海洋石油含油污水处理

海洋石油含油污水处理工艺张思勤中海石油（中国）有限公司深圳分公司518067[文章摘要]天然气水合物的形成条件包括液相水的存在、足够高的压力和足够低的温度、以及流动条件突变等；针对天然气水合物的形成条件提出了常用的预防措施，并详细介绍了现场常用的化学抑制剂用量的计算方法。[关键词]含有污水；水质；水力旋流器；一、含油污水水质、处理目的及要求海上油田污水来源于在油气生产过程中所产出的地层伴生水。为获得合格的油、气产品，需将伴生水与油气进行分离，分离后的伴生水中，含有一定量的原油及其他杂质，这些含有一定量原油和其他杂质的伴生水称之为含油污水。1.含油污水水质含油污水一般偏碱性，硬度较低，含铁少，矿化度高。含油污水中含有以下有害物质：1.1分散油：油珠在污水中的直径较大，为10~100μm，易于从污水中分离出来，浮于水面而被除去。这种状态的油占污水含油量的60%~80%。1.2乳化油：其在污水中分散的粒径很小，直径为0.1~10μm，与水形成乳状液，属于O／W“水包油”型乳状液。这部分油不易除去，必须反相破乳之后才能将其除去，其含量占污水含油量的10%~15%。1.3溶解油：油珠直径小于0.1μm。由于油在水中的溶解度很小，为5~15mg/L,，这部分油是不能除去的。其占污水含油量的0.2%~0.5%。1.4污水中含有的阳离子常见的有.Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+等，阴离子有.CO32-、CL-、SO42-等。这些离子在水中的溶解度是有限的。一旦污水所处的物理条件（温度、压力等）发生变化或水的化学成分发生变化，均可能引起结垢。1.5污水中还可能含有溶解的O2、CO2、H2S等有害气体，其中氧是很强的氧化剂，它易使二价铁离子氧化成三价铁离子，从而形成沉淀。CO2能与铁反应生成碳酸铁Fe2(CO3)3沉淀，H2S与铁反应则生成腐蚀产物———黑色的硫化亚铁。1.6污水中常见的细菌有硫酸盐还原菌、腐生菌和铁细菌。这些细菌均能引起对污水处理、回注设备及管汇的腐蚀和堵塞。2.含油污水处理的目的及要求含油污水经过处理后，要进行排放或者作为油田回注水、人工举升井动力液等。处理含油污水的目的是要求排放水或回注水达到相应的排放或回注标准，同时应充分考虑防止系统内腐蚀。排放的污水水质要求是：渤海海域排放污水含油量小于30mg/L,；南海海域为小于50mg/L。对回注的污水水质要求是：达到本油田规定的注水水质标准.目前海上油田含油污水处理的主要方法处理方法特点沉降法靠原油颗粒和悬浮杂质与污水的比重差实现油水渣的自然分离，主要用于除去浮油及部分颗粒直径较大的分散油及杂质混凝法在污水中加入混凝剂，把小油粒聚结成大油粒，加快油水分离速度，可除去颗粒较小的部分散油气浮法向污水中加入气体，使污水中的乳化油或细小的固体颗粒附在气泡上，随气泡上浮到水面，实现油水分离过滤法用石英砂、无烟煤、滤芯或其它滤料过滤污水除去水中小颗粒油粒及悬浮物生物处理法靠微生物来氧化分解有机物，达到降解有机物及油类的目的旋流器法高速旋转重力分异，脱出水中含油水力旋流器进行污水处理，是让含油污水在一个圆锥筒内高速旋转，由于油水密度不同，密度大的水受离心力的作用甩向圆锥筒筒壁，而密度稍小的油滴则被挤向筒的中心，因此油和水可以从不同的出口分别流出，达到使含油污水脱油的目的水力旋流器的腔体呈锥状,水从一个切向喷嘴射入腔中后,快速旋转,并流向尾锥,在此过程中,由于旋转半径不断减少,促使较重的水射到腔体的外壁,而较轻的油则聚集在中心,形成油芯,反向旋转,从溢流口流出.