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    [油田主要污水处理技术及发展趋势] 污水处理技术有哪些

    分类:年会主持词 时间:2019-05-22 本文已影响

      摘要:对油田目前所采用的污水处理的主要方法进行了分类,系统总结了各类方法的优缺点,并提出了污水处理方法的发展趋势。  关键词:污水处理 分类 发展趋势  我国大部分油田已进入开发中后期,产出液平均含水达80%以上,导致油田污水的大量产出。在此背景下,全面了解国内外油田污水处理现状,对于选择适应油田的污水处理工艺有着重要的意义。
      1、处理技术分类
      1.1 物理法
      物理处理法的主要治理的对象是油水污水中的不溶矿物质和悬浮物、油类等在技术手段上可分为重力分离、离心分离、过滤、粗粒化、膜分离和蒸发等方法。目前油田常用的为前五种方法。
      (1)重力分离技术:是油水污水处理的重要方法之一,其原理是依靠水中不溶杂质(固体、液体)的密度差,进行自然的重力分离。从油田统计数据来看,分离效果与沉淀时间成正比,即沉淀时间越长,分离效果越好。我国油田目前主要是利用自然沉降除油罐、重力沉降罐、隔油池等设备对污水进行重力分离。
      (2)离心分离技术:通过使装有废水的容器高速旋转,形成离心力场,因颗粒和污水的质量不同,质量差异使不同的物质停留在容器的不同部位,各自通过不同的出口排出,达到分离污染物的目的。可将离心分离可分为水力旋流分离器和离心机两类。目前在世界各油田,如中东、非洲、西欧、美洲等地区的海上和陆地油田和我国的各油田都以水力旋流器为主要类型,在油田污水处理上取得了良好的效果[2]。
      (3)粗粒化技术:主要是针对污水中的不溶原油。利用装有粗粒化材料的设备,将污水中的油珠粒径变小。目前常用的粗粒化材料有石英砂、无烟煤、蛇纹石、陶粒、树脂等材料。其中石英砂由于价格低廉而在油田得到了广泛的应用。
      (4)过滤器技术:利用外压或污水自身的重力,使其通过装有滤料的过滤器从而达到污水处理的目的。目前各油田广泛使用的滤料主要为石英砂、核桃壳等材料。近年来,随着纤维材料的发展,以纤维材料为滤料发展起来的深床高精度纤维球过滤器发展迅速。
      (5)膜分离技术:由于该项技术是多种新材料、新技术的综合运用,故也被称为是“21世纪的水处理技术”。无论材料如何,总体上,各类膜分离产品均是利用材料自身的物理的拦截能力,不同的材料可截留不同粒径的颗粒。目前超滤技术得到了长足的进步,已从实验室走向油田实际应用。
      1.2 化学法
      化学法主要是利用化学反应,改变污水中溶解物的分子结构,使其变成大分子量或溶解度较小的不溶物,而达到析出、净化污水的目的。目前主要有混凝沉淀、化学转化和中两种化学净化法。
      (1)混凝沉淀法:通过对污水中加入有铝盐类、铁盐类、聚丙烯酰胺(PAM)类、接枝淀粉类等混凝剂,利用混凝剂对胶体粒子的静电中和、吸附等作用破坏胶体粒子的稳定态,以达到除污水中悬浮物和可溶性污染物的目的。
      (2)化学转化法:利用电解、氧化等手段,将污水中的无机物和有机物其它物质以达到净化的目的。对化学转化法转化物质的要求为微毒或无毒物,以防止二次污染。目前各油田主要运用超临界水氧化法、湿式空气氧化法等。
      1.3 物理化学法
      简称物化法,同时改变污水中物质的物理和化学性质,以达到处理污水的目的。油田通常采用气浮法和吸附法两种。
      (1)气浮法:利用微小气泡改变在水中悬浮的油粒粘附性,使其密度变小而上浮,形成浮渣层从水中分离。
      张登庆等在气浮法的基础上加上了电解技术,达到了除油的同时杀菌的目的。在电气浮法净化污水的过程中,阳极用于除油,阴极用于杀菌,除油率为80%~90%,电耗约为0.1kW·h/m3。
      (2)吸附法:利用吸附剂去除污水中的多种有害物质,目前所采用的吸附剂主要为固体吸附剂。近年对吸附剂的研究集中于以下两点:1)提高吸附剂的总吸附量;2)改善吸油材料的亲水性,以提高其对油的针对性吸附能力。
      1.4 生物法
      生物法是油田目前正在广泛推广的一项针对有机物的污水处理新技术。其原理核心就是利用微生物的生化作用,将浅层水中的有害的或分子较复杂的有机物分解为无毒的,分子量简单的物质。
      生物法处理污水关键是要考虑到微生物适宜的环境。一般而言,可将微生物分为好氧生物处理和厌氧生物两类。好氧生物处理是在水中注入氧气,以提高好氧生物的活动性,利用其活动性将废水中的有机物分解为CO2、H2O、NH3、NO3等。与之相反,厌氧生物处理则是在厌氧反应器中持续保持足够的厌氧生物菌体,将废水中的有机物降解为CH4、CO2、H2O等。
      由于生物法较之其它方法成本更低,且效率更高,且无二次污染,更符合环保要求,故广泛为各国所采用。我国目前常采用A/O法和接触氧化法处理油田污水。
      2、发展趋势
      随着全球范围水资源短缺的加剧,以及人们对环境污染认识的加深,各大石油公司均在加大对油田污水处理的研究力度。可预见未来油田污水处理技术将向如下方向发展:
      (1)新型水处理药剂的研制和开发将向着增加水处理剂的混凝能力,综合混凝时间,使污水处被处理物质沉降速度加快。同时,如何保证混凝剂在碱性和中性条件下的混凝作用也是今后研究的一个重点。
      (2)污水处理设备和新技术的不断开发将向着提高设备使用寿命,提高污水处理效果的方向发展。今后污水处理设备将向着多技术综合运用的方向发展,物化设备、生物处理技术设备、超声波技术和微波技术设备的研制将是未来一段时间内的重点领域。
      (3)生物处理技术。基因工程技术的长足发展极大的促动了生物处理技术的进步。今后油田污水处理技术将在很大程度上依赖于基因工程的成果,高效降解菌种和适应性更强的降解菌种的研制将关系到生物处理技术在油田污水处理中的推广前景。
      (4)膜分离反应器工艺将是今后油田污水处理的重要技术。目前油田污水处理技术向着多学科综合的方向发展,作为两种新型的污水处理技术-膜分离技术和生物处理技术的结合体,膜分离反应器技术集中了两种技术的优点,在实验室运用中取得了其它技术无法比拟的效果,其作为未来油田污水处理的关键技术是可以预见的。
      参考文献
      [1]国家环保局.石油石化工业废水治理.北京:中国环境科学出版社,1992.
      [2]邓述波等.油田采出水的特性及处理技术.工业水处理,2000,20(7):10-12.
      [3]徐根良.含油废水处理技术综述.水处理技术,1991,17(1):1-11.
      [4]玉彬等.大港油田孔店采油污水排放处理的研究.工业水处理,2000,20(7):25-27.

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