井下作业废水与含油污泥无害化处理技术研究

24新疆化工2010年第3期井下作业废水与含油污泥无害化处理技术研究夏立明（新疆准东石油技术股份有限公司，阜康831511）摘要：针对井下作业废水与含油污泥无害化处理技术研究，要求回收合格原油、污水达标排放或回注、固体废渣达标排放。选择了高含油污泥双涡轴搅拌萃取除油系统＋低含油污泥生物降解系统＋原油回收系统+含油污水外排或回注处理的电化学絮凝—气浮＋过滤系统的工程方案，可以有效地解决井下作业废水与含油污泥的环保处理，可变废为宝。关键词：废水；含油污泥；环境1前言油田在采油生产过程中产生大量的井下作业污水和污油泥，这些油泥的成份比较复杂。其中：油含量20%～30%，水份含量50%～60％左右，泥土含量10％～30％，另外还含有原油开发过程中加入的各种表面活性剂。由于含油污泥成份比较复杂，而且泥块具有一定的吸附性能，用普通的方法很难将它与油分完全分离开来，直接废弃，既造成原油损失，又污染环境，每年需支付数额甚大的污染治理和赔偿费，使油田开发成本增加。如何有效处理含油污泥是一直困扰各油田主要难题之一。传统处理方法有：水基药剂清洗、生物降解、含油污泥整体调剖、三相分离技术处理。但这些办法或处理费用高（水基药剂清洗、三相分离技术处理），或处理效果不稳定（如生物降解），或处理量有限（含油污泥整体调剖），而且没有根本解决环境污染问题。针对上面的难题，进行了多年的研究,提出独创的技术来解决油田污水、油泥等处理，实现针对不同的油田污泥采用相应的技术方案达到污油泥的无污染和资源化利用。先后在油田取样分析，完成了样品成份分析、实沸点蒸馏、项目调研论证、小试方案定型、工艺路线确定、重要设备加工选型、工艺条件探索、溶剂配方筛选、中试放大、设备加工及试验、微生物筛选及培养定型、工程初步及详细设计、关键设备的加工设计，筛选了四个可行的方案。油田废水、含油污泥的处理上取得了的成功，油田废水处理达到回注水标准；含油污泥各项指标全部达到GB-4284-84农用污泥中污染物控制标准，该技术对于控制油田所在地区的环境污染，保护生态环境；该技术对于促进油田环保产业的技术进步，对于实现油田与环境可持续发展，为子孙后代留下一片净土具有重要的意义。2井下作业废水与含油污泥无害化处理方案原理2.1电化学絮凝—气浮系统电化学处理技术就是将环境化学、环境工程和环境微生物学的基础知识，与电化学交叉融合在一起，借助于电净化工艺与化学、生物降解的协同作用，有效防治污染物。电化学处理技术无毒无害，不产生二次污染物，从这一角度来看，环境电化学达到了无害环境的绿色化学目标。2.1.1电絮凝器示意图（见图1）2.1.2电气浮原理电气浮是一种用电化学方法从液相中除去固态微粒等有害杂质的单元操作法。电气浮原理是2010年第3期新疆化工25通过电解水产生氢、氧等气体，携带废水中的胶体微粒，共同上浮，从而达到分离、净化的目的。图1电絮凝器示意图2.1.3电絮凝原理废水中分散有粒径的细小固体颗粒和油珠，具有胶体的分散特性、电特性及凝聚特性等物理化学特性，电絮凝是以金属为阳极，电解生成可溶性多核羟基配合物或氢氧化物，作为混凝剂凝聚废水中的胶体悬浮物气浮后去除。2.1.4电化学法反相破乳原理在外加电场的作用下，乳状液带电表面和附加在带电表面上的物质相对内相发生相对运动实现破乳。2.1.5高压电场和电化学方法杀菌原理高压电场杀菌原理：含有细菌的污水受强电场作用，使电极/电解质界面发生改变，病原菌被氧化，氧化产物再被还原后除去。电化学方法杀菌原理：在电流的作用下，阳极过程发生副反应析出氧和氯等氧化剂，实现杀菌。2.1.6高压电场阻垢原理含有电解质的污水受强电场作用，水分子的缔合现象被消解，水分子成为单个的极性分子，它吸附在刚生成的碳酸钙等的微晶上，形成水分子与微晶的分子团，由于静电作用，微晶难以作晶状有序排列，阻止微晶的同质生长，而是大量带相同静电微晶的松静聚合，形成絮状的聚合体。经过强电场处理过的水分子，不仅能使由于过饱和新析出的微晶不在器壁上粘结成垢，还会向已有垢层浸润渗透，对水垢产生吸着、束缚而逐渐松散、剥脱。2.1.7电化学法缓蚀原理在电流的作用下，阳极过程发生副反应析出氧和氯等氧化剂，可使有机物发生氧化而成为无害成分，阴极上发生的还原作用使氧化型色素还原而成为无害物质，实现缓蚀。2.1.8电化学法分离原理电化学气浮是一种用电化学方法从液相中除去原油和固态微粒等有害杂质的单元操作。上浮原理是通过电解水产生氢、氧气体，携带污水中的胶体微粒，共同上浮，从而达到分离、净化的目的。2.2过滤系统根据所处理水质的情况和污水要求（外排和回注）的不同有：砂滤、核桃壳过滤器、活性炭过滤器、精细器及焦炭过滤器等。根据排放水的指标要求进行组合，根据实际操作情况，可选择自动和半自动形式。2.3双涡轴搅拌系统该系统主要处理含悬