水处理系统流程及操作工艺(-102张)课件.ppt

1、 海上油田处理系统，包括含油污水处理系统、海上油田处理系统，包括含油污水处理系统、用于注海水的海水处理系统、注水及生活所用浅用于注海水的海水处理系统、注水及生活所用浅层地下水处理系统、以及收集冲洗甲板水及雨水层地下水处理系统、以及收集冲洗甲板水及雨水的辅助污水处理系统等。的辅助污水处理系统等。海上油田的含油污水处理系统，均采用闭式。海上油田的含油污水处理系统，均采用闭式。辅助性污水处理系统采用开式。辅助性污水处理系统采用开式。海上油田注水，主要采用了注海水、注污水和海上油田注水，主要采用了注海水、注污水和地下水，到目前为止，还未进行过混注，但随油田地下水，到目前为止，还未进行过混注，但随油田进

2、一步开发，也有可能采取海水、地下水、污水混进一步开发，也有可能采取海水、地下水、污水混注方式。注方式。本章重点叙述含油污水及注入水处理的目的、本章重点叙述含油污水及注入水处理的目的、方法和流程。方法和流程。海上油田污水来源于在油气生产过程中所产出海上油田污水来源于在油气生产过程中所产出的地层伴生水。的地层伴生水。为获得合格的油、气产品，需将伴生水与油气为获得合格的油、气产品，需将伴生水与油气进行分离，分离后的伴生水中，含有一定量的原油进行分离，分离后的伴生水中，含有一定量的原油及其他杂质，这些含有一定量原油和其他杂质的伴及其他杂质，这些含有一定量原油和其他杂质的伴生水称之为含油污水。生水称之为

3、含油污水。1.含油污水水质含油污水水质 含油污水一般偏碱性，硬度较低，含铁少，矿含油污水一般偏碱性，硬度较低，含铁少，矿化度高。化度高。含油污水中含有以下有害物质：含油污水中含有以下有害物质：（1）分散油：油珠在污水中的直径较大，为）分散油：油珠在污水中的直径较大，为10100m，易于从污水中分离出来，浮于水面而，易于从污水中分离出来，浮于水面而被除去。被除去。这种状态的油占污水含油量的这种状态的油占污水含油量的60%80%。（2）乳化油：其在污水中分散的粒径很小，）乳化油：其在污水中分散的粒径很小，直径为直径为0.110m，与水形成乳状液，属于，与水形成乳状液，属于O/W“水水包油包油”型乳

4、状液。这部分油不易除去，必须反相破型乳状液。这部分油不易除去，必须反相破乳之后才能将其除去，其含量占污水含油量的乳之后才能将其除去，其含量占污水含油量的10%15%。（3）溶解油：油珠直径小于）溶解油：油珠直径小于0.1m。由于油在水中的溶解度很小，为由于油在水中的溶解度很小，为515mg/L，这部分油是不能除去的。其占污水含油量的这部分油是不能除去的。其占污水含油量的0.2%0.5%。（4）污水中含有的阳离子常见的有）污水中含有的阳离子常见的有Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+等，阴离子有、等，阴离子有、等。这些离子在水中等。这些离子在水中的溶解度是有限的。的溶解度是有限的。一旦污水所处

5、的物理条件（温度、压力等）发生一旦污水所处的物理条件（温度、压力等）发生变化或水的化学成分发生变化，均可能引起结垢。变化或水的化学成分发生变化，均可能引起结垢。（5）污水中还可能含有溶解的、）污水中还可能含有溶解的、等有害气等有害气体，其中氧是很强的氧化剂，它易使二价铁离子氧化体，其中氧是很强的氧化剂，它易使二价铁离子氧化成三价铁离子，从而形成沉淀。成三价铁离子，从而形成沉淀。也能与铁反应生成碳酸铁沉淀，与铁反应则生也能与铁反应生成碳酸铁沉淀，与铁反应则生成腐蚀产物成腐蚀产物黑色的硫化亚铁。黑色的硫化亚铁。（6）污水中常见的细菌有硫酸盐还原菌、腐生）污水中常见的细菌有硫酸盐还原菌、腐生菌和铁细

6、菌。这些细菌均能引起对污水处理、回注菌和铁细菌。这些细菌均能引起对污水处理、回注设备及管汇的腐蚀和堵塞。设备及管汇的腐蚀和堵塞。2.含油污水处理的目的及要求含油污水处理的目的及要求 含油污水经过处理后，要进行排放或者作为油含油污水经过处理后，要进行排放或者作为油田回注水、人工举升井动力液等。田回注水、人工举升井动力液等。处理含油污水的目的是要求排放水或回注水达处理含油污水的目的是要求排放水或回注水达到相应的排放或回注标准，同时应充分考虑防止系到相应的排放或回注标准，同时应充分考虑防止系统内腐蚀。统内腐蚀。排放的污水水质要求是：渤海海域排放污水含排放的污水水质要求是：渤海海域排放污水含油量小于油

