萃取槽處理含油污水深度處理技術(油水分離技術)
含油污水一般是伴隨著原油脫水而產生的,原油脫出的游離水通常含油低于5}/L}這種含油污水若不經處理直接回注地層,則其中的油珠會堵塞油層毛細通道,降低油層滲透率.此外,如果不經過處理直接排放到江河湖海等,將嚴重影響周圍生態環境.污水深度處理的方法主要包括:過濾法、離心分離法、氣浮法、化學法、生化法、超聲波分離法、吸附法、粗粒化法、膜分離等。
1過濾法
過濾法處理含油污水在工業上已有應用,如采用核桃過濾器、多層濾料過濾器、雙向過濾器等.過濾法一般作為含油污水處理的一級,是國內外油田普遍采用的一項技術.過濾法除油效果雖好,但是對進水水質的酸堿度、溫度、石油類的濃度及過濾速率等要求較為嚴格,且操作復雜,設備投資大。過濾法與生物膜處理結合可降低運行費用,并對高濃度有機廢水處理有令人滿意的效果,是過濾法的新發展。萃取槽處理含油污水深度處理技術(油水分離技術)
2氣浮選法
氣浮選除油法是采用不同的裝置向污水中溶入一定量的氣體,產生大量微小氣泡,利用吸附作用使氣泡與污水中的細小油粒和懸浮物相結合而形成絮狀物,在浮力作用下絮狀物很快浮出水面,達到分離目的.圖6為一種臥式噴射式氣浮機,工作原理為:氣浮罐的部分出水經循環泵加壓后送入射流器,與射流器吸入的氣體形成氣水混合物進入溶氣罐,在溶氣罐中氣體被充分溶于水中,然后經釋放器進入氣浮罐,由于氣水混合物流道突然擴張,壓力減至常壓,之前溶于水中的過飽和氣體便以微小氣泡形式釋放,與污水中的細小油粒和懸浮物相結合而上浮到水面,形成油氣泡沫進入收油槽,該氣浮機的主要結構特點是溶氣工藝由氣浮罐外的溶氣罐完成,溶氣罐與射流器相連接.萃取槽處理含油污水深度處理技術(油水分離技術)
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????氣浮選法根據氣泡產生方式的不同,分為溶氣氣浮法、布氣氣浮法和電氣浮法等.氣浮效果受兩個因素的影響較大,一是產生的氣泡的質量;二是浮選劑,如絮凝劑、發泡劑等可以大大提高氣浮法的效率.氣浮裝置根據氣泡的產生方式,已經歷了三代的發展,一代為溶氣氣浮,主要用于21世紀實際以前的含油污水處理中,具有運行費用高,流程復雜。到了21世紀,被作為二代的葉輪氣浮所取代,葉輪氣浮利用葉輪高速旋轉時在水中形成的負壓區所吸入的空氣被切割成直徑10~100μm的氣泡.近年來,離心氣浮處理技術開始發展.目前,國內外開展了很多關于緊湊型氣浮旋流設備,如充氣水力旋流器的氣浮旋流組合、氣浮與常規水力旋流器單體組合、氣浮與低強度旋流離心相結合等.緊湊型氣浮旋流裝置??效的利用了氣浮與低強度旋流離心場的協同作用,使氣泡與油滴的碰撞聚并幾率增加。停留時間大大減少,分離效率大大增加,這種裝置還具有占地面積小、處理能力大、分離效率高、適應力強的優點.
對緊湊型氣浮旋流設備的研究從20世紀開始,目前己經有很多公司生產類似的設備,如某些公司等.與國外的氣浮旋流裝置相比。我國研發工作起步較晚.近年來,提出了一種新型的管道式動態氣浮選裝置,該裝置采用微孔納米膜生成微氣泡的手段,并與T型管道分離技術相結合,使氣泡與含油污水充分接觸,通過中海油南海流花油田的現場中試實驗,連續測試結果表明分離后的生產污水小于20 mg/L。萃取槽處理含油污水深度處理技術(油水分離技術)
3絮凝法
絮凝法也是化學方法,主要利用破乳+絮凝作用,將污水中的懸浮油滴、固體顆粒聚集,降低污水的含油率。該方法通常作為污水處理中的輔助手段,常配合氣浮、旋流、重力沉降、生物法等使用,具有工藝簡捷、處理效果好的優點,但同時存在藥劑的篩選問題,并且投放量大、價格昂貴,若篩選不當會造成后續處理困難,從而影響了其在工業上的推廣使用.
