海上采油平臺污水處理
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一、海上采油平臺污水處理
1.含油污水的處理流程
含油污水處理流程的確定主要取決于油的密度和處理后的要求:密度輕的油,油水之間的密度差大,容易處理,處理級數少:對注水要求嚴格的,處理級數就多。依據污水處理后要求的水質標準,按照高峰污水處理量、地層水性質和污水水質處理要求,結合海上空間面積來選擇經濟、合理的污水處理設備和流程。
油田含油污水處理流程如下:來自生產分離器和電脫水器的含油污水與加入的化學藥劑(分別是防腐劑、防垢劑、殺菌劑、絮凝劑和反向破乳劑)一起進入斜板隔油器,在斜板隔油器里進行第一次分離,分離出50μm 以上的游離油,分離出的污油通過污油泵送回閉排罐,含油污水則被生產水泵送到水力旋流器進行二級分離;水力旋流器處理后的污油靠自身的壓力進入閉排罐,這時的含油污水中的油粒徑大部分在20μm以下,含油污水進入核桃殼過濾器中進行第三級分離:核桃殼過濾器主要是將污水中的油吸附到過濾介質上,能夠除去乳化油和分散油,從核桃殼出來的水,已經達到了注水水質的要求,可以靠自身壓力去注水泵,注入地層。其中核桃殼過濾器中介質的再生靠反沖洗罐內水的反沖洗來達到,反沖洗出來的水進入后反沖洗水罐,用來沖洗斜板隔油器,這個反沖洗的過程核桃殼過濾器的自動控制閥門來實現。
二、核桃殼過濾器
核桃殼過濾器是一種含油污水自動過濾器,此設備共有三個罐,共用一個控制系統,具有自動、手動兩種控制方式,采用核桃殼和蛇紋石作為過濾介質,速快、過濾精度高。
1、結構及工作原理
核桃殼過濾器主要由三個過濾罐、管匯、自動控制系統(儀表風管匯、差壓管線和控制電路)、底座、操作平臺、梯子、電伴熱和保溫等部分組成。
來水從過濾罐進水口經配水管進入濾層并從濾罐的出水口排出,當來水中的懸浮固體顆粒被濾料截留到一定程度、過濾壓差達到 0.15MPa 或過濾時間達到 1420min 時程序進入反洗流程,其反洗時間為 20min,若過濾時間未達到 1420min,而罐體進、出口壓差達到 0.15MPa時,則停止過濾并進入反洗流程。2、自動控制流程
接通電源,按下“通電”按鈕,控制柜面板上的電源指示燈亮;之后撥動工作方式選擇開關,使工作方式指示燈“自動”亮;扭動過濾罐選擇開關,選擇相應的過濾罐,按下“啟動”按鈕,對應的過濾罐即可按“流程方框圖”中的順序在設定時間或差壓控制條件下自動循環運行;再按下“停止”按鈕,則關閉該過濾罐對應的所有閥及電機,自動停止工作。
目前,含油污水已經成為油田注水的主要水源,針對這種水質,利用含油污水深度處理流程,可以達到理想的處理效果。其核桃殼過濾器在該流程中主要表現出以下優點:
1)核桃殼表面比較粗糙,并有許多空隙,容易吸附污油;核桃殼耐磨損,不易破碎;核桃殼性能穩定,耐酸堿;容易再生,不需加藥;原料來源廣泛.
