申请日2015.01.24
公开(公告)日2015.09.30
IPC分类号C02F9/04
摘要
本发明涉及一种驱替前移高级氧化低污泥污水处理方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一，混合，步骤二，沉降，步骤三，缓冲，步骤四，过滤，步骤五，回收得到最终的清液。所得到的清液与地层水混配后不会结垢变混，与地层水具有良好的配伍性;污泥量在现在基础上降低了51.61%。
权利要求书
1.一种驱替前移高级氧化低污泥污水处理方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一，混合
首先将污水 放入收油罐中，加入驱替调理剂静止1-1.5h后，制得混合液A， 进行测定水种的HCO3-、含油、悬浮物含量、pH值，所述驱替调理的加药浓度为 80-100mg/l，驱替调理剂由铝盐或铁盐组成，所述的铝盐或铁盐选自复合氯化铝 铁、复合硫酸铝铁、聚合氯化铝铁、聚合硫酸铝铁或硫酸铝中的任意一种，其中 驱替调理剂在收油罐中的投加浓度为80-100mg/l;
接着抽取2000ml的混合液A放入烧杯中，加入氧化剂反应1min，制得混合液B， 所述氧化剂加入量为60-80mg/L，所述氧化剂由双氧水、次氯酸钠、过碳酸钠、 重铬酸钠中的任意一种组成;
然后向混合液B中加入复合碱、助凝剂和水质稳定剂，以300N/min的速率搅 拌2min，再以200N/min的速率搅拌5min后静置30min，制得混合液C，其中复合碱 加药浓度为160-200mg/l，助凝剂加药浓度为50-100mg/l，水质稳定剂加药浓度 为80-120mg/l，所述的复合碱、助凝剂、水质稳定剂在的质量比为复合碱：助凝 剂：水质稳定剂=1.6-4.0：1.0：0.8-2.4，所述复合碱选自液碱和石灰乳混合或 者片碱和石灰乳混合物，所述液碱和石灰乳之间的质量比为3：7，片碱和石灰之 间的质量比为1.2：7，助凝剂选自分子量800万-1200万的阴离子聚丙烯酰胺或硅 酸钠其中的任意一种，水质稳定剂选自1227、戊二醛或异噻唑酮林中的任意一种;
步骤二，沉降
将步骤一得到的混合液C进入斜板沉降罐，静置30min后底部的污水进入排污 池，上部的液体收集;
步骤三，缓冲
将步骤二上部的液体收集后进入缓冲器，缓冲时间为5-10min，将缓冲后底 部的污水进入排污池，上部缓冲后的液体收集;
步骤四，过滤
将步骤三中上部缓冲后的液体收集后经过提升泵进入滤罐过滤，该滤罐中采 用滤膜过滤，过滤的速度为0.8-1L/min;
快速过滤，2L水的要求是3min内过滤完毕，过滤的出来的液体加入水质稳 定剂后得到清液进入注水罐储存，所述水质稳定剂选自1227、戊二醛或异噻唑酮 林中的任意一种;所述水质稳定剂的加药浓度为80-120mg/l;
步骤五，回收
将步骤四中得到清液回收，得到最终的清液。
2.如权利要求1所述的一种驱替前移高级氧化低污泥污水处理方法，其特征 在于，步骤一中所述污水的指标为：透光率≥85%、∑Fe≤3.0mg/l、SS(固体悬 浮物)≤20mg/l。
3.如权利要求1所述的一种驱替前移高级氧化低污泥污水处理方法，其特征 在于，步骤五中所回收的最终清液的指标为：pH值6.0～6.5、含油量≤6.0mg/L、 含氧量≤0.05mg/L、含硫量≤2.0mg/L、悬浮物≤3mg/L、滤膜系数≥20、SRB≤ 100n/mL、TGB≤1000n/mL、FB≤1000n/mL、腐蚀速率<0.076mm/a。
4.如权利要求1所述的一种驱替前移高级氧化低污泥污水处理方法，其特征 在于，步骤五中所回收的最终清液能够与地层水有良好的配伍性。
5.如权利要求1所述的一种驱替前移高级氧化低污泥污水处理方法，其特征 在于，所述步骤四中所述滤膜的膜孔径0.05um以上。
6.如权利要求1所述的一种驱替前移高级氧化低污泥污水处理方法，其特征 在于，所述步骤四中水质稳定剂选自异噻唑酮林，加药浓度为80-120mg/L。
说明书
一种驱替前移高级氧化低污泥污水处理方法
技术领域
本发明专利涉及一种驱替前移高级氧化低污泥污水处理方法。
