專利名稱：一種油田采出水回用配制聚合物溶液的預處理方法
技術領域：
本發明涉及一種油田采出水回用配制聚合物溶液的預處理方法，尤其是一種適用于含二價硫化物等還原性雜質及硫酸鹽還原菌的油田采出水回用配制聚合物溶液的預處理方法，屬于工業廢水處理技術領域。
背景技術：
為了有效提高采油率，我國各油田相繼開展了聚合物驅油技術，聚合物驅油技術發展初期，各油田采用清水配制聚合物溶液，需要消耗大量水資源；而同時油田生產過程中又會產生大量的油田采出水，若能利用油田采出水配制聚合物溶液，即可節省清水資源又可以減少油田采出水外排污染環境的壓力。聚合物驅油技術中，聚合物溶液粘度是決定采油效率的主要因素，但油田采出水成分復雜，通常都含有多種嚴重影響聚合物溶液粘度的成份。這些影響因素主要包括礦化度、溶解氧、還原性雜質、微生物等，其中二價硫、二價鐵等還原性雜質的存在可以加劇部分水解聚丙烯酰胺氧化降解的自由基反應，從而使聚合物溶液粘度急劇下降，其影響尤其嚴重。硫酸鹽還原菌對聚合物溶液粘度的影響有兩方面，一是硫酸鹽還原菌能在含有HPAM的廢水中生長繁殖，可以利用HPAM作為營養源，從而對HPAM 形成降解；另一方面硫酸鹽還原菌生長繁殖會加劇金屬管線的腐蝕，增加污水中的i^e2+含量，其代謝過程也會生成S2—，進而加劇HPAM的降解。因此油田采出水回用配制或稀釋聚合物溶液的關鍵在于采取措施消除油田采出水中各種影響聚合物溶液粘度的主要因素。目前各油田在采用油田采出水配制或稀釋聚合物溶液時，通常首先采用曝氧的方式處理油田采出水。曝氧處理可以將狗2+、32_氧化，同時曝氧處理還可以部分殺滅硫酸鹽還原菌，采用處理后污水配制或稀釋的聚合物溶液粘度有明顯的提高。但曝氧處理也存在諸多不足，曝氧處理只能氧化狗2+、S2",改變其價態，無法徹底去除，對水中懸浮雜質、石油類、 CODcr等幾乎沒有去除效果，通常需要與過濾技術或其它技術配合使用；曝氧處理還會增加設備與管線腐蝕。
發明內容
本發明的目的是提供一種用于油田采出水回用配制或稀釋聚合物溶液的預處理方法，尤其是狗2+、爐_等還原性雜質含量較高的油田采出水的預處理方法，實現油田采出水回用于聚合物溶液配制或稀釋的目的，有效節約水資源并減輕油田采出水外排的壓力。本發明的技術方案是油田采出水經過隔油、沉降等初步處理后，水中懸浮物、石油類含量往往還達不到回注水的要求，不適合用于配制聚合物溶液，尤其是污水中往往還含有狗2+、S2-等還原性雜質及硫酸鹽還原菌等嚴重影響聚合物溶液粘度的成分。本發明采用生物接觸氧化工藝對油田采出水進行預處理，經過馴化的活性污泥可以有效地氧化去除污水中溶解性有機物和部分懸浮有機雜質；好氧環境中化學氧化和生物氧化共同起作用，Fe2+、S2-等還原性雜質可以得到有效去除，硫酸鹽還原菌在好氧環境中難以生存，油田采出水經接觸氧化法處理后硫
3酸鹽還原菌也可以得到有效殺滅。經本發明所述工藝處理的油田采出水，其各種嚴重影響聚合物溶液粘度的有害成份得到了有效去除，懸浮物、石油類等也可得到有效去除，出水較好的滿足了配制聚合物溶液的水質要求。工藝運行前，首先從該油田的采出水生化外排處理系統好氧段取活性污泥，投入裝有填料的接觸氧化反應池，并用油田采出水與生活污水的混合液進行馴化培養。培養馴化過程中逐漸減少混合液中生活污水配比直至全部采用油田采出水，整個培養馴化過程耗時20-30天。之后進行油田采出水接觸氧化處理。本發明所述生物接觸氧化工藝是一種高效微生物處理工藝，具有凈化效率高、對進水有機負荷的變動適應性較強、不必進行污泥回流、沒有污泥膨脹問題、運行管理方便等優點，工藝主體為接觸氧化池。所述接觸氧化池底部為進水區，約占池體總容積的15% 20%左右，進水區上部為填料區，約占池體總容積的70%左右，裝有供微生物附著生長的填料，填料可以為半軟性填料、懸浮填料、陶粒填料等各種填料，本發明優選填料為懸浮填料， 宜選擇粒徑較小的填料，優選比重為0. 93 0. 96g/cm3。