申请日 2020.09.25
公开（公告）日 2020.12.04
IPC分类号 C02F9/04; C02F103/10
摘要
本发明涉及油田含油污水处理技术领域，是一种油田含油污水界面聚结深度净化处理装置及使用方法，前者包括界面除油器、调储缓冲罐、界面聚结器和膜处理器，界面除油器进水口连通有来水管线，界面除油器与调储缓冲罐之间连通有第一进水管线，调储缓冲罐与界面聚结器之间连通有第二进水管线，界面聚结器与膜处理器之间连通有第三进水管线，膜处理器第一出水口连通有出水管线；后者通过配套的界面活性材料和界面聚结剂，充分利用工艺设备、材料和化学药剂的共同作用下，实现污水的净化。本发明工艺流程简便，所用化学药剂加药浓度60%以上，含油污泥量减少50%以上，体现出高效、经济、环保的特点，具有显著的环保效益、社会效益和经济效益。
权利要求书
1.一种油田含油污水界面聚结深度净化处理装置，其特征在于包括界面除油器、调储缓冲罐、界面聚结器和膜处理器，界面除油器进水口固定连通有来水管线，界面除油器出水口与调储缓冲罐进水口之间固定连通有第一进水管线，调储缓冲罐第一出水口与界面聚结器进水口之间固定连通有第二进水管线，第二进水管线上固定安装有污水提升泵，界面聚结器第一出水口与膜处理器进水口之间固定连通有第三进水管线，膜处理器第一出水口固定连通有出水管线，调储缓冲罐底部第二出口固定连通有第一排污管线，界面聚结器第二出水口与第一排污管线之间固定连通有第二排污管线，膜处理器第二出水口固定连通有第三排污管线，来水管线上沿介质流向依次固定连通有腐蚀剂加入管线、阻聚剂加入管线和除油剂加入管线，第一进水管线上固定连通有预处理剂加入管线，污水提升泵与界面聚结器进水口之间的第二进水管线上固定连通有界面聚结剂加入管线，出水管线上固定连通有水质稳定剂加入管线。
2.根据权利要求1所述的油田含油污水界面聚结深度净化处理装置，其特征在于阻聚剂加入管线出口和界面除油器进水口之间的来水管线与界面除油器出水口和预处理剂加入管线出口之间的第一进水管线之间连通有第四进水管线。
3.根据权利要求1或2所述的油田含油污水界面聚结深度净化处理装置，其特征在于水质稳定剂加入管线与膜处理器第二出水口之间的出水管线与第三进水管线之间连通有第五进水管线。
4.根据权利要求1或2或3所述的油田含油污水界面聚结深度净化处理装置，其特征在于第四进水管线与界面除油器进口之间的来水管线上固定安装有第一阀门，界面除油器出口与第四进水管线之间的第一进水管线上固定安装有第二阀门，第五进水管线与膜处理器之间的第三进水管线上固定安装有第三阀门，第五进水管线与膜处理器之间的出水管线上固定安装有第四阀门。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的油田含油污水界面聚结深度净化处理装置，其特征在于第四进水管线进出口处分别固定安装有第五阀门和第六阀门，第五进水管线进出口处分别固定安装有第七阀门和第八阀门。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的油田含油污水界面聚结深度净化处理装置，其特征在于第二排污管线与调储缓冲罐之间的第一排污管线上固定安装有第九阀门，第二排污管线上固定安装有第十阀门，第三排污管线上固定安装有第十一阀门。
7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的油田含油污水界面聚结深度净化处理装置，其特征在于第二排污管线与调储缓冲罐之间的第一排污管线上固定安装有第九阀门，第二排污管线上固定安装有第十阀门，第三排污管线上固定安装有第十一阀门。
