油田污水處理技術(shù)研究進(jìn)展

第35卷第3期現代化工Mar.20152015年3月Modern Chemical Industry，55●油田污水處理技術(shù)研究進(jìn)展葉春松,陳程",周為(武漢大學(xué)動(dòng)力與機械學(xué)院,湖北武漢430072)摘要:介紹了油田污水的常規處理技術(shù)和新型處理技術(shù),闡述了各種方法的優(yōu)勢及目前存在的問(wèn)題和未來(lái)發(fā)展趨勢,并介紹了油田污水處理的最新研究成果,對油田污水處理技術(shù)的發(fā)展提出了建議。關(guān)鍵詞:油田污水;處理技術(shù);研究進(jìn)展中圖分類(lèi)號:X703.1文獻標志碼:A文章編號:0253 -4320(2015)03 -0055 -04Progress of the treatment technology of oilfield wastewaterYE Chun-song, CHEN Cheng" , ZHOU Wei( School of Power and Mechanical Engineering, Wuhan University，Wuhan 430072, China)Abstract: The conventional and new treatment technologies of oilfeld wastewater are introduced , advantages,problems and future trends of each treatments are elaborated , the latest research progress are presented , and the treatmenttechnology trends of oilfeld wastewater are proposed.Key words: oilfeld wastewater; treatment technology; research progress目前,我國大部分油田已進(jìn)入三次采油階段,油分離器的基礎上,與粗?；夹g(shù)相結合進(jìn)行了油水田污水量不斷增加。油田污水成分復雜,含有鹽類(lèi)、分離實(shí)驗研究,實(shí)驗結果表明,新型油水分離器連接固體顆粒溶解氣以及油類(lèi)懸浮體等多種有機物質(zhì),粗?；b置后的最高油水分離效率可以達到如果直接排放,不僅污染環(huán)境,也會(huì )造成水資源的嚴92. 12% ,最大處理效率是現場(chǎng)大罐的246.5倍。重浪費。因此,必須對油田污水進(jìn)行處理,-部分油油水分離器核心構件的聚結填料的改進(jìn)也是提田污水經(jīng)深度處理后進(jìn)行資源化利用,--部分油田高除油效果的重要方法。曲險峰等[4]用不同性質(zhì)污水則排放到環(huán)境中,處理后的污水要達到油田回添加劑對聚丙烯進(jìn)行共混改性,結果表明,改性聚丙注水要求。烯的親水角和親油角之差越小，越有利于聚丙烯聚結除油性能的提高。張雷等(5)增設聚結材料反沖1油田污水常規處理技術(shù)洗系統,選擇親油疏水的SHT聚結材料作為系統改1.1重力分離法造用聚結材料、試驗表面,改造后除油器對油和懸浮重力分離法是利用油水的密度差和不相容性進(jìn)固體去除效果有了顯著(zhù)提高,油類(lèi)去除率達到行分離的方法,主要去除粒徑大于60 μm的浮油和86% ,懸浮物去除率達到60%。分散油,以及污水中的大部分固體顆粒,乳化油則很1.2絮凝法難去除。目前重力分離法的發(fā)展趨勢是結合聚結技近年來(lái),絮凝技術(shù)由于其適應性強,可去除乳化術(shù),改造重力分離設備,以提高處理效果。油和溶解油以及部分難以生化降解的復雜高分子有曹建樹(shù)等"研究了一種新型波紋板油水分離機物而被廣泛應用于油田污水的處理6。通常絮器,改進(jìn)波紋板的材料和放置方式,減小板距,提高凝劑可分為3類(lèi):無(wú)機絮凝劑、有機絮凝劑和復合絮除油率,試驗結果表明,該油水分離器除油率可達凝劑。無(wú)機絮凝劑的缺點(diǎn)是投人量大、浮渣量大、含90%。莫同鴻等[2)結合水力旋流器分離速度快和水率高。相對于無(wú)機絮凝劑，有機絮凝劑雖然絮凝氣浮分離效率高的優(yōu)點(diǎn),設計了一種新型除油設能力強、用量小、效率高、產(chǎn)生浮渣量小,但是藥劑備一氣旋浮油水分離器。 試驗結果表明,經(jīng)參數費用一般較為昂貴,且以丙烯酰胺為基礎的人造優(yōu)化后的該分離器除油率可達89.7%。