萃取槽处理含油污水深度处理技术(油水分离技术)
含油污水一般是伴随着原油脱水而产生的,原油脱出的游离水通常含油低于5}/L}这种含油污水若不经处理直接回注地层,则其中的油珠会堵塞油层毛细通道,降低油层渗透率.此外,如果不经过处理直接排放到江河湖海等,将严重影响周围生态环境.污水深度处理的方法主要包括:过滤法、离心分离法、气浮法、化学法、生化法、超声波分离法、吸附法、粗粒化法、膜分离等。
1过滤法
过滤法处理含油污水在工业上已有应用,如采用核桃过滤器、多层滤料过滤器、双向过滤器等.过滤法一般作为含油污水处理的一级,是国内外油田普遍采用的一项技术.过滤法除油效果虽好,但是对进水水质的酸碱度、温度、石油类的浓度及过滤速率等要求较为严格,且操作复杂,设备投资大。过滤法与生物膜处理结合可降低运行费用,并对高浓度有机废水处理有令人满意的效果,是过滤法的新发展。萃取槽处理含油污水深度处理技术(油水分离技术)
2气浮选法
气浮选除油法是采用不同的装置向污水中溶入一定量的气体,产生大量微小气泡,利用吸附作用使气泡与污水中的细小油粒和悬浮物相结合而形成絮状物,在浮力作用下絮状物很快浮出水面,达到分离目的.图6为一种卧式喷射式气浮机,工作原理为:气浮罐的部分出水经循环泵加压后送入射流器,与射流器吸入的气体形成气水混合物进入溶气罐,在溶气罐中气体被充分溶于水中,然后经释放器进入气浮罐,由于气水混合物流道突然扩张,压力减至常压,之前溶于水中的过饱和气体便以微小气泡形式释放,与污水中的细小油粒和悬浮物相结合而上浮到水面,形成油气泡沫进入收油槽,该气浮机的主要结构特点是溶气工艺由气浮罐外的溶气罐完成,溶气罐与射流器相连接.萃取槽处理含油污水深度处理技术(油水分离技术)
气浮选法根据气泡产生方式的不同,分为溶气气浮法、布气气浮法和电气浮法等.气浮效果受两个因素的影响较大,一是产生的气泡的质量;二是浮选剂,如絮凝剂、发泡剂等可以大大提高气浮法的效率.气浮装置根据气泡的产生方式,已经历了三代的发展,一代为溶气气浮,主要用于21世纪实际以前的含油污水处理中,具有运行费用高,流程复杂。到了21世纪,被作为二代的叶轮气浮所取代,叶轮气浮利用叶轮高速旋转时在水中形成的负压区所吸入的空气被切割成直径10~100μm的气泡.近年来,离心气浮处理技术开始发展.目前,国内外开展了很多关于紧凑型气浮旋流设备,如充气水力旋流器的气浮旋流组合、气浮与常规水力旋流器单体组合、气浮与低强度旋流离心相结合等.紧凑型气浮旋流装置��效的利用了气浮与低强度旋流离心场的协同作用,使气泡与油滴的碰撞聚并几率增加。停留时间大大减少,分离效率大大增加,这种装置还具有占地面积小、处理能力大、分离效率高、适应力强的优点.
对紧凑型气浮旋流设备的研究从20世纪开始,目前己经有很多公司生产类似的设备,如某些公司等.与国外的气浮旋流装置相比。我国研发工作起步较晚.近年来,提出了一种新型的管道式动态气浮选装置,该装置采用微孔纳米膜生成微气泡的手段,并与T型管道分离技术相结合,使气泡与含油污水充分接触,通过中海油南海流花油田的现场中试实验,连续测试结果表明分离后的生产污水小于20 mg/L。萃取槽处理含油污水深度处理技术(油水分离技术)
3絮凝法
絮凝法也是化学方法,主要利用破乳+絮凝作用,将污水中的悬浮油滴、固体颗粒聚集,降低污水的含油率。该方法通常作为污水处理中的辅助手段,常配合气浮、旋流、重力沉降、生物法等使用,具有工艺简捷、处理效果好的优点,但同时存在药剂的筛选问题,并且投放量大、价格昂贵,若筛选不当会造成后续处理困难,从而影响了其在工业上的推广使用.
4吸附法
吸附法利用亲油材料,吸附废水中的溶解油及其他溶解性有机物。常用的吸油材料是活性炭,可吸附废水中的分散油、乳化油和溶解油.由于活性炭的吸附容量有限(对油为30~80 mg/L),一般只用作含油废水多级处理的一级处理,出水含油质量浓度可降至0.1 ~ 0.2 mg/L.由于该方法成本高,再生困难等缺点使其在使用上受到一定的限制,大规模的应用于石油工业含油污水中还具有难度.萃取槽处理含油污水深度处理技术(油水分离技术)
5粗粒化法
粗粒化技术是分离含油废水的一种物理化学方法,粗粒化处理的对象主要是水中的分散油和非表面活性剂稳定的乳化油.粗粒化法又称聚结法,是粗粒化及相应的沉降过程的总称。该法是利用油、水两相对聚结材料亲和力相差悬殊的特性,油粒被材料捕获而滞留于材料表面和空隙内形成油膜,油膜增大到一定厚度时,在水力和浮力等作用下油膜脱落合并聚结成较大的油粒.聚结后粒径较大的油珠则易于从水中被分离.经过粗粒化的废水,其含油量及污油性质并无变化,只是更容易用重力分离法将油除去.
