申请日2011.06.02
公开(公告)日2012.12.05
IPC分类号C02F9/04
摘要
本发明涉及一种油田采出水的处理工艺，采用了带回流的两级油水旋流分离为主体的处理工艺。首先，加入破乳剂进行破乳预处理，然后采取两级油水旋流分离处理，最后采用气浮和纤维过滤相组合的深度处理。经本发明提供的处理工艺处理后，油田采出水中的油得以回收利用，出水达到《碎屑岩藏注水水质推荐标准》(SY/T5329-1994)，可回用于油田注水。本发明不仅能有效减小油田采出水对环境的影响，还能实现资源的回收利用。
权利要求书 [支持框选翻译]
1.一种油田采出水处理设备，包括顺序连接的如下装置：
破乳处理装置(1A)，利用破乳剂使油田采出水中的乳化油破乳而实现油相 和水相分离;
旋流分离装置(4A)，对油田采出水进行旋流处理，使其中的油水分离;
气浮装置，通过向油田采出水中通入压力溶气水，使压力溶气水释放压力后 形成的微气泡接触，以便去除油污;
过滤装置：对油田采出水进行过滤。
2.如权利要求1所述的油田污水处理设备，其特征在于：
破乳处理装置(1A)，包括破乳反应池(3)和向破乳反应池供应破乳剂的 破乳剂罐(2);
旋流分离装置(4A)，包括二级旋流分离器(4、5);
气浮装置，具有气浮池(6)和安置在气浮池中的溶气释放器(61);
过滤装置，为纤维球过滤器(7)，其内设有对油水进行过滤的纤维球。
3.如权利要求2所述的油田污水处理设备，其特征在于：
所述二级旋流分离器(4、5)中，其中一级旋流分离器(4)包括：
对油水进行离心分离的旋流管(40);
排出离心分离后的油污的溢油管(41)，溢油管(41)安装在旋流管(40) 顶部，与旋流管(40)相通;
以及排出经过离心分离后的水流的底流管(42)，底流管(42)与旋流管 (40)底部相连通;
另一级旋流分离器(5)包括：
对油水进行离心分离的旋流管(50);
排出离心分离后的油污的溢油管(51)，溢油管(51)安装在旋流管(50) 顶部，与旋流管(50)相通;
以及排出经过离心分离后的水流的底流管(52)，底流管(52)与旋流管 (50)底部相连通，其中，在底流管(52)的内部设置与底流管同轴的回流 管(53)，回流管(53)的直径小于底流管口(521)的直径。
4.如权利要求2所述的油田污水处理设备，其特征在于气浮装置还包括向溶气 释放器(61)供应压力溶气水的气泡发生器(62)，气泡发生器(62)具有
加压泵(63)，对供应的自来水进行加压;
溶气罐(64)，储存加压泵泵送的自来水，形成压力溶气水;
水射器(65)，向流入加压泵的自来水中加入气体。
5.一种处理油田采出水的方法，其特征是包括对油田采出水依次进行破乳处理、 油水旋流分离处理、气浮处理和过滤处理。
6.如权利要求5所述的处理方法，其特征是所述破乳处理是向油田采出水中加 入破乳剂，搅拌反应15-30min，使采出水中的乳化油破乳。
7.如权利要求5或6所述的处理方法，其特征是所述油水旋流分离处理包括至 少二级，其中一级旋流分离处理采用如下分离装置：
对油水进行离心分离的旋流管(50);
排出离心分离后的油污的溢油管(51)，溢油管(51)安装在旋流管(50) 顶部，与旋流管(50)相通;
以及排出经过离心分离后的水流的底流管(52)，底流管(52)与旋流管 (50)底部相连通，其中，在底流管(52)的内部设置与底流管同轴的回流 管(53)，回流管(53)的直径小于底流管口(521)的直径。
8.如权利要求7所述的处理方法，其特征是所述其中一级的旋流分离处理的进 口压力为150kPa-600kPa，分流比为5%-10%，另一级的旋流分离处理的进口压力 为150kPa-500kPa，分流比为2%-5%。
9.如权利要求5或6所述的处理方法，其特征是气浮处理过程中气泡发生器的 工作压力为0.3MPa-0.4MPa，水力停留时间为20-30min。
10.如权利要求5或6所述的处理方法，其特征是所述过滤处理采用涤纶纤维球 进行过滤。
说明书 [支持框选翻译]
一种油田采出水处理方法及处理设备
技术领域