7、量小于30mg/L；南海海域为小于；南海海域为小于50mg/L。对回注的污水水质要求是：达到本油田规定的对回注的污水水质要求是：达到本油田规定的注水水质标准。注水水质标准。3.COD污水处理指标污水处理指标 工业废水中含有大量有机物和无机物，在生物工业废水中含有大量有机物和无机物，在生物和化学反应过程中，消耗了水中的氧气，这种耗氧和化学反应过程中，消耗了水中的氧气，这种耗氧指标叫指标叫BOD(Biochemical Oxygen Demand)即生化即生化需氧量。而测试需氧量。而测试BOD的方法往往需要五天时间。的方法往往需要五天时间。COD(Chemical Oxygen Demand)即化

8、学需氧即化学需氧量，同样反映水中物质耗氧情况，且由于量，同样反映水中物质耗氧情况，且由于COD测测试的方法只需几小时，所以往往应用试的方法只需几小时，所以往往应用COD指标来指标来控制污水指标。控制污水指标。BOD和和COD测试方法，可依照国标执行：测试方法，可依照国标执行：GB11914-89 水质化学需氧量的测定（重铬水质化学需氧量的测定（重铬酸盐法）酸盐法）和和GB7488-87 水质五日生化需氧量水质五日生化需氧量的测定（稀释与接种法）的测定（稀释与接种法）。一般来讲，在油田开发中、后期，采出水量一般来讲，在油田开发中、后期，采出水量逐步增大，特别是注水开发的后期，出水率高达逐步增大，

9、特别是注水开发的后期，出水率高达8090。采出水中所含的主要是油和脂及其它溶。采出水中所含的主要是油和脂及其它溶解化合物。含油采出水如不处理，排入水体会导解化合物。含油采出水如不处理，排入水体会导致污染，破坏生态平衡。因此，必须对采出水进致污染，破坏生态平衡。因此，必须对采出水进行处理，达标后才能排放。行处理，达标后才能排放。1985年年8月，美国环境保护局（月，美国环境保护局（EPA）规定）规定20m水深以内的水域采出水排放为零（水深以内的水域采出水排放为零（50FR34592，1985年年8月月26日）。日）。污水排污水排放物放物日最大排放极限日最大排放极限(mg/L)污水排污水排放物放物

10、日最大排放极限日最大排放极限（mg/L）油和脂油和脂42铅铅0.032砷砷0.032汞汞0.00056镉镉0.012镍镍0.080铬总量铬总量0.008银银0.0018铜铜0.020锌锌0.080氰化物氰化物0.020酚酚0.120表表7-1 EPA国家污水排放控制规范（国家污水排放控制规范（NPDES）的）的许可规定（加州海上）许可规定（加州海上）国别国别规范（或允许排放含量）规范（或允许排放含量）平均含油量平均含油量(mg/L)(mg/L)最大含油量最大含油量（mg/Lmg/L）法国法国规范规范2020挪威挪威允许排放量允许排放量30303939西班西班牙牙规范（地中海）规范（地中海）60

11、60100100荷兰荷兰规范规范4040英国英国规范规范4040（平均）（平均）丹麦丹麦油田允许排放量油田允许排放量4040（每月）（每月）加拿大加拿大北纬北纬6060。：戴维斯海峡：戴维斯海峡3535（每月）（每月）5050马来西亚马来西亚100100（海上）（海上）阿联酋（阿阿联酋（阿布扎比）布扎比）1010（海岸）（海岸）1515埃及埃及苏伊士湾地区苏伊士湾地区1515澳大利亚澳大利亚规范（维多利亚）规范（维多利亚）3030（每日）（每日）5050 多年来，国外海洋油田一直以海水作为二次多年来，国外海洋油田一直以海水作为二次采油的水源，采出水外排。采油的水源，采出水外排。原因其一是，与注

12、海水比，采出水要达到注水原因其一是，与注海水比，采出水要达到注水水质不经济，只有注水层渗透率相当高时才合理；水质不经济，只有注水层渗透率相当高时才合理；其二是取海水容易，不受水量的限制，且海水比较其二是取海水容易，不受水量的限制，且海水比较能够控制注水层的粘土膨胀。能够控制注水层的粘土膨胀。因此，海上油田普遍采用注海水。因此，海上油田普遍采用注海水。进入进入90年代，随着发达国家政府对环境保护年代，随着发达国家政府对环境保护意识的增强，采出水外排面临着更加苛刻的注海意识的增强，采出水外排面临着更加苛刻的注海水参数质标准。水参数质标准。为此，石油公司开始转向采出水回注和与海为此，石油公司开始转向

13、采出水回注和与海水混注或回灌地层。水混注或回灌地层。据调研，在北海只有据调研，在北海只有BP经过经过1994年年12月初的月初的成功现场实验后，在挪威海域的尤拉油田实施了成功现场实验后，在挪威海域的尤拉油田实施了规模为规模为16000m3/d的采出水回注。的采出水回注。国外油田很重视对注入水水质的研究工作，其注国外油田很重视对注入水水质的研究工作，其注入水水质不尽相同，主要根据各油田的地质情况，通入水水质不尽相同，主要根据各油田的地质情况，通过岩心堵塞试验制定出适合不同注入层的水质标准。过岩心堵塞试验制定出适合不同注入层的水质标准。国外几个一油田的注海水水质见表国外几个一油田的注海水水质见表7

14、-3。油田油田注入层参数注入层参数注水水质注水水质深度深度m空隙空隙度度渗透率渗透率m2悬浮固体悬浮固体mg/L溶解氧溶解氧mg/L腐蚀率腐蚀率mm/a美国圣米美国圣米格利托格利托1650 420013190.0160.0320.090.150.150.0127美国普拉美国普拉德霍湾德霍湾2743 289617240.260.8910.02沙特沙特加瓦尔加瓦尔2040213.90.20.01英国英国福蒂斯福蒂斯216025300.43.9滤除滤除6070%的的25m0.002表表7-3 国外海上油田注海水参数国外海上油田注海水参数英国尼尼安英国尼尼安305018230.21.00.11.00.

