采油廢水中油酚回收及廢水處理再生裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及采油廢水中油酚回收及廢水處理再生裝置和方法，特別是涉及采用調(diào) 節(jié)pH破乳、重力沉降分離、離心分離或氣浮、吸附、厭氧、好氧等過程的組合處理從采油廢 水中回收石油和酚及廢水處理再生裝置和方法，屬于資源回收利用和環(huán)境工程領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前，我國陸上油田基本都采用注水開發(fā)方式，即向地層注入高壓水驅(qū)動原油使 其從油井中被開采出來。經(jīng)過一段時間注水后，注入水將隨原油一起被采出，隨著開發(fā)時間 延長，采出原油含水率不斷上升。從地層中隨原油一起開采出來的、含有原油的油田采油污 水（又稱"采出水"），是油田開發(fā)和生產(chǎn)中產(chǎn)生的最主要的一類廢水。由于各油田的地質(zhì) 條件、開發(fā)方式、油層改造措施、注水水質(zhì)、集輸工藝等的不同，各油田采油廢水的性質(zhì)差異 很大。一般來說，采油廢水具有如下特性： (1) 含油量高，采油廢水中通常含有1000~2000 mg/L的石油，有的甚至高達(dá)5000 mg/ L，包括浮油、分散油、乳化油和溶解油； (2) 含有懸浮固體顆粒，顆粒直徑一般為1~lOOMm，主要包括：①泥砂；②各種礦物質(zhì)； ③細(xì)菌：硫酸鹽還原菌（SRB) 5~lOMm，腐生菌（TGB) 10~30Mm ;④有機(jī)物：膠質(zhì)瀝青質(zhì)類 和石蠟等重質(zhì)油類。
[0003] (3)含鹽量高，油田采油廢水一般無機(jī)鹽含量很高，從幾千至幾萬，甚至于幾十萬 毫克/升，各油田，甚至各區(qū)塊、油層都不同；主要包括：①溶解在水中的無機(jī)鹽類?；旧?以陰、陽離子的形式存在，其粒徑都在lXl〇3Pm以下，主要包括Ca2+、Mg2+、K +、Na+、Fe3+、Cl、 HC03、C032 等； (4) 含細(xì)菌，主要是腐生菌和硫酸鹽還原菌； (5) 高溫和高pH，廢水的水溫多為40~80°C，廢水的pH為6. 5~8. 5 ; 此外，部分采油廢水還含有表面活性劑和聚合物。
[0004] 當(dāng)前，國內(nèi)的采油污水的處理技術(shù)主要是針對污水回注設(shè)計的。油田污水處理的 目的是去除水中的油、懸浮物以及其它有礙注水、易造成注水系統(tǒng)腐蝕、結(jié)構(gòu)的不利成分。 由于各油田采油污水的物理化學(xué)性質(zhì)差異較大，因此各種油田采油污水處理工藝流程也不 盡相同。由于油井油藏特性、采出液物性及油田區(qū)塊分布等的不同，加之環(huán)境保護(hù)對油田污 水處理的不斷提高，有油田污水處理的要求日益提高，油田污水處理及回注并非易事。
[0005] 隨著環(huán)保要求的提高，水資源日趨緊張，搞好油田采油污水處理是當(dāng)務(wù)之急。由于 石油開采的不斷深入，注水是一種常用的油田開發(fā)技術(shù)，許多油田已經(jīng)進(jìn)入中后期開采階 段，原油含水率甚至達(dá)到90%以上，導(dǎo)致采油污水處理量增加較快，處理難度加大。由于水 環(huán)境污染越來越嚴(yán)重，采油廢水處理擺上了議事日程。近年來，國外油田采油廢水治理技術(shù) 已經(jīng)得到改善和提高。已由原來的隔油一混凝一過濾技術(shù)改變?yōu)楦粲鸵换炷龤飧∫簧?過濾技術(shù)?，F(xiàn)有的采油廢水處理技術(shù)主要包括：斜板除油、氣浮除油、厭氧(水解酸化)、好 氧、沉淀和消毒處理等步驟。