韓洪升高分子聚合物在使用時(shí)會(huì )產(chǎn)生有毒物質(zhì),這樣使等[3)針對大慶油田產(chǎn)油高含水,在多杯等流型油水其推廣應用受到了一定的限制。因而,研發(fā)新型中國煤化工收稿日期:2014- 10-08基金項目:科技型中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng )新基金項目(11C26214202632)MYHCNMHG作者簡(jiǎn)介:葉春松(1961 -) ,男,博士,教授,博士生導師,研究方向為水化學(xué)與水處理技術(shù)集成和待殊污廢水再生回用技術(shù),027 - 6772266 ,yochunsong@ 126. com;陳程(1990 - ) ,女,碩士,通訊聯(lián)系人,wendy199061 @ sina. com?！?6●現代化工第35卷第3期高效的絮凝劑成為了近年來(lái)眾多科學(xué)家的研究方為業(yè)內的研究熱點(diǎn);日本研制出一種能夠選擇性回向和重點(diǎn)”。收油的吸油材料,該吸油材料是把油吸附劑用特殊邵青[8]用TX-107系列有機高分子絮凝劑對新表面處理法固定在直徑為7mm左右的珍珠巖顆粒疆克拉瑪依采油一廠(chǎng)稀油污水進(jìn)行除油處理,除油的表面。它能夠浮在水面上且幾乎不吸收水,吸附效果較好。于光[9]利用新型高分子絮凝劑聚酰胺在固體顆粒表面上的油可以進(jìn)行回收或焚燒處理。樹(shù)形分子處理油田污水,試驗表明,該絮凝劑使用量Asha等[16]研究了核桃殼的除油能力,試驗結果表少,將廢水含油量降至1mg/L,具有非常好的除油明,核桃殼具有較高的孔隙度值,核桃殼在純油中的效果。羅逸[10]利用淀粉接枝共聚物處理油田污水，吸附能力比在油水兩相中更好。陳玲等[1]采用丙結果表明,該絮凝劑在清除污水中的油、固體懸浮物綸吸油氈從含油工業(yè)廢水中吸附分離和回收油類(lèi)物及降低水體COD等方面均有顯著(zhù)效果。肖錦等11質(zhì),具有良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益,飽和吸附量可以華南地區含膠植物粉為原料研制的一系列兼具絮達到10g/g,吸附容量大;吸附除油率為87.12%，凝作用的水處理劑,如絮凝-緩蝕劑CMT2A、CG2A丙綸吸油氈的再生性能良好。Kumagai等[8]將稻等,在油田污水的處理中顯示了良好的應用效果。殼經(jīng)過(guò)300~800C,500Pa炭化處理后制成吸附1.3氣浮法氣浮法是在水中通人空氣或其他氣體產(chǎn)生微細劑，利用這種吸附劑對油田污水中B級重油的吸附量> 60 g/g,而對水的吸附量<1.5 g/g,這種吸附劑氣泡,使水中的一些細小懸浮油珠及固體顆粒附著(zhù)在日本含油廢水的處理中得到很好的應用。鐘海山在氣泡上,氣泡上浮到水面形成浮渣,然后使用撇油等19采用甲基丙烯酸烷基酯與木漿纖維素交聯(lián)聚器將油撇去。該法主要用于去除粒徑為10 ~60 μm合制備的復合高吸油性材料,與傳統的單體聚合物的分散油、乳化油及細小的懸浮固體物。目前對氣浮法的研究多集中在氣浮裝置的革新制備的高吸油材料相比較,其吸油倍率和吸油速率與改進(jìn)以及氣浮法與其他方法聯(lián)用。劉軍(川利用得到明顯改善，綜合生產(chǎn)成本有所降低。王勇等(01渦流泵的特殊攪拌功能來(lái)改進(jìn)加壓氣浮工藝,形成利用膨脹石墨與酚醛樹(shù)脂基活性炭復合制作新型吸高效氣浮裝置,實(shí)現了設備小型化。陸斌[3采用兩附劑,試驗發(fā)現,該吸附劑對油田污水具有很好的吸級混凝氣浮生物接觸氧化工藝處理含油乳化液廢附性能。水,COD和油的去除率分別為99.55%和99.91%。1.5生物法包木太等[14]采用氣浮-生物接觸氧化-超濾組合工生物法是利用微生物的生物化學(xué)作用,使廢水藝,以渤南低滲透油田回注污水為原水進(jìn)行了現場(chǎng)中的有機物轉化為微生物體內的有機成分或增殖成中試試驗。試驗表明,氣浮和生化處理可將污水中新的微生物,剩余部分則被微生物氧化分解為簡(jiǎn)單油的質(zhì)量濃度降低到1 mg/L 以下,生化出水沉降后的無(wú)機或有機物質(zhì),從而使廢水得以?xún)艋?。油田污懸浮物的質(zhì)量濃度穩定在20 mg/L以?xún)?，超濾產(chǎn)水水中常用的生物法有生物濾池法、生物膜法、接觸氧回收率在80%以上，透膜壓差在0.04 ~0. 06 MPa;化法、活性污泥法等。