文一污水站减少污泥产生量的污水处理技术

第19卷第2期油田化学Vol.19 No. 22002年6月25日Oilfield Chemistry25 June , 2002文章编号1000-409X 2002 )2-0150-04文一污水站减少污泥产生量的污水处理技术郭辉',李同峰',宋君妍2,赵国瑜' ,刘秀红1 ,朱丽娜1( 1.中国石化中原油田分公司采油工程技术研究院河南濮阳457001 ;2.中国石化中原油田分公司技术监测中心河南濮阳457001 )摘要为了减少文一污水站按现行工艺在高pH8.0~ 8.5下处理油田污水过程中产生的污泥量开发了一种新的污水处理工艺。在室内实验条件下用一种pH调节剂将污水pH控制在7.0~7.5加入除铁剂、除铁增效剂各100mg/L得到了最好的净水效果(滤膜系数MF> 30 );与原污水相比净化水污泥产生量由10.8g/L降至~1 g/L;50C、15 d静态腐蚀速率为0. 0089 ~0.0110 mm/a平均0. 0097 mm/a SRB菌数为0 TGB菌数0~ 10'个/mL,与地层水完全配伍，矿化度和主要成垢离子浓度有所降低。在文-污进行了为期47d的现场试验结果表明:①在pH6.8~7.2除铁剂和增效剂加量分别为150 ,130 mg/L时净水效果最好,外输水MF> 28 ,Ss 5 mg/L含油2mg/L②pH增大时污泥产生量增大处理后水水质变差③pH 6.8 ~7.2除铁剂130 mg/L增效剂100 mg/L为最佳净水条件外输水MF> 20④净化水腐蚀性符合水质指标,主要腐蚀因素是二次沉降罐曝氧加入Na2SO3可降低溶解氧含量,但引起水质下降⑤试验期间污泥量减少1/2~ 1/3。⑥处理后水水质波动主要是水量波动引起的。关键词:油田污水处理污水净化水处理剂注入水瘸蚀性污泥产生;中原油田文一污水站中图分类号:TE256.6文献标识码:A中原油田文一污水站采用水质改性技术[ 1]处降倒出上层清液用滤纸过滤,自然晾干后称量求理油田污水几年以来运行过程中产生大量不易处出污泥产生量。理的污泥造成环境的二次污染。针对这-问题开1.4 水质参数测定发了一种可大大降低污泥产生量的水质处理技术,采用石油天然气行业标准SY/T 5329-94《碎屑处理后水可达到油田注水水质标准。岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》规定的方法1实验部分测定水质参数水质指标也取自该标准。1.1 污水水质特点2室内实验研究文一污水站来水属氯化钙型悬浮固体含量低( 43.6 mg/L ) ,含油量较高( 347~ 560 mg/L).总铁2.1 污水pH值选择含量高( 29.2 mg/L) ,pH值偏低( 5.8)水温52C。取文一污来水混合罐出口污水(温度52C含1.2 水处理剂组成油量572mg/L)加入不同量pH调节剂将pH值调新开发的油田污水处理剂由pH调节剂除铁高到不同水平,加入适量除铁剂和除铁增效剂,在剂和除铁增效剂组成。52C观察絮凝效果结果列于1.3污泥产生量测定表中国煤化工~8.0时污水处理效MHCNMH(取来水混合罐出口污水2 000 mL静置充分沉果好为」减少巧泥广生重选择pH为7.0~7.5。*收稿日期2001-09-17修改日期2002-06-03。作者篼个郭辉[1973-)男助理工程师,1995年毕业于郑州大学化学系通讯地址:457001河南省濮阳市中原路109号中原油田采油乃万院料技科电话0393 - 48900550第19卷第2期郭辉李同峰宋君妍等文一污水站减少污泥产生量的污水处理技术151表1 pH 值选择实验结果用某些药剂与污水中的某些物质结合,生成了可在编号pH值范围絮凝特点上层水金属表面形成保护膜的物质。1 6.5~7.0絮体形成快絮体小有乳光2 7.0~7.5 絮体形成快絮体大透亮表3处理后污水的腐蚀性( 50C静态挂片15 d)3 7.5~7.8 絮体形成快絮体大水样编号5平均腐蚀速率0.0089 0.0091 0.0110 0.0094 0.0100 0.00972.2污水处理剂配方 研究/mm a-'取来水混合罐出口污水(温度52C含油量561mg/L) ,调节pH值到7.0~7.5加入不同量的除铁2.5杀菌效果剂和除铁增效剂在52C下混合并静置沉降8h取用绝迹稀释法测定表3所列5个处理后水样中上清水测定滤膜系数MF ,结果见表2。由表2数的细菌数结果见表4。由表4所列数据可以看出,据可知，当污水pH值为7.0~7.5时除铁剂最佳新方法所用药剂具有相当好的抑菌、杀菌能力。用量为100~ 150 mg/L ,除铁增效剂最佳用量为100 mg/L。表4处理后污水中细 菌数细菌数/个mL表2污水处理剂配方选择实验结果SRBTGB除铁剂除铁增效剂1C0'编号pH值MF值./mgL- 1 /mgL~I07.0~7.510031.90031.50!7.0 -7.515014.37.0~7. 531.3标准指标≤ 102≤102.3 污泥产生量对比2.6与地层水的配伍性用1.3节叙述的方法测定，来水混合罐出口污将1~5号处理后水样按等体积比混合得到处水和按表2编号1配方处理后的污水污泥产生量分理后水样取经简单除油、过滤处理的文-污水站污别为10.8和~1 g/L新处理方法使污泥产生量减水样作为地层水样。两种单-水样和两种水样不同少了90%以上。体积比1:2 1:1 2:1 )混合水样经除氧后在80C密闭加热72 h观察水样外观2。