粗粒化的材料有天然矿石、人工有机材料两类,如用聚乙烯、聚苯乙烯发泡体或聚丙烯、聚酞胺作粗粒化等,���有人造水包皮纤维、改性聚丙烯纤维、聚氯乙烯等.在现有的处理技术中,只有粗粒化法可以大幅度提高物理法的除油效果,但由于粗粒化材料的种类较少,聚结效率不高,导致粗粒化聚结工艺的除油效果较差。到目前为止,粗粒化聚结除油的机理仍处于探讨阶段,未形成统一的理论.因此,完善聚结除油机理。开发新型粗粒化材料,改善粗粒化工艺条件。进而提高聚结除油效率可能是解决聚合物驱采废水处理的有效办法.
6膜分离法
膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时,实现选择性分离的技术,半透膜又称分离膜或滤膜,膜壁布满小孔,根据孔径大小可以分为:微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜等,膜分离都采用错流过滤方式.目前,微滤膜和超滤膜在油田含油污水处理中均有相关报道,它与传统过滤的不同在于膜可以在分子范围内进行分离,并且这过程是一种物理过程,不需发生相的变化和添加助剂.但因含油污水成分复杂,影响因素很多,加上理论的不足,使得膜分离技术在石油工业中还没有大规模工业应用.但是,膜分离法可能是解决我国低渗透油田污水回用的重要途径之一,如果能够解决膜通量较低且衰减较快,处理量小等缺点,然后研制高通量、抗污染的新型膜,将会有很好的工业应用前景.
总结与展望
该文针对目前的油水分离技术进行了研究和分析.通过对油包水型原油乳化液的分离过程研究发现.加热法、化学法、电脱法、超声波法等脱水技术已成功的工业应用,热化学法、电化学法在油田油包水型原油脱水中得到广泛的应用;微波、旋流、磁处理等技术正处于研究阶段.通常需要配合化学、电脱法进行日的是为了减少化学药剂的使用量;生物法主要用于污水处理.伴随三次采油、注聚开采、边缘油田的开采等.低含水原油乳化液脱水过程更加困难,采用单一的破乳技术已无法满足石油的开采等,低含水原油乳化液退税更加困难,采用单一的破乳技术已无法满足石油工业生产的需要,必须集中各种破乳方法的优势,联合使用,从而得到较好的破乳效果,将高频脉冲电场、超声波、化学、离心、生物破乳这些方法结合起来使用,形成高效、无污染的破乳方法,未来应朝着缩短破乳时间、将建处理流程、降低能耗方向发展,是学者在低含水原油脱水方面研究的主要方向.油水分离方法的研究方向要紧密结合当前开采的现状与未来开采的趋势,这样才能服务于油田.同时,对于我国石油开采来说,目前急需水包油型原油乳化液分离技术的研发,以解决我国目前以重力沉降预分为主的低效处理现状.萃取槽处理含油污水深度处理技术(油水分离技术)
对于含油污水处理方法的研究发现,含油污水的处理过程应该朝着低污染、低成本、易操作、结构紧凑等方向发展.当前我国油田的点己由以油气处理为中心转至以含油污水处理为中心,随着环保意识的增强,含油污水处理方面的投资将不断增加,污水的常规处理技术已不能满足油田发展的需要,在此背景下,采用单一的方法分离通常无法达到要求,集成重力、离心、聚结、絮凝、气浮等多种分离原理的综合运用,研发的设备将向高效节能和多功能化等方向发展.
随着海上油气开发向深海迈进,深海平台的油水分离、深海海底的油水分离、采油井井底油水分离等都迫使人们探索新的分离技术.因此,研制小型、高效的适合不同环境的管道式分离器是一种手段,它能将油水的分离过程限制在管道式的分离器件中进行,这样就可以采用集成式的管道式结构系统取代以前庞大的储罐式系统实现油气水的经济、高效、快捷、低能耗处理.同时,由于采用管道式结构,深海海底的高水压、采油井井底的狭窄空间、海洋平台的受限空间和受限载荷的难题都能迎刃而解,
最后,针对目前油水分离中巫待解决的重点问题,介绍了力学研究所研发的具有自主知识产权的新型管道式油水分离技术,构成部件主要包括:柱型管道旋流器、导流片型管道式分离器、以及T型管道分离器等.新型管道式油水处理技术,