李坤凌
中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司技术监督中心 湖北省潜江市433124
摘要：本文根据采气废水分析结果，提出破稳一气浮一反渗透处理工艺，并得到该工艺处理效率和适用范围。
关键词：采气废水 处理工艺
一、概述
采气生产过程中产生的少量废水，其主要污染特征是高COD、高BOD、油类、高CI—、悬物固体及金属盐类。其对环境产生影响的主要成份有烃类、盐类、金属离子。若将其存留于井场储存池，将随着储存池的渗漏、溢出等，会对地下（表）水和土壤产生不良影响，并危及周围生态环境，甚至可能造成污染事故。随着国家、地方和集团公司整体环保要求的日益严格，环保达标治理工作刻不容缓、任务艰巨。
二、废水污染物
1、采气废水评价指标与标准选择
根据《污水综合排放标准》（GB8978－1996）和《农田灌溉水质标准》（GB5084－2005），其评价指标与标准选择见表1、表2。
表1 有害物质评价指标与评价标准
注：摘自《污水综合排放标准》（GB8978－1996）
表2 农田灌溉水质标准
注：摘自《农田灌溉水质标准》（GB5084－2005）。
2、分析结果
采集多口气井的采气废水,对其基本特性及污染成分进行分析，分析结果见表3。
表3 废水有害物质分析结果 单位：mg/L
从表3可以看出：废水固相含量较高，悬浮物浓度为833～15090 mg/L，多以较稳定的胶态悬浮体存在；石油类为3～782.6 mg/L；个别水样重金属超标、六价铬超标。COD、悬浮物、氯化物、色度严重超标，石油类基本都超标。因此，该类废水必须进行处理达标方可排放。
3、国内主要处理技术
1、处理回注；
2、回收进采油污水处理系统再处理回注；
3、生化处理达标排放；
4、化学脱稳，高效氧化法，达标排放；
5、膜处理及海水淡化技术。
三、处理工艺
1、工艺流程示意图
2、工艺流程简述
（1）池内加药预处理循环单元。对采气污水池废水加药循环预处理，通过加入化学药剂在池内实现调节、破稳、混凝、沉降。由提升泵、加药装置、混合器组成。
（2）破稳气浮单元。对预处理的水（或池内污水）定量加入破稳剂、氧化剂、混凝絮凝剂剂后，经高效溶气水气浮，除去大部分油类和悬浮物。主要有反应气浮室、溶气水系统、刮渣机蓄水箱构成。
（3）过滤吸附单元。对气浮后的水进行过滤处理，包括：固液分离机、PE精细过滤器、活性炭过滤器、保安（PE）过滤器组成。
（4）超滤及反渗透装置。利用膜技术中超滤和反渗透结合，除去水中溶解的盐类，包括超滤装置、两级反渗透装置。
（5）浓水处理：第二两级反渗透装置浓水返回系统再处理，第一级浓水拉回集中浓缩处理或储存作为压井液利用。
3、出水指标：
（1）处理水量：装置进水处理量5m3/h；反渗透纯水出水量2.5 m3/h。
（2）主要污染物达到 《污水综合排放标准》（GB8978－1996）一级标准。
（3）氯化物达到《农田灌溉水质标准》（GB5084－2005）要求，氯化物≤350mg/l。
4、设计原则
（1）原则：工艺合理，以强化固液分离和前期处理为突破口，提高膜的使用寿命，满足达标、脱盐处理的双重需要。
（2）机动性强，适应偏远地区及山高、路险特殊环境的需要。
四、处理技术
（一）第一步：脱稳除油除渣精细过滤。
通过脱稳预处理池内沉降、气浮分离、固液分离、PE过滤、活性炭过滤、PE再过滤工艺，使主要污染物达到进入膜过滤的水质条件，防止膜堵塞，最大限度的提高膜处理的效果和使用寿命。
（1）主要污染物
（2）微生物：该污水本身具有生物难降解性，工艺中加入强氧化剂能使微生物全部氧化，同时可将H2S全部氧化成SO2。
（3）难溶解性盐类：通过前期预处理，使决大部分难溶解性盐类通过气浮分离、固液分离、PE过滤、活性炭过滤、PE再过滤等多级过滤手段去除。Ca2+、Mg2+通过增加阻垢剂（MC01）提高溶解度，使之不宜析出。
（4）金属氧化物Fe、Mn通过氧化后沉降、过滤可以降低到以下指标，满足反渗透最佳工艺条件：
（5）膜处理前的达到的污染指数SDI≤5，同时加入还原剂，调整ORP电位为中性。
（6）工艺流程示意图
（二）第二步：膜处理技术。
经第一步处理的污水，基本满足应用膜处理技术的条件，增加超滤，采用成熟的反渗透技术，使氯化物达标排放。
1、超滤
其目的是进一步去除颗粒状的有机物，采用抗氧化剂、稳定性好的膜组件。
（1）超滤膜选型参数
（2）超滤进出水指标
2、一级反渗透
（1）选型参数
配备压力开关、电动阀、压力表、电导仪表、流量计
（3）膜的清洗
结垢情况下，采取PH≤2的稀盐酸酸洗；有机污染情况下，采取碱洗，即NaOH+12-烷基硫酸钠。装置流程示意图：
3、二级反渗透
（1）目的：由于进水浓度变化大，为确保C1—的达标，增加第二级，反渗透，使在系统去除率保持98%的情况下氯化物持续达标。
（2）参数
（3）排列同上
（4）膜的清洗：与第一套共用一套加药装置，化学清洗泵各一台。
五、工艺特点及可行性分析
1、处理过程可以实现分单元质量控制，前一单元是后一单元工作的前提：一是只有前一个单元处理有效运行，下一单元才能进行工作；二是不能有效破稳的水，不能通过压滤实现很好的固液分离，只有加药破稳好，絮凝架桥有效，固液分离才彻底。因此，水质处理能实现稳定达标。
2、突出的优点是固液分离彻底，气浮后的固相可以压饼。强化过滤后的水能够满足膜处理系统的进水要求。
3、两个单元可以拆分单独使用，以达到不同的治理目标，可以只用第一个撬实现污水处理达到污水综合排放标准。
4、浓水回收可以实现制备工业盐和比重较大的压井液。
六、结论
相关处理工艺能够充分满足采气废水处理的需要，处理速度得到提高，处理质量更加稳定，处理级别可以实现过程控制，工艺相对完善，适用于山区等复杂地形。