青海油田某采油廠污水處理系統優化調整研究及應用

陳國泉

1? 現狀

青海油田某采油廠投入試注水開發以來，建成水處理系統，但工藝流程、關鍵處理技術未進行大的改變。在近20年的運行過程中，污水處理系統出現的問題不斷積累，矛盾逐年突出。首先是處理后的污水水質不合格，對后端的注水系統造成嚴重的腐蝕結垢。其次是處理系統過水不暢，處理能力達不到油田開發需要，注水工作嚴重滯后，另外還導致大量污水外排，造成水源浪費、環境污染。更重要的是不合格的污水回注地下后，對注水井生產管柱、地層都造成了嚴重傷害，直接影響了油田的長期持續穩產和高效開發，增加了開采成本。為滿足增加的污水處理量的要求，聯合站系統擴容工程重新開建，擴容工作的完成，系統最大處理能力可達20000方/天。投用后處理后的水質穩定，但因工藝特點加入了大量的石灰乳，導致系統污泥產生量大，處理后為污水pH值高，系統結垢嚴重，對油藏儲層巖芯滲透率傷害較大，為了解決污水處理系統存在的問題，引進預氧化污水處理技術和高效聚沉旋流污水處理技術，日石灰乳加藥量由6噸降低至2噸，處理后的污水pH值6.5-6.7之間。為滿足更為嚴格的安全生產要求，該站污水處理過程中停止添加雙氧水，同時減少石灰乳的添加量直至不加。導致該聯合站、各分注站及各井口水質均嚴重不達標，影響注水。

2? 研究內容

在現有工藝流程的基礎上，采用激活劑+高效活性預處理劑+高效復合混凝劑+助凝劑的方式對聯合站污水進行處理，加藥的先后順序為激活劑、高效活性預處理劑、高效復合混凝劑、助凝劑。確保聯合站凈化水罐出口水質達標。并達到以下四種目的：

（1）通過優化，操作人員可以熟練掌握尕斯聯合站污水處理的工藝流程、設備操作及水質變化情況。

（2）確定能夠滿足生的產加藥比，降低正式運維后污水處理的費用

（3）確定設備的運行參數及操作規程。

（4）確保水質達標，指標確定為凈化水罐出口機雜≤9mg/L，含油≤6mg/L，二價鐵≤1mg/L。

2.1 室內試驗

2.1.1技術思路

從聯合站現場運行情況分析，目前停用雙氧水和石灰乳，只采用水質穩定劑+助凝劑污水處理配方，水質很難達標。在不采用雙氧水和石灰乳，在現有工藝、設備、藥劑等不做大的變動的情況下系統的解決水質的凈化、穩定及與儲層的配伍性問題。具體思路如下：

（1）通過采用激活劑去除水中的鐵;

（2）采用預處理劑增加絮體重量，吸附水中的油，使絮體在旋流分離器中下沉;

（3）采用混凝劑使水中機雜、預處理劑形成小的顆粒;

（4）采用助凝劑使小顆粒抱團、下沉。

2.1.2 藥劑機理

激活劑：是一種催化劑。當溶解于水時，催化劑即開始與預處理劑產生催化反應，產生提高數倍的反應速度，極大地縮短反應時間。可以使鐵離子以絮凝的形式沉降下來，從而降低出口水質總鐵含量，使之達標。

預處理劑：提高絮體密實度以及比重，使絮體在尕斯聯合站高礦化度水中保持下沉狀態。

混凝劑：混凝劑是通過雙電層作用機理、吸附架橋機理、網捕作用機理將水中的膠體微粒或細微懸浮物相互粘結和聚集在一起。

助凝劑：是為了強化和改善混凝過程而加入的一種輔助藥劑，可以增加絮體密度，提高混凝效果，有利于水中鐵和含油的去除。

2.1.3配方確定

實驗用藥劑：

激活劑

預處理劑? ? ? ? 硅藻土、膨潤土

混凝劑? ? ? ? ? 聚合氯化鋁（四種）

助凝劑? ? ? ? ? 聚丙烯酰胺

實驗儀器：500ml燒杯、玻璃棒、PH計、電子天平、量筒、移液管、容量瓶

含油污水：取自聯合站調儲罐出口，水溫52℃，pH值為6.8。

實驗方法：

取500ml未處理含油污水于燒杯中，加入定量的PH調節劑攪拌均勻，測定水樣PH;然后順次加入一定量的絮凝劑、助凝劑后，攪拌并計時，90s后停止攪拌并觀察絮凝現象，靜置0.5h，1h后測定燒杯上清液的PH，通過分析上清液的PH值、含油、鐵含量等確定各種藥劑的最佳加藥范圍。

2.1.4實驗結果

通過連續7天的室內實驗，最終確定藥劑的最佳加藥量，為現場應用提供基礎數據。

2.2技術特點

1、處理方法綜合了化學絮凝、物理吸附、催化等多種反應機理，充分發揮多種藥劑的相結合的效應，處理工藝簡易。

2、出水效果好，懸浮物及鐵含量更低。

3、比傳統的預氧化方法更為穩定，故障率低。

4、反應時間較短，投資較少。

5、藥劑法中使用部分為常規藥劑，非常規藥劑都是在原有常規藥劑基礎上的改良和復配，安全性能高，不存在二次污染等問題。

3 現場應用

3.1 凈化水出口含油、機雜、總鐵變化曲線

1）凈化水出口機雜變化曲線

從曲線中我們可以明顯看出，凈化水出口機雜逐步減小，目前可以達到15mg/L左右，雙濾料22日開啟后，雙濾料出口達標，7月29日后，機雜可以完全達到10mg/L以下。

2）凈化水出口含油變化曲線

從曲線中我們可以明顯看出，凈化水出口含油逐步減小，目前可以達到15mg/L以下，雙濾料22日開啟后，雙濾料出口達標，7月29日后，含油可以完全達到10mg/L以下。

3）凈化水出口總鐵變化曲線

從曲線中我們可以看出，未加激活劑時，總鐵指標并沒下降，而是隨著來水總鐵的含量變化而變化。加入激活劑后，總鐵指標保持在1mg/L及以下。二價鐵保持在0.6-0.8之間。

3.2 加藥量變化曲線

從曲線中我們可以看出，助凝劑的用量變化不大，隨著水質的不同，預處理劑和混凝劑的用量需要進行調整來保證旋流出口水質達標。

4? 結論及建議

（1）現場應用共經歷3個階段： 第一階段未加激活劑，機雜28.7mg/L，含油18.6mg/L，二價鐵6.5mg/L;第二階段加入激活劑進入第二階段，機雜19.6mg/L，含油16.5mg/L，二價鐵1mg/L;第三階段開啟雙濾料過濾裝置，雙濾料出口達標，凈化水罐出口水質完全達標（機雜≤9mg/L，含油≤6 mg/L，二價鐵≤1 mg/L），保證聯合站平穩運行，現場應用取得成功。

（2）現場應用期間確定不同的加藥量來應對各種來水情況。如果調儲罐出口含油大于3000 mg/L，且持續半個小時以上，則需關閉雙濾料和1號凈化水罐，開啟2號凈化水罐，當水質穩定后再行開啟雙濾料和1號凈化水罐，關閉2號凈化水罐，確保凈化水水質穩定達標。