15、01马来西亚斯皮达马来西亚斯皮达21000.20.30.01印尼拉马印尼拉马UBR：23LBR：21UBR：0.0007 0.095LBR：0.002 50.20.05尼日利亚梅伦尼日利亚梅伦1524228627 320.5 240.01表表7-3 国外海上油田注海水参数国外海上油田注海水参数（续表）（续表）1992API海上作业者委员会（海上作业者委员会（OOC）就第一次）就第一次调整排放标准对墨西哥湾的油气作业者进行了一次调调整排放标准对墨西哥湾的油气作业者进行了一次调查，以便确定大陆架外缘（查，以便确定大陆架外缘（OCS）油气平台满足美国）油气平台满足美国联邦新标准所要进行的设备性能改造

16、。联邦新标准所要进行的设备性能改造。此次调查收集了在大陆架外缘此次调查收集了在大陆架外缘13家公司所属的家公司所属的292座平台数据。座平台数据。得出如下结论：得出如下结论：1.由于水中油珠相对密度小而上浮，水下沉，由于水中油珠相对密度小而上浮，水下沉，实施实施42/29mg/L的外排标准使的外排标准使34.6的平台（的平台（101座）座）在在12个月期间至少超过最大个月期间至少超过最大42mg/L标准一次。标准一次。2.测试期间，测试期间，57.5的平台（的平台（168座）至少超过座）至少超过29mg/L月平均标准一次；月平均标准一次；3.在在57.5的平台超标中，的平台超标中，28的平台（

17、的平台（47座）座）超过超过29mg/L，月平均达，月平均达3次以上；次以上；4.超标的平台中，超标的平台中，88.1%使用气浮选设备使用气浮选设备,97.7%的平台处理过程中使用药剂和的平台处理过程中使用药剂和77.5%的平台报告有的平台报告有溶解有机物。溶解有机物。含油污水处理方法有物理方法和化学方法，但在含油污水处理方法有物理方法和化学方法，但在生产实践过程中两种方法往往结合应用。生产实践过程中两种方法往往结合应用。归纳目前海上主要应用的含油污水处理方法如表归纳目前海上主要应用的含油污水处理方法如表7-4 所示。所示。1.沉降法沉降法 沉降法主要用于除去浮油及部分颗粒直径较大的沉降法主要

18、用于除去浮油及部分颗粒直径较大的分散油。分散油。经过一段时间后油与水就分离开来。油珠上经过一段时间后油与水就分离开来。油珠上浮速度可用下面的公式来计算：浮速度可用下面的公式来计算：18200gdWw式中式中:W油珠上升速度，油珠上升速度，m/s；污水中油珠上浮速度降低系数，取污水中油珠上浮速度降低系数，取=0.95；、分别为污水与油的密度，分别为污水与油的密度，kg/m3；ww g 重力加速度，重力加速度，m/s2；do油珠直径，油珠直径，m；污水的动力粘度系数，污水的动力粘度系数，kg/（m.s）；）；考虑水流不均匀、紊流等因素的修正系考虑水流不均匀、紊流等因素的修正系数，一般取数，一般取=

19、1.351.50。根据该速度就能大致确定污水沉降罐的沉降速根据该速度就能大致确定污水沉降罐的沉降速度度V，即沉降速度，即沉降速度V不能大于或等于油珠上浮速度不能大于或等于油珠上浮速度W，否则油珠就将浮不上来，而被水带到水管中去，否则油珠就将浮不上来，而被水带到水管中去，或是油珠在水中悬浮着。或是油珠在水中悬浮着。沉降法能除去直径较大的油珠。沉降法除油一沉降法能除去直径较大的油珠。沉降法除油一般在沉降罐、沉降舱等中进行。般在沉降罐、沉降舱等中进行。卧式沉降罐卧式沉降罐 立式沉降罐立式沉降罐 表表7-4 目前海上油田含油污水处理的主要方法目前海上油田含油污水处理的主要方法处理方法处理方法特特 点点

20、沉降法沉降法靠原油颗粒和悬浮杂质与污水的比重差实现油水渣的自然分离，主靠原油颗粒和悬浮杂质与污水的比重差实现油水渣的自然分离，主要用于除去浮油及部分颗粒直径较大的分散油及杂质要用于除去浮油及部分颗粒直径较大的分散油及杂质混凝法混凝法在污水中加入混凝剂，把小油粒聚结成大油粒，加快油水分离速度，在污水中加入混凝剂，把小油粒聚结成大油粒，加快油水分离速度，可除去颗粒较小的部分散油可除去颗粒较小的部分散油气浮法气浮法向污水中加入气体，使污水中的乳化油或细小的固体颗粒附在气泡向污水中加入气体，使污水中的乳化油或细小的固体颗粒附在气泡上，随气泡上浮到水面，实现油水分离上，随气泡上浮到水面，实现油水分离过滤

