專(zhuān)利名稱(chēng)：一種油田油泥砂無(wú)害化處理方法和處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油田廢棄油泥砂的處理工藝和處理裝置，特別是一種油田油泥砂無(wú)害化處理方法和處理裝置，用于處理各種油田生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的油泥砂。
背景技術(shù)：
油田油泥砂主要來(lái)源于注水開(kāi)發(fā)過(guò)程中，隨著采出液含水率越來(lái)越高，采出水采出的地層泥砂越來(lái)越多，在脫水罐、貯油罐、污油罐等底部沉積，清罐后產(chǎn)生大量油泥砂；另外油田生產(chǎn)過(guò)程中設(shè)備穿孔、作業(yè)、盜油破壞造成的原油撒落、污染的土壤，收集形成油泥砂。油田油泥砂的成分復(fù)雜。含油量高，一般為10～50％，含水率為5～50％，含有固體泥、砂量為10～80％。油田油泥砂呈油、泥、砂、水多相混合狀態(tài)，屬固體廢棄物，不能直接利用。一般油田每年產(chǎn)生油泥砂上萬(wàn)方，多者可高達(dá)十萬(wàn)方，并且油泥砂不斷增加積累，長(zhǎng)期堆放在露天環(huán)境中，無(wú)法處理，占用大量土地資源，給環(huán)境造成直接污染，其中的石油類(lèi)和有毒有害物質(zhì)隨著雨水的沖刷污染土壤和水源。由于油泥砂的累積和長(zhǎng)時(shí)間的堆放，油泥砂形成比較穩(wěn)定的體系，難以處理，造成含有的原油資源的浪費(fèi)，如何對(duì)油泥砂進(jìn)行處理并做到無(wú)害化排放是許多油田面臨的難題之一。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)油田含油泥砂的治理通常有隔離法、離心分離法、混凝處理法、焦化處理法、干燥焚燒法、化學(xué)氧化法、生物修復(fù)法等。國(guó)內(nèi)含油泥砂的無(wú)害化處理技術(shù)還在研究階段，尚未形成成熟的處理工藝；國(guó)外對(duì)含油泥砂的處理主要是采用鋪路、焚燒，對(duì)污染的土壤進(jìn)行生物修復(fù)。生物修復(fù)技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)外發(fā)展研究的趨勢(shì)，但生物反應(yīng)器僅應(yīng)用于被石油污染土壤的處理，不能直接應(yīng)用于油田含油泥砂的處理。油田生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)需要一種能夠有效處理含油泥砂的生物處理工藝和生物處理裝置，處理后使油田含油泥砂符合國(guó)家規(guī)定的無(wú)害化排放標(biāo)準(zhǔn)要求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種油田油泥砂無(wú)害化處理方法和處理裝置，通過(guò)物理化學(xué)方法并使用生物處理方法，讓油泥砂的含油量達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。使目前油田現(xiàn)場(chǎng)油泥砂堆放、污染環(huán)境的難題得到徹底解決。
本技術(shù)解決方案可達(dá)上述目的一種油田油泥砂無(wú)害化處理方法，包括油田油泥砂泥漿化預(yù)處理、化學(xué)前處理、沉降處理和油水分離處理，將經(jīng)過(guò)上述處理后的油田油泥砂再進(jìn)行生物處理，通過(guò)細(xì)菌的繁殖代謝剝離、降解油泥砂中的原油。
用于上述處理方法的生物處理裝置包括處理罐、自動(dòng)溫控器、加藥器、攪拌部分和曝氣部分，將自動(dòng)溫控器、攪拌部分、曝氣部分和加藥器與處理罐連接。