背景技术
中原油田采油二厂濮一污联合站产出水具有“四高一低”的特点，矿化度 高，一般在1.0x105～2.8x105mg/L：游离CO2及HCO3-含量高，CO2含量一般在 100～200mg/L，HCO3-含量在200～400mg/L;多价金属离子含量高，Ca2+、Mg2+总 量高达4000mg/L;∑Fe含量一般在20～80mg/L;SRB含量高达105个/mL;pH值低， 一般在5.5～6.0，属CaCl2水型(具体数据见表1、表2)。采油二厂是低渗透油 藏，对注水水质的要求较高，濮一污水站目前采用“预氧化污水处理技术”处理 污水，该技术需提高含油污水的pH值，为铁离子及其他有害离子的沉降提 供适当的碱性环境，控制污水处理系统pH1值为7.5～8.5，外输水pH值 控制在7.0～7.5，满足SY/T5329-94《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析 方法》的指标要求。
由于pH值的提高，污水中部分离子形成沉淀产生含油污泥。在污水的pH 由6.8调整到8.3时，产生的污泥残渣量大幅度上升，由pH为6.8时的0.6834g/L 增加到pH为8.0时的1.9790g/L，增幅高达190%。当污水的pH值被调整到8.0 时，水中的溶解的CO2、HCO3-被转变为CO32-，CO32-与污水中的Ca2+、Mg2+反应生成 碳酸盐沉淀，同时，污水因pH值的提高，水中的OH-会与Ca2+反应生成Ca(OH)2， 加上其它离子形成的沉淀，产生的残渣总量会大大增加。并且pH值由于HCO3-的存在随着系统达到端点站降低明显，导致水质稳定较差。
表1濮一污水站水性分析
注：数据源于2010第二季度局水质普查公报
表2濮一污水站来水水质数据表
pH值 6.0 溶解氧,mg/L 0 S2-,mg/L 0.3 悬浮固体,mg/L 33.9 污水含油,mg/L 35.6 ∑Fe,mg/L 26.9 Fe3+,mg/L 1.34 SRB,N/ml 100 TGB,N/ml 100 FB,N/ml 1000
“驱替前移高级氧化低污泥污水处理技术“针对中原油田采油二厂污水处理 系统游离CO2及HCO3-含量高，pH值调整需大量药剂，造成油田污水处理后污泥残 渣量大，污水处理费用偏高、药剂持久性差、水质稳定性较差等问题，利用新研 发的驱替调理剂驱替联合站来水中的CO2及HCO3-，打破产出水的C02和HC03-构成的 弱酸性缓冲体系，从而使水中的离子达到一个新的热力学、动力学的稳定分布状 态，以利于控制腐蚀、抑制结垢、杀灭细菌、破乳除油及提高水的注入性能， 提高水驱开发效果。
发明内容
本发明专利的目的在于提供一种驱替前移高级氧化低污泥污水处理方法，其 特征在于包括以下步骤：
步骤一，混合
首先将污水放入收油罐中，加入驱替调理剂静止1-1.5h后，制得混合液A， 进行测定水种的HCO3-、含油、悬浮物含量、pH值，所述驱替调理的加药浓度为 80-100mg/l，驱替调理剂由铝盐或铁盐组成，所述的铝盐或铁盐选自复合氯化铝 铁、复合硫酸铝铁、聚合氯化铝铁、聚合硫酸铝铁或硫酸铝中的任意一种，其中 驱替调理剂在收油罐中的投加浓度为80-100mg/l;
接着抽取2000ml的混合液A放入烧杯中，加入氧化剂反应1min，制得混合液B， 所述氧化剂加入量为60-80mg/L，所述氧化剂由双氧水、次氯酸钠、过碳酸钠、 重铬酸钠中的任意一种组成;
然后向混合液B中加入复合碱、助凝剂和水质稳定剂，以300N/min的速率搅 拌2min，再以200N/min的速率搅拌5min后静置30min，制得混合液C，其中复合碱 加药浓度为160-200mg/l，助凝剂加药浓度为50-100mg/l，水质稳定剂加药浓度 为80-120mg/l，所述的复合碱、助凝剂、水质稳定剂在的质量比为复合碱：助凝 剂：水质稳定剂=1.6-4.0：1.0：0.8-2.4，所述复合碱选自液碱和石灰乳混合或 者片碱和石灰乳混合物，所述液碱和石灰乳之间的质量比为3：7，片碱和石灰之 间的质量比为1.2：7，助凝剂选自分子量800万-1200万的阴离子聚丙烯酰胺或硅 酸钠其中的任意一种，水质稳定剂选自1227、戊二醛或异噻唑酮林中的任意一种;
