中原油田污水处理站曝气气浮除油技术研究

77象工案收术能源技术中原油田污水处理站曝气气浮除油技术研究郑记栓’，齐相礼，杨永霞，闰吉华，孙兰芳(1．濮阳天健生物科技有限公司，河南濮阳457000；2．中原油田采油四厂油气集输大队，河南濮阳457176)摘要：通过模拟曝气气浮除油试验装置，采用气浮收油一混凝沉降一压力过滤工艺研究了气水比、混凝药剂加量对除油效果的影响，也对气浮工艺对溶解氧和其他水质的影响进行了试验，结果表明：空气和污水流量比率越高，污水在罐中的停留时间越长，气浮除油效果越好，其含油去除率达到80％以上；气浮工艺中投加混凝剂能够显著提高气浮除油效果，经过反复实验对气浮工艺条件进行优化后，其污水含油去除率完全可以达到95％，曝气气浮除油技术工艺在显著提高污水含油去除率的同时，还能对污水中的Fe和硫化物起到一定的预氧化作用。关键词：曝气气浮；污水站来水；含油去除率；水质指标；预氧化0前言1．2中原油田自1996年在各污水站推广应用“水质改性”污水处理技术至今，一直沿用“自然收油一混凝沉降～压力过滤的重力式污水处理流程，污水含油主要根据油水密度差异通过兼具调储功能的收油罐实现油水分离】。随着油田增产措施工作量的增加和大量化学驱油剂的应用，产出液油水分离的难度不断加大，经常造成脱出水中油含量增高，仅靠收油罐的自然除油已经不能满足对其出口污水含油指标的控制要求，给后续的污水处理带来了诸多困难。提高来水中的污油回收率也就成为中原油田污水处理工艺需要解决的主要问题。气浮除油工艺是在20世纪9O年代从国外引进污水处理装置的基础上，结合国内各油田生产实际需求而发展起来的一种效率高、速度快、安全可靠、经济实用的除油技术。中原油田污水中含有大量的有害离子(见表1)需要通过化学预氧化处理，采用空气曝气气浮工艺能够起到除油和预氧化双重作用，气浮工艺用于油田污水处理流程中不仅能够大幅提高水中污油的回收率，而且还能对油田污水中的有害离子及悬浮固体起到转化去除作用。因此，开展气浮除油技术工艺研究对于降低油田污水处理过程中的污泥产出量及污泥含油量，改善污泥特性具有重要意义。表1中原油田污水站来水水质指标分析结果∑FeFe含油SSPd3TGB腐蚀速率指标pH值SSrng／Lmg／Lmg／Lmg,／L个／ml个／ml数值6041．523．O1．215O．O8．01o41O’0．48721污水处理站曝气气浮除油技术实验设备及工艺流程1．1实验设备及工艺流程(1)根据确定的实验工艺及目的要求，研发制作了一套小型模拟试验装置。该装置主要由一个与收油罐形状相似圆桶形容器、按照收油罐结构和工艺要求在其内部设置的布水管和集水管、曝气器、来水流量计、空气压缩机、储气罐、减压阀、流量计等组成。小型模拟实验装置及工艺流程如图1所示。混合来压缩空=．．．．．至l曝气集水图1气浮小型模拟实验装置工艺流程示意图水实验依据SY／T5329—94．《碎屑岩油藏注水水质指标推荐指标及分析方法》、SY／T5523—2000．《油气田水分析方法》。2污水处理站曝气气浮除油技术实验研究2．1气水比对除油效果的影响气浮实验采用的气浮罐规格有三个，其直径均为600mm，高度分别为1400mm、2800ram和6500mm。首先采用qb600×1400mm的气浮罐进行实验，其有效容积为O．34m。针对不同的污水流量调整气浮空气的流量，改变空气与污水的流量比，监测不同条件下的气浮除油率。其实验结果见表2。表2不同空气／污水流量比对气浮除油效果的影响实验结果气浮罐污水流停留时空气流空气／进口含出口含去除率有效溶量(m／间(h)量(m／污水流油量油量(％)剂(m)h)h)量化(mL)(mg／L)0．340．221．54O．221：165412．381．20．340．221．54Ol351：O．6365．49585．40．34O，32】．O60．221：1．45128333．97360．34O321．O60．461：0．69128319．285．O0．340．400．85Ol351：11495．221．277．70．340400．850．461：O．8795-216．O832由此可以看出：对于固定容积的气浮罐而言，空气和污水流量比率越高，污水在罐中的停留时间越长，气浮除油效果越好，其含油去除率也就越高。当污水在气浮罐中的停留时间约1．5h时，空气和污水流量比率大于1：1，含油去除率就能够达到80％以上。换用不同规格的气浮罐进行实验，其结果反映出来的规律基本一致。2．2混凝药剂加量对除油效果的影响根据污水站收油罐的正常水位高度，采用规格为q~600×2800turn的气浮罐进行模拟实验，在保持空气和污水流量比率1：1基本不变条件下，向实验工艺流程的来水中投加混凝剂，并使其与水充分混合均匀，监测混凝剂加量对气浮除油效果的影响。具体实验条件为：气浮