氣田采出水深度處理工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氣田采出水深度處理工藝,解決現(xiàn)有廢水處理工藝無法很好的控制泡沫和去除鈣鎂離子,以及無法實(shí)現(xiàn)資源利用的問題。本發(fā)明包括以下處理工藝:泡沫分離工藝、吸附-混凝一體化工藝、二效蒸發(fā)工藝、催化氧化處理工藝、SBR生化處理工藝。通過上述處理工藝,解決目前存在的高含鹽含有機(jī)物的采出水的達(dá)標(biāo)處理,且本發(fā)明處理工藝流程合理,設(shè)備安裝緊湊,占地面積小,方便與其他工藝配套使用;另外投資費(fèi)用少、運(yùn)行費(fèi)用低、綜合能耗低,環(huán)保效益和社會效益明顯優(yōu)于其它技術(shù)方案。
【專利說明】氣田采出水深度處理工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氣田采出水深度處理工藝?!颈尘凹夹g(shù)】
[0002]普光氣田有趙家壩和D403兩座采出水處理站以及三口回注井,設(shè)計處理能力950方/天,均采用氣提-除硫-凈化-過濾處理工藝達(dá)標(biāo)回注。
[0003]目前普光氣田日均產(chǎn)出水約700-800方,接近回注設(shè)計處理能力,已經(jīng)超過設(shè)計
的配注量。
[0004]產(chǎn)水量與回注能力矛盾逐漸加劇,需增加回注井及配套回注設(shè)施;或采取其他處理方案,達(dá)標(biāo)排放回用,減量處理回注非常必要。
[0005]據(jù)調(diào)查,中原油田地質(zhì)勘探研究院對產(chǎn)水預(yù)測:由2013年水700m3/天上升到2016年1674m3/天?;刈㈩A(yù)測:由2013年底最大回注量806m3/天遞減至2016年底265m3/天。
[0006]目前,普光氣田采出水回注處理面臨著諸多困難:1.回注層選擇難,回注能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。2.回注安全風(fēng)險大。由于氣田所在的位置峰巒疊嶂、山區(qū)地質(zhì)穩(wěn)定性差,井筒完整性和地面儲輸系統(tǒng)安全控制較難。3.投資大,運(yùn)行成本高。目前采用罐車?yán)\(yùn)回注,日需轉(zhuǎn)運(yùn)60車次,運(yùn)行成本高。如新建注水井至少需要三口井,投資預(yù)計3億多。4.新回注井建設(shè)周期長。新打回注井至少半年以上,加上前期地面建設(shè)、后期配套設(shè)施建成產(chǎn)能單井需要時間在I年以上。
[0007]目前的回注能力明顯不足已經(jīng)嚴(yán)重的影響目前氣田采氣的正常生產(chǎn),如何采用新處理技術(shù)對采出水達(dá)標(biāo)排放或回用處理不僅是技術(shù)問題,也是重要的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境問題,尤其是亟待解決的實(shí)際生產(chǎn)問題。 普光氣田趙家壩污水處理站和大灣D403回注站,現(xiàn)有工藝處理后的水質(zhì)只滿足回注要求,要實(shí)現(xiàn)采出水的達(dá)標(biāo)外排、資源利用等減量處理存在困難。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種氣田采出水深度處理工藝,解決現(xiàn)有廢水處理工藝無法很好的控制泡沫、去除鈣鎂離子、脫鹽降C0D、,達(dá)標(biāo)外排處理,以及無法實(shí)現(xiàn)資源利用的問題。
[0009]本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
氣田采出水深度處理工藝,包括以下步驟:
(1)將采出水通入泡沫分離機(jī)去除采出水中的發(fā)泡物質(zhì),即得清液;
(2)在清液中加入吸附劑,吸附清液里的表面活性和臭味類物質(zhì),再加入混凝劑進(jìn)行混凝,將經(jīng)吸附混凝后的清液收集于清液儲罐內(nèi),產(chǎn)生的渣泥經(jīng)板框機(jī)械過濾,所得的液體同樣收集于清液儲罐內(nèi);
(3)將清液儲罐內(nèi)的清液通入二效蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行蒸發(fā)即得蒸發(fā)水、鹽漿和母液,鹽漿經(jīng)懸浮洗滌裝置除去泥垢,再通過離心機(jī)脫水干燥即得粗鹽;(4)將蒸發(fā)水打入游離基催化氧化處理和SBR生化處理后即可外排。
[0010]進(jìn)一步地,所述步驟(1)具體實(shí)現(xiàn)方法如下:將采出水通入泡沫分離機(jī)中,通過射流器和增氧機(jī)向水中通入空氣,使采出水與微氣泡充分混合,利用泡沫錐形聚集懸浮結(jié)構(gòu),通過微氣泡在氣液交界面的表面張力及靜電吸附作用,將水中起泡物質(zhì)、殘渣、懸浮物從水中粘附托起分離出來,通過調(diào)整分離水的液面高度,達(dá)到泡沫物質(zhì)分離水質(zhì)降泡目的,從而得到清液。
[0011]再進(jìn)一步地,所述步驟(2)的具體實(shí)現(xiàn)方法如下:
a2、在清液中加入吸附劑,在攪拌強(qiáng)度為45r/min的條件下反應(yīng)30min ;b2、然后加入硅酸鋁鐵混凝劑,再加入有效含量85%的生石灰粉調(diào)整pH 9.5-10.5,在攪拌強(qiáng)度為45r/min的條件下反應(yīng)15min ; c2、加入PAM絮凝劑,在攪拌強(qiáng)度為45r/min的條件下攪拌5min,然后在攪拌強(qiáng)度為10r/min的條件下攪拌I~3min,使絮凝物凝結(jié)為絮團(tuán);靜置沉降30min以上,混凝水即分離為上下兩層;
d2、將上層清液用自吸泵直接打出,收集于清液儲罐內(nèi);下層絮凝物用氣動隔膜泵全部打進(jìn)板框過濾機(jī),靠隔膜泵高壓和板框濾布使絮凝物過濾分離,得清液和泥餅,將清液收集于清液儲罐內(nèi),泥餅收集焚燒處理。
[0012]所述步驟(3)的具體實(shí)現(xiàn)方法如下:將清液儲罐內(nèi)的清液通入二效蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶,得蒸發(fā)水和鹽漿、母液;將鹽漿進(jìn)行脫水處理,再進(jìn)行干燥即得粗鹽;母液直接轉(zhuǎn)入泥餅一并進(jìn)行焚燒后處理。
[0013]更進(jìn)一步地,所述步驟(4)中游離基催化氧化處理的具體實(shí)現(xiàn)方法如下:在氧化反應(yīng)罐中預(yù)先裝填非均相催化劑CATl ;氧氣經(jīng)臭氧發(fā)生器產(chǎn)生臭氧;臭氧與蒸發(fā)水一起通入反應(yīng)罐,將臭氧轉(zhuǎn)化為.0H游離基自由基充分混合在蒸發(fā)水中,使蒸發(fā)水中有機(jī)物無選擇性的氧化,充分氧化產(chǎn)物為二氧化碳、水和無機(jī)鹽,降低水質(zhì)C O D至180mg/L以下。
[0014]另外,所述步驟(4)中SBR生化處理的具體實(shí)現(xiàn)方法如下:將經(jīng)游離基氧化處理的蒸發(fā)水通入生化池,其工藝參數(shù)為:進(jìn)水C0D180-500mg/L,NH3-N 80-200mg/L, pH7.8-9.5 ;停3h曝lh,循環(huán)進(jìn)行,水深4米,溶解≥2mg/L,調(diào)整水質(zhì)C:N:P=100:5:1 ;控制活性污泥濃度:1200-4500mg/L,污泥沉降比:15_35%,并保持12小時間歇換水,出水控制COD可以達(dá)到40 mg/L, NH3-N < 8mg/L,經(jīng)處理后的水經(jīng)砂濾即可直接外排。
[0015]作為一種優(yōu)選,所述吸附劑由質(zhì)量比為75:25的活性炭和改性沸石組成,且吸附劑加入量為350mg/L ;所述娃酸招鐵混凝劑的加入量為800mg/L ;生石灰的加入量為2000~4000mg/L ;所述PAM絮凝劑是分子量1200萬、陽離子度25%的PAM絮凝劑,所述PAM絮凝劑加入量為50-80ppm ;所述活性炭為果殼活性炭,粒度為300目;改性沸石為斜發(fā)沸石,粒度為200目;所述硅酸鋁鐵混凝劑的細(xì)度為1000目,有效含量大于95%。其中硅酸鋁鐵混凝劑即為聚合硅酸鋁鐵混凝劑,有效含量大于95%是硅酸鋁鐵的質(zhì)量占混凝劑質(zhì)量的95%以上。
[0016]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
(I)本發(fā)明將采出水首先通過泡沫分離機(jī),能夠快速分離發(fā)泡性物質(zhì),降低發(fā)泡趨勢,同時降低水質(zhì)COD和懸浮物,可以部分除去污水中的氣泡物質(zhì),減小發(fā)泡趨勢;經(jīng)泡沫分離機(jī)處理后,水質(zhì)泡沫高度減少85%,水質(zhì)COD降低約20~30%,懸浮物去除達(dá)40%以上,同時明顯減輕污水的臭味。
[0017](2)本發(fā)明通過吸附、混凝處理能夠快速有效地吸附采出水中的表面活性類物質(zhì),鈣鎂離子去除率達(dá)30~50%,COD下降30~60mg/L,可以實(shí)現(xiàn)控泡除臭、降硬,初步降COD的目的。
[0018](3)本發(fā)明通過二效蒸發(fā)處理大幅度降低污水COD和氯離子,COD可從900~2000mg/L 降低至 140 ~400mg/L,氣離子可從 16500 ~19000mg/L 降低至 70 ~120mg/L。
[0019](4)本發(fā)明通過游離基催化氧化處理,可使出水COD穩(wěn)定保持在80~180mg/L ;出水再通過SBR生化處理,可保證出水無色無味,pH、C0D、氨氮等指標(biāo)可達(dá)外排標(biāo)準(zhǔn),COD穩(wěn)定在60mg/L以下,氨氮小于8mg/L,最終出水無臭味,其他指標(biāo)也達(dá)到了循環(huán)冷卻水標(biāo)準(zhǔn)。
[0020](5)本發(fā)明處理工藝流程合理,設(shè)備安裝緊湊,占地面積小,方便與其他工藝配套使用;另外投資費(fèi)用少、運(yùn)行費(fèi)用低、綜合能耗低,環(huán)保效益和社會效益明顯優(yōu)于其它技術(shù)方案。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明,但本發(fā)明的實(shí)施方式并不限于此。實(shí)施例
[0022]氣田采出水深度處理工藝,包括以下步驟:
泡沫分離工藝:將采出水通入泡沫分離機(jī)中,通過射流器和增氧機(jī)向水中通入空氣,使采出水與微氣泡充分混合,利用泡沫錐形聚集懸浮結(jié)構(gòu),通過微氣泡在氣液交界面的表面張力及靜電吸附作用,將水中起泡物質(zhì)、殘渣、懸浮物從水中粘附托起分離出來,達(dá)到泡沫物質(zhì)分離水質(zhì)控泡目的,從而得 到清液。其中,氣體流量為9~200m3/h,壓力0.05MPa。上述泡沫分離機(jī)的運(yùn)行參數(shù)為:流量4m3/h,射流泵功率:0.55KW,氣體液比:(30-90):1。經(jīng)過泡沫分離機(jī)處理后的采出水指標(biāo)如下表1:
表1泡沫分離機(jī)發(fā)泡性能及其他指標(biāo)去除的影響
Jjg原水丨 Ih 丨 2h 丨 4h 丨 8h
泡法S度 t mm4010633
IiiiiiWTl iaIisiz
懸浮物去_:25354040
率,%
臭_值5030 —10 ~ 10 ~
—3cM""cOD.....?570112389T804782
mg/L
泡沫液COD:1840
mg/L
通過表1可知,處理2h,水質(zhì)泡沫高度減少85%,并且水質(zhì)COD降低約20~30%,懸浮物去除達(dá)40%以上,同時明顯減輕污水的臭味。
[0023]吸附-混凝一體化 工藝:在清液中加入吸附劑,在攪拌強(qiáng)度為45r/min的條件下反應(yīng)30min ;然后加入硅酸鋁鐵混凝劑,再加入有效含量85%的生石灰粉調(diào)整pH 9.5-10.5,在攪拌強(qiáng)度為45r/min的條件下反應(yīng)15min ;接著加入PAM絮凝劑,在攪拌強(qiáng)度為45r/min的條件下攪拌5min,然后在攪拌強(qiáng)度為10r/min的條件下攪拌I~3min,使絮凝物凝結(jié)為絮團(tuán);沉降靜置30min以上,混凝水即分離為上下兩層;最后將上層清液用離心泵直接打出,收集于清液儲罐內(nèi);下層絮凝物用氣動隔膜泵將采出水全部打入進(jìn)板框過濾機(jī),保持板框壓力大于2.0MPa,使絮凝物和機(jī)雜與廢水分離,再將廢水經(jīng)機(jī)械過濾得清液,并將清液收集于清液儲罐內(nèi)。其中,作為一種優(yōu)選,所述吸附劑加入量為350mg/L,且吸附劑由質(zhì)量比為75:25的活性炭和改性沸石組成,活性炭為果殼活性炭,粒度為300目;改性沸石為斜發(fā)沸石,堿溶-微波改性,密度2.1~2.3g/cm3 ;粒度200目;另外,所述硅酸鋁鐵混凝劑的加入量為800mg/L ;生石灰的加入量為2000~4000mg/L ;硅酸鋁鐵混凝劑的細(xì)度為1000目;所述PAM絮凝劑是分子量1200萬陽離子度25%的PAM絮凝劑,所述PAM絮凝劑加入量為50-80ppm。
[0024]二效蒸發(fā)工藝:將清液儲罐內(nèi)的清液通入二效蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶,得蒸發(fā)水和鹽漿、母液;將鹽漿進(jìn)行脫水處理,再進(jìn)行干燥即得粗鹽;母液直接轉(zhuǎn)入泥餅一并進(jìn)行焚燒后處理。其中,二效蒸發(fā)結(jié)晶的工藝參數(shù):型號:SYQZ-500,進(jìn)料量:500kg/h,進(jìn)料濃度:2%~4%,蒸發(fā)量:480kg/h,蒸汽耗量:324.775kg/h (壓力~0.2MPa),蒸發(fā)出水溫度:58 °C,二次蒸汽冷凝器冷卻水用量:26.85t/h (進(jìn)32°C,出37°C),出料量:4.0kg/h (濕鹽漿),設(shè)備總功率:20.9KW。經(jīng)二效蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)處理能夠大幅度降低污水COD和氯離子;COD 從 900-2000mg/L 降低至 140_400mg/L,CF 從 16500_19000mg/L 降低至 70_120mg/L。蒸發(fā)水除C0D、氣味兩項指標(biāo)外,其他指標(biāo)均達(dá)到了 GB8978-1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》和GB50500-2012《工業(yè)循環(huán)冷卻水設(shè)計規(guī)范》回用標(biāo)準(zhǔn)。
[0025]催化氧化處理工藝:在蒸發(fā)水中加入非均相催化劑CATl,并將臭氧轉(zhuǎn)化為OH游離基自由基通入蒸發(fā)水中,使蒸發(fā)水中有機(jī)物無選擇性氧化反應(yīng),充分氧化產(chǎn)物為二氧化碳、水和無機(jī)鹽,降低水質(zhì)C O D至180mg/L以下。
[0026]SBR生化處理工藝:將經(jīng)游離基氧化處理的蒸發(fā)水通入生化池,其工藝參數(shù)為:停3h曝lh,循環(huán)進(jìn)行,水深4米,溶解氧> 2mg/L,調(diào)整水質(zhì)C:N:P=100:5:1 ;控制活性污泥濃度:1200-4500mg/L,污泥沉降比:15_35%,并保持12小時間歇換水,出水控制COD可以達(dá)到40 mg/L,經(jīng)處理后的水經(jīng)砂濾即可直接外排。
[0027]蒸發(fā)水經(jīng)SBR工藝處理,出水效果及對比結(jié)果如下表2:
【權(quán)利要求】
1.氣田采出水深度處理工藝,其特征在于,包括以下步驟: (1)將采出水通入泡沫分離機(jī)去除采出水中的發(fā)泡物質(zhì),即得清液; (2)在清液中加入吸附劑,吸附清液里的表面活性和臭味類物質(zhì),再加入混凝劑進(jìn)行混凝,將經(jīng)吸附混凝后的清液收集于清液儲罐內(nèi),產(chǎn)生的渣泥經(jīng)板框機(jī)械過濾,所得的液體同樣收集于清液儲罐內(nèi); (3)將清液儲罐內(nèi)的清液通入二效蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行蒸發(fā)即得蒸發(fā)水、鹽漿和母液,鹽漿經(jīng)懸浮洗滌裝置除去泥垢,再通過離心機(jī)脫水干燥即得粗鹽; (4)將蒸發(fā)水打入游離基催化氧化處理和SBR生化處理后即可外排。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣田采出水深度處理工藝,其特征在于,所述步驟(1)具體實(shí)現(xiàn)方法如下:將采出水通入泡沫分離機(jī)中,通過射流器和增氧機(jī)向水中通入空氣,使采出水與微氣泡充分混合,利用泡沫錐形聚集懸浮結(jié)構(gòu),通過微氣泡在氣液交界面的表面張力及靜電吸附作用,將水中起泡物質(zhì)、殘渣、懸浮物從水中粘附托起分離出來,通過調(diào)整分離水的液面高度,達(dá)到泡沫物質(zhì)分離水質(zhì)降泡目的,從而得到清液。