[發(fā)明專(zhuān)利]天然氣田污水及固體污染物綜合處理工藝方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910010121.3
• 申請(qǐng)日: 2009-01-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101475285A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁廣吉;王彬;牛新生;李彬;席忠來(lái);孫裕豐;曹宇;譚鈷
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 遼寧天意實(shí)業(yè)股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C02F9/14
• 分類(lèi)號(hào): C02F9/14;C02F1/24;C02F1/52;C02F1/40;C02F1/461;C02F1/72;C02F3/30;C02F11/12
• 代理公司: 盤(pán)錦遼河專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 吳士華

1、一種天然氣田污水及固體污染物綜合處理工藝方法，其特征在于，該工藝方法包括：采氣伴生污水凈化處理、鉆井泥漿污水凈化處理、出水生化處理與水質(zhì)調(diào)節(jié)、出水精細(xì)過(guò)濾排放、污泥凈化與固體污染物固化處理五個(gè)工藝單元；

各工藝單元的實(shí)施步驟及技術(shù)要點(diǎn)如下：

I.采氣伴生污水凈化處理單元：處理采氣伴生污水、集輸加工污水和部分作業(yè)污水，其過(guò)程包括：污水集運(yùn)、密閉污水調(diào)節(jié)油水分離、精細(xì)油水分離、氣浮或絮凝處理：

(1)污水集運(yùn)：首先將污水收集于集水罐內(nèi)，集水罐為密閉容器，采用鋼、鋁、不銹鋼等金屬或鋼、鋁與陶瓷、玻璃的復(fù)合材料、PVC、PE、ABS等塑材或這些塑材與玻璃纖維復(fù)合的材料制造，罐外設(shè)置良好保溫；將集水罐內(nèi)的污水采用汽車(chē)罐車(chē)運(yùn)輸或鋪設(shè)專(zhuān)用管道等方式集運(yùn)至污水處理廠，進(jìn)入密閉污水調(diào)節(jié)油水分離裝置；

(2)密閉污水調(diào)節(jié)油水分離：在油水分離裝置中對(duì)污水進(jìn)行PH調(diào)節(jié)或加入破乳劑，調(diào)節(jié)溫度，初步將污油和污水分離開(kāi)來(lái)；

(3)精細(xì)油水分離：污水進(jìn)入油水精細(xì)分離系統(tǒng)充分分離污水中所含的油分，油水精細(xì)分離系統(tǒng)可采用壓力除油器、斜板除油器、旋流式除油器、立罐式除油器、填料除油器等裝置；分離出來(lái)的污油進(jìn)入油品精制裝置，進(jìn)行油品脫水脫污精制和穩(wěn)定，得到精制穩(wěn)定的油品；

(4)氣浮或凝絮處理：污水進(jìn)入氣浮或絮凝氣浮系統(tǒng)進(jìn)行處理，以完全除去所含的油類(lèi)，同時(shí)除掉部分其它有機(jī)物、無(wú)機(jī)物，降低COD、BOD、懸浮物；將采氣污水進(jìn)行酸堿度調(diào)節(jié)使PH值為5—7，進(jìn)行氣浮處理，為增加氣浮效果可加入浮選劑和助浮劑。氣浮的氣體可以是空氣、氮?dú)狻⑻烊粴狻⒍趸肌煹罋狻U氣，浮選劑可以采用Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺的氯化物、溴化物、硫酸鹽、硝酸鹽、氯酸鹽、高氯酸鹽、復(fù)合聚合鋁、復(fù)合聚合鐵，助浮劑可以采用聚丙烯酰胺、改性淀粉、生物黃原膠、生物蛋白質(zhì)、纖維素、改性纖維素或它們的兩種或兩種以上復(fù)配物，氣浮裝置可采用組合氣浮設(shè)備，亦可采用自建氣浮池；絮凝/氣浮的出水進(jìn)入生化處理水質(zhì)調(diào)節(jié)單元，絮渣或污泥進(jìn)入污泥脫水干化裝置；

II.鉆井泥漿污水凈化處理單元：處理井場(chǎng)泥漿池中的污水，包括鉆井完井污水、氣井壓裂污水和部分作業(yè)污水，其過(guò)程包括：井場(chǎng)泥漿池氧化破膠沉降、污水集運(yùn)、污水調(diào)節(jié)二次氧化破膠、混凝沉降泥水分離、微電解或氧化處理；

