一種油田採出水資源化利用方法及其裝置與流程
2023-05-08 08:37:27
本發明涉及水處理技術領域，具體涉及一種油田採出水資源化利用方法及其裝置，實現了油田採出水的回收利用。
背景技術：
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油田採油技術主要分為一次、二次和三次採油技術。一次採油主要靠油的自噴實現，二次採油是通過向油層中注入水，保持一定壓力，將水和油一同抽出的技術，三次採油是通過改變注入水的性質來提高採油率的技術。目前主要以後兩種技術為主。後兩種技術的應用會產生大量的石油採出水，採出水水量大、含水率高，水中含有大量的油類、懸浮物和有機物等汙染物，若將其直接回灌或者排放會對環境造成嚴重的汙染，應進行進一步處理後再回灌或者利用。常用的含油廢水處理流程為：採出水→沉降分離→過濾除油→出水。該處理流程出水一般用於回灌，出水水質較差且造成了水資源和能量的浪費。如能將採出水進行深度處理並回用，用於油田鍋爐水等用水環節，不但避免水資源的浪費，且有利於環境保護。中國專利CN2012101796584公開了一種油田採出水處理及回用方法，油田採出水依次經過隔油沉澱、氣浮裝置、過濾裝置和DTRO膜裝置，雖然採用抗汙染DTRO膜裝置作為深度處理裝置，然而由於前期處理過程工藝比較簡單，過濾裝置出水中有機物含量較高，實際使用過程中反滲透膜汙染仍是面臨的主要問題，此外抗汙染反滲透膜材料成本較高也是制約該工藝的推廣的瓶頸。中國專利CN20101051114392公開了一種油田採出水回用的處理方法，採油汙水依次經過重量沉降、氣浮除油、活性汙泥處理、接觸氧化池、雙料過濾、疊片過濾、超濾和反滲透處理，雖然該工藝得到進一步改進，然而過程中活性汙泥處理和接觸氧化處理過程產生大量的汙泥，引入了汙泥處理的問題。
技術實現要素：
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本發明目的在於克服現有技術存在的缺點，提供一種油田採出水資源化利用方法及其裝置，解決了現有油田採出水深度處理過程中前端預處理不足造成後續深度處理過程成本高，或者生化處理過程中產生大量汙泥引入汙泥處理等問題。
為實現上述目的，本發明涉及的一種油田採出水資源化利用方法，具體包括以下步驟：
(1)將存儲在廢水水箱中的油田採出水泵入重力除油罐中，經過重力沉降作用將大分子油滴、水和固體懸浮物分開並分別去除；
(2)重力除油罐出水經過渦凹氣浮機，渦凹氣浮機中的曝氣裝置將氣泡注入水中，均勻分布在水中的氣泡將水中的油滴帶出；
(3)渦凹氣浮機出水輸送到溶氣氣浮機中，再次去除水中的乳化油和溶解油，經過上述三步處理油田採出水中的石油去除率達到96％以上；
(4)經過溶氣氣浮機處理後的水輸送到固定化微生物處理池，出水進入中間水池I；
(5)將中間水池I出水泵入MBR裝置，MBR裝置為一體式MBR裝置，採用抗汙染簾式中空纖維超濾膜便於後續對膜材料清洗，MBR裝置出水滿足油田水達標排放的要求，同時也能夠作為採用工藝回灌用水重複使用；
(6)MBR裝置出水經過中間水池II後通過保安過濾器過濾直接進入反滲透裝置處理或電滲析裝置處理。
進一步地，本發明涉及的固定化微生物池中從上向下依次排布砂濾過濾層，好氧固定微生物層，厭氧固定微生物層和活性炭吸附層，好氧除油工程菌固定在好氧固定微生物層，厭氧除油工程菌固定在厭氧固定微生物層，經過固定化微生物處理池處理水中有機物降解，大分子有機物降解，小分子有機物吸附，剩餘的少量溶解油去除，固體懸浮物去除率為85％，COD的去除率達到75％以上。
本發明涉及的一種油田採出水資源化利用裝置包括進水水箱、提升泵、重力除油罐、渦凹氣浮機、第一提升泵、溶氣氣浮機、固定化微生物處理池、中間水池I、第二提升泵、MBR裝置、提升泵、中間水池II、水泵、保安過濾器、反滲透系統和產水箱，進水水箱底部出水口通過第一提升泵與重力除油罐頂部連通，重力除油罐側邊出水管與渦凹氣浮機底部進水口管道連通，渦凹氣浮機出水口通過提升泵與溶氣氣浮機頂部進水口連通，溶氣氣浮機上部出水口與固定化微生物處理池管道式連通，固定化微生物處理池出水口與中間水池I管道連通，第二提升泵將中間水池I與MBR裝置連通，MBR裝置出水口通過水泵與保安過濾器進水口連接，保安過濾器出水口與反滲透進水口連接或與電滲析裝置進水口連接。
