摘要:勝利油田河口采油廠義99井區(qū)精細(xì)回注水處理研究中生物氧化工藝的現(xiàn)場試驗(yàn)表明,生物處理可以將污水含油量穩(wěn)定地控制在2 mg/L以下,為后續(xù)過濾提供了充分保障;但是生化段以及沉降段出水的懸浮物含量不降反升,采取的應(yīng)對措施是在系統(tǒng)上加覆蓋物、延長沉降時(shí)間以及增加沉降結(jié)構(gòu)(斜板)。

關(guān)鍵詞:特低滲;生化;除油;含油; 試驗(yàn)

1  前言

油田含油污水處理作為一項(xiàng)專業(yè)技術(shù)性較強(qiáng)的工作,一直以來備受油田企業(yè)關(guān)注,特別是油田開發(fā)進(jìn)入高含水期,采出水量不斷增加,水性也日趨復(fù)雜,處理難度越來越大,其中低滲、特低滲油藏回注水處理尤為突出?！端樾紟r油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法(SY/T5329-94)》將低滲、特低滲油藏的回注水指標(biāo)分為三級, A1級要求最高, 而要穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)A1級回注水處理其難度眾所周知, 主要的原因之一就是“除油”問題。

勝利油田河口采油廠渤南油田義99井區(qū)(下文簡稱“義99”)屬于低滲、特低滲油藏,根據(jù)地質(zhì)部門的要求該井區(qū)回注水指標(biāo)為A1級。針對此要求,勝利油田勝利工程設(shè)計(jì)咨詢有限責(zé)任公司、勝利油田采油院以及河口采油廠聯(lián)合進(jìn)行了處理工藝的比選研究,并在渤南油田65#注水站內(nèi)開展了現(xiàn)場動(dòng)態(tài)試驗(yàn),最終確定了以生物氧化(下文簡稱生化)為核心除油工藝的水處理方案,為義99井區(qū)A1級回注水實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定處理奠定了基礎(chǔ)。

2　生化的目的

在含油污水處理中,懸浮物的控制主要依靠各種類型的過濾裝置,影響其除去率的因素很多,以往大量的工程實(shí)例表明,水中含油量是關(guān)鍵因素之一。為了充分保證過濾裝置的效果,勝利油田分公司于2006年頒發(fā)了《勝利油田分公司油田水質(zhì)專項(xiàng)治理工作管理暫行規(guī)定》(勝油公司發(fā)[2006]66號),該規(guī)定要求強(qiáng)化前段除油效果,降低過濾器進(jìn)口含油量(見表1)。

表1　過濾器進(jìn)口含油量的控制指標(biāo)

顯而易見,強(qiáng)化除油是保證過濾的充要條件, 采用生化就是為了充分除油,控制生化出水含油≤ 2 mg/L。生化技術(shù)利用好氧耐鹽微生物對采出水中的烴類物質(zhì)進(jìn)行降解,由于其特有的除油機(jī)理, 效果明顯。為進(jìn)一步確定應(yīng)用參數(shù),開展了生化除油現(xiàn)場試驗(yàn)。

3　現(xiàn)場試驗(yàn)情況及分析

3·1　污水原水水質(zhì)及可生化性

65#注水站位于渤南油田東南部、義99井區(qū)附近,該站污水由渤三污水站供給,來水水質(zhì)見表2。

表2　65#注水站原水水質(zhì)

注:渤三站外輸油20℃的密度為882·8 kg/m3;括號中的數(shù)據(jù)為算術(shù)平均值

65#注水站來水已經(jīng)渤三站處理,水中含油量 <30 mg/L,可生化性不太理想,為了保證生化效果,采取定期投加激活劑的方式來提高污水的可生化性。

3·2　現(xiàn)場試驗(yàn)流程

從2008年4月3日開始進(jìn)行生物處理流程的安裝、調(diào)試和微生物掛膜。4月13日開始正常運(yùn)行,并根據(jù)水質(zhì)情況進(jìn)行菌種和激活劑的投加,現(xiàn)場試驗(yàn)的主流程見圖1。

