內(nèi)。當前第1頁1 2 3