專利名稱:油田聚合物驅(qū)采出水的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油田聚合物驅(qū)采油污水處理技術(shù)，屬于含油、含聚油田污水處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聚丙烯酰胺(PAM)是丙烯酰胺均聚物或與其它單體共聚而得聚合物的統(tǒng)稱，是水溶性高分子中應用最廣泛的品種之一。在三次采油中采用聚合物驅(qū)油可以提高原油采收率。聚合物驅(qū)采出水中含有大量的聚丙烯酰胺，這樣的污水在采用常規(guī)污水處理系統(tǒng)進行處理時，出現(xiàn)的主要問題如下
(I)化學絮凝困難，采用原來的絮凝劑，即使用量增加十余倍，仍難以充分絮凝；
(2)沉降罐頂部浮渣聚積嚴重，設(shè)備空間利用率大幅度降低，沉降效果極差，加重了過濾系統(tǒng)負擔；
(3)過濾器濾料板結(jié)嚴重，反洗困難，過水嚴重不均，濾料更新周期僅兩個月左右。
研究發(fā)現(xiàn)導致以上現(xiàn)象的原因有如下幾點
(I)采出水中含有聚合物，會使含油污水的粘度成倍增加(通常增加2 4倍以上)。45°C時水驅(qū)采出水的粘度一般為0. 6mPa*s,而聚合物驅(qū)采出水的粘度隨聚合物含量的增加而增加，一般為I 3mPa s ;粘度的增加會增大水中膠體顆粒的穩(wěn)定性，同時聚合物的存在也使油水乳化程度和強度提高，油水分離速度減慢，結(jié)果是含聚污水處理所需的自然沉降時間增長。
(2)采出水的油珠變小。粒徑測試發(fā)現(xiàn)聚合物采出水中油珠粒徑小于10 ii m的油珠數(shù)量為90%以上，油珠粒徑中值為3 5 ii m。微觀測試結(jié)果表明聚合物使油水界面水膜強度增大，界面電荷增強，導致采出水中小油珠穩(wěn)定地存在于0/W的乳狀液水體中。因而增加了處理難度，使處理后的污水中油含量較高。
(3)由于陰離子型聚合物的存在，嚴重干擾了絮凝劑的使用效果，使絮凝作用變差，大大增加了藥劑的用量。同時，處理后的水質(zhì)達不到原有水質(zhì)標準，油含量和懸浮固體含量嚴重超標。污水含聚后，含油污水處理的總體效果變差。
(4)由于聚合物吸附性較強，攜帶的泥沙量較大，大大縮短了反沖洗周期，增加了反沖洗的工作量。同時由于泥沙量增大，要求處理各工藝環(huán)節(jié)排泥設(shè)施必須得當，必要時需增加污泥處理環(huán)節(jié)。通過調(diào)查，研究者發(fā)現(xiàn)在聚合物驅(qū)三采實施的前期和后期所暴露的問題基本一致，只是隨聚合物含量的增加，問題更加突出、尖銳。
中國發(fā)明專利02121095.0(公開號CN 1381410A)公開了一種含聚污水深度處理及回用工藝，解決了含聚污水礦化度高的問題，其特征在于按照以下步驟進行，加藥在含聚污水進入的污水調(diào)節(jié)池內(nèi)加入殺菌劑；吸附截流質(zhì)量百分數(shù)為20% 30%的懸浮物和細菌；一級膜過濾深度去除質(zhì)量百分數(shù)為99%以上的懸浮物和細菌及過濾掉質(zhì)量百分數(shù)為80%的Ca2+、Mg2+離子，出水率質(zhì)量百分數(shù)為90% 95%，質(zhì)量百分數(shù)為5% 10%的濃縮液返回繼續(xù)過濾；二級膜過濾過濾掉質(zhì)量百分數(shù)為90%的Ca2+、Mg2+、K+、Na+離子，出水收率質(zhì)量百分數(shù)為80 % 85 %，質(zhì)量百分數(shù)為15 % 20 %的濃縮液返回繼續(xù)過濾，直至出水礦化度在1000mg/L以下；回用經(jīng)過二級膜過濾后的出水進入清水罐儲存，總收率質(zhì)量百分數(shù)為72% 81%，打入聚合物配注站進行配制聚合物溶液。
