油田含聚污水的处理方法技术

本发明专利技术提供了一种油田含聚污水的处理方法，首先将含聚污水输入预处理装置，进行氧化处理；再依次经供料泵和循环泵进入无机膜设备（无机膜包含陶瓷膜、碳化硅膜和金属膜），氧化处理后的污水在无机膜设备内进行错流过滤，透过液直接用于回注，未透过膜的循环液与来水进行混合后进入无机膜设备再次进行过滤，污水在循环泵的作用下进行多次循环过滤，经多次循环错流过滤后，循环罐中的污水浓度达到来水浓度的30～1000倍时，将浓缩液排入浓液池。本发明专利技术提供的油田含聚污水处理方法可将含聚污水中的油和悬浮物一步去除，使出水水质达到A1级低渗透油层回注水标准。

【技术实现步骤摘要】
油田含聚污水的处理方法
本专利技术属于水处理领域，具体涉及一种油田含聚污水的处理方法。
技术介绍
随着油田进入高含水后期开发阶段，剩余可采储量越来越少，产油量递减越来越严重，采用三次采油新方法是提高可采储量的重要措施。聚合物驱采油是目前国内油田广泛应用的三次采油技术，其主要原理是在石油开采的注水过程中通过加入聚合物来增加水溶液的粘度，与此同时又降低了水溶液的渗透性，改善油水之间的粘度比，从而扩大体积波及系数，以此提高石油采收率。但随着油田聚合物驱油技术应用规模的扩大，含聚合物采出污水(以下简称含聚污水)的处理量也在不断增加。由于含聚污水成分非常复杂，具有粘度大、乳化程度高、成分复杂、难生物降解等特点，经传统工艺(如混凝沉降、气浮，介质过滤器等)处理后，仍会含有相当数量的有害物质，无法达到外排水质标准，将其回注地层后会也对低渗透储层造成伤害。我国聚合物驱油技术广泛采用聚丙烯酰胺(PAM)，其产生的含有PAM的污水粘度大、水中油滴及固体悬浮物在PAM及其水解产物的作用下乳化稳定性强，处理起来非常困难。氧化降粘降解是一种成熟、低成本的水处理技术，已被众多学者运用于油田含聚污水处理的研究当中。聚丙烯酰胺氧化降粘降解体系主要有氧化还原体系(如K2S2O8/FeSO4体系)、Fenton试剂、过氧化氢和臭氧氧化体系等，其机理是自由基反应机理。氧化降粘降解的优点是使用方便，不产生二次污染，但目前已报道的专利及文献大都将其作为单一的油田污水处理方法，因此往往存在药剂投加量大、需调配pH值、COD降幅不明显等缺点。无机膜超滤技术是多种膜技术中的一种，在废水的深度处理中该技术具有出水水质好占地面积小自动化程度高等优点，因其耐碱、耐酸、耐高温、抗油污、抗微生物等，被广泛运用于冷轧乳化液废水、机械加工业含油废水、高温凝结水和油田回注水等含油污水处理领域。目前，对于无机膜超滤技术在油田回注水处理中的应用，国内外已被广泛地研究，但迄今为止，在针对油田聚合物驱油体系，特别是三元复合驱采出污水，尚未有过成功的应用案例，主要与膜通量衰减、膜污染等因素有关。
技术实现思路
本专利技术提供了一种油田含聚污水的处理方法，可将含聚污水中的油和悬浮物一步去除，使出水水质达到A1低渗透油层回注水标准。油田含聚污水的处理方法，包括以下步骤：步骤1，对含聚合物增粘剂的污水进行氧化处理；步骤2，对氧化降解后的污水通过无机膜进行过滤。作为改进，步骤2中的无机膜的透过液用于油田回注。作为改进，步骤2中的无机膜采用浓缩操作，浓缩倍数30～1000倍。有益效果本专利技术提供的油田含聚污水处理方法与现有技术相比，其显著优点在于：第一，可将含聚污水中的油和悬浮物一步去除，使出水水质达到油田A1级注水标准；第二，在无机膜过滤前采用氧化处理，可延长无机膜运行周期，有效降低了无机膜的清洗次数，提高了无机膜处理效率。附图说明图1是本专利技术的油田含聚污水处理方法的工艺框图。具体实施方式无机膜分离工艺是一种“错流过滤”形式的流体分离过程：原料液在膜管内高速流动，在压力驱动下含小分子组分的澄清渗透液沿与之垂直方向向外透过膜，含大分子组分的混浊污染物被膜截留，从而使流体达到分离、浓缩、纯化的目的。由于油滴的可压缩性，当跨膜压差增大，污水中的油滴会逐步吸附、累积在膜表面，并在压差的作用下，使得油滴受挤压变形透过膜孔进入渗透侧，导致滤后水中含油量增加。根据本专利技术的一个优选实施方式，跨膜压差为0.1～1MPa；当跨膜压差小于0.1MPa时，滤后水中悬浮物含量基本小于1mg/L，可达到低渗透油田注水水质A1级标准，但是跨膜压差过小，会导致通量过小，浓缩倍数低，不能满足工程实际所需以及会导致处理量很小；当跨膜压差大于1MPa时，原先吸附在膜表面、膜孔道中的悬浮物被挤压到膜的另一侧，导致滤后水中悬浮物含量大于1mg/L，不符合低渗透油田注水水质A1级标准。