採油汙水脫鹽方法
2023-07-06 13:11:01 1
專利名稱：：採油汙水脫鹽方法
技術領域：
：本發明涉及一種汙水處理方法。
背景技術：
：隨著油田開採進入中後期，採出的原油含水率高達60%70%，有的油田己高達90%，其中大慶油田平均每年的油田採出水高達3xlS噸，汙水主要含有總懸浮固體為50200毫克/升，化學需氧量(重鉻酸鉀)為100500毫克/升，礦化度為25006000毫克/升，總油為1001000毫克/升。與此同時，人們對環境保護變得越來越重視，使得採出水不能隨意排放；另一方面，各油田為挖掘油層潛力，已開始應用多元聚合物驅開採技術，而配製這些藥劑需要大量的低含鹽清水。目前已有的油田採油汙水降礦化度處理方法有預處理加超濾加電滲析方法和超濾加反滲透方法。其中，預處理加超濾加電滲析方法中的預處理方法包括混凝、沉澱、氣浮和過濾，該法的缺點是電滲析膜易汙染，清洗困難，且耗電量大，噸水處理成本高；超濾加反滲透方法的缺點是超濾膜和反滲透膜通量較小、膜易汙染、膜清洗頻繁、能耗高，噸水處理成本高。以上兩種方法的缺點均限制了其在油田汙水處理中推廣應用。
發明內容本發明解決了現有膜技術對採油汙水脫鹽的膜通量較小、膜易汙染、膜清洗頻繁和噸水成本高的問題，而提供了一種採油汙水脫鹽方法。採油汙水脫鹽方法，該方法按以下步驟進行一、預處理先將採油汙水進行沉降處理，沉降925小時後投加混凝劑，進行415小時的混凝沉澱處理，再送入氣浮池處理，然後依次經一級單層石英砂過濾器和二級單層石英砂過濾器過濾；二、微濾處理將步驟一處理過的濾後水泵入微濾設備，在0.011兆帕的操作壓力下，進行死端過濾；三、循環超濾膜深度處理將步驟二處理過的濾後水送入循環超濾膜設備進行過濾，循環超濾設備膜每運行18小時，進行水反衝一次，每運行848小時對超濾膜設備進行一次鹼反洗，每運行1420天進行一次化學清洗，經循環膜設備處理後產生的濃水重新送回到循環超濾膜設備進行處理，並根據產水率排放2%10%的濃水；四、納濾膜脫鹽處理將步驟三處理過的濾後水送入納濾膜設備進行脫鹽，運行溫度為150°C，操作壓差為0.53.0兆帕，產水率為50°/。60%，每運行1421天進行一次化學清洗，脫鹽後即可出水。本發明採用的微濾設備採用死端過濾操作方式，無濃水排放，產水率為100%，微濾處理設備為後續的循環超濾膜設備提供了很好的保護，使循環超濾膜的化學清洗周期可以延長到7天以上，比直接處理汙水的化學清洗周期46小時延長30倍以上；本發明採用的循環膜設備採用濃縮液回流操作，因而清水產率高到90%以上，比中空纖維膜60%85%的產率要高5%30%，在增加清水產率的同時減少了濃水排放；本發明採用的循環膜錯流操作，通過採油汙水的不斷高速(26米/秒)循環衝刷膜表面，降低汙染物在膜表面的沉積，減輕膜汙染，膜使用壽命可達到35年，並且膜通量提高30%40%，相對於單純的超濾工藝而言，相同產水量的費用低30%50%;循環超濾膜處理設備為後續的納濾膜設備提供了很好的保護，使得納濾膜能減輕油類、聚合物等有機物在膜表面的吸附，提高膜抗汙染能力，設備的產水率達50%以上；本發明清洗周期可達到14天以上，噸水處理成本低於2.4度/噸水，相對於預處理加超濾加電滲析方法，清洗周期提高了100%以上，噸水處理成本降低了20%30%。相對於超濾加反滲透方法，清洗周期提高了150%以上，噸水處理成本降低了30%40%。本發明不產生廢氣廢渣、自動化程度高並且運行管理簡便。本工藝方法可以避免油田汙水帶來的環境汙染問題，同時又為油田聚合物驅油解決了水源問題，實現了採油過程水系統的循環利用，保證了油田的可持續開發，具有重大的意義。具體實施例方式本發明技術方案不局限於以下所列舉具體實施方式，還包括各具體實施方式間的任意組合。