聚合物驱采油污水处理技术的研究现状.docVIP

聚合物驱采油污水处理技术研究现状 1 工艺研究 目前典型的含聚污水处理工艺流程有两种：一种是两级沉降、二次压力过滤的处理工艺；另一种是两级沉降、一次压力过滤的处理工艺。两级沉降、一次压力过滤的处理工艺，即是在两级沉降、二次压力过滤处理工艺的基础上减掉二次过滤的环节。 如果用此工艺来处理聚合物采出水，一方面将增加沉降时间、 降低过滤器滤速，从而增大地面构筑物规模，加大基础设施投资，另一方面，聚合物还会干扰絮凝剂的使用效果，使处理后的水质达不到原有水质标准，油含量、悬浮固体含量严重超标，因此有必要针对聚合物采出水的特点研究高效的油水分离工艺。 陈忠喜等针对油田含油污水，研制开发出新型横向流除油器。该设备由聚结板区和分离板区构成。水流在设备内沿水平方向流动，油垂直向上移动，泥垂直向下滑动，处理后水质不会产生二次污染等问题。利用单体横向流除油器在聚合物驱现场进行试验，设备的处理量为15m3/h，有效停留时间20min，污水中聚合物质量浓度为380～420mg/L，试验结果表明，设备进口含油量变化较大（640.9～8220mg/L），但除油率均在89.55％以上，最高达94.65％，出口含油量最低达66.96mg/L。 崔万军等通过分析对比常规重力式滤罐过滤前后污水水质变化以及滤砂中的含油量、悬浮固体及聚合物含量后指出，滤砂表面的聚合物浓度远远大于污水的聚合物浓度；锈蚀碳钢的存在能够加速聚合物的降解和聚合物凝胶的形成；聚合物凝胶与污油、悬浮固体形成的混合物是引起重力式滤罐堵塞的主要原因。因此，避免聚合物在滤砂表面富集和滤罐防锈是解决滤罐堵塞、滤速降低的关键。 邱辉、班辉的研究比较了两台横向流除油器并联、串联或单独使用，再加上两次压力滤罐的组合工艺处理含聚污水的除油效果。结果表明，无论两台横向流除油器如何组合或单独使用，该工艺均可以使聚合物浓度为200 mg/L 的含聚污水达到回注水质的要求，其中滤罐在该工艺中起着至关重要的作用。但该工艺对于聚合物浓度更大、粘度更大的含聚污水是否有效，滤罐的处理效果是否能长期保持还需要做进一步的研究。 陈雷等设计的工艺在不投加任何药剂的情况下可将采出水处理到符合回注水质的标准，其工艺过程为：原水首先经聚结反应器使原油颗粒分布状况变得易于重力分离，然后再进行后续的沉降过滤。同时，作者还指出，亲油性聚结填料的除油效果要好于疏油性填料，水温与聚结负荷对除油效率有较大影响。 陈绍炳等通过进行恒温静止分层实验和动态脱水模拟实验，证明沉降时间、破乳剂用量、沉降温度、聚合物浓度等对采出水沉降过程中油水分离效果均有影响，而如果在油水分离过程中加入亲油性填料，则可明显改善油水分离后油和污水的质量，这与陈雷的结果是一致的。 蒋明虎等则通过改进旋流器的结构，以使高含聚污水在水力旋流器内的运动速度加大，从而达到油水高效分离的目的。该设计对高含聚污水的水力旋流分离器现场分离效率达到85％以上。 此外，有文献报道，利用射流气浮机处理含聚污水，可以使含油量为300mg/L 的污水经浮选、过滤后水质达到回注的要求。该工艺的原理是，利用射流泵在射流器前后产生负压，吸气后产生微细泡，微细泡携带油滴、悬浮物上浮至水面，达到净化水的目的。但由于该工艺使污水完全充氧，后续工艺必须配套脱氧工序，所以这种工艺不能起到简化流程的作用。可见，针对目前使用处理工艺的不足，人们研究了各种简化流程和提高处理效果的设备和工艺。但这些处理技术由于对聚合物去除率较低，处理后的污水含有大量的聚合物，所以不能回注到低渗透地层。含聚污水处理工艺今后的研究方向是使处理后的污水能用于配制聚合物回用，从而实现含聚污水利用的良性循环。 2 处理方法研究 含聚丙烯酰胺的污水是一类比较复杂、特殊的污水,尽管含PAM质量分数很低,但它起到表面活性剂的作用,使原油乳化,导致污水中的含油质量分数及COD升高,并且随着三次采油的扩展,采油污水的数量在逐年增多,这类污水的处理已成为一个棘手的难题。目前国内关于这方面的研究有很多。 温青等结合采油厂提出的技术指标要求及调研结果，提出了活性炭和生物炭床吸附法、超声波降解聚合物法、电解絮凝法等经济可行的处理技术。 2.1 活性炭和生物炭床吸附法 活性炭吸附原理： 固体表面有吸附水中溶解性物质及胶体物质的能力，表面积很大的活性炭等具有很高的吸附能力，可用作吸附剂。一般都制成粉末或颗粒状。粉末状的活性炭吸附能力强，制备容易，价格较低，但再生困难，一般不重复使用。颗粒活性炭价格较高，但可再生后重复使用，并且使用时的劳动条件较好，操作管理简单。 生物炭床法：生物炭工艺是一新兴污水处理技术，是在活性炭表面培养出微生物膜，利用活性的吸附能力和微生物的生化功能，相辅相承地达到更好的处理效果，而且活性炭不必再生。 2.2 超声波降解聚合物法 超声波技术作为一种新的