所有单-和混合水2.4污水腐蚀性在不同时间取文-污来水混合罐出口污水样共样均清澈透明容器底部无沉淀物器壁上无附着物,5份加入pH调节剂使pH值为7.0加入除铁剂和在室温下继续放置时不发生浑浊。这说明用新方法除铁增效剂各100 mg/L ,混合后静置沉降,在得到处理后的文-污污水与油田地层水的配伍性良好。的处理后污水样中挂片测定N80钢试片的腐蚀速2.7处理前后污水矿化成分变化率水样温度50C挂片时间15 d。测定结果见表测定了经简单预处理的文一污混合罐出口污3。由表3中数据可见采用这种新方法处理文-污水、按现行工艺处理后的污水(取自现场滤后水)及来水，可使污水的腐蚀速率远远低于石油天然气行用新工艺处理后的室内水样中主要离子和总铁含业标准规定的指标( 0. 076 mm/a),文一污水站注入量矿化度及pH值结果见表5。由表5数据可知,水的腐蚀问题同样会得到解决。与现行工艺相比用新工艺处理后的污水矿化度和用新方法处理后的污水腐蚀性很小是由于所成垢离子总含量有所降低。表5水质分析数中国煤化工离子质量浓度/mg L IMYHCNMHG矿化度水样Na+ +K+Ca?+Mg2 +cISOHHOO5CO号EFe/mg L未处理污水40 7534 40588471 3701701.29.2119 1425.8现工艺处理水37 2365 69336566 15469345012.0110 5957.5新工艺处理水、369014 362655345403416610.0108 0717.0方方数据152油田化学2002年室内实验研究结果表明:本文报道的新污水处第二阶段2月1日至14日) :维持混合罐出口理工艺可大大降低污泥产生量,所用水处理药剂除污水pH值在6. 8~7.2之间逐步降低除铁剂和除净水作用外还具有缓蚀、杀菌、防垢作用。铁增效剂的用量,确定了最佳加量,除铁剂为130mg/L除铁增效剂为100 mg/I(污水温度38C含3矿场试验油量100 mg/L左右,日处理污水量1.2X104~1.3 .3.1文 一污水站水处理工艺流程x104 m3 )在此最佳加药量下系统运行平稳，水新污水处理工艺现场试验在文-污水站进行。质稳定,滤后水滤膜系数值多在25以上,最高达文-污水站处理工艺流程如下:来水>混合罐- >第48外输水滤膜系数多在20以上。除铁剂加量过低一沉降罐- →第二沉降罐(池)-过滤罐-→缓冲罐-→外容易造成外输水含铁量升高滤膜系数下降。除铁增效剂加量过大容易引起外输水滤膜系数下降3]。输罐- >注水罐。在新工艺现场试验中pH调节剂、除铁剂和除在最佳药剂加量条件下,污水处理费用平均为铁增效剂分别从下、中、上3个加药口加入混合罐0.471 6元/m’。第三阶段(2月15日至3月2日) :保持药剂最中。佳加量和污水最佳pH范围，考察污水的腐蚀性。3.2 试验设计表6给出现场试验3个阶段中,在低pH值(6.8~从室内实验中得到的最佳加药量(pH调节剂7.2情况下处理后水的腐蚀速率。250 ~ 300 mg/L除铁剂100 mg/L除铁增效剂100mg/L)出发通过增减加药量考察影响水质(特别是表6现场试验 3个阶段中低pH值情况下处理后水的腐蚀速率* /mm a-腐蚀性)稳定的因素及所用污水处理药剂对水质、处理水量波动及工艺流程的适应性。试验从2001年现场试滤后水文-联注文101-42井验阶段水泵入口入口1月15日开始3月2日结束,为期-一个半月分30.238 90.11580.002 8个阶段进行。0.18420.069 70.019 50.164 80. 03660.021 23.3试验过程 与结果测定方法见2.4节。第一阶段(1月15日至31日):将除铁剂加量增至150 mg/L除铁增效剂加量增至130 mg/L在由表6数据可以看出,在低pH值(6.8~7.2)8.0~6.8范围内从高到低逐级调节混合罐出口污条件下处理污水时(其中第一阶段上pH值由高值水pH值直至滤后水质良好并保持稳定。试验结降至低值)过滤器后和注水泵入口腐蚀速率的测定.果如下。值是逐渐降低的,这说明低pH值不是引起污水腐(1)污水pH值在6.8~7.2范围时，处理后水蚀性的因素。室内静态腐蚀速率不高,也说明处理质好系统运行稳定。滤后水的滤膜系数可控制在后的污水并无严重的腐蚀性。30左右外输水的滤膜系数在28以上,外输水悬浮测定混合罐出口、一级、二级沉降罐出口、滤前、固体含量5 mg/L含油量2 mg/Lo滤后及外输泵后水中溶解氧含量，发现二级沉降罐(2)污水pH值在7.5+0.3时系统运行中出出口至过滤器入口水中溶解氧含量最高,达0.6~现波动水质时好时坏。滤后水滤膜系数在16~340.8 mg/L这是空气进入二级沉降罐,处理中的污之间外输水滤膜系数在11~17之间变化,最差时水曝氧所致。从2月22日起按含氧量加入亚硫酸降至6以下含油量2 mg/L悬浮固体含量9 mg/钠除氧使该段含氧量降至0.2~0.4 mg/L滤后和L。注水泵入口处水的腐蚀速率明显降低(见表6 ),但(3)当污水pH值在7.8+0.3时系统波动幅外输Y片中国煤化工至25 ~ 20。外输水水度增大水质变差,滤后水和外输水滤膜系数多在质变cNMH乓钠在过滤前未能全部10以下,有时甚至测不出。在该pH区间调整药剂消耗在过滤后sO号与Ca2+生成了亚硫酸钙晶体加量均不能改变系统运行不稳定状态。同时在此沉淀。高pH条件下污泥产生量明显增加,pH调节剂加解决溶解氧引起的腐蚀问题的根本途径，,是水量增大药啊费用升高。处理系统的密闭隔氧。