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《东北石油大学》 2011年
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辽河稠油污水处理技术研究与应用

张志东  
【摘要】:辽河油田以开采稠油为主,稠油污水油水密度差小、乳化严重,污水处理非常困难且耗资巨大,是油田生产急需解决的主要问题之一。本文对辽河油田稠油污水回用于热采锅炉的处理技术进行了研究,经过室内实验、现场小试、中试及工程应用实验,证明处理后水质达到设计指标要求,能够回用于热采锅炉。充分利用了稠油污水的水源和水温,回收热能,防止对水体污染,实现污水资源化。所研究的稠油污水处理技术具有推广应用价值。 除油系统是整个稠油污水处理流程中的基础和关键。而除油效果的好坏取决于高效净水化学药剂,通过室内实验,筛选出了适用于辽河欢四联、杜84块及兴一联污水处理的破乳剂TJ-1和絮凝剂P-3,确定了最佳投药量。 在辽河油田欢四联进行了稠油污水处理现场小试,强化了调节池的除油效果,再通过斜板隔油池和气浮池进一步除油和除悬浮物,最后用高效生物反应器降低污水COD。小试实验表明:高效生物反应器内生物膜量大,对于稠油污水COD的去除起到重要的作用;浮选剂TF-1可起到良好的水质调节作用,当浮选剂浓度为12.5-15mg/L时,油的去除率可达到98%以上,对悬浮物及COD的去除率也可超过96%,水质清澈;破乳剂的投加量为75-100mg/L,絮凝剂的投加量为2-4mg/L,GT值控制在104-105范围内,经过斜板隔油和气浮处理后,水质清亮透明,油含量为1-2mg/L左右,悬浮物为2mg/L左右;气浮池和高效生物反应器出水COD比较稳定,气浮池出水COD基本上在200-300mg/L之间,平均值为261mg/L,而生物出水COD均低于100mg/L,平均为77.6mg/L,达到了国家排放标准,形成了一项适用于稠油污水COD处理的新工艺。 对欢四联稠油污水深度处理进行了中试实验,形成了完备的稠油污水深度处理工艺技术,实现了污水回用和排放。前段除油系统中试,确定了最佳运行参数,形成了先除油后除悬浮物技术和高效气浮选技术,研究表明:破乳剂TJ-1和絮凝剂P-3的最佳投药量分别为50-65mg/L和0.5-1.0mg/L时,油、悬浮物和COD的平均去除率可分别达到96.8%、89.6%和93.3%;一般来水含油量每增加100mg/L,破乳剂TJ-1的投加量要相应增加10mg/L,才能达到相同的处理效果;在TJ-1和P-3两者之间,对稠油污水处理效果影响最大的是TJ-1;高效气浮分离器的回流比控制在60%左右最好,产生的溶气水为牛奶状,气泡直径非常细小;浮选剂TF-1的最佳投药量为10-15mg/L时,高效气浮分离器对油、悬浮物和COD的去除率可分别达到97.7%、83.7%和37.1%,其出水中油、悬浮物和COD含量分别为0.65mg/L,32.0mg/L和302.6mg/L,满足后段生物处理系统和软化系统的进水要求。 软化系统中试,研究了对硬度、二氧化硅、总铁以及油和悬浮物的去除,确定了主要设备的运行技术参数,形成了一套化学除硅技术、精细过滤技术及弱酸阳离子软化技术。研究表明:石灰和MgCl2投加量的最佳范围分别是300-600mg/L和200mg/L,最佳的pH范围为8.5-9.5;NaOH软化也可有效的去除硬度和二氧化硅,与石灰软化相近,随着NaOH投加量的增加并不会导致混凝沉降罐出水硬度的上升,NaOH软化产生的污泥量仅为石灰软化的1/5,石灰软化产生的污泥量占总处理水量的5%-7%;双滤料过滤器对气浮出水及混凝沉降出水过滤实验表明,处理气浮出水滤料过滤周期为24h,处理混凝沉降出水滤料过滤周期可达32h;气浮出水采用石灰软化、镁剂除硅以及强酸钠离子交换树脂的处理后,可达到进热采锅炉的水质指标。 本文研究的稠油污水处理技术在辽河油田欢喜岭采油厂进行了工程应用,处理后污水水质达到设计指标,能够回用于热采注汽锅炉。
【学位授予单位】:东北石油大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X741

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