另外，增大跨膜压差可以提高膜通量，但当跨膜压差增大到1MPa后对通量无影响，即通量不再随跨膜压差增大而增大，同时跨膜压差越高，膜通量衰减越快；根据本专利技术的一个优选实施方式，膜面流速为1～8m/s；在膜面流速为1m/s时增大流速可提高膜通量，但流速增大到8m/s时，能耗较高，不利于工程应用。根据本专利技术的一个优选实施方式，过滤温度为10～90℃，料液温度升高，一方面有利于乳状液破乳，使得水样中的含油量增加；另一方面，随着温度升高，含油污水的粘度下降，致使污水中的更多油滴相对容易通过无机膜侧进入渗透侧；同时，温度升高，会使油滴在水中的溶解度提高并且改变滴油的形态，这使得微小油滴、胶体和悬浮物等杂质能够更容易通过膜过滤层进入渗透侧，导致滤后水含油量、悬浮物含量和粒径中值增大。在无机膜过滤的步骤之前的氧化步骤，可以显著地改变油含油废水中的油滴的大小以及聚合物的存在形式，一方面可以提高无机膜的通量、延长无机膜的使用时间，另一方面，可以改变无机膜产水的水质。根据本专利技术的一个优选实施方式，氧化处理较优选自O3氧化、O3/H2O2协同氧化、ClO2氧化或Fenton试剂氧化。在氧化处理中，一方面，氧化剂的加入量过大会使聚合物发生过度降解，产生大量小颗粒杂质，在进入无机膜后将膜孔道堵塞，使膜通量降低；氧化剂的加入量过小会导致聚合物不能达到足够的降解，大量大分子进入无机膜，吸附在膜表面，使膜通量下降过快，在影响滤后水质的同时降低无机膜使用寿命。另一方面，氧化反应的温度过大会使聚合物发生过度降解，产生大量小颗粒杂质，在进入无机膜后将膜孔道堵塞，使膜通量降低；氧化反应的温度过低会导致聚合物不能达到足够的降解，大量大分子进入无机膜，吸附在膜表面，使膜通量下降过快，在影响滤后水质的同时降低无机膜使用寿命。根据本专利技术的一个优选实施方式，采用O3氧化时，臭氧投加量为20～500mg/L，反应温度为10～90℃，反应时间是10～200min；采用O3/H2O2氧化时，臭氧投加量为20～500mg/L，H2O2投加量为1～300mg/L，反应温度为10～90℃，反应时间是10～200min；采用ClO2氧化时反应温度为10～90℃，ClO2投加量为5～100mg/L，ClO2氧化时间为10～300min；采用Fenton试剂氧化时Fe2+和H2O2浓度分别为20～600mg/L和1～55mg/L，体系pH值为3～5，反应温度为10～90℃，反应时间为10～200min。根据本专利技术的另一个优选实施方式，所述无机膜设备中的膜元件为管式或平板无机膜，无机膜平均孔径为5～500nm。本专利技术中实施例所用的来水为油田某污水站三元复合驱采出污水，水质分析如表1：表1指标数值含油量(mg/L)14.5悬浮物(mg/L)31粘度(mPa·s，12℃)4.8pH值10.6溶解性固体(mg/L)6534总硬度(mg/L)20.0聚合物含量(mg/L)962对比例膜设备对污水进行处理，无机膜的平均孔径为20nm，膜面流速为3m/s，跨膜压差为0.4MPa，污水温度为35℃。污水在无机膜设备内进行错流过滤，透过液直接用于回注，未透过膜的循环液与来水进行混合后进入无机膜设备再次进行过滤，污水在循环泵的作用下进行多次循环过滤，经多次循环错流过滤后，循环罐中的污水浓缩50倍时，将浓缩液排入浓水池。对出水水质进行分本文档来自技高网...

【技术保护点】
油田含聚污水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，对含聚合物增粘剂的污水进行氧化处理；步骤2，对氧化降解后的污水通过无机膜进行过滤。

【技术特征摘要】
1.油田含聚污水的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，对含聚合物增粘剂的污水进行氧化处理；步骤2，对氧化降解后的污水通过无机膜进行过滤；无机膜平均孔径为5～500nm；膜面流速为1～8m/s；所述的氧化处理的工艺选自O3氧化、O3/H2O2氧化、ClO2氧化或Fenton试剂氧化；所述的O3氧化中，臭氧投加量为20~500mg/L；所述的O3/H2O2氧化中，臭氧投加量为20~5...

【专利技术属性】
技术研发人员：张春，刘飞，刘友强，徐增磊，彭文博，张宏，
申请(专利权)人：江苏久吾高科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32