中國發(fā)明專利03123565. 4公開了一種油田聚合物驅(qū)采出污水系統(tǒng)處理工藝，主要解決了現(xiàn)有油田聚合物驅(qū)采出污水處理工藝處理效率低、投資大的問題，其特征在于油站來水口的含油污水經(jīng)除油器依次進入過濾器、外輸罐，外輸泵將外輸罐的水輸入注水站；反沖洗泵將外輸罐中的凈化水提升依次進入過濾器，過濾器反沖洗排水前輸入濃縮罐，反沖洗排水后輸入回收水池；將除油器底部沉降分離出的污泥排入污泥濃縮罐，污泥經(jīng)過濃縮后，污泥濃縮罐的上清液排入回收水池；回收泵將回收水池中的污水提升進入除油器再處理；污油泵將從除油器入污油罐中的污油泵入油站。
以上兩項專利雖然都涉及到聚合物驅(qū)采出污水處理，但都沒有提供聚合物降解的 方法。而實驗發(fā)現(xiàn)，如果不對聚合物進行減粘和降解，污水處理系統(tǒng)很難正常運轉(zhuǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，提供一種油田聚合物驅(qū)采出水的處理方法，用該方法處理污水，可以對聚合物進行減粘和降解，出水可達到配聚用水的要求。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種油田聚合物驅(qū)采出水處理方法，其特征在于包括以下步驟
a、除去污水中的浮油和分散油；
b、除去污水中的乳化油和懸浮物；
C、分離污水中的懸浮物以及固體顆粒雜質(zhì)；
d、降低污水的粘度到0. 4mPa s以下；
e、微生物降解污水中的聚合物和石油，所述的微生物菌種來自大自然，通過人工篩選和馴化獲得，其中降解污水中聚合物的微生物的人工篩選和馴化步驟如下
取油田含聚合物的污水水樣250mL，添加1000mg/L的油田驅(qū)油用的聚合物，搖床培養(yǎng)和馴化，馴化3個月后，進行菌種純化、分離，分離出I株芽孢桿菌屬菌株(芽孢桿菌Bacillus sp.)，該菌株保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏號CGMCC No. 3345，保藏日2009年10月19日，以此為菌種降解污水中的聚合物；
降解污水中石油的微生物的人工篩選和馴化步驟如下
取油田含油沙土土樣,取Ig倒入裝有500mg/L石油和IOOmL蒸懼水的錐形瓶中，搖床培養(yǎng)和馴化，馴化I個月后，進行菌種純化、分離，分離出I株芽孢桿菌屬菌株(芽孢桿菌Bacillus sp.),該菌株保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心,保藏號CGMCC No. 3344，保藏日2009年10月19日，以此為菌種降解污水中的石油；
f、超濾膜過濾除去污水中的細菌、病毒和懸浮物；
g、反滲透膜過濾濾掉無機離子。
所述步驟a為向污水中加入質(zhì)量百分數(shù)為0. 3% 3%破乳劑。
所述步驟b為向污水中加入50mg/L 150mg/L絮凝劑和50mg/L 200mg/L的混凝劑。
所述步驟c為將0. 4 0. 6MPa的溶氣釋放到浮選池中，溶氣瞬間減壓到常壓，隨著壓力的降低，溶解在污水中的氣體被抽出析出形成微氣泡并向上浮起，在浮起過程中不斷地吸附污水中的懸浮顆粒，并將它們帶到水面，然后被撇走。
所述步驟d為以鐵為電極，采用消耗電極法，外加交流電壓使電極氧化而釋放出金屬離子，同時外部提供的O2捕集外電場提供的電子，形成氧自由基離子O2-，氧自由基離子誘發(fā)出H2O2后生成羥基自由基離子 0H，羥基自由基離子 OH具有極高的氧化性，可將聚合物的分子鏈打斷，大分子聚合物斷鏈后變成無數(shù)個小分子，使含聚合物的污水粘度大大降低，粘度降到0. 4mPa s以下。
所述步驟e中的降解聚合物的菌種種液和降解石油的菌種種液按I : I混合，投加到污水中對其進行聚合物和石油的降解處理。
所述步驟f為，采用管式超濾膜，其直徑為8mm,膜孔徑為30nm,水流流速為4. Im/
So本發(fā)明的有益效果是處理效果好，特別是有效地降解了污水中的聚合物，處理后的水可以滿足配制聚合物溶液用水要求。
具體實施方式
本發(fā)明一種油田聚合物驅(qū)采出水處理方法，包括以下步驟