由于油田采出水油含量大、礦整套系統運行穩定,出水可達到注水水質(zhì)標準?；雀?、水質(zhì)成分復雜、可生化性差,通常在含油量1.4吸 附法30mg/L以下,并含有其他需要生物降解的有害物吸附法是利用多孔固體吸附劑對含油廢水中的質(zhì)時(shí)考慮使用該法,故生物法在油田污水處理技術(shù)溶解油及其他溶解性有機物進(jìn)行表面吸附。吸附法中-般與其他技術(shù)聯(lián)用。隨著(zhù)微生物技術(shù)的不斷進(jìn)-般只用于油田污水的深度處理。最常用的吸附劑步,培養篩選出了適應各種不同油田采出水水質(zhì)的是活性炭,但吸附容量有限(對油一般為30 ~微生物菌群,并成功用于油田采出水外排或回注處80 mg/g),且成本高,再生困難。因此開(kāi)發(fā)新型吸理。呂榮湖[2]選用聚乙烯醇(PVA)、海藻酸鈉附劑成為必然趨勢[15]。(SA)復配作為包埋固定化載體材料,制備成固定化許多國內外研究者致力于新型吸附劑的開(kāi)發(fā),微生物小球( IMB),通過(guò)包埋固定化微生物法實(shí)驗目前取得了較好的成果。例如,研究發(fā)現片狀石墨優(yōu)化了IMI中國煤化工田污水取得了能吸附重油,在油水分離時(shí)更易于分離;研究者發(fā)現良好的效YHC NMH G&資少、效率高、一種具有良好吸附性能且再生容易的新型有機吸附無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn),但其占地面積大、運行費用高,材料_吸附樹(shù)脂,高效吸油樹(shù)脂的合成與應用成因而在應用上受到一定限制。.2015年3月葉舂松等:油田污水處理技術(shù)研究進(jìn)展.57●采用電絮凝法處理油田污水,考察了電流強度PAC2油田污水新型處理技術(shù)投加量、電極板間距和pH對廢水脫油率的影響。2.1膜分離法正交實(shí)驗表明,pH和電流強度是影響廢水脫油率的膜分離法是利用液-液分散體系中的兩相與固2個(gè)最顯著(zhù)因素。最佳條件下，廢水脫油率達到體膜表面親和力的不同,達到分離目的,主要包括微84. 3%。Dimoglo 等[31] 用該法處理石化廢水,對濁濾超濾、納濾和反滲透。膜法主要用于截留廢水中度的去除率約為88%,含油量的去除率約為80%，的乳化油和溶解油。近年來(lái),膜法聯(lián)合處理工藝、膜CODr的去除率約為80%。張俊等(32]以勝利油田.生物反應器等相繼應用于油田污水的處理,取得了含油污水為研究對象,采用石墨-鋁電極組合的電良好的效果,但在實(shí)際運行中也遇到了膜污染嚴重、絮凝方法處理含油污水。實(shí)驗結果表明,在電流密不易清洗.運行費用較高等問(wèn)題。膜分離技術(shù)在油度為7mA/cm2,電解時(shí)間為20min,極板間距為田污水處理方面的廣泛應用,需進(jìn)一步開(kāi)發(fā)新型膜2cm時(shí)，除油率達到92%。材料,改革膜體結構，探討聯(lián)合各種膜處理方法或與目前對電源技術(shù)改進(jìn)的研究熱點(diǎn)主要集中在脈其他方法互相結合的新工藝,提高處理效果,降低處沖電源。有研究表明,脈沖電源在能耗、陽(yáng)極損耗、理成本[2]。極板結垢及陽(yáng)極鈍化等方面均優(yōu)于直流供電電Malogorzata等23?研究發(fā)現膜的親水性越好膜源39。電絮凝技術(shù)的另--個(gè)發(fā)展方向是采用新型.污染越輕，因此選擇親水性強膜組件可以減輕膜污電極,包括采用更廣泛的電極材料和更加多樣的極染。王農村[241采用改性的PVC合金超濾膜法對油板幾何形狀。陳武等1341對三維電級進(jìn)行研究,得到田采出水進(jìn)行深度處理,其處理出水水質(zhì)達到榆樹(shù)了影響三維電極電化學(xué)反應器各參數的最佳水平組林油田特低滲透油層要求的回注水水質(zhì)指標。在有合,試驗表明,該電極方法對COD有很好的降解機膜改性研究中,除用有機原料的聚合改性外,還可能力。以采用添加無(wú)機粒子對其進(jìn)行改性。Mansourpanah3展望等[231采用接枝技術(shù),在聚醚砜/聚酰亞胺納濾表面隨著(zhù)國家對污染治理力度的加大,油田污水處紫外接枝組裝納米TiO2,極大地提高膜通量的恢理出水水質(zhì)要求也不斷提高,現有的方法已經(jīng)不能滿(mǎn)足當前人們對于環(huán)境的要求,采用新型、高效的處2.2電磁法理方法已勢在必行。