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油田污水处理沉降工艺技术探讨

发表时间：2021/5/7 来源：《基层建设》2021年第1期作者：陈婷索乾隆

[导读] 摘要：当前，随着工业化与城市化的快速发展，人们对油田资源的需求量逐年增加。

        中国石油天然气集团有限公司长庆油田分公司甘肃庆阳 745100
        摘要：当前，随着工业化与城市化的快速发展，人们对油田资源的需求量逐年增加。在油田资源开发中，污水处理系统具有不可替代的作用，其系统运行的稳定性与可靠性直接关系着污水中油、悬浮固体等的处理效果。沉降工艺技术作为污水处理技术中的核心技术，其主要包含了自然沉降与混凝土沉降。很多油田污水处理沉降工艺的应用存在问题，必须要加强沉降工艺技术管理，提高技术应用效果。文中对油田污水处理沉降工艺技术进行了分析。
        关键词：油田；污水处理；沉降工艺技术
        1 导言
        在我国，油田污水处理是油田资源开发与利用的关键环节。从当前我国各个油田中的污水处理流程来看，其往往包含了主流程与辅助流程，而主流程主要包含了原水中原油、悬浮固体、颗粒的去除，所采用的去除方法主要是沉降与过滤，辅助流程主要是对污水中分离出来的油、水、杂质等的回收与再处理过程，属于反冲洗流程，包含了原油与污水的回收处理。
        2 油田污水处理现状及面临问题
        当下油田污水处理仍主要以物理技术、化学技术以及生化技术共同进行，与一般污水处理基础工艺相差不大，但是针对油田污水中特有的成分，又会增加针对性的污染物去除措施。当下油田污水处理主要面临三方面问题，即稠油污水含量高、处理难度大；聚合物驱废水难以去除；低渗透油田污水，占比大，无法回用。
        2.1 稠油污水
        稠油污水是三次采油技术在应用时，会产生的一种油田污水，其含油量高，处理难度大，且物态上相对粘稠。此外，油田污水中还含有二氧化硅等物质，增加了废水的硬度，让废水处理更是难上加难。一般的工业特种废水在经过处理后，化学指标及物理指标合格，污染物降至一定程度以下，可以实现回用，保证环境综合效益。稠油污水，是典型的回用难度大的废水之一，因此，其在处理时，往往需要更多流程和措施。
        2.2 聚合物驱废水
        聚合物驱废水，是在采油中晚期产生的一种废水，原油开采难度高，聚合物驱能够起到一定驱除原油的效果，但是聚合物本身是由高聚合有机物构成的，在采油完毕，产生的污水中，会出现堆积，造成污水中乳化油稳定化，更加难以与污水分离。
        2.3 低渗透油田污水
        低渗透油田污水，顾名思义，是低渗透油田开采中容易产生的一种污水，油田污水储层孔隙度低，因此对回注水的水中颗粒直径有一定要求，通常以0.5微米作为标准。但是，我国当下针对油田污水的处理技术却难以达到回注水要求，也造成了低渗透油田污水不容易进行处理的现状。
        3 油田污水处理沉降工艺技术的应用
        3.1 改变进出水方式
        从油田污水处理系统的整体运行来看，沉降罐具有除油与悬浮固体的作用，在沉降工艺的应用过程中，可以将一次沉降罐与二次沉降罐分开，前者用于除油处理，而后者用于除悬浮固体，始终保持一次沉降罐上进水下出水的工艺流程，而二次沉降罐应用上出水下进水的工艺流程。当污水处理系统的运行过程中，悬浮固体随着水流发生下进时，沉降路程大大缩短，而即使是较大颗粒的悬浮固体，也依旧可以在此过程中实现迅速下沉。随着水流进入上升流程时，小颗粒的悬浮固体在絮凝剂作用下会出现聚集反应，进而下沉。而处于斜板除油罐中的小颗粒悬浮固体，会逐步在斜板的下部位置出现凝聚现象，最终随着系统的运行逐步回落到罐底。进出水工艺的改变有效避免了斜板负荷的增加等各类问题。
        3.2 改变收油方式
        在沉降罐收油过程中，由于极易出现调节堰板的腐蚀与锈死问题，影响了正常的收油流程。