21、法过滤法用石英砂、无烟煤、滤芯或其它滤料过滤污水除去水中小颗粒油粒用石英砂、无烟煤、滤芯或其它滤料过滤污水除去水中小颗粒油粒及悬浮物及悬浮物生物处理法生物处理法靠微生物来氧化分解有机物，达到降解有机物及油类的目的靠微生物来氧化分解有机物，达到降解有机物及油类的目的旋流器法旋流器法高速旋转重力分异，脱出水中含油高速旋转重力分异，脱出水中含油 2.混凝法混凝法 所谓混凝法就是向污水中加入化学混凝剂（反向所谓混凝法就是向污水中加入化学混凝剂（反向破乳剂）使乳化液破乳，使油颗粒发生凝聚，油珠变破乳剂）使乳化液破乳，使油颗粒发生凝聚，油珠变大，上浮速度加快。大，上浮速度加快。电泳试验证明，污水中的油珠带

22、负电荷，因此只电泳试验证明，污水中的油珠带负电荷，因此只要加入水解后能形成带正电的胶体物质，使其和油珠要加入水解后能形成带正电的胶体物质，使其和油珠所带的负电荷中和，就能达到凝聚作用。所带的负电荷中和，就能达到凝聚作用。混凝剂的加药量与污水水质有关，尤其与污水混凝剂的加药量与污水水质有关，尤其与污水含油量或悬浮物含量有关，室内应评选出合适的混含油量或悬浮物含量有关，室内应评选出合适的混凝剂并确定最佳的加药量，然后根据现场试验进行凝剂并确定最佳的加药量，然后根据现场试验进行上下调整以确定现场的最佳使用浓度。上下调整以确定现场的最佳使用浓度。3.气浮法气浮法 气浮法就是向污水中通入或在污水中产生微

23、细气浮法就是向污水中通入或在污水中产生微细气泡，使污水中的乳化油或细小的固体颗粒附在空气泡，使污水中的乳化油或细小的固体颗粒附在空气泡上，随气泡一起上浮到水面，然后采用机械的气泡上，随气泡一起上浮到水面，然后采用机械的方法撇除，达到油水分离的目的。方法撇除，达到油水分离的目的。喷嘴式气浮法叶轮式气浮法机械碎细气浮电解凝聚气浮压气式部分原水式回流式全流加压式溶气气浮气浮法 气浮法按采用的供气方式不同又可分为以下几气浮法按采用的供气方式不同又可分为以下几种方法：种方法：（1）溶气气浮）溶气气浮 溶气气浮是使气体在一定压力下溶于含油污水溶气气浮是使气体在一定压力下溶于含油污水中，并达到饱和状态，然后

24、再突然减压，使溶于水中，并达到饱和状态，然后再突然减压，使溶于水中的气体以微小气泡的形式从水中逸出的气浮。中的气体以微小气泡的形式从水中逸出的气浮。加压溶解气浮装置流程图加压溶解气浮装置流程图 加压溶气浮选是用水泵将废水加压到加压溶气浮选是用水泵将废水加压到0.20.3 MPa，同时注入空气，在溶气罐中使空气溶解于废水，同时注入空气，在溶气罐中使空气溶解于废水中。中。废水经过减压阀进入浮选池，由于突然减到常压，废水经过减压阀进入浮选池，由于突然减到常压，这时溶解于废水中的空气便形成许多细小的气泡释放这时溶解于废水中的空气便形成许多细小的气泡释放出来。出来。带加气装置的分散气浮设备带加气装置的分

25、散气浮设备 用泵将干净的处理水送入循环管汇（用泵将干净的处理水送入循环管汇（E）中，）中，再引入一连串文丘里加气装置再引入一连串文丘里加气装置（B）。）。水流流过加气装置时从蒸气空间（水流流过加气装置时从蒸气空间（A）吸入）吸入气体，气体从喷嘴（气体，气体从喷嘴（G）喷出时形成无数小气泡。）喷出时形成无数小气泡。上升气泡在（上升气泡在（C）室里产生浮选作用，形成的泡）室里产生浮选作用，形成的泡沫用机械装置在（沫用机械装置在（F）处撇去。）处撇去。（2）电解凝聚气浮法）电解凝聚气浮法 电解凝聚气浮法是把含有电解质的污水作为被电解凝聚气浮法是把含有电解质的污水作为被电解的介质，在污水中通入电流，利

