含油污水處理的方法有物理方法和化學方法,物理除油法的主要優點是不會對海洋環境造成污染。但僅憑物理方法進行除油,很難在有限的時間和空間內將石油開采過程中的污水全部處理達標;瘜W除油法可以根據不同的油田和處理設備,投加不同的清水劑、浮選劑等化學藥劑,以破除乳化或形成絮團上浮,有效增強除油效果。而且根據污水處理量和處理難度的不同,也可以有針對性地調整化學藥劑注入量,以適應處理需求。在生產實踐過程中物理法和化學方法往往結合應用,經過投加化學藥劑,聯合物理除油法一起使用,一般可以將污水含油值降低到規定標準。
下面簡單介紹幾種除油方法:
1.沉降除油
沉降除油主要用于除去浮油及部分粒徑較大的分散油。在油水混合物中,油珠由于相對密度小而上浮,水下沉,經過一段時間后,油與水就分離出來。頂部的污油撇入污油回收裝置中,其余的污水進入下一級污水處理裝置中進行深入處理。沉降法除油的特點:
能除去直徑較大的油珠;一般在沉降罐、沉降艙等中進行;能夠處理的污水量一般比較大,最適合應用于污水處理前幾道工序。但由于油水密度的天然差異,沉降除油的原理可以貫穿于整個污水處理的全部過程。
2.氣浮法除油
氣浮法除油就是向污水中通入或在污水中產生微細氣泡,使污水中的乳化油或細小的固體顆粒吸附在氣泡上,隨氣泡一起上浮到水面,然后采用機械的方法撇除,達到油水分離的目的。氣浮法除油按采用的供氣方式不同又可分溶氣氣浮法、電解凝聚氣浮法、機械碎細氣浮法等。
各種氣浮法的特點可以歸納如下:
①與油田污水的其他處理方法比較,氣浮法具有停留時間短,處理速度快,除油效率高和占地面積小等優點,適于海上油田污水處理。
②各種氣浮法各有其優缺點。氣浮方法的選用要根據處理量、來水特點、出水水質要求、操作條件、動力消耗等因素進行綜合分析比較,選用較適合的氣浮污水凈化方法。機械碎細氣浮法是在油田污水處理中應用較廣泛的污水凈化方法。它晚于溶氣氣浮法出現,但其應用遠比溶氣氣浮法更加廣泛、高效。
③噴嘴式氣浮法除油效率高,電耗低,結構緊湊,占地面積小,但對循環水的壓力、水質和動力等條件要求較高,適于污水處理量小、水質要求不高、運行條件好的情況下采用。
④葉輪式氣浮法溶氣量大,溶氣率都在60%以上;停留時間短,僅為4~5min;除油效率高;造價低,四級葉輪式氣浮裝置的除油效率相當于或高于單級溶氣氣浮裝置,而其造價僅為前者的60%;適于處理不同含油量的油田污水,但是入口含油量要求不能大于2000mg/L。葉輪式氣浮法是現在國內應用最為廣泛的油田污水處理工藝。
⑤油田污水氣浮處理工藝要與其他污水處理方法結合采用,如浮選劑、混凝劑和發泡劑等,可以大大提高氣浮法的除油效率。
3.離心分離法除油
離心分離法進行含油污水處理,是近期發展起來的一種方法,在我國海上油田有成功應用。其原理是利用油水密度的不同,使高速旋轉的油水混合液產生高達幾百倍重力加速度的離心力,受離心力的作用,密度大的水相向邊緣運動,密度小的油相向中心聚集,從而將油水在很短的時間內徹底分開。利用離心原理分離油水的主要設備是水力旋流器,水力旋流器是用來將作為連續相的液體與作為分散相的固粒、液滴或氣泡進行物理分離的設備。該方法具有體積小、質量輕、分離效果好、不易損件、安全可靠等優點,但高流速產生的紊流可能剪碎分散油,致使含油污水的二次乳化,因此在操作運行時,進出口必須保持較大的壓差,對排液的控制要求和運行費用都較高。
4.過濾法除油
過濾法除油就是通過濾料床的物理和化學作用來除去污水中的微小懸浮物和油珠,以及被殺菌劑殺死的細菌和藻類等。過濾法是一種用于含油污水深度處理的方法。污水經過自然沉降除油、化學藥劑破乳除油、氣浮除油之后,再經過濾進一步處理,就可達到污水排放或回注地層的標準。用于過濾的濾料有石英砂、無煙煤、核桃殼等。目前,海上用于過濾法除油的設備主要是核桃殼過濾器。過濾法除油一般是污水處理的最后一道工序。
過濾一方面是通過濾料的機械篩濾作用,把懸浮固體顆粒、油珠以及細菌和藻類等截留到濾料表面,或轉到先前被截留在濾料內的絮凝體表面;另一方面,通過濾料的電化學特性把懸浮固體顆粒、油珠及細菌、藻類等吸附在濾料的表面上。影響吸附的因素主要有濾料顆粒、絮凝體和油珠的大小以及它們的黏著特性和剪切強度等物理因素,還與懸浮固體顆粒、油珠等的電化學特性有關。
5.化學法除油
所謂化學除油法就是向污水中加入一定量的化學藥劑,使乳化液破乳,微小油滴顆粒發生凝聚,油滴變大,上浮速度加快,以達到或加快油水分離的速度和提高油水分離的程度。試驗表明,污水中的油珠帶負電荷,因此只要加入水解后能形成正電荷的膠體物質,使其和油珠所帶的負電荷中和,就能達到凝聚目的。從廣義上講,可以將所有達到清水目的的化學藥劑通稱為清水劑,其主要通過破乳性、絮凝性、浮選性、凝聚性形成微小絮團達到除油目的。
這類清水劑按照化學組成分為無機清水劑、有機清水劑和微生物清水劑三類。無機清水劑主要是鐵鹽、鋁鹽及其水解產物等低分子鹽類以及無機高分子等聚合物,按分子量大小分為低分子和高分子清水劑。如聚合氯化鋁(PAC)和聚合硫酸鐵(PFC)使用的較多。有機清水劑主要分為天然高分子和合成高分子兩大類。其中聚丙烯酰胺(PAM)應用最為廣泛,占我國高分子絮凝劑合成量的86%,分子量在150萬到800萬之間,根據所帶電荷不同可分為陽離子型、陰離子型、非離子型和兩性離子型四種。微生物清水劑是一種高效、無毒、可降解、使用范圍廣的新型清水劑。微生物清水劑除油機理與高分子絮凝劑相似,主要包括橋連、中和及卷掃作用。
文章來源《海上油田含聚合物污水回注儲層保護技術》
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