步骤二，沉降
将步骤一得到的混合液C进入斜板沉降罐，静置30min后底部的污水进入排污 池，上部的液体收集;
步骤三，缓冲
将步骤二上部的液体收集后进入缓冲器，缓冲时间为5-10min，将缓冲后底 部的污水进入排污池，上部缓冲后的液体收集;
步骤四，过滤
将步骤三中上部缓冲后的液体收集后经过提升泵进入滤罐过滤，该滤罐中采 用滤膜过滤，过滤的速度为0.8-1L/min;
快速过滤，2L水的要求是3min内过滤完毕，过滤的出来的液体加入水质稳 定剂后得到清液进入注水罐储存，所述水质稳定剂选自1227、戊二醛或异噻唑酮 林中的任意一种;所述水质稳定剂的加药浓度为80-120mg/l。
步骤五，回收
将步骤四中得到清液回收，得到最终的清液。
所述污水的指标为：透光率≥85%、∑Fe≤3.0mg/l、SS(固体悬浮物)≤ 20mg/l。
步骤五中所回收的最终清液的指标为：pH值6.0～6.5、含油量≤6.0mg/L、 含氧量≤0.05mg/L、含硫量≤2.0mg/L、悬浮物≤3mg/L、滤膜系数≥20、SRB≤ 100n/mL、TGB≤1000n/mL、FB≤1000n/mL、腐蚀速率<0.076mm/a。
步骤五中所回收的最终清液能够与地层水有良好的配伍性。
所述步骤四中所述滤膜的膜孔径0.05um以上，
所述步骤四中水质稳定剂选自异噻唑酮林，加药浓度为80-120mg/L。
中原油田污水处理系统游离，pH值调整需大量药剂，造成油田污水处理后污 泥残渣量大，污水处理费用偏高、药剂持久性差、水质稳定性由于仍含有大量HCO3-较差等。公司新研发的驱替调理剂含有多羟基铝酸盐，具有很强的水解、吸附、 混凝作用，当呈弱酸性的HCO3-和驱替调理剂同时存在于水溶液中时，弱酸的酸根 与弱碱的阳离子同时存在于水溶液中时，弱酸的酸根水解生成的氢氧根离子与弱 碱的阳离子水解生成的氢离子反应生成水而使两种离子的水解平衡向水解方向 移动而互相促进水解，使水解完全，而HCO3-和驱替调理剂互相反应能促进水解生 成CO2气体和氢氧化物沉淀，反应式如下：
(OH)nAlmMK=mAl3++[(OH)nMK]3m-
3HCO3-+Al3+=3CO2↑+Al(OH)3↓
当来水中有大量的S2-离子时，驱替调理剂也能够促进双水解的发生，反应式 如下：
(OH)nAlmMK=mAl3++[(OH)nMK]3m-
6H2O+3S2-+2Al3+=3H2S↑+2Al(OH)3↓
生成的CO2、H2S随着反应的发生而被驱替出液相中，打破由CO2和HCO3-形 成的弱酸性缓冲体系，使反应向形成CO2的方向进行，HCO3-离子的减少，可减少 CaCO3、FeCO3等的形成，从而可以达到防止结垢、降低污泥残渣量的作用;另外， 驱替调理剂中的多羟基金属络合物，具有很好的吸附、絮凝作用，可对收油罐至 滤前的设备进行缓蚀、阻垢保护;驱替调理剂水解后形成的沉淀物，可减少水处 理药剂的投加，特别是复合碱、助凝剂等，从而减少了药剂管理工作量，从根本 上控制污泥残渣的形成。
有益效果：
(1)驱替调理剂打破了CO2和HCO3-形成的平衡状态，减少了HCO3-在水处理 系统的含量，从而减少外输水中主要结垢反应(Ca2++CO32-=CaCO3、Mg2++CO32-=MgCO3) 的发生，可以延长水处理设备使用周期。
(2)“驱替前移高级氧化污水处理技术”新药剂加药浓度分别为：驱替调理 剂;80mg/l、氧化剂：60mg/l、复合碱：200mg/、助凝剂：90mg/l、水质稳定 剂：50mg/l;
(3)使用“驱替前移高级氧化污水处理技术”处理后的处理水水质有所提 高，其腐蚀速率只有0.0496mm/a，远低于来水的0.9095mm/a和石油行业标准 0.076mm/a;与地层水混配后不会结垢变混，与地层水具有良好的配伍性;污泥 量在现在基础上降低了51.61%。
(4)采用“驱替前移高级氧化污水处理技术”处理濮一污水站来水，其药 剂费用可控制在0.77元/m3，与原“低污泥污水处理技术”0.52元/m3相比，污水处 理费用增加0.25元/m3。