26、用通电过程的电解的介质，在污水中通入电流，利用通电过程的氧化氧化还原反应使其被电解形成微小气泡，进而利还原反应使其被电解形成微小气泡，进而利用气泡上浮作用完成气浮分离。用气泡上浮作用完成气浮分离。这种方法不仅能使污水中的微小固体颗粒和乳这种方法不仅能使污水中的微小固体颗粒和乳化油得到净化，而且对水中的一些金属离子和有机化油得到净化，而且对水中的一些金属离子和有机物也有净化作用。物也有净化作用。（3）机械碎细气浮法）机械碎细气浮法 机械碎细气浮法是海上油田应用较广泛的方法，机械碎细气浮法是海上油田应用较广泛的方法，是采用机械混合的方法把气泡分散于水中。是采用机械混合的方法把气泡分散于水中。叶轮式

27、气浮法叶轮式气浮法 在叶轮式气浮装置的运行中，污水流入水箱，叶在叶轮式气浮装置的运行中，污水流入水箱，叶轮旋转产生的低压使水流入叶轮。轮旋转产生的低压使水流入叶轮。叶轮旋转，起泵的作用，把水通过叶轮周围的环叶轮旋转，起泵的作用，把水通过叶轮周围的环形微孔板甩出，于是装叶轮的立管形成了真空，使气形微孔板甩出，于是装叶轮的立管形成了真空，使气从水层上的气顶进入立管，同时水也进入立管，水气从水层上的气顶进入立管，同时水也进入立管，水气混合，被一起高速甩出。混合，被一起高速甩出。当混合流体通过微孔板时，剪切力将气体破碎为当混合流体通过微孔板时，剪切力将气体破碎为微细气泡。微细气泡。气泡在上浮过程中，附

28、着到油珠和固体颗粒上气泡在上浮过程中，附着到油珠和固体颗粒上。叶轮式分散气浮设备叶轮式分散气浮设备 气泡通过水面冒出，油和固体留在水面，形成的气泡通过水面冒出，油和固体留在水面，形成的泡沫不断地被缓慢旋转的刮板刮出槽外，气体又开始泡沫不断地被缓慢旋转的刮板刮出槽外，气体又开始循环。循环。喷嘴式气浮法喷嘴式气浮法 喷嘴式气浮装置的结构与叶轮式气浮装置类似，喷嘴式气浮装置的结构与叶轮式气浮装置类似，多有四个串联一起的气浮室。多有四个串联一起的气浮室。喷嘴式气浮法的基本原理是利用水喷射泵，将含喷嘴式气浮法的基本原理是利用水喷射泵，将含油污水作为喷射流体，当污水从喷嘴以高速喷出时，油污水作为喷射流体，

29、当污水从喷嘴以高速喷出时，在喷嘴处形成低压区，造成真空，空气就被吸入到吸在喷嘴处形成低压区，造成真空，空气就被吸入到吸入室。入室。喷嘴式气浮要求有喷嘴式气浮要求有0.2MPa以上的压力，当高速以上的压力，当高速的污水流入混合段时，同时将吸入的空气带入混合的污水流入混合段时，同时将吸入的空气带入混合段，并将空气剪切成微小气泡。段，并将空气剪切成微小气泡。在混合段，气泡与水相互混合，经扩散段进入在混合段，气泡与水相互混合，经扩散段进入浮选池。浮选池。在气浮室，微小气泡上浮并逸出水面，同时将在气浮室，微小气泡上浮并逸出水面，同时将乳化油带至水面加以去除。乳化油带至水面加以去除。在喷嘴式气浮污水处理中

30、，喷嘴是关键部件，在喷嘴式气浮污水处理中，喷嘴是关键部件，在国内外喷嘴都是专利产品。在国内外喷嘴都是专利产品。喷嘴的设计原则是喷嘴直径小于混合段的直径，喷嘴的设计原则是喷嘴直径小于混合段的直径，这样流体速度提高，压力升高，气体在水中的溶解度这样流体速度提高，压力升高，气体在水中的溶解度提高。提高。在喷嘴式气浮污水处理中，喷嘴的位置直接影响在喷嘴式气浮污水处理中，喷嘴的位置直接影响除油效果，喷嘴入水较深为好。除油效果，喷嘴入水较深为好。另外，喷嘴与气浮室之间要有一段较长的管道，另外，喷嘴与气浮室之间要有一段较长的管道，使水和气有充分接触混合的时间，增加溶气量，提高使水和气有充分接触混合的时间，增

31、加溶气量，提高气浮效率。气浮效率。在渤中在渤中34-2/4E 油田就采用了喷嘴式浮法装置。油田就采用了喷嘴式浮法装置。（4）影响气浮法效率的因素分析）影响气浮法效率的因素分析 气浮法净化油田污水的理论研究和试验结果说明，气浮法净化油田污水的理论研究和试验结果说明，除油效率随着气泡与油珠和固体颗粒的接触效率和附除油效率随着气泡与油珠和固体颗粒的接触效率和附着效率的提高而提高。着效率的提高而提高。气液接触时间延长可提高接触效率和附着效率，气液接触时间延长可提高接触效率和附着效率，从而提高除油效率。从而提高除油效率。增大油珠直径，减小气泡直径和提高气泡浓度既增大油珠直径，减小气泡直径和提高气泡浓度既