今后油田污水處理技術(shù)的發(fā)展電磁法主要包括磁處理法、電子處理法、微波超趨勢應主要集中在以下方面:①改進(jìn)傳統工藝的不聲波處理法、高頻電磁場(chǎng)法、高壓靜電處理法。磁分足之處,開(kāi)發(fā)新型的處理技術(shù);②針對對應水質(zhì)特離工藝可去除廢水中的乳化油和部分溶解油(26]。點(diǎn),采取各種處理工藝聯(lián)合使用,優(yōu)勢互補;③深入電磁法無(wú)需投加化學(xué)藥劑,無(wú)有毒副產(chǎn)物,對水質(zhì)適探索除油機理,為提高油田污水處理效率奠定理論應性好,但耗電量大,工藝尚未成熟,目前這種方法基礎。在油田污水處理中應用較少。電磁法的發(fā)展趨勢是參考文獻完善電磁法工藝,解決能耗問(wèn)題。楊瑞洪等[2]采用氣浮-磁分離工藝處理含油廢水,除油效果顯著(zhù)。[1]曹建樹(shù),李衛清.新型波紋板油水分離器的應用研究[J]流體試驗表明,氣浮單元除油率平均為71. 1% ;磁分離機械,2005 ,33(9):1 -3. .單元除油率平均為44.1%;總除油率平均為[2]莫同鴻,段文益,伍遠平,等.氣旋浮高效油水分離器試驗研究83. 8%。倪玲英等[28]研究出了小型電磁聚結器,完[J]. 石油機械,2010,38(12):5-8.成了室內實(shí)驗，現場(chǎng)實(shí)驗也取得了顯著(zhù)的成果。[3]韓洪升,夏補,彭元,等.新型油水分離器提高含油污水處理效率的實(shí)驗研究[J].科學(xué)技術(shù)與工程, 2011,11(23):5533 -2.3電絮凝法5537.電絮凝法是以鋁或鐵等可溶性金屬作陽(yáng)極,電[4]曲險峰,王增林,張建,等.聚丙烯共混改性對其聚結除油性能解產(chǎn)生的陽(yáng)離子與水電離產(chǎn)生的0H -結合生成的的影響[中國煤化工6.膠體,與水中的污染物顆粒發(fā)生凝聚沉淀來(lái)達到分[s]張雷,郭處理聚驅采出液效果離凈化的目的[(9]。該工藝能同時(shí)有效去除水中的研究[J]:YHCNMHG油類(lèi)、懸浮固體.細菌、重金屬等多種污染物,處理流[6] Ahmad A L, Surnathi s, Hameed B H. Coagulation of residue oil程簡(jiǎn)單,易于維護和實(shí)現自動(dòng)化調控。王車(chē)禮等[0]and suspended solid in palm oil mill effluent by chitosan，alum and●58.現代化工第35卷第3期PAC[J]. Chemical Engineering Joumal, 2006,118(1/2):99 -染治理技術(shù)與設備,2006,7(1) :90 -91.05.[22]楊德敏.膜技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應用現狀及展望[A].見(jiàn):[7]王彬,王若為,吳健.新型混凝劑在含油廢水處理中的應用現狀2010年膜法市政水處理技術(shù)研討會(huì )論文集[C].上海:2010年.[J].山西建筑,2012 ,38(24);144 - 14s5.膜法市政水處理技術(shù)研討會(huì ),2010:322 -372.[8]邵青.高效脫色絮凝劑脫色絮凝機理淺探及其應用[J].工業(yè)[23] Malogorzata K K,Kataryna M N,Tjomszs w. Analyse of membrane水處理,2000 ,20(2):5 -8.fouling in the treatment of water solutions containinghumic acids[9]于光.新型高分子絮凝劑處理含油廢水的研究[J].北京理工and mineral[J]. Desalination ,2005 ,126(3):179 - 189.大學(xué)學(xué)報,2003 ,23(2) :260 -264.[24]王農村.PVC合金超濾膜在油田采出水回用中的應用研究[10]羅逸.含油廢水絮凝劑淀粉衍生物H- 6的凈水性能[J].水處[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2006 ,29(8) :86 -87.理技術(shù),2002 ,28(2):115 -117.[25 ] Mansourpanah Y, Madaeni s s, Rahimpour A,et al. 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