與現(xiàn)有的處理工藝和方法相比，本發(fā)明是將物理、化學(xué)和生物處理工藝技術(shù)綜合利用，具有處理工藝合理、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、處理效果穩(wěn)定、原油回收率高、油泥砂處理徹底等優(yōu)點(diǎn)。能夠?qū)崿F(xiàn)油田油泥砂的無(wú)害化治理，解決了油田油泥砂污染環(huán)境的問(wèn)題，不造成二次污染。同時(shí)回收了油泥砂中含有的大部分油品，實(shí)現(xiàn)了油泥砂原油的資源化，其處理工藝經(jīng)濟(jì)合理。既能針對(duì)油田生產(chǎn)中脫水罐、貯油罐、污油罐的清淤處理，又可針對(duì)油田長(zhǎng)期堆放的油泥砂的大規(guī)模處理。其生物處理裝置采用模塊化設(shè)計(jì)，可組裝形成車(chē)載移動(dòng)式處理裝置，也可根據(jù)該處理模式建設(shè)成大規(guī)模的工廠(chǎng)化處理方式。
附圖1是本發(fā)明的油泥砂處理方法的工藝流程圖。
附圖2是本發(fā)明生物處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳述參見(jiàn)附圖1和2，一種油田油泥砂無(wú)害化處理方法，包括油田油泥砂泥漿化預(yù)處理、化學(xué)前處理、沉降處理和油水分離處理，將經(jīng)過(guò)上述處理后的油田油泥砂再進(jìn)行生物處理，將水和生物處理菌液以及生物處理營(yíng)養(yǎng)劑加入油泥砂中，通過(guò)細(xì)菌的繁殖代謝剝離、降解油泥砂中的原油?？紤]到經(jīng)濟(jì)實(shí)用的因素，油泥砂與加入水的比例最好為1∶1～3中的任意一種中，當(dāng)然也可以加大或者縮小油泥砂與水的比例，如1∶1～5。水溫是30℃～40℃中的任意一種，加入的水可以是清水或者是油田污水。生物處理菌液由多株降解菌種和產(chǎn)表面活性劑菌種組成，用于營(yíng)養(yǎng)、繁殖該生物處理菌液的生物處理營(yíng)養(yǎng)劑由無(wú)機(jī)氮、磷和多種微量元素組成。生物處理裝置包括處理罐1、自動(dòng)溫控器2、加藥器、攪拌部分和曝氣部分，將自動(dòng)溫控器2、攪拌部分、曝氣部分和加藥器與處理罐1連接。處理罐1設(shè)有頂蓋，在頂蓋和罐體底部分別設(shè)有進(jìn)料口和排料口，罐體側(cè)壁設(shè)有加藥器連接口4、取樣口5和曝氣連接口。處理罐1的底部罐體為球形或錐形，座在支架7或者底座上，起到固定作用，并利于排料。罐體的側(cè)壁和底部設(shè)有擋板，在罐體的側(cè)壁和底部設(shè)置擋板，是為了防止攪拌過(guò)程中產(chǎn)生渦流，增大含油泥砂的懸浮效果。在罐體中部設(shè)有取樣口5，可隨時(shí)取樣對(duì)生物處理效果進(jìn)行分析。罐體底部設(shè)有排料口，用于處理達(dá)標(biāo)后泥砂和污水的排放。處理罐1是生物處理油泥砂的反應(yīng)載體，罐體的材質(zhì)為不銹鋼、圓柱體，也可以是其它形狀。攪拌部分由攪拌器和變頻器3組成，變頻器3與攪拌器聯(lián)接，實(shí)現(xiàn)不同攪拌速率。攪拌器包括聯(lián)軸器、攪拌軸和攪拌葉片，攪拌葉片安裝在攪拌軸上，置于處理罐1內(nèi)；聯(lián)軸器外設(shè)軸密封從罐體頂蓋通過(guò)，由攪拌支架固定在處理罐1的頂蓋上。攪拌軸上至少安裝2組攪拌葉片，攪拌葉片是多葉式折葉渦輪，在攪拌軸上的安裝位置可調(diào)。攪拌部分用于含油泥砂的懸浮和流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)生物處理過(guò)程中細(xì)菌對(duì)含油泥砂的充分接觸。自動(dòng)溫控器2包括溫控表、熱電偶和加熱棒，加熱棒與溫控表和熱電偶連接，加熱棒探入處理罐1的罐體內(nèi)，溫控表和熱電偶固定在處理罐1的頂蓋上。自動(dòng)溫控器2用于控制生物處理過(guò)程中水的溫度，提供生物生長(zhǎng)合適的溫度條件。曝氣部分包括曝氣管6和空氣壓縮機(jī)，空氣壓縮機(jī)通過(guò)處理罐1罐體上的曝氣連接口與曝氣管6連接。曝氣管6是一軟管，一端連接在曝氣連接口上，另一端連接在處理罐1的另一側(cè)罐體上，管體上分布許多細(xì)小的小孔，工作時(shí)開(kāi)啟產(chǎn)生微氣泡，不工作時(shí)閉合。曝氣部分用于提供生物處理過(guò)程中生物必須的氧氣。加藥器連接口4與加藥器連接，用于及時(shí)補(bǔ)充生物菌液和必須的生物處理營(yíng)養(yǎng)劑。