8.一种根据权利要求1至7任意一项所述的油田含油污水界面聚结深度净化处理装置的使用方法，其特征在于按照下述方法进行：第一步，油田含油污水在来水管线内与腐蚀剂、阻垢剂和除油剂共同进入界面除油器内，油田含油污水中的乳化油流经界面除油器内填充的界面活性材料时，油水界面膜快速破裂，油相被该材料捕获而滞留于界面活性材料表面和孔隙内，随着捕获油粒的增加，油粒间会产生变形，乳化油合并聚结成较大且易于从水中被分离的油珠；第二步，经界面除油器处理后的油田含油污水在第一进水管线内与预处理剂共同直接进入调储缓冲罐，调储缓冲罐通过来水调节的功能，为来水提供一定的油水分离时间和空间，对油田含油污水进行沉降分离；第三步，沉降分离后的油田含油污水在第二进水管线内与界面聚结剂共同进入界面聚结器，在药剂作用下油田含油污水中的含油、悬浮物聚集，并被界面聚结器中的界面活性材料捕获而滞留于材料表面和孔隙内，得到初步净化水；第四步，初步净化水经第三进水管线进入膜处理器，在膜处理器内采用微滤方式进行深度净化，得到深度净化水。
9.根据权利要求8所述的油田含油污水界面聚结深度净化处理装置的使用方法，其特征在于膜处理器中的微滤膜采用超滤或纳滤膜。
10.根据权利要求8或9所述的油田含油污水界面聚结深度净化处理装置的使用方法，其特征在于界面除油器和界面聚结器中的界面活性材料筒压强度为11.5MPa至13MPa，孔隙率为42%至47%，密度1.6g/cm3至1.8g/cm3，比表面积大于2×104cm2/g，与油的接触角θ为3°至5°，与水的接触角大于148°。
说明书
油田含油污水界面聚结深度净化处理装置及使用方法
技术领域
本发明涉及油田含油污水处理技术领域，是一种油田含油污水界面聚结深度净化处理装置及使用方法。
背景技术
国内外各大油田主要采用注水开发方式，即注入高压水驱动原油使其从油井中开采出来。采出液通过地面集输至联合处理站，历经原油脱水、污水净化、高压回注地层，实现循环注水采油。油田污水处理方法按照技术原理分为有物理法、化学法以及生物法，其中物理法有旋流、气浮、过滤、膜处理等；化学法有混凝沉降、电化学絮凝等；生物处理有活性污泥法、接触氧化、MBR等。从工业化应用来看，仅靠单一的技术很难满足现场处理要求，现场工业化应用的多为联合技术，比如主要有重力式污水处理工艺、压力式污水处理工艺、浮选式污水处理工艺、开式生化处理工艺等。当前油田含油污水通常采用重力式污水处理工艺（“重力除油+化学混凝+压力过滤”），其核心是利用化学净水剂（聚合氯化铝）逐步水解—吸附—架桥—凝聚污水中的含油、悬浮物等胶体颗粒，达到污水混凝净化。
伴随着油田开采进入中后期，采出液含水率持续增大，后端污水处理系统压力递增，主要表现为：来水含油、悬浮物逐渐升高，净水剂加药量剧增，过滤器进口水质不达标而频繁停运，导致注水超标，堵塞油层孔道，降低原油采收率。于此同时污水处理产生的含油污泥属于危险废物，其有效处理已成为油田开采最大的难题之一。
考虑到当下国际油价持续低迷以及生态文明建设的要求，油田污水处理应进一步提质增效，朝着更为高效、经济、环保的方向发展，确保污水处理主控新项目含油、悬浮物达到不同油藏的注水指标已显得尤为重要。近年来综合当前污水处理技术特点以及现场推广的可行性，采用高效的设备、聚结材料以及配套的化学药剂体系是今后油田污水处理工艺优化的关键突破口和发展的方向。
发明内容
本发明提供了一种油田含油污水界面聚结深度净化处理装置及使用方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有油田含油污水处理时存在注水超标、堵塞油层孔道以及原油采收率降低的问题。