選用懸浮填料時，填料區底部設有多孔填料承托板，承托板上方設有曝氣管線，填料區上部設有填料濾板，防止填料流失。填料區上部為出水區，占池體總容積的10% 15%。所述接觸氧化池內設有反沖洗空氣管線與反沖洗水管線，在系統處理能力下降時，采用系統出水與反洗空氣配合對系統進行反沖洗。工藝正常運行時，池內污泥濃度可達10g/L 20a/L，溶解氧濃度控制在2. 5mg/L 3. 5mg/L之間，污水停留時間一般為4h 8h，工藝對油田采出水中石油類、CODtt、懸浮物、 Fe2\ S2_等還原性雜質都有明顯的去除效果，對硫酸鹽還原菌也有明顯的殺滅效果。本發明的有益效果是采用生物接觸氧化工藝對配制聚合物溶液用油田采出水進行預處理，可同時去除油田采出水中石油類、C0D&、懸浮物、Fe2\ S2_等還原性雜質、并殺滅硫酸鹽還原菌，一種工藝去除了多種嚴重影響油田采出水配制聚合物溶液粘度的有害因素，工藝簡單，操作方便，為油田采出水回用配制聚合物溶液提供了一種有效的預處理工藝。
圖1是本發明所采用的接觸氧化流程示意圖。其中1、出水區；2、填料濾板；3、填料區；4、曝氣管線；5、反沖洗空氣管線；6、填料承托板；7、進水管線；8、反沖洗排水管線；9、回注管線；10、水管線閥門一 ；11、水管線閥門二 ；12、水管線閥門三；13、回流水泵，14、氣管線閥門一 ；15、氣管線閥門二 ；16、填料。
具體實施例方式實施例1某油田采出水經過簡單的沉降、隔油處理后水質特征指標如下，石油類30mg/ L 50mg/L, CODcr :300mg/L 580mg/L, Fe2+ :3mg/L 5mg/L, S2- :13mg/L 24mg/L，硫酸鹽還原菌:2X102 1. 5X IO3個/mL，礦化度5000mg/L左右。采用本發明所述工藝進行處理，接觸氧化池內裝填有總容積70%左右的懸浮填料，填料密度為0. 94g/cm3，粒徑為40mm 50mm。工藝運行前，首先從該油田的采出水生化外排處理系統好氧段取活性污泥，投入裝有填料的接觸氧化反應池，并用油田采出水與生活污水的混合液進行馴化培養。培養馴化初期所用混合液為1份油田采出水與2份生活污水的混合液，培養馴化過程中逐漸減少混合液中生活污水配比直至全部采用油田采出水， 整個培養馴化過程耗時20天，之后進行油田采出水接觸氧化處理實驗。實驗期間懸浮填料表面掛膜良好，池內污泥濃度13g/L以上，溶解氧濃度控制在2. 6mg/L 3. 2mg/L之間，進水停留時間為時。系統出水水質特征指標為石油類8mg/L 10mg/L，CODcr :115mg/ L 150mg/L, Fe2+ :0. 10mg/L 0. 21mg/L, S2- :0. 2mg/L 0. 6mg/L，硫酸鹽還原菌:0 30 個/mL，礦化度5000mg/L左右。取水解度沈％左右，分子量1600萬左右的陰離子型聚丙烯酰胺，用系統出水與系統進水分別配制聚合物溶液，進行粘度對比。實驗中在30°C下分別用系統進水與出水配制濃度為1500mg/L的聚丙烯酰胺溶液，待溶液溶解完全后，靜置陳化48小時，然后用 Brookf iled- Γ型粘度計定期測量溶液粘度。粘度測試條件為溫度30°C，轉子選用零號轉子，轉子轉速為6轉/分鐘。實驗結果如表1所示。表1 30°C下油田采出水接觸氧化處理前后配制聚合物溶液粘度的對比(粘度單位為mPa · s)
時ι ^初始粘度1周后粘度2周后粘度3周后粘度配液用水油田采出水13.22.3 2.12.0接觸氧化出水39.521.3 18.416.8實施例2某油田采出水經過簡單的沉降、隔油處理后水質特征指標如下，石油類35mg/ L 80mg/L，CODcr :280mg/L 600mg/L，Fe2+ :5mg/L 10mg/L，S2- :8mg/L 16mg/L，硫酸鹽還原菌:3 X IO3 1. 2 X IO4個/mL,礦化度7000mg/L左右。采用本發明所述工藝進行處理，接觸氧化池內裝填有總容積70%左右的陶粒填料，填料密度為2.4g/cm3左右，粒徑為8mm 10mm。