現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用本發(fā)明處理油田油泥砂時(shí)，首先完成油泥砂泥漿化預(yù)處理、化學(xué)前處理、沉降處理和油水分離處理工藝。采用挖掘機(jī)將油泥砂送入預(yù)處理裝置進(jìn)行油泥砂泥漿化預(yù)處理，加入適量清水或油田污水，通過(guò)快速攪拌形成泥漿混合物。然后通過(guò)泥漿泵提升到化學(xué)前處理裝置進(jìn)行化學(xué)前處理?；瘜W(xué)前處理裝置是帶有攪拌、控溫、氣浮選功能的方形或圓形容器，通過(guò)攪拌加入具有一定溫度的水，在40～60℃之間。使固體與水的比例控制在1∶2～8范圍內(nèi)，加入攝油藥劑濃度為0.1～0.3％，然后通入空氣在攪拌下進(jìn)行氣浮選。通過(guò)水、藥劑的作用，原油粘度降低，改變了油泥砂的界面潤(rùn)濕性，使原油從泥砂表面剝離，原油隨著氣泡浮選到液體表面被不斷刮入到原油回收池內(nèi)。經(jīng)過(guò)3～10小時(shí)的化學(xué)前處理，泥砂變得較為清潔，含油量降低至5.0％以?xún)?nèi)?；瘜W(xué)前處理后油泥砂和水的混合物，通過(guò)泥漿泵泵入到沉降處理裝置進(jìn)行沉降處理。沉降處理裝置底部設(shè)置有刮渣機(jī)。沉降2～4小時(shí)后，將上部水相部分放出，用泵提升到油水分離裝置中，進(jìn)一步進(jìn)行油水分離處理，分離出的水泵入到預(yù)處理裝置和化學(xué)前處理裝置中循環(huán)使用，底部泥砂用刮渣機(jī)刮出。
經(jīng)過(guò)上述工藝的處理，將刮渣機(jī)刮出的油泥砂輸送到生物處理裝置內(nèi)，加入30～40℃的水，控制油泥砂和水的比例為1∶2～5，按照5％的接種量接種組合菌液，加入0.5％濃度的生物處理營(yíng)養(yǎng)劑溶液，啟動(dòng)生物處理裝置的曝氣部分維持裝置內(nèi)溶解氧在2mg/L以上，一般處理1～5天的時(shí)間。組合菌液由10株好氧菌組成，都能夠高效降解原油或代謝產(chǎn)生豐富的表面活性物質(zhì)，最終代謝產(chǎn)物都為二氧化碳，其中3株屬于假單孢菌屬、2株屬于棒桿菌屬、3株芽孢桿菌屬、2株屬于梭菌屬；生物處理營(yíng)養(yǎng)劑由無(wú)機(jī)銨鹽、硝酸鹽、磷酸鹽、多種微量元素及0.01％的生物表面活性劑等組成，能為細(xì)菌提供必要的營(yíng)養(yǎng)，并提高生物處理效果。生物處理通過(guò)細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖代謝，油泥砂表面含有的原油被進(jìn)一步剝離和降解，含油量降低到0.2％以下，根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中農(nóng)用污染物中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)GB 4284-1984的要求，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。將上部液體排出，通過(guò)補(bǔ)充生物處理營(yíng)養(yǎng)劑后在生物處理裝置內(nèi)循環(huán)利用，將無(wú)害化油泥砂排出到生物處理裝置之外?？勺鰹槠胀嗌袄?，如筑路、填溝，墊場(chǎng)地等。
權(quán)利要求
1.一種油田油泥砂無(wú)害化處理方法，包括油田油泥砂泥漿化預(yù)處理、化學(xué)前處理、沉降處理和油水分離處理，其特征在于將經(jīng)過(guò)上述處理后的油田油泥砂再進(jìn)行生物處理，通過(guò)細(xì)菌的繁殖代謝剝離、降解油泥砂中的原油。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油田油泥砂無(wú)害化處理方法，其特征在于油泥砂與加入水的比例為1∶1～5中的任意一種，水溫是30℃～40℃中的任意一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種油田油泥砂無(wú)害化處理方法，其特征在于生物處理菌液由烴類(lèi)降解菌種和產(chǎn)表面活性劑菌種組成，包括假單孢菌屬、棒桿菌屬、芽孢桿菌屬和梭菌屬，其生物處理營(yíng)養(yǎng)劑包括無(wú)機(jī)銨鹽、硝酸鹽、磷酸鹽、微量元素和生物表面活性劑。