具體實施方式一本實施方式採油汙水脫鹽方法按以下步驟進行一、預處理先將採油汙水進行沉降處理，沉降925小時後投加混凝劑，進行415小時的混凝沉澱處理，再送入氣浮池處理，然後依次經一級單層石英砂過濾器和二級單層石英砂過濾器過濾；二、微濾處理將步驟一處理過的濾後水泵入微濾設備，在0.011兆帕的操作壓力下，進行死端過濾；三、循環超濾膜深度處理將步驟二處理過的濾後水送入循環超濾膜設備進行過濾，循環超濾設備膜每運行18小時，進行水反衝一次，每運行848小時對超濾膜設備進行一次鹼反洗，每運行1420天進行一次化學清洗，經循環膜設備處理後產生的濃水重新送回到循環超濾膜設備進行處理，並根據產水率排放2%10%的濃水；四、納濾膜脫鹽處理將步驟三處理過的濾後水送入納濾膜設備進行脫鹽，運行溫度為15(TC，操作壓差為0.53.0兆帕，產水率為50%60%，每運行1421天進行一次化學清洗，脫鹽後即可出水。具體實施方式二本實施方式的採油汙水為一次採油汙水、二次採油汙水或三次採油汙水。具體實施方式三本實施方式與具體實施方式一不同的是步驟一中氣浮池中回流比為0.10.5，溶氣壓力為16個大氣壓。其它與具體實施方式一相同。具體實施方式四本實施方式與具體實施方式一不同的是步驟一中一級單層石英砂過濾器中的濾速為28米/小時。其它與具體實施方式一相同。具體實施方式五本實施方式與具體實施方式一不同的是步驟一中二級單層石英砂過濾器中的濾速為26米/小時。其它與具體實施方式一相同。具體實施方式六本實施方式與具體實施方式一不同的是步驟一中預處理混凝劑為聚合鋁或聚合鐵。其它與具體實施方式一相同。具體實施方式七本實施方式與具體實施方式一或六不同的是混凝劑的投加量為每升汙水10700毫克。其它與具體實施方式一或六相同。具體實施方式八本實施方式與具體實施方式一不同的是步驟二中微濾設備包括濾芯、濾袋和濾膜；其中濾芯、濾袋和濾膜的孔徑均為0.150微米。其它與具體實施方式一相同。具體實施方式九本實施方式與具體實施方式一不同的是步驟三中循環超濾膜設備中的運行溫度為149°C。其它與具體實施方式一相同。具體實施方式十本實施方式與具體實施方式一不同的是步驟三中循環超濾膜設備中的跨膜壓差為0.050.50兆帕。其它與具體實施方式一相同。具體實施方式十一本實施方式與具體實施方式一不同的是步驟三中循環超濾膜設備中的表面流速為26米/秒。其它與具體實施方式一相同。具體實施方式十二本實施方式與具體實施方式一不同的是步驟三中循環超濾膜設備中的產水率為90%98%。其它與具體實施方式一相同。具體實施方式十三本實施方式與具體實施方式一不同的是步驟三中水反衝的反衝強度為0.012升/秒'平方米，反衝時間為1300秒。其它與具體實施方式一相同。具體實施方式十四本實施方式與具體實施方式一不同的是步驟三中鹼反洗的時間0.12小時。其它與具體實施方式一相同。具體實施方式十五本實施方式與具體實施方式一不同的是步驟三中化學清洗的清洗時間0.56小時。其它與具體實施方式一相同。具體實施方式十六本實施方式與具體實施方式一不同的是步驟三中循環超濾膜為有機超濾膜、改性有機超濾膜、無機超濾膜或改性無機超濾膜。其它與具體實施方式一相同。具體實施方式十七本實施方式與具體實施方式一不同的是步驟四中納濾膜為有機納濾膜、改性有機納濾膜、無機納濾膜或改性無機納濾膜。其它與具體實施方式一相同。具體實施方式十八本實施方式採油汙水脫鹽方法按以下步驟進行汙水處理一、預處理先將400噸採油汙水進行沉降處理，沉降925後投加混凝劑，進行415小時的混凝沉澱處理，再送入氣浮池處理，然後依次經一級單層石英砂過濾器和二級單層石英砂過濾器進行過濾；二、微濾處理將步驟一處理過的濾後水泵入微濾設備，在0.1兆帕的操作壓力下，進行死端過濾；三、循環超濾膜深度處理將步驟二處理過的濾後水送入循環超濾膜設備進行過濾，循環超濾設備膜每運行1小時，進行水反衝一次，每運行24小時對超濾膜設備進行一次鹼反洗，每運行14天進行一次化學清洗，經循環膜設備處理後產生的濃水重新送回到循環超濾膜設備進行處理，並根據產水率排放5%的濃水；四、將步驟三處理過的濾後水送入納濾膜設備進行脫鹽，運行溫度為154(TC，操作壓差為1,2兆帕，產水率為40%，每運行14天進行一次化學清洗，脫鹽後即可出水。本發明的工藝方法，對大慶採油二廠聚南八汙水站汙水進行現場應用，其結果見表l。