第19卷第2期郭辉李同峰宋君妍等文一污水站减少污泥产生量的污水处理技术153从整个现场试验期间采集的大量数据来看,水12车减至6~8车减少了1/2~1/3.质波动产生于来水量的波动,-般晚上来水量变化参考文献:小，处理后水水质较好,白天来水量变化大,水质相[1 ]黄雪松郭学辉宋继宇等.中原油田注入水水质改性效果及结垢可能性研究」]油田化学2001 18(2):132~ 135.对较差。[2]李成龙赵作滋郑邦乾等.马岭油田原油化学脱水过程中溢在现场试验期间,污泥产生量大幅度减少。每流罐内形成的中间乳状液的处理J1油田化学,1995 ,12(4):个罐都可以在较短时间内将污泥排清排出的污泥[3]陆柱郑士忠钱滇子等.油田水处理技术[ M]北京:石油出342 ~ 346.变稀文一联污水站每天产生的污泥,由试验前的版社,1990 23.Oilfield Produced Water Treatment at Water-Treating Plant W-1 to Reduce Sludge CreationGUO Hui' ,LI Tong- Feng' , SONG Jun- Yan2 ,ZHAO Guo Yu' ,LIU Xiu- Hong' ,ZHU Li-Nal(1. Oil Production Technology Research Institute , Zhongyuan Oilfield Com,pany , Sinopec , Pugxang ，Henan 457001 , China ; 2. TechricalMonitoring and Measuring Center , Zhongyuan Oilfield Companry , Puyang , Henan 457001 , China )Abstract :To reduce sludge creation at water- treating plant W-1 in treating oilfieldl produced water according to the present high pH(8.0~8.5 ) technology , a new treating process is developed. Under laboratory experimental conditions the best water quality( fitralion factor MF > 30 )is obtained with pH value adjusted to within 7.0 ~ 7. 5 by using a chemical and with Fe remover( FeR )of100 mg/L and Fe removal enhancer( FeRE )of 100 mg/L introduced : the purified water produces一 ~ - 1 mg sludge per liter instead of10.8 mg/L for original produced water ; the static corrosion rate in the purified water at 50C in 15 days accounts 0.008 9~0.011 0mm/a ,0. 0097 mm/a in average ; population of bacteria SRB is of zeroandof TGB- 0一10' cell/mL ;the TSD and main scalingions are slightly reduced ; the purified water is highly compatible with the reservoir formation water. In the field trial of the newtechnology performed at wastewater treating plant W-1 in 47 days following results are obtained :①the best water quality is observedat pH value range6. 8~ 7.2 with FeR of 150 and FeRE of 130 mg/L added and in this case MF > 28 , SS= 5 mg/L ,and oil content2 mg/L for the output water ;②at higher pH values the sludge creation is increased and the purified water quality一deteriorated ;③at optimal pH value( 6.8 ~ 7.2) and use levels of FeR( 130 mg/L ) and FeRE( 100 mg/L)the MF value isof > 20 for outputinjection water ;④the corrosivity of the purified water is well below the specified limit( 0.076 mm/a) the main factor in corrosionis exposure to air of the water