油田污水处理工艺及要求.ppt

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1、污水处理工艺及要求污水处理工艺及要求 提提 纲纲一、含油污水的性质一、含油污水的性质二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术三、各站污水处理工艺简介三、各站污水处理工艺简介四、展望四、展望 油田污水来源于在油气生产过程中油田污水来源于在油气生产过程中所产出的地层伴生水。为获得合格的所产出的地层伴生水。为获得合格的油、气产品，需将伴生水与油气进行油、气产品，需将伴生水与油气进行分离，分离后的伴生水中，含有一定分离，分离后的伴生水中，含有一定量的原油及其它杂质，这些分离出来量的原油及其它杂质，这些分离出来的伴生水称之为含油污水。的伴生水称之为含油污水。 一、含油污水的性质一、含油污水的性质 (

2、1) 含油污水的物理性质含油污水的物理性质 含油污水通常带色，较浑浊，矿化度高，含油污水通常带色，较浑浊，矿化度高，有硫化氢、汽油等特殊气味，一般密度多大有硫化氢、汽油等特殊气味，一般密度多大于于1000Kg/m1000Kg/m3 3，粘度大于，粘度大于1mPa S，导电性强。，导电性强。 一、含油污水的性质一、含油污水的性质 (2) 含油污水的化学成分含油污水的化学成分 含油污水化学成分复杂，所含离子、元素含油污水化学成分复杂，所含离子、元素种类甚多，其中常见的离子为：种类甚多，其中常见的离子为： 阳离子：阳离子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、H+、Fe2+、Fe3+等。等。 阴离子：阴

3、离子：Cl-、SO42-、CO32-、HCO3- 。 其中常以其中常以Na+、K+、Ca2+、Mg2+及及Cl-、SO42-、CO32-、HCO3-几组离子为主。几组离子为主。一、含油污水的性质一、含油污水的性质 (3) pH值值 含油污水的含油污水的pH值是判断腐蚀与结垢趋势的值是判断腐蚀与结垢趋势的重要因素之一，一般的说，水的重要因素之一，一般的说，水的pH值越高，值越高，结垢的趋势就越大；若水的结垢的趋势就越大；若水的pH值较低，则结值较低，则结垢的趋势减小，腐蚀性越强。垢的趋势减小，腐蚀性越强。 水中水中H H2 2S S、COCO2 2会引起水的会引起水的pH下降，产生酸性腐蚀，程度

4、低下降，产生酸性腐蚀，程度低于溶解氧。于溶解氧。一、含油污水的性质一、含油污水的性质 (4) 浊度浊度 浊度是水的浊度是水的“浑浊浑浊”的一个量度，浊度高的一个量度，浊度高意味着水是不意味着水是不“清洁清洁”的，含有较多的悬浮的，含有较多的悬浮固体。固体。 (5) 温度温度 温度将影响水的结垢趋势，水的温度将影响水的结垢趋势，水的pH值以及值以及各有关气体在水中的溶解度。各有关气体在水中的溶解度。一、含油污水的性质一、含油污水的性质 (6) 相对密度相对密度 由于水中含有溶解的杂质，一般含油污水由于水中含有溶解的杂质，一般含油污水的相对密度均大于的相对密度均大于1.0。一、含油污水的性质一、含

5、油污水的性质 (7) 溶解氧溶解氧 溶解氧对含油污水的腐蚀性和堵塞都有溶解氧对含油污水的腐蚀性和堵塞都有明显的影响。它是很强的氧化剂，它易使二明显的影响。它是很强的氧化剂，它易使二价铁离子氧化成三价铁离子，从而形成沉淀。价铁离子氧化成三价铁离子，从而形成沉淀。溶解氧与腐蚀速率呈正线性关系，水中溶解溶解氧与腐蚀速率呈正线性关系，水中溶解氧含量增加，腐蚀率急剧上升。氧含量增加，腐蚀率急剧上升。 一、含油污水的性质一、含油污水的性质 (8) 硫化物硫化物 油田含油污水中的硫化物（主要是油田含油污水中的硫化物（主要是H2S）可能是自然存在水中的，也有可能是由于可能是自然存在水中的，也有可能是由于水中存

6、在硫酸盐还原菌水中存在硫酸盐还原菌(SRB)产生的。产生的。H2S与铁反应则生成腐蚀产物与铁反应则生成腐蚀产物黑色的硫化亚黑色的硫化亚铁（铁（ FeS ）。）。 一、含油污水的性质一、含油污水的性质u硫酸盐还原菌（硫酸盐还原菌（SRBSRB） 一种厌氧条件下使硫酸盐还原成硫化物，一种厌氧条件下使硫酸盐还原成硫化物，以有机物质为营养的细菌。以有机物质为营养的细菌。 生成环境：生成环境：PH=7.0PH=7.0 7.57.5，温度为，温度为2020 7575 C C。 危害：产生危害：产生H H2 2S S并与铁作用形成并与铁作用形成FeSFeS沉淀和产沉淀和产生粘液物，强化垢的形成生粘液物，强化