(1)井場(chǎng)泥漿池氧化破膠沉降：在井場(chǎng)泥漿池內(nèi)投放氧化劑和催化劑并攪拌，對(duì)其中的膠性物質(zhì)和部分污染物深度氧化，破膠后再充分沉降；這里所說(shuō)的氧化劑可以是過(guò)氧化氫、氯酸鹽、高氯酸鹽、二氧化氯、高錳酸鹽、高鐵酸鹽、臭氧、純氧、空氣，催化劑可以是鐵、錳、鈷、鎳的氯化物、硫酸鹽、硝酸鹽、醋酸鹽、磷酸鹽；

(2)污水集運(yùn)：沉降后將泥漿池中的污水進(jìn)行收集，采用汽車(chē)罐車(chē)或鋪設(shè)專(zhuān)用管道方式運(yùn)送至污水處理廠的水質(zhì)調(diào)節(jié)池中；

(3)污水調(diào)節(jié)二次氧化破膠：在水質(zhì)調(diào)節(jié)池中調(diào)節(jié)pH值至5—7，然后再加入催化劑和氧化劑并攪拌，對(duì)膠性物質(zhì)和污染物進(jìn)行二次深度氧化，所采用的氧化劑和催化劑同(1)，氧化后期鼓入空氣進(jìn)行曝氣加速氧化，氧化時(shí)間約為6小時(shí)；

(4)混凝沉降泥水分離：污水氧化破膠后進(jìn)入絮凝沉降與泥水分離裝置，經(jīng)氧化和絮凝可大幅度減少COD、BOD、懸浮物，降低色度，在混合器中加入混凝劑和助凝劑，快速與污水充分混合，在絮凝裝置中進(jìn)行沉降分離；混凝劑助凝劑可以用管道混合器加入，也可以直接加入到絮凝裝置中；混凝劑可以是Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺的氯化物、溴化物、硫酸鹽、硝酸鹽、氯酸鹽、高氯酸鹽、復(fù)合聚合鋁、復(fù)合聚合鐵，助凝劑可以是聚丙烯酰胺、生物黃原膠、改性淀粉、生物蛋白質(zhì)、纖維素、改性纖維素或它們的兩種或兩種以上復(fù)配物；混凝裝置可采用組合混凝設(shè)備，亦可采用自建混凝池，泥水分離可以采用自然沉降分離，斜板沉降池分離，也可采用機(jī)械強(qiáng)制分離，機(jī)械強(qiáng)制分離可采用立式離心固液分離機(jī)、臥式離心固液分離機(jī)、旋渦式固液分離機(jī)、真空固液分離機(jī)或帶式壓濾機(jī)、真空帶式壓濾機(jī)、板框式壓濾機(jī)；

(5)微電解或氧化處理：污水進(jìn)行pH調(diào)節(jié)后進(jìn)入微電解池，通過(guò)微電解池中的電化學(xué)作用使水中的污染物進(jìn)一步降解，減少COD、BOD，降低色度；然后可再進(jìn)入深度氧化裝置，氧化裝置中的氧化劑與微電解產(chǎn)生的陽(yáng)離子形成一種具有極強(qiáng)氧化效果的的羥基自由基，氧化活性非常強(qiáng)，能夠?qū)⒂袡C(jī)污染氧化至二氧化碳和水，進(jìn)一步減少COD、BOD，降低色度。出水進(jìn)入生化處理與水質(zhì)調(diào)節(jié)單元，凝渣或污泥進(jìn)入污泥凈化與固體污染物固化處理單元；

III.出水生化處理與水質(zhì)調(diào)節(jié)單元：

(1)生化處理單元主要處理采氣伴生污水凈化處理單元和鉆井泥漿污水凈化處理單元的出水，進(jìn)一步降解污染物，特別是COD、BOD、色度，使出水達(dá)到外排水環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)；如果出水向自然界排放，必須進(jìn)行生化處理，如果出水用于回注地下因標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有對(duì)COD、BOD、色度有具體要求，可以不進(jìn)行生化處理，只進(jìn)行水質(zhì)穩(wěn)定和調(diào)節(jié)；

(2)生化處理包括厭氧反應(yīng)和好氧反應(yīng)，可以分別在兩個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)中進(jìn)行，也可設(shè)計(jì)在一體化裝置中進(jìn)行，根據(jù)污水性質(zhì)和處理要求，可以先進(jìn)行厭氧處理后進(jìn)行好氧處理，也可以先進(jìn)行好氧處理再進(jìn)行厭氧處理；微生物反應(yīng)活性與水的礦化度有關(guān)，對(duì)礦化度很高的污水，應(yīng)采用物理或化學(xué)技術(shù)降低礦化度，也可以選擇培養(yǎng)訓(xùn)化耐鹽菌或嗜鹽菌；

