[發明專利]高效空化處理油、氣井開采污水的裝置及方法

無效

• 申請號: 201310565212.X
• 申請日: 2013-11-13
• 公開（公告）號: CN103523839A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 任步海
• 申請（專利權）人: 任步海
• 主分類號: C02F1/00
• 分類號: C02F1/00;C02F1/26;C02F103/10
• 代理公司: 重慶志合專利事務所 50210
• 代理人: 胡榮琿

技術領域

本發明涉及污水處理領域，特別涉及石油、天然氣鉆井及開采污水處理裝置及處理方法。

背景技術

石油、天然氣采自地層深處，在鉆井及采油、氣過程中，會產生許多污水，這些污水中含有硫化物、重金屬、氯化物及其他有害物，而且氣味惡臭，污水成分復雜、水質水量波動大，污染物濃度高且難降解，污染物多為有毒有害的有機物，對環境污染嚴重，極難處理，特別是高含鹽污水，處理難度更大。

隨著水資源的日益緊張和人們環境保護意識的加強，以及國家對環保的日益重視，油氣井污水的處理技術逐漸成為研究的熱點，新的處理技術和工藝不斷涌現，目前油氣井污水處理主要分為物理法、化學法和生化法。但是，這些方法都存在運行不穩定、效果不好、處理成本高等不足之處。

一.采用物理法處理污水

1.多孔吸附

多孔吸附是利用固體物質的多孔性，使污水中的污染物附著在其表面而去除的方法。常用吸附劑為活性炭，可有效去除污水色度、臭味和COD等，但處理成本較高，且容易造成二次污染。在石油化工污水處理中，吸附常與臭氧氧化或絮凝聯用。在活性炭吸附處理油氣井污水的實驗表明，活性炭吸附對COD、總固體的去除有一定效果，COD的去除率可達56．3，其不足之處是對電導率、Cl和Na及總硬度的去除作用不大，活性炭易堵塞、飽和，失效快。

2.膜分離

膜分離主要包括反滲透、納濾、超濾和微濾，能有效脫除污水的色度、臭味，去除多種離子、有機物和微生物，出水水質穩定可靠，且占地面積小，運行操作完全自動化，被稱為“21世紀的水處理技術”，但是由于油氣井污水具有含油多、粘度大等特殊性，在膜分離過程中，膜孔容易堵塞，影響處理效果和效率，而且，膜分離投資大，污水處理量小，運行成本高。

二.化學法處理污水

1.絮凝

絮凝法是向污水中加入一定的物質，通過物理或化學的作用，使污水中不易沉降和過濾的懸浮物等集結成較大顆粒而分離的方法。油氣井污水處理中，絮凝通常與氣浮或沉淀聯用。由于油、氣井污水濃度高，很難產生橋架作用，因而絮凝效果極差。特別是高濃度含鹽污水，絮凝劑更是無能為力。

2.臭氧處理

采用臭氧氧化法處理污水，雖然污泥增加量和二次污染較少，臭氧發生器簡單緊湊，占地少，容易實現自動化控制；但不適合處理大流量污水，其設備費用及處理成本較高。用臭氧氧化一生物炭工藝深度處理油氣井污水，COD、揮發酚、石油類和氨氮的去除率分別為82.6％、99.5％、94.3％和93.4％，但是，處理CL和Na離子效果不理想，而且能耗很高。

3.采用光氧化法處理污水，當水樣中存在氧化劑或半導體粉末催化劑，經過一定強度的光照射，能產生多種形式的活性氧和自由基，使水中的有機物氧化分解，具有高效、反應迅速和降解徹底等優點。光氧化分為光化學氧化和光催化氧化。光催化氧化特別適合不飽和有機物、芳烴和芳香化合物的降解。光氧化的特點是效果適中，且可重復使用，其缺點是需附著固定，不易操作，對處理濃度高，透光率低的油氣井污水效率較低。

三.生化法處理污水

1.厭氧處理

油氣井污水COD高，可生化性差，為提高后續處理的可生化性，一般先進行厭氧預處理。厭氧處理的優點是污泥產量小、運行費用低、產能效率高和操作簡單，缺點是啟動時間長、操作難度大，運行不穩定。

2.升流式厭氧污泥床

升流式厭氧污泥床（UASB）反應器內污泥濃度高，有機負荷高，水力停留時間短，運行費用低和操作簡便，其缺點是反應器啟動過程耗時長，對顆粒污泥的培養條件要求嚴格，常用于高濃度有機污水的處理。將其用于己內酰胺生產污水的預處理，COD去除效果好，但出水可生化性并不理想。且在處理過程中，要嚴格控制反應條件，由于升流式厭氧污泥床反應器啟動過程耗時長，對顆粒污泥的培養條件要求嚴格，還未在油氣井污水處理中得到更多利用。

四.污水回注或外運處理

油氣井污水成分復雜，污染物濃度高，難以降解，對環境污染嚴重，單一的處理工藝很難達到水質排放要求。在實際應用中，隔油、氣浮、絮凝、厭氧、好氧、吸附和膜分離應用較多。上述各種方式，各有特點，也有不足之處，目前還沒有一種方法較好解決油氣井污水處理問題，因此，國內油氣井污水處理絕大部分還是采用回注或外運處理。