7、垢的形成。j189j189 (9) 细菌总数细菌总数 由于细菌的存在，即可能引起腐蚀，又由于细菌的存在，即可能引起腐蚀，又可能引起堵塞可能引起堵塞。一、含油污水的性质一、含油污水的性质u铁细菌铁细菌 多种细菌的总称，是好氧性细菌和兼性细多种细菌的总称，是好氧性细菌和兼性细菌。菌。 生成环境：水中含有亚铁、氧和有机物，生成环境：水中含有亚铁、氧和有机物，总铁量在总铁量在1 1 6mg/L6mg/L的水中，温度为的水中，温度为2222 2525。 危害：促成二价铁氧化成危害：促成二价铁氧化成FeFe3+3+，产生氢氧化，产生氢氧化铁沉淀；粘液物质形成浓度差电池腐蚀。铁沉淀；粘液物质形成浓度差电池腐

8、蚀。一、含油污水的性质一、含油污水的性质u腐生菌腐生菌 一类好氧一类好氧“异养异养”型的细菌，存在分布较广。型的细菌，存在分布较广。 生成环境：存在分布较广。生成环境：存在分布较广。 危害：与铁细菌大体相同。危害：与铁细菌大体相同。一、含油污水的性质一、含油污水的性质 (10) 含油量含油量 水中含油将会降低注水效率，它能在油水中含油将会降低注水效率，它能在油层中产生层中产生“乳化块乳化块”，它可以作为一些固，它可以作为一些固体的极好粘合剂，从而增加了它们的堵塞体的极好粘合剂，从而增加了它们的堵塞效果。效果。一、含油污水的性质一、含油污水的性质u含油污水中油的存在方式和性质含油污水中油的存在方

9、式和性质浮油：油珠在污水中的直径较大，为浮油：油珠在污水中的直径较大，为100m100m以上，以上，易于从污水中分离出来，浮于水面而被除去。这种易于从污水中分离出来，浮于水面而被除去。这种状态的油占污水含油量的状态的油占污水含油量的25-50%25-50%。分散油：油珠粒径为分散油：油珠粒径为10-100m10-100m，靠油水相对密，靠油水相对密度差可以上浮除去。但需要较长时间，一般至少度差可以上浮除去。但需要较长时间，一般至少4 4小时以上，为加快油珠上浮速度，在污水处理时要小时以上，为加快油珠上浮速度，在污水处理时要加入混凝剂。加入混凝剂。 一、含油污水的性质一、含油污水的性质按污水中的

10、油珠颗粒直径划分为四种按污水中的油珠颗粒直径划分为四种 乳化油：其在污水中分散的粒径很小，直径为乳化油：其在污水中分散的粒径很小，直径为1 11010-3-10-3-10mm，与水形成乳状液，属于，与水形成乳状液，属于(O(OW)W)“水包水包油油”型乳状液。这部分油不易除去，必须反相破乳型乳状液。这部分油不易除去，必须反相破乳之后才能将其除去，其含量占污水含油量的之后才能将其除去，其含量占污水含油量的10-15%10-15%。 溶解油：油珠直径小于溶解油：油珠直径小于1010-3-3m m 。由于油在水中。由于油在水中的溶解度很小，为的溶解度很小，为5-15mg5-15mgL L，这部分油是

11、不能除去，这部分油是不能除去的。其占污水含油量的的。其占污水含油量的0.2-0.5%0.2-0.5%。u含油污水中油的存在方式和性质含油污水中油的存在方式和性质一、含油污水的性质一、含油污水的性质 （11）含油污水中的杂质）含油污水中的杂质 悬浮固体：粒径为悬浮固体：粒径为110m。 胶体：粒径为胶体：粒径为1.0*10-31 m。 溶解物质：粒径小于溶解物质：粒径小于1.0*10-3 m。 油：粒径小于油：粒径小于1.0*10-3 m大于大于100 m。u按污水处理的观点，细小杂质分为四类：按污水处理的观点，细小杂质分为四类：一、含油污水的性质一、含油污水的性质含油污水中的杂质是估计注水井渗