工藝運行前，首先從該油田的采出水生化外排處理系統好氧段取活性污泥，投入裝有填料的接觸氧化反應池，并用油田采出水與生活污水的混合液進行馴化培養。培養馴化初期所用混合液為1份油田采出水與2份生活污水的混合液，培養馴化過程中逐漸減少混合液中生活污水配比直至全部采用油田采出水，整個培養馴化過程耗時30天，之后進行油田采出水接觸氧化處理實驗。實驗期間陶粒填料表面掛膜良好，填料區污泥達到16g/L以上，溶解氧濃度控制在2. 6mg/L 3. 2mg/ L之間，進水停留時間為Mi時。系統出水水質特征指標為石油類5mg/L 8mg/L，CODcr 105mg/L 145mg/L, Fe2+ :0. 08mg/L 0. 16mg/L, S2- :0. lmg/L 0. 45mg/L，硫酸鹽還原菌不高于45個/mL，礦化度7000mg/L左右。
取水解度沈％左右，分子量1600萬左右的陰離子型聚丙烯酰胺，用系統出水與系統進水分別配制聚合物溶液，進行粘度對比。實驗中在30°C下分別用系統進水與出水配制濃度為1500mg/L的聚丙烯酰胺溶液，待溶液溶解完全后，靜置陳化48小時，然后用 Brookf iled- Γ型粘度計定期測量溶液粘度。粘度測試條件為溫度30°C，轉子選用零號轉子，轉子轉速為6轉/分鐘。實驗結果如表1所示。表230°C下油田采出水接觸氧化處理前后配制聚合物溶液粘度的對比(粘度單位為 mPa · s)
權利要求
1.一種用于油田采出水回用配制或稀釋聚合物溶液的預處理方法，油田采出水經過隔油、沉降等初步處理后，在接觸氧化池中進行生物接觸氧化4 8小時，所述接觸氧化池底部為進水區，約占池體總容積的15% 20%左右，進水區上部為填料區，約占池體總容積的70%左右，裝有供微生物附著生長的填料，填料區上部為出水區， 占池體總容積的10% 15%，所述接觸氧化池內設有反沖洗空氣管線與反沖洗水管線，工藝運行前，首先從該油田的采出水生化外排處理系統好氧段取活性污泥，投入裝有填料的接觸氧化反應池，并用油田采出水與生活污水的混合液進行馴化培養，培養馴化過程中逐漸減少混合液中生活污水配比直至全部采用油田采出水，之后進行油田采出水接觸氧化處理。
2.根據權利要求1所述的預處理方法，所述接觸氧化池中填料為半軟性填料、懸浮填料、陶粒填料等各種填料。
3.根據權利要求2所述的預處理方法，所述接觸氧化池中填料為懸浮填料。
4.根據權利要求3所述的預處理方法，所述接觸氧化池中填料比重為0.93 0. 96g/3cm ο
5.根據權利要求3所述的預處理方法，所述填料區底部設有多孔填料承托板，承托板上方設有曝氣管線，填料區上部設有填料濾板。
6.根據權利要求1所述的預處理方法，在系統處理能力下降時，采用系統出水與反洗空氣配合對系統進行反沖洗。
7.根據權利要求1所述的預處理方法，接觸氧化池內污泥濃度10g/L 20g/L，溶解氧濃度控制在2. 5mg/L 3. 5mg/L之間。
全文摘要
本發明為一種油田采出水回用配制聚合物溶液的預處理方法，本發明采用生物接觸氧化工藝對油田采出水進行預處理，在去除油田采出水中石油類、CODCr、懸浮物的同時，可有效去除油田采出水中嚴重影響聚合物溶液粘度Fe2+、S2-等還原性雜質，并殺滅硫酸鹽還原菌。處理出水較好地滿足了配制聚合物溶液用水的水質要求。為油田采出水回用配制聚合物溶液提供了有效的預處理技術，可為油田節省大量的清水資源，同時還減輕了油田采出水外排帶來的環保壓力，具有明顯的經濟效益和環境效益。本發明所采用的工藝流程簡單，操作方便，便于推廣應用。
文檔編號C02F103/10GK102408172SQ201010291798
公開日2012年4月11日 申請日期2010年9月26日 優先權日2010年9月26日
發明者平春霞, 張英雄, 曹宗侖, 邢毅, 邢琳, 馬友富 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司北京化工研究院