圖1　生化現(xiàn)場試驗(yàn)流程

 從65#注水站進(jìn)水管線引水進(jìn)入生化裝置,污水經(jīng)生化裝置處理后出水排至注水系統(tǒng)?，F(xiàn)場試驗(yàn)的核心設(shè)備就是生化裝置,該裝置包括三大部分: 預(yù)生化段、生化段和沉降段。

預(yù)生化與生化部分連體成橇,單套成橇裝置采用船用鋼板制作,處理能力150 m3/d;沉降段也采用連體式橇裝模塊化設(shè)計(jì),采用船用鋼板制作。污水進(jìn)入生化裝置后首先進(jìn)行射流氣浮預(yù)生化處理,去除大顆粒油滴,控制出水含油≤20 mg/L, 同時(shí)提高水中溶氧量后自流至后段生化部分;生化部分共分6級,串聯(lián)運(yùn)行,每級生化池中設(shè)置纖維填料掛膜,利用烴類氧化菌分解去除水中的乳化油和溶解油,為保證氧化菌的活性和繁殖,需要在每級生化池內(nèi)曝氣,控制水中含氧3~4 mg/L;經(jīng)6 級生化后的污水含油≤2 mg/L,并自流入沉降段, 由于生化出水存在一定數(shù)量的SRB菌和TGB菌, 在此可以降低水中懸浮物和溶氧量,出水再進(jìn)入注水系統(tǒng)。

3·3　現(xiàn)場試驗(yàn)

2008年4月13日至4月18日,現(xiàn)場生化裝置污水處理量為100 m3/d, 4月18日以后,污水處理量調(diào)整為150 m3/d,控制污水溶解氧為 3~4 mg/L,污水溫度30℃左右。從現(xiàn)場試驗(yàn)過程中各段污水含油量和懸浮物含量變化情況可以看出, 生物處理可以將污水含油量穩(wěn)定地控制在2 mg/L以下,為后續(xù)過濾提供了充分保障;但是生化段以及沉降段出水的懸浮物含量不降反升,經(jīng)過仔細(xì)分析認(rèn)為主要原因有二:一是生化系統(tǒng)為敞口運(yùn)行,空氣攜帶的污染物進(jìn)入系統(tǒng);二是沉降段時(shí)間短,且沒有任何助沉設(shè)施,靠自然平流沉降,除懸浮物效果差。針對上述問題,采取的應(yīng)對措施是在系統(tǒng)上加覆蓋物、延長沉降時(shí)間以及增加沉降結(jié)構(gòu)(斜板)。經(jīng)措施整改可以控制出水懸浮物≤20 mg/L。

4　工藝的確定

經(jīng)過近一個(gè)月的現(xiàn)場試驗(yàn),證實(shí)了生化技術(shù)顯著的除油效果,但對懸浮物無能為力。在這種情況下,針對義99井區(qū)的實(shí)際情況,確定了主處理工藝如圖2所示的工藝流程,出水達(dá)到A1級水質(zhì)指標(biāo)。目前該工程正在緊張的施工過程中,預(yù)計(jì) 2009年1月上旬投產(chǎn)運(yùn)行。

圖2　義99精細(xì)處理站主工藝流程

5　工藝展望

生化在水處理中并不是新技術(shù),在市政污水、采出水外排方面應(yīng)用廣泛,但在回注水處理中的應(yīng)用并不多見,原因主要有:含油污水礦化度高、溫度高,生化性較差,菌種篩選困難,而且管理維護(hù)工程量相對較大,相比其他污水處理工藝優(yōu)勢不大。這幾年,特別是2006年,中國石化集團(tuán)公司開展水質(zhì)專項(xiàng)治理以來,各油田企業(yè)對回注水,特別是低滲透油藏回注水的水質(zhì)要求越來越嚴(yán)格,對處理效果的穩(wěn)定性要求更加重視。盡管生化工藝還存在諸多問題需要解決,但因其顯著的除油效率和穩(wěn)定的除油效果,將在精細(xì)水處理中占穩(wěn)一席之地。 
 

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