本發明與現有技術相比，具有以下優點：(1)依次採用相互促進補充的重力除油罐、渦凹氣浮機和溶氣氣浮機三步將大粒徑油珠、乳化油和溶解油等石油類物質基本去除；(2)採用固定化微生物處理池相比傳統的生化處理過程處理效果更好。
附圖說明：
圖1為實施例1涉及的油田採出水資源化利用方法工藝流程圖。
圖2為實施例2涉及的油田採出水資源化利用方法工藝流程圖。
具體實施方式：
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
實施例1：
如圖1所示，本實施例涉及的一種油田採出水資源化利用方法，具體包括以下步驟：
(1)將存儲在廢水水箱中的油田採出水泵入重力除油罐中，經過重力沉降作用將大分子油滴、水和固體懸浮物分開並分別去除；
(2)重力除油罐出水經過渦凹氣浮機，渦凹氣浮機中的曝氣裝置將氣泡注入水中，均勻分布在水中的氣泡將水中的油滴帶出；
(3)渦凹氣浮機出水輸送到溶氣氣浮機中，再次去除水中的乳化油和溶解油，經過上述三步處理油田採出水中的石油去除率達到96％以上；
(4)經過溶氣氣浮機處理後的水輸送到固定化微生物處理池，固定化微生物池中從上向下依次排布砂濾過濾層，好氧固定微生物層，厭氧固定微生物層和活性炭吸附層，好氧除油工程菌固定在好氧固定微生物層，厭氧除油工程菌固定在厭氧固定微生物層，經過固定化微生物處理池處理水中有機物降解，大分子有機物降解，小分子有機物吸附，剩餘的少量溶解油去除，固體懸浮物去除率為85％，COD的去除率達到75％以上，出水進入中間水池I；
(5)將中間水池I出水泵入MBR裝置，MBR裝置為一體式MBR裝置，採用抗汙染簾式中空纖維超濾膜便於後續對膜材料清洗，水流入MBR膜池時再次經過生化處理，有機物降解，COD的總去除率達到95％以上，固體懸浮物去除率為90％，MBR裝置出水：COD 40-80mg/L，石油類＜0.05mg，電導率15600us/cm，SS 108mg/L，滿足反滲透進水水質要求，同時MBR裝置出水滿足油田水達標排放的要求，同時也能夠作為採用工藝回灌用水重複使用；
(6)MBR裝置出水經過中間水池II後通過保安過濾器過濾直接進入反滲透裝置處理，反滲透裝置出水：COD 2-5mg/L，石油類未檢出，電導率120-160us/cm，SS未檢出，滿足鍋爐用水的進水水質標準。
本實施例涉及的一種油田採出水資源化利用裝置包括進水水箱1、提升泵2、重力除油罐3、渦凹氣浮機4、第一提升泵5、溶氣氣浮機6、固定化微生物處理池7、中間水池I8、第二提升泵9、MBR裝置10、提升泵11、中間水池II12、水泵13、保安過濾器14、反滲透系統15和產水箱16，進水水箱1底部出水口通過第一提升泵2與重力除油罐3頂部連通，重力除油罐3側邊出水管與渦凹氣浮機4底部進水口管道連通，渦凹氣浮機4出水口通過提升泵5與溶氣氣浮機6頂部進水口連通，溶氣氣浮機6上部出水口與固定化微生物處理池7管道式連通，固定化微生物處理池7出水口與中間水池I8管道連通，第二提升泵9將中間水池I8與MBR裝置10連通，MBR裝置10出水口通過水泵13與保安過濾器14進水口連接，保安過濾器14出水口與反滲透15進水口連接。
進一步地，固定化微生物處理池7中從上向下依次排布砂濾過濾層17，好氧固定微生物層18，厭氧固定微生物層19和活性炭吸附層20，好氧除油工程菌固定在好氧固定微生物層18，厭氧除油工程菌固定在厭氧固定微生物層19。
實施例2：
如圖2所示，本實施例除步驟(6)同實施例1不同，其他均與實施例1相同。
(6)MBR裝置出水經過中間水池II後通過保安過濾器過濾直接進入電滲析裝置處理，電滲析裝置出水：COD 20-30mg/L，電導率110-145us/cm，其也可以作為回用水。
本實施例涉及的一種油田採出水資源化利用裝置包括進水水箱1、提升泵2、重力除油罐3、渦凹氣浮機4、第一提升泵5、溶氣氣浮機6、固定化微生物處理池7、中間水池I8、第二提升泵9、MBR裝置10、提升泵11、中間水池II12、水泵13、保安過濾器14、電滲析系統15′和產水箱16，進水水箱1底部出水口通過第一提升泵2與重力除油罐3頂部連通，重力除油罐3側邊出水管與渦凹氣浮機4底部進水口管道連通，渦凹氣浮機4出水口通過提升泵5與溶氣氣浮機6頂部進水口連通，溶氣氣浮機6上部出水口與固定化微生物處理池7管道式連通，固定化微生物處理池7出水口與中間水池I8管道連通，第二提升泵9將中間水池I8與MBR裝置10連通，MBR裝置10出水口通過水泵13與保安過濾器14進水口連接，保安過濾器14出水口與電滲析裝置15′進水口連接。