(3)生化處理后的出水引入到二級(jí)過(guò)濾系統(tǒng)，污泥主要是微生物菌體和吸附物，積累到一定程度后進(jìn)行清池，一部分污泥保留以使池內(nèi)保持一定濃度的活性細(xì)菌群，其余污泥進(jìn)行晾曬處理；

IV.出水精細(xì)過(guò)濾排放單元：主要過(guò)程包括：二級(jí)過(guò)濾處理、凈水調(diào)節(jié)存儲(chǔ)、注水到地層或排水到外界；

(1)二級(jí)過(guò)濾處理：主要是對(duì)出水進(jìn)行精細(xì)過(guò)濾以達(dá)到完全排放，凈化水達(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)要求后可以向自然界排放，也可以采取中水回用或向地層注入的方式排放；根據(jù)凈化水排放方式不同，采取的出水過(guò)濾方式也不同，一般采用二級(jí)過(guò)濾，即初級(jí)過(guò)濾和精細(xì)過(guò)濾，初級(jí)過(guò)濾采用石英砂、無(wú)煙煤、核桃殼、玻璃微球、陶瓷濾料等濾料，可去除污水中大部分懸浮物和細(xì)小顆粒，凈化水用于回注或中水回用時(shí)，精濾要采用改性纖維球等濾料對(duì)凈化水進(jìn)行精濾，以達(dá)到回注標(biāo)準(zhǔn)要求，如果凈化水向自然界排放時(shí)，二級(jí)過(guò)濾一般采用活性炭等能進(jìn)一步脫除COD、BOD并可脫色脫臭的濾料；

(2)凈化水調(diào)節(jié)外排：針對(duì)凈水不同外排方式進(jìn)行水質(zhì)調(diào)節(jié)，凈化水達(dá)到國(guó)家工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，而且自然界有可能充分容納處理后的凈化水的容納地，如自然界的河流、湖泊、人工河流湖泊、池塘等，可以外排；

(3)凈化水回用或回注：凈化水滿足中水回用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，可再度使其回用于鉆井用泥漿配制、油氣田作業(yè)用水、工業(yè)冷卻水、工業(yè)用水、建筑用水、鍋爐用水、農(nóng)林灌溉用水、園林景觀用水等；處理后的凈化水可作為油氣田回注水、平衡地層壓力回注水，也可以專(zhuān)門(mén)鉆注水井或利用廢氣井將凈化水回注地下；

V.污泥凈化與固體污染物固化處理單元：本單元包括污水處理廠內(nèi)產(chǎn)生的污泥凈化脫水和井場(chǎng)泥漿池剩余泥渣的固化處理；

(1)污泥凈化脫水：將污水處理廠產(chǎn)生的污泥均集中到污泥脫水干化裝置中進(jìn)行脫水和干化，進(jìn)一步降低水分，污泥脫水干化裝置可以是一個(gè)晾曬場(chǎng)或滲濾式晾曬場(chǎng)，采用自然滲濾、晾曬蒸發(fā)濃縮污泥，也可采用機(jī)械強(qiáng)制脫水；強(qiáng)制脫水機(jī)械可以采用立式離心固液分離機(jī)、臥式離心固液分離機(jī)、旋渦式固液分離機(jī)、真空固液分離機(jī)或帶式壓濾機(jī)、真空帶式壓濾機(jī)、板框式壓濾機(jī)；

(2)井場(chǎng)泥漿池剩余泥渣固化：可將脫水干化的泥渣置于專(zhuān)用燃燒爐中進(jìn)行燒結(jié)，使之達(dá)到無(wú)害化，燒結(jié)物可用于鋪路、燒制或壓制建筑用磚塊等，泥渣還可以鋪設(shè)路基，經(jīng)檢測(cè)理化技術(shù)指標(biāo)合格后，與水泥、白灰、礦渣、硅酸鹽等混合形成固化體，用于鋪設(shè)公路、鐵路路基及其他工程基礎(chǔ)鋪墊，也可在污水處理廠采用鉆井泥漿固化方式進(jìn)行固化深埋或運(yùn)至鉆井泥漿池中與泥漿剩余泥渣一并固化深埋，達(dá)到永久封閉。