a、除去污水中的浮油和分散油。對含聚含油污水進行隔油處理，具體操作方法是向污水中加入質(zhì)量百分數(shù)為0. 3% 3%破乳劑，破乳劑可以是ZC-3086或者是TP系列特效破乳劑或者是XD-80系列石油破乳劑等，攪拌，除去污水中的浮油和分散油；
b、除去污水中的乳化油和懸浮物。向污水中加入50mg/L 150mg/L絮凝劑和50mg/L 200mg/L的混凝劑,絮凝劑可以是JO-I無機絮凝劑或者是聚丙烯酸鈉有機絮凝劑等；混凝劑可以是CAX混凝劑或者是聚合氯化鋁(PAC)混凝劑等；
C、分離污水中的懸浮物以及固體顆粒雜質(zhì)。通過溶氣氣浮進行處理將0.4
0.6MPa的溶氣釋放到浮選池中，溶氣瞬間減壓到常壓，隨著壓力的降低，溶解在污水中的氣體被抽出析出形成微氣泡并向上浮起，在浮起過程中不斷地吸附污水中的懸浮顆粒，并將它們帶到水面，然后被撇走，達到分離污水中懸浮物以及固體顆粒雜質(zhì)的目的；
d、降低污水的粘度到0. 4mPa *s以下。采用電催化氧化方法以鐵為電極，采用消耗性電極法，外加交流電壓使電極氧化而釋放出金屬離子，同時外部提供的O2捕集外電場提供的電子，形成氧自由基離子02_，氧自由基離子誘發(fā)出H2O2后生成羥基自由基離子 0H，羥基自由基離子 OH具有極高的氧化性，可將聚合物的分子鏈打斷，大分子聚合物斷鏈后變成無數(shù)個小分子，使含聚合物的污水粘度大大降低，粘度降到0. 4mPa s以下，污水流動性變好；
e、微生物降解污水中的聚合物和石油，所述的微生物菌種來自大自然，通過人工篩選和馴化獲得
(I)降解污水中聚合物的微生物的人工篩選和馴化步驟如下
取油田含聚合物的污水水樣250mL，添加1000mg/L的油田驅(qū)油用的聚合物，搖床培養(yǎng)和馴化，馴化3個月后，進行菌種純化、分離，分離出I株芽孢桿菌屬(Bacillus)菌株，以此為菌種降解污水中的聚合物；
降解污水中石油的微生物的人工篩選和馴化步驟如下
取油田含油沙土土樣,取Ig倒入裝有500mg/L石油和IOOmL蒸懼水的錐形瓶中，搖床培養(yǎng)和馴化，馴化I個月后，進行菌種純化、分離，分離出I株芽孢桿菌屬菌株，以此為菌種降解污水中的石油；
各油田含油沙土土樣組成可能會略有不同，但通過上述方法進行菌種純化、分離，一般都可以得到降解污水中的聚合物和石油的菌種。
將上述降解污水中降解聚合物的菌種種液和降解石油的菌種種液按I : I混合，投加到污水中對其進行聚合物和石油的降解處理；
f、超濾膜過濾采用管式超濾膜，其直徑為8mm，膜孔徑為30nm，水流流速為4. Im/S，經(jīng)超濾膜過濾后，污水中的細菌、病毒和懸浮物被除去；
g、反滲透膜過濾水中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、K+、Na+等無機離子被濾掉，降低了污水的礦化度，從而達到配制聚合物溶液用水的要求。
使用該工藝處理某油田污水站的含油、含聚廢水，實驗規(guī)模為5m3/h。其中
除去污水中的浮油和分散油向污水中加入質(zhì)量百分數(shù)為I. 5%破乳劑ZC-3086 ；
除去污水中的乳化油和懸浮物向污水中加入100mg/L JO-I無機絮凝劑，加入150mg/L CAX 混凝劑；
分離污水中的懸浮物以及固體顆粒雜質(zhì)將0. 5MPa的溶氣釋放到浮選池中；
連續(xù)運轉(zhuǎn)3周，監(jiān)測到的原水水質(zhì)和出水水質(zhì)對比如下表
表I
權(quán)利要求
1.一種微生物，其特征在于其為芽孢桿菌屬菌株(Bacillus sp.),該菌株保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏號=CGMCC No. 3345。
2.一種油田聚合物驅(qū)采出水處理方法，其特征在于包括以下步驟 a、除去污水中的浮油和分散油； b、除去污水中的乳化油和懸浮物； C、分離污水中的懸浮物以及固體顆粒雜質(zhì)； d、降低污水的粘度到0.4mPa s以下； e、微生物降解污水中的聚合物和石油，其中降解污水中的聚合物的微生物為權(quán)利要求