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为改善此类问题，在实际的处理中，最为常用的方式是对堰板的材质加以有效控制与选择，这种处理方式虽然避免了调节堰板的腐蚀与锈死问题，但是却无法从根本上解决收油不彻底、调节操作难度大的问题，因此，需彻底改变收油方式，用主动式收油方式来解决沉降罐收油中的各类问题。收集管式撇油器是收油工艺改进以后必须用到的设备，其在油田污水处理系统的运行过程中，能够充分发挥设备的作用。收油管式撇油器的构造相对特殊，封闭式浮管可以对漂浮在水体表面的油污加以回收处理。浮管属于软管，其强度、亲油憎水特性明显，即使是在极为复杂与恶劣的水质环境下，浮管依旧具有极强的适用性。在收油管式撇油器的运行过程中，浮管可以在液体表面始终保持连续的蛇行旋转运动，这种运动过程实现了污水中油类物质的吸附，吸附以后的物质直接附着于浮管表面，而设备本身所含有的刮油器可以将吸附于浮管表面的油类物质加以清除，这种不断的循环收集油类物质的过程，实现了污水处理的良好效果。
        4 水质提升措施
        4.1 优化污水站布局，解决污水处理系统不平衡问题
        已建含油污水处理站位于某油田中部区域，接收全油田含油污水。2017年至2019年，该站平均处理负荷92.8%（6500m3/d），瞬时最高处理负荷可达到100.5%（7320m3/d）。长期高负荷运行，导致处理设备设施故障率高、各段工艺无法正常运行。因此，先后规划在该油田西部区域和东部区域各建设1座含油污水处理站，根据含油污水精细化处理工艺技术现场试验及该工艺的其他运行效果，2座污水站均采取“来水→沉降罐→气浮装置→氧化除硫装置→高精滤装置（两级精滤器）→出水”处理流程，设计规模均为2000m3/d，出水水质达到“5.1.1”指标。建成后，预计新建含油污水处理站负荷分别为68.95%~84.70%和82.90%~86.75%，已建含油污水处理站负荷可降为60.13%~64.13%，3座污水站负荷均在合理范围内。
        4.2 推广应用橇装一体化采出水处理工艺，解决外围零散区块含油污水就地处理回注问题
        根据橇装一体化采出水处理工艺试验结果和生产保运情况，在某区块含油污水站建设项目中应用橇装一体化技术，通过先期取样化验后，确定工艺流程为：“来水→自然沉降→混凝沉降→缓冲水罐→一级过滤（双滤料）→二级过滤（双滤料）→出水”，即“两级沉降+两级压力过滤”的处理工艺，处理规模为550m3/d，设计出水水质为“8.3.2”指标。建成后，需跟踪该站的运行效果，优化调整各项参数，确保工艺能够稳定运行，出水水质达到指标要求。
        4.3 治理已建含油污水处理站后续问题，确保出水水质达标
        脱水系统来液净化调整改造后，周边污水直接进入污水站曝气沉降罐，水量波动较大，增加曝气沉降罐及后续工艺的处理负荷，且污水中残留大量化学药剂和其他压裂液等化学成分，对现有药剂性能发挥也造成影响，因此制定以下措施解决污水站存在问题，确保出水水质能够稳定达标。首先，增加沉降调质能力。周边污水直接进入污水处理站曝气沉降罐，2座1000m3曝气沉降罐负荷增加，油、悬浮固体在罐内聚集无法及时收集和排除，出水水质指标高于进水水质指标，造成后续工艺设备的污染。因此，规划新建2座1200m3沉降罐，增加沉降调质能力，减少后续工艺的处理负荷。其次，优化药剂配方及参数。计划对在用的絮凝剂、混凝剂、杀菌剂等化学剂进行效果评价及配伍性试验；对杀菌剂、混凝剂配方进行筛选实验，优选药剂配方；对优选出的药剂配方开展评价试验，优选出最佳投加量，确定最佳投加点；室内试验完成后，开展现场加药试验，验证药剂的处理效果，确保含油污水处理达标。
        5 结束语
        总之，油田污水处理是油田开发过程中的关键，虽然污水处理系统在油田开发中的应用极为广泛，但是，在污水的处理方面，依旧存在着诸多的问题，未来还需要逐步加强技术改进，提高沉降工艺技术在油田污水处理中的应用效果。
        参考文献：
        [1]杨秉璋，石敏丽，李振兴.浅析油田污水处理的工艺选择[J].化工管理，2016（26）：296.
        [2]冯英明，韩丽华，张晓.某油田污水处理站污泥处理工艺存在的问题及对策[J].中国给水排水，2018，31（17）：76-77+81.
        [3]宋群华，李国勇，王超.延长油田污水处理工艺升级改造研究[J].油气田地面工程，2019，38（06）：39-44.