32、可提高接触效率，也可提高附着效率。可提高接触效率，也可提高附着效率。因此是提高除油效率的重要措施。因此是提高除油效率的重要措施。其它一些因素如温度、其它一些因素如温度、PH值、矿化度、处理水值、矿化度、处理水含油量和水中所含原油类型也都直接或间接地影响除含油量和水中所含原油类型也都直接或间接地影响除油效率。油效率。因此处理不同的油田污水，即使同样的设计，处因此处理不同的油田污水，即使同样的设计，处理后的含油量也不相同；理后的含油量也不相同；同一个水源，采用不同的气浮法处理，处理后的同一个水源，采用不同的气浮法处理，处理后的水质也不一样；水质也不一样；即使同一个水源，采用同样的气浮法处理，但随即

33、使同一个水源，采用同样的气浮法处理，但随着处理水物性的变化，处理后的水质也会发生变化。着处理水物性的变化，处理后的水质也会发生变化。因此，必须搞清这些因素对除油效率的影响及因此，必须搞清这些因素对除油效率的影响及其之间的相互作用，从而采用针对性措施，提高气其之间的相互作用，从而采用针对性措施，提高气浮法净化油田污水的效率。浮法净化油田污水的效率。（5）各种气浮法的特点）各种气浮法的特点 与油田污水的其它处理方法比较，气浮法具与油田污水的其它处理方法比较，气浮法具有停留时间短，处理速度快、除油效率高和占地面有停留时间短，处理速度快、除油效率高和占地面积小等优点，适于海上油田污水处理。积小等优点，

34、适于海上油田污水处理。各种气浮法各有其优缺点，气浮方法的选用各种气浮法各有其优缺点，气浮方法的选用要根据处理量、来水特点、出水水质要求、操作条件、要根据处理量、来水特点、出水水质要求、操作条件、动力消耗等进行综合分析比较，选用较适合的气浮污动力消耗等进行综合分析比较，选用较适合的气浮污水净化方法。水净化方法。机械碎细气浮法是在油田污水处理中应用最广泛机械碎细气浮法是在油田污水处理中应用最广泛的气浮污水净化方法。的气浮污水净化方法。机械碎细气浮法是晚于溶气气浮法出现，但机械碎细气浮法是晚于溶气气浮法出现，但其应用是远比溶气气浮法更加广泛、高效的污水处理其应用是远比溶气气浮法更加广泛、高效的污水处

35、理工艺。工艺。A.喷嘴式气浮法除油效率高，电耗低，结构紧喷嘴式气浮法除油效率高，电耗低，结构紧凑占地面积少，但对循环水的压力、水质和动力等凑占地面积少，但对循环水的压力、水质和动力等运行条件要求较高，适于污水处理量小，水质要求运行条件要求较高，适于污水处理量小，水质要求不高、运行条件好的情况下采用。不高、运行条件好的情况下采用。B.叶轮式气浮法溶气量大，溶气率都在叶轮式气浮法溶气量大，溶气率都在600%以上；停留时间短，仅为以上；停留时间短，仅为45min；除油效率高；造；除油效率高；造价低，四级叶轮式气浮装置的除油效率相当于或高价低，四级叶轮式气浮装置的除油效率相当于或高于单级溶气气浮装置，

36、而其造价仅为前者的于单级溶气气浮装置，而其造价仅为前者的60%。适于处理不同含油量的油田污水，但是入口含适于处理不同含油量的油田污水，但是入口含油量要求不能大于油量要求不能大于2000mg/L。叶轮式气浮法是现在。叶轮式气浮法是现在国内外应用最广泛的油田污水处理工艺。国内外应用最广泛的油田污水处理工艺。油田污水气浮处理工艺要与其它污水处理方油田污水气浮处理工艺要与其它污水处理方法结合采用，如气浮助剂、混凝剂和发泡剂等可以法结合采用，如气浮助剂、混凝剂和发泡剂等可以大大提高气浮法的效率。大大提高气浮法的效率。4.过滤法过滤法 过滤就是通过滤料床的物理和化学作用来除去过滤就是通过滤料床的物理和化学

37、作用来除去污水中的微小悬浮物和油珠及被杀菌剂杀死的细菌污水中的微小悬浮物和油珠及被杀菌剂杀死的细菌及藻类等。及藻类等。过滤法是一种用于含油污水深度处理的方法。过滤法是一种用于含油污水深度处理的方法。污水经过自然沉降除油，气浮分离，混凝沉降污水经过自然沉降除油，气浮分离，混凝沉降后，再经过滤进一步处理，就可达到污水排放或回后，再经过滤进一步处理，就可达到污水排放或回注油层的标准。注油层的标准。过滤一方面是通过滤料的机械筛滤作用，把悬过滤一方面是通过滤料的机械筛滤作用，把悬浮固体、油珠及细菌及藻类等截留到滤料表面，或浮固体、油珠及细菌及藻类等截留到滤料表面，或转到先前被截留在滤料内的絮凝体表面；转