表1大慶採油二廠聚南八汙水站汙水現場應用水質表表ltableseeoriginaldocumentpage8應用過程中，循環超濾膜的平均通量為70.2升/平方米，小時，化學清洗周期為14天，產水率為95%;納濾膜的平均通量為20.5升/平方米*小時，化學清洗周期為14天，產水率為55%，淡水噸水耗電量為2.3度/噸水。上述結果表明，採用此工藝對大慶採油二廠聚南八汙水站採油汙水進行脫鹽處理，能有效地提高超濾膜和納濾膜的通量和延長其運行周期，超濾膜產水率達到95%，平均通量在70升/平方米*小時以上，化學清洗周期達到14天以上；納濾膜產水率達到55%，平均通量在20升/平方米.小時以上，化學清洗周期達到14天以上；該法淡水噸水處理成本比預處理加超濾加電滲析法低25%左右，比超濾加反滲透法低34%左右。本實施方式處理後得到的淡水利用水泵送入配聚站用於配製聚合物溶液，在相同條件下(如表l)其配聚黏度優於相同條件下清水的配聚粘度(40兆帕'秒)。權利要求1.採油汙水脫鹽方法，其特徵在於採油汙水脫鹽方法按以下步驟進行一、預處理先將採油汙水進行沉降處理，沉降9～25小時後投加混凝劑，進行4～15小時的混凝沉澱處理，再送入氣浮池處理，然後依次經一級單層石英砂過濾器和二級單層石英砂過濾器過濾；二、微濾處理將步驟一處理過的濾後水泵入微濾設備，在0.01～1兆帕的操作壓力下，進行死端過濾；三、循環超濾膜深度處理將步驟二處理過的濾後水送入循環超濾膜設備進行過濾，循環超濾設備膜每運行1～8小時，進行水反衝一次，每運行8～48小時對超濾膜設備進行一次鹼反洗，每運行14～20天進行一次化學清洗，經循環膜設備處理後產生的濃水重新送回到循環超濾膜設備進行處理，並根據產水率排放2％～10％的濃水；四、納濾膜脫鹽處理將步驟三處理過的濾後水送入納濾膜設備進行脫鹽，運行溫度為1～50℃，操作壓差為0.5～3.0兆帕，產水率為50％～60％，每運行14～21天進行一次化學清洗，脫鹽後即可出水。2、根據權利要求1所述的採油汙水脫鹽方法，其特徵在於所述的採油汙水為一次採油汙水、二次採油汙水或三次採油汙水。3、根據權利要求1所述的採油汙水脫鹽方法，其特徵在於步驟一中氣浮池中回流比為0.10.5，溶氣壓力為16個大氣壓。4、根據權利要求1所述的採油汙水脫鹽方法，其特徵在於步驟一中一級單層石英砂過濾器中的濾速為28米/小時。5、根據權利要求1所述的採油汙水脫鹽方法，其特徵在於步驟一中二級單層石英砂過濾器中的濾速為26米/小時。6、根據權利要求1所述的採油汙水脫鹽方法，其特徵在於步驟一中預處理混凝劑為聚合鋁或聚合鐵；其中混凝劑的投加量為每升汙水10700毫克。7、根據權利要求1所述的採油汙水脫鹽方法，其特徵在於步驟二中微濾設備包括濾芯、濾袋和濾膜；其中濾芯、濾袋和濾膜的孔徑均為0.150微米。8、根據權利要求1所述的採油汙水脫鹽方法，其特徵在於步驟三中循環超濾膜設備中的運行溫度為149°C、跨膜壓差為0.050.50兆帕、表面流速為26米/秒、產水率為卯％98%。9、根據權利要求1所述的採油汙水脫鹽方法，其特徵在於步驟三中循環超濾膜為有機超濾膜、改性有機超濾膜、無機超濾膜或改性無機超濾膜。10、根據權利要求1所述的採油汙水脫鹽方法，其特徵在於步驟四中納濾膜為有機納濾膜、改性有機納濾膜、無機納濾膜或改性無機納濾膜。全文摘要採油汙水脫鹽方法，它涉及一種汙水處理工藝。本發明解決了現有技術中膜通量較小、膜易汙染、膜清洗頻繁和噸水成本高的問題。本發明按以下步驟進行汙水處理預處理、微濾處理、循環超濾膜深度處理和納濾膜脫鹽處理。本發明能有效地提高超濾膜和納濾膜的通量和延長其運行周期，採用的循環超濾膜設備可以使清水產率提高到90％以上，清洗周期達到14天以上，採用的納濾膜設備產水率能達到50％以上，清洗周期達到14天以上。本發明脫鹽後的汙水可以直接用於配製聚合物溶液，其溶液粘度優於相同條件下清水的配聚粘度，可代替清水驅油。文檔編號C02F1/52GK101367586SQ200810137178公開日2009年2月18日申請日期2008年9月24日優先權日2008年9月24日發明者於水利,俊徐申請人:哈爾濱工業大學;於水利