I所述的微生物；降解污水中的石油的微生物為一種芽孢桿菌屬菌株(Bacillus sp.),該菌株保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏號CGMCC No. 3344; f、超濾膜過濾除去污水中的細菌、病毒和懸浮物； g、反滲透膜過濾濾掉無機離子。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的油田聚合物驅(qū)采出水處理方法，其特征是所述步驟a為向污水中加入質(zhì)量分數(shù)為0. 3% 3%破乳劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的油田聚合物驅(qū)采出水處理方法，其特征是所述步驟b為向污水中加入50mg/L 150mg/L絮凝劑和50mg/L 200mg/L的混凝劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的油田聚合物驅(qū)采出水處理方法，其特征是所述步驟c為將·0.4 0. 6MPa的溶氣釋放到浮選池中，溶氣瞬間減壓到常壓，隨著壓力的降低，溶解在污水中的氣體被抽出析出形成微氣泡并向上浮起，在浮起過程中不斷地吸附污水中的懸浮顆粒，并將它們帶到水面，然后被撇走。
6.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的油田聚合物驅(qū)采出水處理方法，其特征是所述步驟d為以鐵為電極，采用消耗性電極法，外加交流電壓使電極氧化而釋放出金屬離子，同時外部提供的O2捕集外電場提供的電子，形成氧自由基離子02_，氧自由基離子誘發(fā)出H2O2后生成羥基自由基離子 0H，羥基自由基離子 OH具有極高的氧化性，可將聚合物的分子鏈打斷，大分子聚合物斷鏈后變成無數(shù)個小分子，使含聚合物的污水粘度大大降低，粘度降到0. 4mPa s以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的油田聚合物驅(qū)采出水處理方法，其特征是所述步驟e中的降解聚合物的菌種種液和降解石油的菌種種液按I : I混合，投加到污水中對其進行聚合物和石油的降解處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的油田聚合物驅(qū)采出水處理方法，其特征是所述步驟f 為，采用管式超濾膜，其直徑為8mm，膜孔徑為30nm，水流流速為4. lm/s。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種油田聚合物驅(qū)采出水處理方法，包括以下步驟a、除去浮油和分散油；b、除去乳化油和懸浮物；c、分離懸浮物以及固體顆粒雜質(zhì)；d、降低污水粘度；e、微生物降解污水中的聚合物和石油，所述的微生物菌種來自大自然，從油田污水水樣中分離出1株芽孢桿菌屬(Bacillus)菌株，以此為菌種降解污水中的聚合物；從油田沙土土樣中分離出1株芽孢桿菌屬菌株，以此為菌種降解污水中的石油；f、除去污水中的細菌、病毒和懸浮物；g、除去污水中的無機離子。本發(fā)明的有益效果是處理效果好，特別是有效地降解了污水中的聚合物，處理后的水可以滿足配制聚合物溶液用水要求。
文檔編號C02F1/40GKCN102040311 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請?zhí)朇N 200910236150
公開日2012年8月22日 申請日期2009年10月20日
發(fā)明者劉亞, 張忠智, 李國文, 羅一菁, 馬根, 高玉格 申請人:北京緯綸華業(yè)環(huán)保科技股份有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan