一種稠油廢水處理回用電站鍋爐的系統及方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于廢水處理回用技術領域，具體設及一種稠油廢水處理回用電站鍋爐的 系統及方法。
【背景技術】
[0002] 中國油田開發、開采已進入中后期，為維持原油產量，稠油熱采技術被證明是油田 后期維持原油產量的最有效的開采手段，但制約該采油工藝推廣應用的主要難點在于采油 過程產生的高溫、高鹽含油污水的有效處理和回用。目前，對稠油廢水主要采用混凝沉淀、 DAF浮選等工藝進行除油，除油后廢水采用兩級陽樹脂軟化后，出水作為低壓注汽鍋爐補 水，產出飽和蒸汽用于稠油熱采。由于注汽鍋爐補水水質較低，鍋爐排污率高，產生的蒸汽 干度較低，稠油的采出率低，難W滿足油田生產需求。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于提供一種稠油廢水處理回用電站鍋爐的系統及方法，該系統能 夠實現水、熱、電聯產，有效利用熱能，提高了循環熱效率。
[0004] 為了達到上述目的，本發明稠油廢水處理回用電站鍋爐的系統，包括依次相連的 稠油熱采油井、除娃反應器、軟化反應器，軟化反應器與蒸發器的液體入口相連，蒸發器的 冷凝水出口依次與曝氣生物濾池和脫鹽裝置相連，脫鹽裝置的產水出口連接在電站鍋爐和 汽輪機系統上；除娃反應器上設有除娃藥劑加藥口，軟化反應器上設有軟化藥劑加藥口，電 站鍋爐和汽輪機系統中汽輪機的排汽出口與蒸發器的熱源入口相連；電站鍋爐和汽輪機系 統中電站鍋爐的過熱蒸汽出口連接在稠油熱采油井上。
[0005] 所述的稠油熱采油井和除娃反應器之間設有閃蒸器，閃蒸器的蒸汽出口與蒸發器 的熱源入口相連。
[0006] 所述的稠油熱采油井和閃蒸器之間設有稠油熱采廢水池，軟化反應器與蒸發器的 液體入口之間設有過濾器。
[0007] 所述的蒸發器采用降膜蒸發器，且蒸發器上設有高溫阻垢劑入口，蒸發器的濃縮 料液出口上連接有結晶器，蒸發器的冷凝水出口與曝氣生物濾池之間設有冷凝水箱。
[000引所述的脫鹽裝置包括依次相連的反滲透裝置和混合離子交換器，且混合離子交換 器與電站鍋爐和汽輪機系統相連，反滲透裝置的入口與曝氣生物濾池相連，反滲透裝置的 濃水出口與蒸發器的液體入口相連；曝氣生物濾池與反滲透裝置之間依次設有高級氧化反 應器和超濾器。
[0009] 一種稠油廢水處理回用電站鍋爐的方法，基于所述的稠油廢水處理回用電站鍋爐 的系統，稠油熱采油井產生的稠油廢水進入除娃反應器，且利用除娃藥劑加藥口向除娃反 應器內分別投加氨氧化巧、除娃劑、聚合氯化侶W及聚丙締酷胺W對稠油廢水除娃，除娃后 稠油廢水進入軟化反應器，且利用軟化藥劑加藥口向軟化反應器內分別投加投加碳酸鋼、 聚合氯化侶W及聚丙締酷胺，軟化后稠油廢水進入蒸發器進行處理，產生的濃縮料液排出， 產生的冷凝水進入曝氣生物濾池進行生物處理，生物處理后出水進入脫鹽裝置進行脫鹽， 得到的脫鹽產水的電導率小于0. 15 y S/cm、Si〇2小于10 y g/L、TOC小于400 y g/L，將脫鹽 產水回用至電站鍋爐和汽輪機系統做功發電，電站鍋爐和汽輪機系統中電站鍋爐產生的過 熱蒸汽回注稠油熱采油井中，電站鍋爐和汽輪機系統中汽輪機產生的排汽送入蒸發器內作 為一次蒸汽源。
[0010] 所述的蒸發器采用降膜蒸發器，且蒸發器上設有高溫阻垢劑入口，蒸發器的濃縮 料液出口上連接有結晶器；利用高溫阻垢劑入口向蒸發器內投加高溫阻垢劑，蒸發器蒸發 產生的濃縮料液送入結晶器中進行結晶。
[0011] 所述的稠油熱采油井和除娃反應器之間設有閃蒸器，閃蒸器的蒸汽出口與蒸發器 的熱源入口相連；稠油熱采油井產生的稠油廢水經過閃蒸器閃蒸后進入除娃反應器，閃蒸 時產生的閃蒸蒸汽送入蒸發器作為一次蒸汽源。
[0012] 所述的脫鹽裝置包括依次相連的反滲透裝置和混合離子交換器，且混合離子交換 器與電站鍋爐和汽輪機系統相連，反滲透裝置的入口與曝氣生物濾池相連，反滲透裝置的 濃水出口與蒸發器的液體入口相連；生物處理后的出水通過反滲透裝置進行脫鹽處理，得 到的反滲透濃水回至蒸發器進行蒸發，得到的反滲透產水進入混合離子交換器進行深度除 鹽，得到脫鹽產水。
[0013] 所述的曝氣生物濾池與反滲透裝置之間依次設有高級氧化反應器和超濾器；生物 處理后的出水在進入脫鹽裝置之前，進入高級氧化反應器進行氧化，氧化后出水進入超濾 器進行過濾。
[0014] 與現有技術相比，本發明的有益效果在于：
[0015] 本發明的系統內設有除娃反應器、軟化反應器，利用它們對稠油廢水進行處理， 使除娃軟化產水的娃含量控制在50mg/L W下，Ca"控制在5mg/L W下；除娃軟化產水經 蒸發器、曝氣生物濾池W及脫鹽裝置最終處理得到的產水電導率小于0. 15 y S/cm、Si化 小于10 y g/L、TOC小于400 y g/l，達到《火力發電機組及蒸汽動力設備水汽質量》（GB/T 12145-2008)的要求，可用于電站鍋爐補水。在該水質條件下，本發明W電站鍋爐替代現有 注汽鍋爐，電站鍋爐和汽輪機系統中電站鍋爐產生的過熱蒸汽回注稠油熱采油井中，電站 鍋爐和汽輪機系統中汽輪機產生的排汽送入蒸發器內作為一次蒸汽源；因此，采用本發明 所述方法處理后的稠油廢水作為電站鍋爐補水，同時電站鍋爐產生的高品質過熱蒸汽可回 注稠油油井采油，蒸汽推動汽輪機做功發電后的低品位排汽用于廢水處理，實現余熱再利 用，有效利用熱能，提高了循環熱效率；達到了水、熱、電多聯產，經濟效益顯著；另外，本發 明系統中設有蒸發器W及曝氣生物濾池，稠油廢水經蒸發器處理后產生的冷凝水中的T0C 含量在20mg/L左右，通過曝氣生物濾池進行處理，可有效去除冷凝水中有機物含量，處理 后T0C含量降至7mg/L左右。
[0016] 進一步，本發明在稠油熱采油井與除娃反應器之間設有閃蒸器，且閃蒸器的蒸汽 出口與蒸發器的熱源入口相連；因此，本發明利用閃蒸器產生的閃蒸蒸汽作為廢水處理蒸 發器的一次蒸汽源，實現系統余熱進一步的再利用。
[0017] 進一步，本發明的蒸發器選用降膜蒸發器，蒸發器上設有高溫阻垢劑入口，蒸發器 的濃縮料液出口上連接有結晶器；因此，本發明通過向蒸發器內加入高溫阻垢劑，能夠有效 降低蒸發器換熱板結垢速率，而且系統產生的廢水主要為蒸發器循環濃縮料液，通過結晶 工藝進行處理，可實現稠油廢水處理系統零排放。
[001引進一步，本發明在曝氣生物濾池與脫鹽裝置之間設置高級氧化反應器和超濾器， 通過曝氣生物濾池、高級氧化反應器及超濾工藝處理稠油廢水蒸發產生的冷凝水，能夠將 冷凝水TOC含量從20mg/L左右降至4mg/L左右，同時改變剩余有機物結構，有效減緩后續 反滲透工藝污堵速率。曝氣生物濾池處理后出水若直接超濾，系統污堵速率較快，通過高級 氧化反應器對曝氣生物濾池出水進行處理，改變水中有機物結構，能夠有效減緩超濾系統 污堵。
[0019] 進一步，本發明的脫鹽裝置包括依次相連的反滲透裝置和混合離子交換器，且反 滲透裝置的濃水出口與蒸發器的液體入口相連，該樣反滲透裝置的得到的濃水就被送到蒸 發器中進行蒸發，進一步實現了稠油廢水的利用。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發明的系統結構示意圖；
[0021] 其中，1、稠油熱采油井，2、稠油熱采廢水池，3、閃蒸器，4、除娃反應器，5、軟化反應 器，6、過濾器，7、蒸發器，8、冷凝水箱，9、曝氣生物濾池，10、高級氧化反應器，11、超濾器， 12、反滲透裝置，13-混合離子交換器，14-電站鍋爐及汽輪機，15、結晶器；
[0022] A、濃縮料液，B、脫鹽產水，C、過熱蒸汽，D、閃蒸蒸汽，E、反滲透濃水。
【具體實施方式】
[0023] 下面結合附圖對本發明做進一步詳細說明。
[0024] 參見圖1，本發明稠油廢水處理回用電站鍋爐的系統包括依次相連的稠油熱采油 井1、稠油熱采廢水池2、閃蒸器3、除娃反應器4、軟化反應器5、過濾器6，過濾器6的出口與 蒸發器7的液體入口相連，蒸發器7采用降膜蒸發器，蒸發器7的濃縮料液出口上連接有結 晶器15 ;且蒸發器7上設有高溫阻垢劑入口，蒸發器7的冷凝水出口依次與曝氣生物濾池 9、高級氧化反應器10、超濾器11 W及脫鹽裝置相連；脫鹽裝置包括依次相連的反滲透裝置 12和混合離子交換器12,且混合離子交換器13與電站鍋爐和汽輪機系統14相連，反滲透 裝置12的入口與超濾器11的出口相連，反滲透裝置12的濃水出口與蒸發器7的液體入口 相連，反滲透裝置12的產水出口與混合離子交換器13相連，混合離子交換器13的產水出 口連接在電站鍋爐和汽輪機系統14上；除娃反應器4上設有除娃藥劑加藥口，軟化反應器 5上設有軟化藥劑加藥口，電站鍋爐和汽輪機系統14中汽輪機的排汽出口與蒸發器7的熱 源入口相連；電站鍋爐和汽輪機系統14中電站鍋爐的過熱蒸汽出口連接在稠油熱采油井1 上。
[0025] 基于上述稠油廢水處理回用電站鍋爐的系統，本發明稠油廢水處理回用電站鍋爐 的方法為；稠油熱采油井1產生的稠油廢水進入稠油廢水池2,稠油廢水從稠油廢水池2再 進入閃蒸器3進行閃蒸，閃蒸后稠油廢水進入除娃反應器4進行除娃，利用除娃藥劑加藥 口向除娃反應器4內分別投加氨氧化巧、除娃劑、聚合氯化侶W及聚丙締酷胺，除娃后稠油 廢水進入軟化反應器5進行軟化，利用利用軟化藥劑加藥口向軟化反應器5分別投加碳酸 鋼、聚合氯化侶W及聚丙締酷胺，得到的除娃軟化產水的娃含量在50mg/L W下，Ca"含量在 5