本发明涉及一种含油水处理工艺，具体地说是涉及一种油田采出水的处理工 艺。
背景技术
随着石油化工工业的发展，含油废水的排放量与日俱增。如在石油的开采过 程中我国大部分油田已进入石油开采的中后期，采出原油的含水率已超过80%， 有的油田甚至高达90%，导致大量的含油污水产生。这些含油污水可能引起环境 污染，甚至危害人体健康。因此有必要对其进行处理。
含油污水具有高粘度、成分复杂、强乳化稳定性和难以处理的特点。含油污 水不仅含有大量的油和悬浮颗粒物，还有大量的表面活性剂等其它污染物质，表 面活性剂改变油珠表面的疏水性能降低了油水间的界面张力，使水中悬浮物、油 及其它各种污染物进一步分散、稳定。目前一股采用隔油、加药、破乳、混凝、 沉淀(或气浮)、过滤和强氧化，再辅以阻垢、缓蚀、杀菌、或膜处理等处理工艺 处理含油污水，该方法工艺复杂，油的回收率低，易堵塞，污泥量大，劳动强度 大，安全性差，药剂费用高，容易发生膜污染，存在二次污染等问题。
发明内容
本发明的目的在于针对现有含油污水处理技术存在的不足，提供一种用于 油田采出水的处理设备和处理方法。本发明的处理设备紧凑，占地面积小，处理 方法工艺简单，油水分离效果好。
为实现本发明的上述目的，本发明一方面提供一种含油污水处理设备，包 括顺序连接的如下装置：
破乳处理装置，利用破乳剂使油田采出水中的乳化油破乳，实现油相和水相 分离;
旋流分离装置，对油田采出水进行旋流处理，使其中的油水分离;
气浮装置，通过向油田采出水中通入压力溶气水，使压力溶气水释放压力后 形成的微气泡与油田采出水中的油接触，以便去除油污;
过滤装置：对油田采出水进行过滤。
其中，所述破乳处理装置，包括破乳反应池和向破乳反应池供应破乳剂的破 乳剂罐;
所述旋流分离装置，包括二级旋流分离器;
所述气浮装置，具有气浮池和安置在气浮池中的溶气释放器;
所述过滤装置，为纤维球过滤器，其内设有对油水进行过滤的纤维球。
特别是，所述破乳处理装置还包括原污水调节池，用于储存油田采出水，并 去除油田采出水中的泥沙和浮油。
由于油田采出水中含有大量的固体悬浮物和部分浮油，在油田采出水进入 破乳处理装置之前设置调节池，一方面可对油田采出水起到均匀和缓冲作用，另 一方面还可初步去除污水中的泥沙和部分浮油，提高后续单元的处理效率。
其中，在所述调节池静置后的油田采出水通过管路与破乳剂罐内的破乳剂在 破乳反应池内混合，进行破乳反应。
特别是，所述二级旋流分离器中，其中第一级旋流分离器包括：
对油水进行离心分离的旋流管;
排出离心分离后的油污的溢油管，溢油管安装在旋流管顶部，与旋流管 相通;
以及排出经过离心分离后的水流的底流管，底流管与旋流管底部相连通;
其中，第二级旋流分离器包括：
对油水进行离心分离的旋流管;
排出离心分离后的油污的溢油管，溢油管安装在旋流管顶部，与旋流管 相通;
以及排出经过离心分离后的水流的底流管，底流管与旋流管底部相连通， 其中，在底流管的内部设置与底流管同轴的回流管，回流管的直径小于底流 管口的直径。
其中，所述的旋流管包括具有从上到下顺序连接成一体且内部连通的圆柱 管、圆锥管。
特别是，所述圆柱管呈圆柱形;所述圆锥管的内腔成倒置的圆台形;所述底 流管呈圆柱形。
其中，所述的溢油管为具有内腔的圆柱状;所述圆柱管、圆锥管和溢油管的 中心轴同轴。圆柱管和圆锥管的内部形成一个共轴的供含油水流进行离心、沉降 处理的连通的官腔。
特别是，在所述圆柱管的侧壁上开设有进水管，引入具有一定水压的待分离 水流。
特别是，所述的圆锥管由从上到下顺序连成一体的且内部连通的大圆锥管和 小圆锥管组成。
其中，所述回流管的横截面的面积与底流管的横截面面积之比为5-10∶100。
特别是，所述回流管的管口伸出第二级旋流分离器的底流管的底部。
特别是，回流管位于底流管内的高度与底流管的高度之比为2-3∶10。
特别是，从底流管和回流管之间流出的水进入所述气浮装置进行气浮除杂处 理，而从回流管内流出的水回流至所述破乳反应池内进行破乳处理。
特别是，所述溶气释放器位于所述气浮装置的气浮池的底部或中部。
其中，所述气浮装置还包括向溶气释放器供应压力溶气水的气泡发生器，气 泡发生器具有：