38、到先前被截留在滤料内的絮凝体表面；另一方面，通过滤料的电化学特性把悬浮固体另一方面，通过滤料的电化学特性把悬浮固体颗粒、油珠及细菌藻类等吸附在滤料的表面上。颗粒、油珠及细菌藻类等吸附在滤料的表面上。影响吸附的因素有滤料颗粒、絮凝体和油珠的影响吸附的因素有滤料颗粒、絮凝体和油珠的大小以及它们的粘着特性和剪切强度等物理因素，大小以及它们的粘着特性和剪切强度等物理因素，还与悬浮固体颗粒、油珠等的电化学特性有关。还与悬浮固体颗粒、油珠等的电化学特性有关。滤料的粒径、级配、厚度对过滤效果有直接影响。滤料的粒径、级配、厚度对过滤效果有直接影响。滤料的级配是指不同粒径的滤料所占的比例，适滤料的级配是指不同粒

39、径的滤料所占的比例，适当的滤料级配是取得良好的过滤效果的前提。当的滤料级配是取得良好的过滤效果的前提。滤料的种类很多，以石英砂应用最广泛，常用的滤料的种类很多，以石英砂应用最广泛，常用的还有无烟煤、石榴石、磁铁矿、聚苯乙烯球粒、陶粒、还有无烟煤、石榴石、磁铁矿、聚苯乙烯球粒、陶粒、核桃壳等。核桃壳等。对滤料的选材有下列要求：对滤料的选材有下列要求：（1）具有足够的机械强度，在反冲洗时不产生）具有足够的机械强度，在反冲洗时不产生严重的磨损和破碎现象；严重的磨损和破碎现象；（2）具有稳定的化学性质，不与水发生化学反）具有稳定的化学性质，不与水发生化学反应；应；（3）具有一定的颗粒和适当的孔隙度。）

40、具有一定的颗粒和适当的孔隙度。当过滤装置工作一定时间后，滤料的孔隙会被当过滤装置工作一定时间后，滤料的孔隙会被油粒和杂质所堵塞，这时污水通过滤料的水头损失油粒和杂质所堵塞，这时污水通过滤料的水头损失大大增加，因此需要对滤料层进行反冲洗，以恢复大大增加，因此需要对滤料层进行反冲洗，以恢复滤料层的工作能力。滤料层的工作能力。反冲洗间隔时间各平台应根据本油田的水质情反冲洗间隔时间各平台应根据本油田的水质情况确定。况确定。过滤罐结构示意图过滤罐结构示意图 序序 号号材材 料料粒粒 径径（mm）填层厚度填层厚度（mm）1 1无烟煤无烟煤1.21.2100010002 2细砂细砂0.80.84004003

41、 3粒砂粒砂2.02.05.05.01001004 4细砾石细砾石5.05.010.010.01001005 5粗砾石粗砾石10.010.015.015.02002006 6粗砾石粗砾石15.015.025.025.0749749 过滤装置进行反冲洗时，反冲洗水自过滤装置过滤装置进行反冲洗时，反冲洗水自过滤装置底部进入，自下而上依次经过配水系统、承托层、底部进入，自下而上依次经过配水系统、承托层、滤料，最后从反冲洗排水管排走，反冲洗水使滤料滤料，最后从反冲洗排水管排走，反冲洗水使滤料层膨松，颗粒间相互碰撞，把截留下的污泥洗下随层膨松，颗粒间相互碰撞，把截留下的污泥洗下随反冲洗水排除。反冲洗水排

42、除。5.生物处理法生物处理法 用微生物氧化分解有机物这种作用来处理污水用微生物氧化分解有机物这种作用来处理污水的方法就叫做生物处理法。的方法就叫做生物处理法。目前生物处理法主要用来处理污水溶解的有机目前生物处理法主要用来处理污水溶解的有机污染物和胶体的有机污染物。污染物和胶体的有机污染物。在处理含油污水时，如果要求排放标准很高则在处理含油污水时，如果要求排放标准很高则可用生物处理法进行深度处理。可用生物处理法进行深度处理。生物处理法与化学法相比，具有经济、高效等生物处理法与化学法相比，具有经济、高效等优点。优点。生物处理法有好气生物处理法和厌气生物处理生物处理法有好气生物处理法和厌气生物处理法

43、两种。法两种。生物处理法对被处理的污水水质有以下的具体生物处理法对被处理的污水水质有以下的具体要求：要求：（1）水的）水的PH值：对于好气生物处理，要求水值：对于好气生物处理，要求水的的PH值在值在69之间。对于厌气生物处理，水的之间。对于厌气生物处理，水的PH值值在在6.57.5之间。之间。（2）污水温度：温度也是一个主要因素。对大）污水温度：温度也是一个主要因素。对大多数微生物来讲，适宜的温度在多数微生物来讲，适宜的温度在2040。（3）养料：微生物生长繁殖除需要碳水化合物）养料：微生物生长繁殖除需要碳水化合物作为食料外，还需要一些无机元素如氮、磷、硫、作为食料外，还需要一些无机元素如氮、

44、磷、硫、钾、钙、镁、铁等，因此用生物法处理含油污水时，钾、钙、镁、铁等，因此用生物法处理含油污水时，需投加适量的营养物。需投加适量的营养物。（4）有害物质：污水中不能含有过多的有害）有害物质：污水中不能含有过多的有害物质，如酚、甲醛、氰化物、硫化物以及铜、锌、物质，如酚、甲醛、氰化物、硫化物以及铜、锌、铬离子等。铬离子等。用生物法处理含油污水时，首先需对微生物用生物法处理含油污水时，首先需对微生物进行驯化，使其能适应含油污水的环境。进行驯化，使其能适应含油污水的环境。6.水力旋流器法水力旋流器法 水力旋流器进行含油污水处理，是近期才发水力旋流器进行含油污水处理，是近期才发展起来的一种方法，在我