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣田采出水深度處理工藝,其特征在于,所述步驟(2)的具體實(shí)現(xiàn)方法如下: a2、在清液中加入吸附劑,在攪拌強(qiáng)度為45r/min的條件下反應(yīng)30min ; b2、然后加入硅酸鋁鐵混凝劑,再加入有效含量85%的生石灰粉調(diào)整pH 9.5-10.5,在攪拌強(qiáng)度為45r/min的條件下反應(yīng)15min ; c2、加入PAM絮凝劑,在攪拌強(qiáng)度為45r/min的條件下攪拌5min,然后在攪拌強(qiáng)度為10r/min的條件下攪拌I~3min,使絮凝物凝結(jié)為絮團(tuán);靜置沉降30min以上,混凝水即分離為上下兩層; d2、將上層清液用自吸泵直接打出,收集于清液儲罐內(nèi);下層絮凝物用氣動隔膜泵全部打進(jìn)板框過濾機(jī),靠隔膜泵高壓和板框濾布使絮凝物過濾分離,得清液和泥餅,將清液收集于清液儲罐內(nèi),泥餅收集焚燒處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣田采出水深度處理工藝,其特征在于,所述步驟(4)中游離基催化氧化處理的具體實(shí)現(xiàn)方法如下:在氧化反應(yīng)罐中預(yù)先裝填非均相催化劑CATl ;氧氣經(jīng)臭氧發(fā)生器產(chǎn)生臭氧;臭氧與蒸發(fā)水一起通入反應(yīng)罐,將臭氧轉(zhuǎn)化為.0H游離基自由基充分混合在蒸發(fā)水中,使蒸發(fā)水中有機(jī)物無選擇性的氧化,充分氧化產(chǎn)物為二氧化碳、水和無機(jī)鹽,降低水質(zhì)C O D至180mg/L以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣田采出水深度處理工藝,其特征在于,所述步驟(4)中SBR生化處理的具體實(shí)現(xiàn)方法如下:將經(jīng)游離基氧化處理的蒸發(fā)水通入生化池,其工藝參數(shù)為:進(jìn)水 CODl80-500mg/L,NH3-N 80-200mg/L, pH7.8-9.5 ;停 3h 曝 lh,循環(huán)進(jìn)行,水深 4 米,溶解氧≥2mg/L,調(diào)整水質(zhì)C:N:P=100:5:1 ;控制活性污泥濃度:1200_4500mg/L,污泥沉降比:15-35%,并保持12小時間歇換水,出水控制COD可以達(dá)到40 mg/L, NH3-N < 8mg/L,經(jīng)處理后的水經(jīng)砂濾即可直接外排。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣田采出水深度處理工藝,其特征在于,所述吸附劑由質(zhì)量比為75:25的活性炭和改性沸石組成,且吸附劑加入量為350mg/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣田采出水深度處理工藝,其特征在于,所述硅酸鋁鐵混凝劑的加入量為800mg/L ;生石灰的加入量為2000~4000mg/L。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的氣田采出水深度處理工藝,其特征在于,所述PAM絮凝劑是分子量1200萬、陽離子度25%的PAM絮凝劑,所述PAM絮凝劑加入量為50-80ppm。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的氣田采出水深度處理工藝,其特征在于,所述活性炭為果殼活性炭,粒度為300目;改性沸石為斜發(fā)沸石,粒度為200目。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的氣田采出水深度處理工藝,其特征在于,所述硅酸鋁鐵混凝劑的細(xì)度為1000目,有效物含量95%。
【文檔編號】C02F9/14GK103601348SQ201310661840
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】向榮, 王啟華, 舒忠軍 申請人:達(dá)州軍華油田工程服務(wù)有限公司