加压泵，对供应的自来水进行加压;
溶气罐，储存加压泵泵送的自来水，形成压力容汽水;
水射器，向流入加压泵的自来水中加入气体。
特别是，所述水射器、加压泵和溶气罐通过管道顺序连接;所述水射器安装 在加压泵的吸水管上，向进入加压泵的自来水中加入气体。
本发明另一方面提供一种处理油田采出水的方法，包括对油田采出水依次进 行破乳处理、油水旋流分离处理、气浮处理和过滤处理。
其中，所述破乳处理是向油田采出水中加入破乳剂，搅拌反应15-30min，使 采出水中的乳化油破乳。
特别是，所述破乳剂选择聚合氯化铝。
其中，所述破乳剂的用量为每1升油田采出水中添加50-150mg所述破乳剂。
其中，所述油水旋流分离处理包括至少二级，其中一级旋流分离处理采用如 下分离装置：
对油水进行离心分离的旋流管;
排出离心分离后的油污的溢油管，溢油管安装在旋流管内部，与旋流管 相通并沿高度方向延伸至其顶部的;
以及排出经过离心分离后的水流的底流管，底流管与旋流管底部相连通， 其中，在底流管的内部设置与底流管同轴的回流管，回流管的直径小于底流 管口的直径。
特别是，所述回流管的横截面的面积与底流管的横截面面积之比为 5-10∶100。
特别是，所述回流管的管口伸出第二级旋流分离器的底流管的底部。
特别是，回流管位于底流管内的高度与底流管的高度之比为2-3∶10。
特别是，从底流管和回流管之间流出的水进入所述气浮装置进行气浮除杂处 理，而从回流管内流出的水回流至所述破乳反应池内进行破乳处理。
其中，从回流管内流出的水流的流量与底流管的总流量之比为5%-10%(即回 流比为5%-10%)。
特别是，所述其中一级的旋流分离处理的进口压力为150kPa-600kPa，分流比 为5%-10%，另一级的旋流分离处理的进口压力为150kPa-500kPa，分流比为 2%-5%。
特别是，第一级旋流分离处理的进口压力为150kPa-600kPa，分流比为 5%-10%;第二级旋流分离处理的进口压力为150kPa-500kPa，分流比为2%-5%。
尤其是，第一次旋流分离处理的进口压力为400kPa-600kPa，进一步优选为 450kPa-500kPa;所述第二次旋流分离处理的进口压力为300kPa-500kPa，进一步 优选为350kPa-400kPa。
特别是，第二级旋流分离器的回流管内的水液的流量与底流管的总流量之比 为5%-10%(即回流比为5%-10%)。
特别是，在进行第二级旋流分离处理的旋流分离器中采用如下分离装置：
对油水进行离心分离的旋流管;
排出离心分离后的油污的溢油管，溢油管安装在旋流管内部，与旋流管 相通并沿高度方向延伸至其顶部的;
以及排出经过离心分离后的水流的底流管，底流管与旋流管底部相连通， 其中，在底流管的内部设置与底流管同轴的回流管，回流管的直径小于底流 管口的直径。
其中，气浮处理过程中气泡发生器的工作压力为0.3MPa-0.4MPa，水力停留 时间为20-30min。
特别是，气浮除杂过程中的回流水与原水的流量之比为6-30∶100，优选为 25∶100。
其中，所述过滤处理采用涤纶纤维球进行过滤。
特别是，所述过滤处理的流速为30m/h-40m/h。
本发明污水处理设备和处理方法具有如下优点：
1、本发明的油田污水依次采用破乳处理、二级旋流分离处理、气浮处理和 过滤处理，污水处理工艺简单，处理设备结构紧凑，设备占地面积小，本发明的 处理设备和处理方法尤其适用于油田采出水和油田含油污水的脱油处理。
2、本发明的污水在第二次旋流分离处理水力旋流处理过程中，部分经过旋 流分离处理的水从回流管回流至破乳池进行再处理，提高了油水分离处理效果， 除油率达到99.8%。
3、本发明的污水处理设备在旋流分离器具有回流管，能够将经过旋流分离 处理后的含有油污的水重新回流，进行再处理，减少了后续气浮除杂装置、过滤 装置的负荷，提高了污水处理设备的处理效率。
4、本发明方法处理的油田采出水中的油得以回收利用，出水可回用于油田 注水，达到《碎屑岩藏注水水质推荐标准》(SY/T5329-1994)标准。不仅能有 效减小油田采出水对环境的影响，还能实现资源的回收利用。