45、国海上油田得到了成功展起来的一种方法，在我国海上油田得到了成功应用。应用。水力旋流器进行污水处理，是让含油污水在一水力旋流器进行污水处理，是让含油污水在一个圆锥筒内高速旋转，由于油水密度不同，密度大个圆锥筒内高速旋转，由于油水密度不同，密度大的水受离心力的作用甩向圆锥筒筒壁，而密度稍小的水受离心力的作用甩向圆锥筒筒壁，而密度稍小的油滴则被挤向筒的中心，因此油和水可以从不同的油滴则被挤向筒的中心，因此油和水可以从不同的出口分别流出，达到使含油污水脱油的目的。的出口分别流出，达到使含油污水脱油的目的。当开发方案确定后，应给定油田高峰污水处理量，当开发方案确定后，应给定油田高峰污水处理量，索取地层水

46、水质资料等基础数据，同时确定污水处理索取地层水水质资料等基础数据，同时确定污水处理后的用途。后的用途。根据用途确定污水处理后要求的水质标准，按照根据用途确定污水处理后要求的水质标准，按照高峰污水处理量、地层水性质和污水水质处理要求标高峰污水处理量、地层水性质和污水水质处理要求标准，结合海上空间面积来选择经济、合理的污水处理准，结合海上空间面积来选择经济、合理的污水处理设备和设计污水处理流程。设备和设计污水处理流程。所谓海上污水处理流程，可以理解为用管线、所谓海上污水处理流程，可以理解为用管线、泵等将选择的含油污水处理装置连接到一起，含油泵等将选择的含油污水处理装置连接到一起，含油污水通过逐级处

47、理装置脱除含油污水中的有害物质。污水通过逐级处理装置脱除含油污水中的有害物质。这种管线、泵等及含油污水处理装置的组合，这种管线、泵等及含油污水处理装置的组合，就是含油污水处理流程。就是含油污水处理流程。由于海上油气田的处理量大小不同，原油及伴由于海上油气田的处理量大小不同，原油及伴生水性质不同，处理后的污水要求标准不同，还有生水性质不同，处理后的污水要求标准不同，还有海域、经济效益等等因素不同，所选择的处理设施海域、经济效益等等因素不同，所选择的处理设施和工艺不可能相同。和工艺不可能相同。下面以污水处理系统实例加以说明。下面以污水处理系统实例加以说明。1.埕北油田污水处理系统埕北油田污水处理系

48、统 图图7-1是埕北油田污水流程所设置的污水处理装是埕北油田污水流程所设置的污水处理装置，包括聚结器、浮选器、砂滤器和缓冲罐。置，包括聚结器、浮选器、砂滤器和缓冲罐。来自原油处理系统的含油污水，首先经聚结器来自原油处理系统的含油污水，首先经聚结器（V301A/B），在聚结器入口前加入絮凝剂，在聚），在聚结器入口前加入絮凝剂，在聚结器中，通过絮凝和重力分离。结器中，通过絮凝和重力分离。较大颗粒原油及悬浮固体上浮并被撇入导油槽。较大颗粒原油及悬浮固体上浮并被撇入导油槽。处理后的污水靠位差进入浮选器（处理后的污水靠位差进入浮选器（X-301A/B），），设计为加气浮选，由底部加入少量天然气，作为附着

49、设计为加气浮选，由底部加入少量天然气，作为附着小油滴载体与油珠一起上浮到顶部，上部撇油装置将小油滴载体与油珠一起上浮到顶部，上部撇油装置将油撇出，处理后的污水由下部出口流出。油撇出，处理后的污水由下部出口流出。图图7-1 埕北油田污水处理系统工艺流程示意图埕北油田污水处理系统工艺流程示意图 来自浮选器的污水由泵加压输送到过滤器来自浮选器的污水由泵加压输送到过滤器（F-301A/B/C），由上至下通过过滤层，处理），由上至下通过过滤层，处理后污水进入缓冲罐（后污水进入缓冲罐（T-301A/B）。）。此时的污水应是处理后的合格水，可用做此时的污水应是处理后的合格水，可用做注入水或动力液，剩余部分排

50、海。注入水或动力液，剩余部分排海。埕北油田污水处理系统为双系列，单系列埕北油田污水处理系统为双系列，单系列设计最大处理量为设计最大处理量为1800m3/d。各级处理参数见表各级处理参数见表7-4。表表7-4 埕北油田含油污水处理参数埕北油田含油污水处理参数装装置置含含油油mg/L项项目目聚结器聚结器浮选器浮选器过滤器过滤器备备 注注入口入口设设 计计300010010实际含油实际含油量选处理量选处理量为量为3600m3/d的状况的状况实实 际际30001003003050出口出口设设 计计100105实实 际际10030030501530 2.SZ36-1油田含油污水处理系统油田含油污水处理系