陳治安等采用厭氧或水解酸化一好氧活性污泥法處理堿性含 油污水，研究結(jié)果認(rèn)為生物（水解）酸化一二級曝氣沉淀是煉油含堿污水合適的生化處理 流程。劉惠卿等利用絮凝-生物接觸氧化法處理采油廢水，結(jié)果表明COD去除率可達(dá)68%。 韓慶祥、董萍等采用絮凝沉淀一二次絮凝沉淀一厭氧生化一好氧生化一活性炭吸附處理采 油廢水，結(jié)果表明處理后COD可以小于100mg/L。中國專利CN104445792A介紹了油田污水 先經(jīng)強(qiáng)制通風(fēng)敞開噴淋塔進(jìn)行冷卻、然后通過A/Ο生化系統(tǒng)處理，再投加 Ca(C10)2進(jìn)行氧 化處理，最后通過填有活性炭的多介質(zhì)過濾處理的方法，其污水的進(jìn)水要求COD為350~ 600mg/L，出水為50~150mg/L。中國專利CN1047100354A介紹了一種油田采出水深度處理 方法，包括如下步驟：油田采出水經(jīng)過預(yù)處理后再進(jìn)行降溫處理，投加混凝藥劑，并進(jìn)行均 勻混合處理；通入浸沒式超濾裝置進(jìn)行超濾的方法。
[0006] 為指導(dǎo)采油廢水處理工作，環(huán)境部于2014年出臺了《采油廢水治理工程技術(shù)規(guī) 范》（HJ2041-2014)，規(guī)范推薦采用：采油廢水一預(yù)處理一厭氧生物處理一好氧生物處理一 生化后處理一達(dá)標(biāo)排放的處理工藝。綜上所述，盡管采油廢水的處理技術(shù)已有不少，但是， 經(jīng)過現(xiàn)有的采油廢水處理技術(shù)處理后的排放水都不能達(dá)到C0D小于或等于50 mg/L的排放 標(biāo)準(zhǔn)，并具有如下缺點： 1、 經(jīng)回收石油后的采油廢水水質(zhì)指標(biāo)通常不能滿足《采油廢水治理工程技術(shù)規(guī)范》 (HJ2041-2014)中要求的排放標(biāo)準(zhǔn)； 2、 回收的石油中含有大量的雜質(zhì)，導(dǎo)致回收石油的后續(xù)利用的加工困難； 3、 采油廢水經(jīng)重力沉降后直接進(jìn)行氣浮，要消耗大量的絮凝劑和助凝劑，導(dǎo)致運行費 用尚； 4、 會產(chǎn)生大量的含油污泥，污泥的進(jìn)一步處理會產(chǎn)生較多的費用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有采油廢水中石油和酚回收技術(shù)的不足，提供一種從采 油廢水中回收石油、酚并對廢水進(jìn)行處理的裝置和方法。
[0008] 采油廢水中油酚回收及廢水處理再生裝置，由以下單元構(gòu)成： (1) 石油回收單元：石油回收單元由破乳池、重力除油裝置、離心機(jī)或氣浮裝置、石油貯 罐及廢水收集池構(gòu)成；破乳池的進(jìn)口與前工序的斜板除油裝置的廢水出口聯(lián)接，破乳池的 出口與重力除油裝置、離心機(jī)或氣浮裝置的進(jìn)水口聯(lián)接，重力除油裝置、離心機(jī)或氣浮裝置 的出水口與廢水收集池的進(jìn)水口聯(lián)接，重力除油裝置、離心機(jī)或氣浮裝置的出油口與石油 貝二罐的進(jìn)口聯(lián)接； (2) 酚回收單元：酚回收單元由酚吸收塔、含酚洗脫液貯罐、脫酚廢水貯罐、萃取劑貯 罐、酚萃取罐、蒸餾結(jié)晶裝置、酚貯罐構(gòu)成；酚吸附塔的進(jìn)口與廢水收集池的出水口聯(lián)接，酚 吸附塔的廢水出口與脫酚廢水貯罐的進(jìn)口聯(lián)接，酚吸附塔的洗脫液出口與含酚洗脫液貯罐 的進(jìn)口聯(lián)接，含酚洗脫液貯罐的出口與酚萃取罐的廢水進(jìn)口聯(lián)接，酚萃取罐的萃取劑進(jìn)口 