本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种油田含油污水界面聚结深度净化处理装置，包括界面除油器、调储缓冲罐、界面聚结器和膜处理器，界面除油器进水口固定连通有来水管线，界面除油器出水口与调储缓冲罐进水口之间固定连通有第一进水管线，调储缓冲罐第一出水口与界面聚结器进水口之间固定连通有第二进水管线，第二进水管线上固定安装有污水提升泵，界面聚结器第一出水口与膜处理器进水口之间固定连通有第三进水管线，膜处理器第一出水口固定连通有出水管线，调储缓冲罐底部第二出口固定连通有第一排污管线，界面聚结器第二出水口与第一排污管线之间固定连通有第二排污管线，膜处理器第二出水口固定连通有第三排污管线，来水管线上沿介质流向依次固定连通有腐蚀剂加入管线、阻聚剂加入管线和除油剂加入管线，第一进水管线上固定连通有预处理剂加入管线，污水提升泵与界面聚结器进水口之间的第二进水管线上固定连通有界面聚结剂加入管线，出水管线上固定连通有水质稳定剂加入管线。
下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：
上述阻聚剂加入管线出口和界面除油器进水口之间的来水管线与界面除油器出水口和预处理剂加入管线出口之间的第一进水管线之间连通有第四进水管线。
上述水质稳定剂加入管线与膜处理器第二出水口之间的出水管线与第三进水管线之间连通有第五进水管线。
上述第四进水管线与界面除油器进口之间的来水管线上固定安装有第一阀门，界面除油器出口与第四进水管线之间的第一进水管线上固定安装有第二阀门，第五进水管线与膜处理器之间的第三进水管线上固定安装有第三阀门，第五进水管线与膜处理器之间的出水管线上固定安装有第四阀门。
上述第四进水管线进出口处分别固定安装有第五阀门和第六阀门，第五进水管线进出口处分别固定安装有第七阀门和第八阀门。
上述第二排污管线与调储缓冲罐之间的第一排污管线上固定安装有第九阀门，第二排污管线上固定安装有第十阀门，第三排污管线上固定安装有第十一阀门。
本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种油田含油污水界面聚结深度净化处理装置的使用方法，按照下述方法进行：第一步，油田含油污水在来水管线内与腐蚀剂、阻垢剂和除油剂共同进入界面除油器内，油田含油污水中的乳化油流经界面除油器内填充的界面活性材料时，油水界面膜快速破裂，油相被该材料捕获而滞留于界面活性材料表面和孔隙内，随着捕获油粒的增加，油粒间会产生变形，乳化油合并聚结成较大且易于从水中被分离的油珠；第二步，经界面除油器处理后的油田含油污水在第一进水管线内与预处理剂共同直接进入调储缓冲罐，调储缓冲罐通过来水调节的功能，为来水提供一定的油水分离时间和空间，对油田含油污水进行沉降分离；第三步，沉降分离后的油田含油污水在第二进水管线内与界面聚结剂共同进入界面聚结器，在药剂作用下油田含油污水中的含油、悬浮物聚集，并被界面聚结器中的界面活性材料捕获而滞留于材料表面和孔隙内，得到初步净化水；第四步，初步净化水经第三进水管线进入膜处理器，在膜处理器内采用微滤方式进行深度净化，得到深度净化水。
下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：
上述膜处理器中的微滤膜采用超滤或纳滤膜。
上述界面除油器和界面聚结器中的界面活性材料筒压强度为11.5MPa至13MPa，孔隙率为42%至47%，密度1.6g/cm3至1.8g/cm3，比表面积大于2×104cm2/g，与油的接触角θ为3°至5°，与水的接触角大于148°。
本发明工艺流程简便，所用化学药剂加药浓度60%以上，含油污泥量减少50%以上，体现出高效、经济、环保的特点，具有显著的环保效益、社会效益和经济效益。（发明人 周少雄；赵波；卜魁勇；张杰；颜亨兵；段雄峰；李忠杰；周强强；李平原；赵波锐 ）