4.一種用于權(quán)利要求1的油田油泥砂無(wú)害化生物處理裝置，其特征是本裝置包括處理罐(1)、自動(dòng)溫控器(2)、加藥器、攪拌部分和曝氣部分，將自動(dòng)溫控器(2)、攪拌部分、曝氣部分和加藥器與處理罐(1)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的油田含油泥砂的生物處理裝置，其特征是處理罐(1)設(shè)有頂蓋，在頂蓋和罐體底部分別設(shè)有進(jìn)料口和排料口，罐體側(cè)壁設(shè)有加藥器連接口(4)、取樣口(5)和曝氣連接口；處理罐(1)的底部罐體為球形或錐形，座在支架(7)上，罐體的側(cè)壁和底部設(shè)有擋板。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的油田含油泥砂的生物處理，其特征是攪拌部分由攪拌器和變頻器(3)組成，將變頻器(3)與攪拌器聯(lián)接；攪拌器包括聯(lián)軸器、攪拌軸和攪拌葉片，攪拌葉片安裝在攪拌軸上，置于處理罐(1)內(nèi)；聯(lián)軸器外設(shè)軸密封從罐體頂蓋通過(guò)，由攪拌支架固定在處理罐(1)的頂蓋上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的油田含油泥砂的生物處理裝置，其特征在于攪拌軸上至少安裝2組攪拌葉片，攪拌葉片是多葉式折葉渦輪，在攪拌軸上的安裝位置可調(diào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的油田含油泥砂的生物處理裝置，其特征在于自動(dòng)溫控器(2)包括溫控表、熱電偶和加熱棒，加熱棒與溫控表和熱電偶連接，加熱棒探入處理罐(1)的罐體內(nèi)，溫控表和熱電偶固定在處理罐(1)的頂蓋上。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的油田含油泥砂的生物處理裝置，其特征在于曝氣部分包括曝氣管(6)和空氣壓縮機(jī)，空氣壓縮機(jī)通過(guò)處理罐(1)罐體上的曝氣連接口與曝氣管(6)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的油田含油泥的生物處理裝置，其特征在于曝氣管(6)是一軟管，一端連接在曝氣連接口上，另一端連接在處理罐(1)的另一側(cè)罐體上，管體上分布小孔。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了石油工業(yè)使用的一種油田油泥砂無(wú)害化處理方法和處理裝置，用于處理各種油田生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的油泥砂。本發(fā)明中的處理方法包括油田油泥砂泥漿化預(yù)處理、化學(xué)前處理、沉降處理和油水分離處理，將經(jīng)過(guò)上述處理后的油田油泥砂再進(jìn)行生物處理，通過(guò)細(xì)菌的繁殖代謝剝離、降解油泥砂中的原油。其處理裝置包括處理罐、自動(dòng)溫控器、加藥器、攪拌部分和曝氣部分，將自動(dòng)溫控器、攪拌部分、曝氣部分和加藥器與處理罐連接。本發(fā)明處理流程簡(jiǎn)單、處理周期短無(wú)二次污染。既能達(dá)到油泥砂的無(wú)害化處理，又能回收油泥砂中大部分油品，實(shí)現(xiàn)油泥砂中原油的資源化。
文檔編號(hào)C02F9/04GK1673125SQ200510042388
公開(kāi)日2005年9月28日 申請(qǐng)日期2005年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月29日
發(fā)明者陳勇, 汪衛(wèi)東, 王新, 耿雪麗, 高光軍, 譚云賢, 岳勝輝, 段傳慧, 陳建斌, 王靜 申請(qǐng)人:中國(guó)石化勝利油田有限公司采油工藝研究院