in 2nd precipitation tank , Na2SO3 can be used to eliminate dissolved O2 but causes deterioration of waterquality ;⑤the sludge creation is decreased by 50- -66% during the trial ;⑥the fluctuation in purified water quality is caused by thechange in input water volume.Keywords: oilfield produced water ; rwasteuater purification ; rwater-treating agents ; injection water ; corrosivity ; sludgecreation ; water- treating plant W-1 in Zhongyuan(.上接第149页。continued fromp. 149)A Statistical Analysis of Injection Water Quality Monitoring DataGUO Peng , FENG En Shan ,XU Hui( The 1st Experimental Oil Prduction Factorsy ,Jiangs Oilfield Compary , Sinopec ,Jiangdu ,Jiangs 225265 , China )Abstract :The commonly used criteria for injection water quality( IWQ) - qualification rate by item and in general do not give thedifferences between the determined values and the limits specified in the trade Standard for the items of water quality analysis( WQA). A concept of water quality indexes is suggested. A water quality index ,S , is defined as the summation of the quotient ofthe determined value divided by the specified limit for every item of WQA taken into consideration and the lower the S value thebetter the IWQis. In the caseof the 1st Factory of Jiangsu 7 or 6 items are selected for water quality monitoring ,of these 4 mainitems( pH value ,oil content , population of bacteria SRB and TGB ) and 3 additional ones( contents of free CO2 , sulfidle , and totaliron ions). Following IWQ indexes are obtained :overall index Sn when all 7 or 6 items of WQA are taken into acount ; main intemindex Sn when main items of WQA are considered only ; and index Sn -in summation. The differencesbetween Sn and Sn and particularly , between Sn and Sn-r( i ) express t中国煤化工on IWQ. By using theseSvalues the IWQ in various districts and blocks of Jiangsu and the chC NM H Gare analysed and discussedcomparatively. For example ,in district FM the IWQ is affected mainly by total Fe ions content and notably by oil and free CO2contents and corrosion appears to be the most important problem. The measures to be undertaken in various ditricts and blocks forimproving IWQ are presented concisely.Keywords : injection rwater ; rwater quality monitoring ; cdata treatment ; statistical analysis ; water quality indexes ; Jiangsu oilfields