在水力旋流器中,必须有大量的能量才能获得很高的转速,此能量是通过旋流器中的压降来提供的,一般,所需的压降为200-400psi.旋流器的工作原理含油污水进口旋流腔收缩腔尾锥尾管清水出口油出口油芯溢流管污水旋流线当含油污水通过切向进口进入旋流器时，旋流器的内壁迫使液体旋转．强大的离心力使较重的水朝外抛，由底流口排出，而较轻的油则处于旋流中心，由溢流口排出，旋流器的几何形状使着种状态得以维持，达到稳定分油的目的．在实验中，当压力没有达到一定要求时，我们可以看到有一条气芯在旋流场中心，这时旋流几乎不分油，调节进口，底流口的阀门，当压力达到预定要求时，可以看到气芯逐渐变细，变直，变短，心部出现黄色的油芯，这时候旋流器开始分油．液流的旋转速度高达２０００转每分，产生的离心力高达１０００g,因为旋流器直径一般为３５mm,60mm(后者的处理能力为前者的2.5倍)，因此油滴在水中的旅行距离很短，滞留时间少于２秒（而普通重力分离，油滴的滞留时间为６分钟）．Ｃ．旋流器的主要参数C1水力参数除油旋流器的主要水力参数是流量和压力．流量分总流量Ｑin,溢流量Ｑrej,底流量Ｑout三种．压力包括进口压力Ｐin,底流压力Ｐout,溢流口压力Ｐrej.令F＝Ｑrej/Qin式中：F――溢流率，表示溢流大小又令R=(Pin-Prej)/(Pin-Pout)R称为压差比，反映压力调节情况．溢流率Ｆ与压差比R之间呈线性关系．Ｆ＝ＫR＋Ｂ其中系数K，Ｂ与流量和压力均无关，它们取决于旋流器的几何结构．Ｋ值称为放大系数，它反映溢流率Ｆ对压力变化的敏感程度，Ｋ值越大，Ｆ的变化越快．Ｂ值称为迭加系数，它表示Ｆ的附加值，Ｂ值越大Ｆ就越大，通过调整R值就可控制溢流率Ｆ，这一点在旋流油水分离的控制系统中特别重要．Ｃ２压力与流量的关系当旋流器的结构确定后，流量的大小，取决与旋流器的压差，压差越大流量越大，但不是直线比例关系．Ｃ３分离效率分离效率是旋流器除油能力的一个重要指标，由下式表示：E=(1-CinCout)X100%Cout–底流口水中含油浓度,ppmＣin–入口来水中含油浓度,ppm由于旋流器的体积小,重量轻,因而很适用于海上作业.另外,旋流器的滞留时间一般为2-5秒,这比起撇油罐的10-30分钟来说,自然少得多.现在旋流器已成海上油田的主要油水分离设备,具有效率高,处理量大,重量轻,空间小,无运动部件,维修费用低等一系列优点气浮除油1、基本原理气浮：在含油污水中通入空气（或天然气），使水中产生微细气泡，有时还需加入浮选剂或混凝剂，使污水中颗粒为0.25～0.35mm的乳化油和分散油或水中悬浮颗粒粘附在气泡上，随气体一起上浮到水面并加以回收，从而达到含油污水除油除悬浮物的目的。具体过程：通入空气→产生微细气泡→SS附着在气泡上→上浮应用：自然沉淀或上浮难于去除的悬浮物，以及比重接近1的固体颗粒。2气浮的理论基础水中颗粒与气泡粘附的条件水、气、固三相混合体系中，不同介质表面因受力不均衡而存在界面张力，气泡与颗粒或絮体一旦接触，由于界面张力存在会产生表面吸附作用。2）润湿周边：三相间的吸附界面构成的交界线。与润湿接触角有关系。3）亲水吸附与疏水吸附