與萃取劑貯罐的出口聯(lián)接，酚萃取罐的出口與蒸餾結(jié)晶裝置的進(jìn)口聯(lián)接，蒸餾結(jié)晶裝置的 輕餾分與萃取劑貯罐的進(jìn)口聯(lián)接，蒸餾結(jié)晶裝置的重餾分與酚貯罐進(jìn)口聯(lián)接； (3) 生化處理單元：生化處理單元由厭氧處理池、好氧處理池和沉淀池構(gòu)成；厭氧處 理池的進(jìn)水口與酚回收單元的出水口連接，厭氧處理池的出水口與好氧處理池的進(jìn)水口連 接，好氧處理池的出水口與沉淀池的進(jìn)水口連接，沉淀池的出水口與電解單元的進(jìn)水口連 接； (4) 電解單元：電解單元是普通電解設(shè)備或納米催化電解設(shè)備的一種，用于消除生化難 以去除的殘余COD和對廢水進(jìn)行消毒處理，殺滅廢水中的微生物； (5) 廢水深度處理單元：廢水深度處理單元由MBR裝置、超濾裝置或曝氣生物濾池構(gòu) 成； (6) 脫鹽再生水生產(chǎn)單元：脫鹽再生水生產(chǎn)單元是反滲透系統(tǒng)、納濾系統(tǒng)、電滲析系統(tǒng) 或電容吸附去離子系統(tǒng)的一種；脫鹽再生水生產(chǎn)單元的進(jìn)水口與廢水深度處理單元的深度 處理水貯罐的出水口聯(lián)接，脫鹽再生水生產(chǎn)單元的再生水出口與再生水貯水池聯(lián)接，脫鹽 再生水生產(chǎn)單元的濃縮水出口與結(jié)晶池的進(jìn)水口聯(lián)接；反滲透系統(tǒng)的反滲透膜組件為卷式 膜組件，膜材料為有機(jī)膜中醋酸纖維膜或復(fù)合膜，膜材料的截留分子量為50~200MWC0,進(jìn) 壓為6. 0~45. Obar，出壓為4. 5~33. 5 bar ;納濾系統(tǒng)中的納濾膜組件為管式膜組件、卷 式膜組件或平板膜組件的一種，工作壓力為6~45bar，工作溫度為20~45°C;電滲析系統(tǒng) 的工作條件是操作電壓壓力〇. 5~3. 0 kg/cm2,操作電壓50~250V，電流強(qiáng)度1~3A ;電 容吸附去離子系統(tǒng)的工作條件是直流電壓為110V~2X 106V ; (7) 污泥處理單元：污泥處理單元包括污泥混合池、重力濃縮池、脫水機(jī)和污泥無害化 處理裝置；污泥混合池通過管道、栗和閥門分別與石油回收單元和生化處理單元的污泥出 口連接； 所述石油回收單元、酚回收單元、生化處理單元、電解單元、廢水深度處理單元、脫鹽再 生水生產(chǎn)單元和污泥處理單元通過管道、栗依次連接。
[0009] 所述重力除油裝置是自然沉降分離池、斜板除油裝置或水力旋流除油裝置中的一 種。
[0010] 所述破乳池之前還有一個熱交換器。
[0011] 所述破乳池還包括計量栗、破乳劑貯罐、收集罩和氣體清洗罐；破乳劑貯罐的出口 與計量栗的進(jìn)口聯(lián)接，計量栗的出口與破乳池的破乳劑進(jìn)口聯(lián)接；收集罩位于破乳池的頂 部，并通過管道與氣體清洗罐聯(lián)接。
[0012] 所述生化處理單元的沉淀池與無害化處理裝置之間還設(shè)有一過濾裝置或離心機(jī)， 所述過濾裝置是MBR裝置、柱式超濾裝置、管式超濾裝置的一種，過濾裝置的膜材料為陶瓷 膜、金屬膜或有機(jī)膜的一種。
[0013] 所述酚回收單元的酚吸收塔內(nèi)填裝有活性炭或大孔樹脂。
[0014] 所述酚回收單元和生化處理單元之間還設(shè)有一個微電解單元，所述微電解單元由 微電解池體或罐體、填料支架、鐵碳微電解填料、曝氣裝置、廢水收集罩及吸收塔構(gòu)成，填料 支架安裝在微電解池或罐體底部，鐵碳微電解填料安放在填料支架上，廢水收集罩安裝在 微電解池體或罐體的頂部，用于收集微電解單元工作時產(chǎn)生的廢氣，吸收塔內(nèi)裝有處理廢 氣的活性炭或樹脂。
[0015]