12、滤端面堵含油污水中的杂质是估计注水井渗滤端面堵塞的一个重要依据。塞的一个重要依据。 阳离子组分：钙、镁、铁、钡、锶等阳离子组分：钙、镁、铁、钡、锶等。 阴离子组分：氯离子、碳酸根和碳酸氢阴离子组分：氯离子、碳酸根和碳酸氢根、硫酸根。根、硫酸根。 u从腐蚀与堵塞的观点，杂质分为两类：从腐蚀与堵塞的观点，杂质分为两类：一、含油污水的性质一、含油污水的性质污水回注的优点：污水回注的优点：污水中含表面活性物质，能提高洗油能力；污水中含表面活性物质，能提高洗油能力；高矿化度污水回注后，不会使粘土颗粒膨胀而高矿化度污水回注后，不会使粘土颗粒膨胀而降低渗透率；降低渗透率；污水回注保护了环境，提高了水的利用率

13、。污水回注保护了环境，提高了水的利用率。一、含油污水的性质一、含油污水的性质注入水水质基本要求：注入水水质基本要求： 对油田注入水，除要求水量稳定、取水方便和对油田注入水，除要求水量稳定、取水方便和经济合理外，还必须符合以下要求经济合理外，还必须符合以下要求：水质稳定与油层水相混不产生沉淀；水质稳定与油层水相混不产生沉淀；水注入地层后不使粘土产生水化膨胀或产生混水注入地层后不使粘土产生水化膨胀或产生混浊；浊；不得携带大量悬浮物，以防堵塞注水井渗滤端不得携带大量悬浮物，以防堵塞注水井渗滤端面及渗流孔道；面及渗流孔道；对注水设施腐蚀性小。对注水设施腐蚀性小。一、含油污水的性质一、含油污水的性质 基

14、本水质指标：基本水质指标：悬浮固体质量浓度、粒径中值悬浮固体质量浓度、粒径中值含油量含油量平均腐蚀率、点腐蚀平均腐蚀率、点腐蚀细菌含量（腐生菌细菌含量（腐生菌TGBTGB、硫酸还原菌、硫酸还原菌SRBSRB、铁细菌）、铁细菌）溶解氧含量溶解氧含量硫化氢、侵蚀性二氧化碳含量硫化氢、侵蚀性二氧化碳含量铁离子含量铁离子含量pHpH值、矿化度值、矿化度一、含油污水的性质一、含油污水的性质一、含油污水的性质一、含油污水的性质 油田污水处理的目的是去除水中的油、悬油田污水处理的目的是去除水中的油、悬浮物、添加剂以及其它有碍注水、易造成注浮物、添加剂以及其它有碍注水、易造成注水系统腐蚀、结垢的不利成分。所采

15、用的技水系统腐蚀、结垢的不利成分。所采用的技术包括重力分离、粗粒化、浮选法、过滤、术包括重力分离、粗粒化、浮选法、过滤、膜分离以及生物法等十几种方法。因各油田膜分离以及生物法等十几种方法。因各油田或区块的水质成分复杂、差异较大，处理后或区块的水质成分复杂、差异较大，处理后回注水的水质要求也不一样，因此处理工艺回注水的水质要求也不一样，因此处理工艺也有不同的选择也有不同的选择。 二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术 污水处理的任务：污水处理的任务：水质净化处理水质净化处理水质稳定处理水质稳定处理去除去除采出水中颗粒粒径在采出水中颗粒粒径在1 1 m m以上的悬浮杂质、如以上的悬浮杂质、如

16、含油、悬浮固体等。含油、悬浮固体等。防止防止系统腐蚀、结垢；系统腐蚀、结垢；避免避免系统沿程生成的悬浮杂质，系统沿程生成的悬浮杂质，堵塞地层。堵塞地层。+二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术C C级标准级标准B B级标准级标准A A级标准级标准来水二次除油一次除油一级过滤二级过滤精细过滤回注处理流程的设计：处理流程的设计：除油段除油段过滤段过滤段1 1、去除浮油、分散油和部分乳、去除浮油、分散油和部分乳化油（油珠粒径化油（油珠粒径1010 m m），回收），回收污水中的原油。污水中的原油。2 2、去除大颗粒悬浮物质、去除大颗粒悬浮物质( (颗粒粒颗粒粒径径1010 m m）。）。水质把关，最终满足污水水质把关，最终满足污水回注水质要求。回注水质要求。二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术回注污水处理工艺回注污水处理工艺除油段除油段过滤段过滤段两段式工艺两段式工艺重力混凝沉降重力混凝沉降压力混凝沉降压力混凝沉降气浮气浮旋流旋流水质改性沉降水质改性沉降二、污水处理工艺与技术二、污水处理工艺与技术除油段除油段过滤段过滤段实现实现C C级标准，满足高级标准，满足高渗透地层水质渗透