4吸附法
吸附法利用親油材料,吸附廢水中的溶解油及其他溶解性有機物。常用的吸油材料是活性炭,可吸附廢水中的分散油、乳化油和溶解油.由于活性炭的吸附容量有限(對油為30~80 mg/L),一般只用作含油廢水多級處理的一級處理,出水含油質量濃度可降至0.1 ~?0.2 mg/L.由于該方法成本高,再生困難等缺點使其在使用上受到一定的限制,大規模的應用于石油工業含油污水中還具有難度.萃取槽處理含油污水深度處理技術(油水分離技術)
5粗粒化法
????粗粒化技術是分離含油廢水的一種物理化學方法,粗粒化處理的對象主要是水中的分散油和非表面活性劑穩定的乳化油.粗粒化法又稱聚結法,是粗粒化及相應的沉降過程的總稱。該法是利用油、水兩相對聚結材料親和力相差懸殊的特性,油粒被材料捕獲而滯留于材料表面和空隙內形成油膜,油膜增大到一定厚度時,在水力和浮力等作用下油膜脫落合并聚結成較大的油粒.聚結后粒徑較大的油珠則易于從水中被分離.經過粗粒化的廢水,其含油量及污油性質并無變化,只是更容易用重力分離法將油除去.
粗粒化的材料有天然礦石、人工有機材料兩類,如用聚乙烯、聚苯乙烯發泡體或聚丙烯、聚酞胺作粗粒化等,???有人造水包皮纖維、改性聚丙烯纖維、聚氯乙烯等.在現有的處理技術中,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種類較少,聚結效率不高,導致粗粒化聚結工藝的除油效果較差。到目前為止,粗粒化聚結除油的機理仍處于探討階段,未形成統一的理論.因此,完善聚結除油機理。開發新型粗粒化材料,改善粗粒化工藝條件。進而提高聚結除油效率可能是解決聚合物驅采廢水處理的有效辦法.
6膜分離法
膜分離技術是指在分子水平上不同粒徑分子的混合物在通過半透膜時,實現選擇性分離的技術,半透膜又稱分離膜或濾膜,膜壁布滿小孔,根據孔徑大小可以分為:微濾膜、超濾膜、納濾膜、反滲透膜等,膜分離都采用錯流過濾方式.目前,微濾膜和超濾膜在油田含油污水處理中均有相關報道,它與傳統過濾的不同在于膜可以在分子范圍內進行分離,并且這過程是一種物理過程,不需發生相的變化和添加助劑.但因含油污水成分復雜,影響因素很多,加上理論的不足,使得膜分離技術在石油工業中還沒有大規模工業應用.但是,膜分離法可能是解決我國低滲透油田污水回用的重要途徑之一,如果能夠解決膜通量較低且衰減較快,處理量小等缺點,然后研制高通量、抗污染的新型膜,將會有很好的工業應用前景.
總結與展望
????該文針對目前的油水分離技術進行了研究和分析.通過對油包水型原油乳化液的分離過程研究發現.加熱法、化學法、電脫法、超聲波法等脫水技術已成功的工業應用,熱化學法、電化學法在油田油包水型原油脫水中得到廣泛的應用;微波、旋流、磁處理等技術正處于研究階段.通常需要配合化學、電脫法進行日的是為了減少化學藥劑的使用量;生物法主要用于污水處理.伴隨三次采油、注聚開采、邊緣油田的開采等.低含水原油乳化液脫水過程更加困難,采用單一的破乳技術已無法滿足石油的開采等,低含水原油乳化液退稅更加困難,采用單一的破乳技術已無法滿足石油工業生產的需要,必須集中各種破乳方法的優勢,聯合使用,從而得到較好的破乳效果,將高頻脈沖電場、超聲波、化學、離心、生物破乳這些方法結合起來使用,形成高效、無污染的破乳方法,未來應朝著縮短破乳時間、將建處理流程、降低能耗方向發展,是學者在低含水原油脫水方面研究的主要方向.油水分離方法的研究方向要緊密結合當前開采的現狀與未來開采的趨勢,這樣才能服務于油田.同時,對于我國石油開采來說,目前急需水包油型原油乳化液分離技術的研發,以解決我國目前以重力沉降預分為主的低效處理現狀.萃取槽處理含油污水深度處理技術(油水分離技術)
????對于含油污水處理方法的研究發現,含油污水的處理過程應該朝著低污染、低成本、易操作、結構緊湊等方向發展.當前我國油田的點己由以油氣處理為中心轉至以含油污水處理為中心,隨著環保意識的增強,含油污水處理方面的投資將不斷增加,污水的常規處理技術已不能滿足油田發展的需要,在此背景下,采用單一的方法分離通常無法達到要求,集成重力、離心、聚結、絮凝、氣浮等多種分離原理的綜合運用,研發的設備將向高效節能和多功能化等方向發展.
????隨著海上油氣開發向深海邁進,深海平臺的油水分離、深海海底的油水分離、采油井井底油水分離等都迫使人們探索新的分離技術.因此,研制小型、高效的適合不同環境的管道式分離器是一種手段,它能將油水的分離過程限制在管道式的分離器件中進行,這樣就可以采用集成式的管道式結構系統取代以前龐大的儲罐式系統實現油氣水的經濟、高效、快捷、低能耗處理.同時,由于采用管道式結構,深海海底的高水壓、采油井井底的狹窄空間、海洋平臺的受限空間和受限載荷的難題都能迎刃而解,
????最后,針對目前油水分離中巫待解決的重點問題,介紹了力學研究所研發的具有自主知識產權的新型管道式油水分離技術,構成部件主要包括:柱型管道旋流器、導流片型管道式分離器、以及T型管道分離器等.新型管道式油水處理技術,