2)在油田開發后期,采出液中的含水率在不斷上升,產生的含油污水量也在不斷增大,用于污水處理的費用在不斷增加,因此如何降低污水的處理費用,提高處理后的水質標準,受到人們的廣泛關注。采用核桃殼過濾器可以提高除油效率,減少污水處理的后期投入費用,提高處理后的水質指標。
3)處理污水的效果,還取決于所選用的配套藥劑,因此加強研制開發成本低的配套藥劑也很重要;同時為提高處理水的水質,油田污水處理工藝還要與其他污水處理方法結合使用。
二、海上油田含聚污水的處理
與常規水驅污水相比,由于殘余聚合物的存在,含聚污水黏度升高,水中油滴和固體懸浮物的乳化穩定性顯著增強,使得油水分離和含油處理難度加大,用常規混凝—沉降—過濾工藝處理難以達到回注地層的水質標準。海上油田由于其特殊性,平臺處理系統采用了大量高效分離設備,因此含聚污水的出現直接導致了平臺生產污水處理系統的癱瘓。
三、海上油田 CFU 水處理新型技術
目前該油田生產平臺水處理系統采用水力旋流分離器結合撇油脫氣罐的水處理工藝。水力旋流器工作原理是基于油和水的密度差異, 利用離心作用實現油水分離; 撇油脫氣罐串聯在水力旋流分離器之后,通過熱化學沉降,用于脫氣和進一步除油,以達到排海指標(18mg/L 以下)。由于未來采出液的物性將發生變化,尤其是原油 API 重度降低、黏度增大等因素,將顯著影響重力和離心分離效率,所以選擇新的水處理技術并與原工藝流程實現良好對接勢在必行。
CFU 水處理技術
1、工作原理
CFU 水處理工藝是利用浮選、離心和聚結作用實現油水分離的。其工作原理是在設備入口管線導入氣體(油氣田常用天然氣或氮氣),使水中產生大量的微氣泡,以形成水、氣及被去除物質的三相混合體,在界面張力、氣泡上升浮力和靜水壓力差等多種力的共同作用下,促進微氣泡黏附在微小油滴上,形成密度低于水的混合物,從而強制上浮到污水表面。分層后的處理介質通過處理設備中不同層面上設置的導流管分別流出。
2、工藝特點
1)無內部移動構件,占地面積小,操作方便,在海上平臺使用可節省操作空間,自動化程度高。
2)通過氣浮工藝與水力旋流工藝有機結合,提高了含油污水的處理效率。
3)可以適應較為寬泛的流量波動,操作穩定。
4)在大多數工況下,可實現不依靠化學藥劑達到含油污水排海指標。
四、深圳科力邇 CDFU 新型技術
1.CDFU(旋流溶氣氣浮設備)介紹:
旋流溶氣氣浮集旋流離心分離技術、超微氣泡發生技術和溶氣氣浮技術于一體,通過多重技術的有機結合,實現對污水中污油、乳化油、懸浮物等高效、快速分離。旋流溶氣氣浮通過高效溶氣泵以及特殊的微氣泡發生、釋放裝置,使微氣泡粒徑更小,粒徑達到5-30μm。乳化油粒徑為0.5-25μm,在同一粒徑范圍下,微氣泡能更好的捕捉乳化油,達到純物理破乳的效果;結合旋流離心技術,有利于微氣泡和油滴的相互作用,提高微氣泡與油滴的碰撞概率,由于介質密度的不同,在旋流離心力的作用下,加速氣泡和油滴向旋流中間區域聚結,提高氣浮效果。
工藝優勢:
除油效率(單級>90%),去除粒徑小(最小去除粒徑≤ 2um)
橇裝化設備,停留時間短(僅1~5min),占地面積少(僅為傳統溶氣氣浮10%~ 20%),體積小、重量輕。
穩定性強。無濾網、聚結板等內件,不存在對結構的依賴,不容易堵塞等,能夠保證處理效果的穩定。
適應性(robustness)強。能夠在不同水力載荷、油粘性以及含油比重變化等情況下,有很強的適應。
少運動部件,可靠性強,安裝快捷,操作、運用和維護費用低。自動化控制、運行穩定、安全可靠。
五、深圳科力邇 CDOF 新型技術
科力邇科技研發的臭氧催化氧化氣浮一體化技術(CDOF)創造性地將臭氧高級氧化技術、旋流技術和溶氣氣浮技術有機結合,可以實現高效氧化、脫色和殺菌等功能。目前,CDOF技術已廣泛應用于石油石化、垃圾滲濾液等領域。CDOF技術(Cyclonic Dissolved Ozone Flotation Unit)是一種創新的裝置,將臭氧多重催化氧化技術、旋流技術和溶氣氣浮技術有機結合,實現對各種難處理廢水中多種污染物的高效綜合氧化和去除。該裝置采用多項專利技術,具有國際先進技術水平。
科力邇科技的CDOF技術具有以下技術優勢:
反應速率快,占地面積?。撼粞跬ㄟ^加壓作用能夠快速溶解并高度分散于污水中,與傳統曝臭氧氣體氧化相比,CDOF技術的臭氧分散度至少是傳統的100倍以上,反應速率也大幅提升。CDOF反應時間只需5~10分鐘,而傳統技術通常需要60分鐘左右。此外,CDOF設備占地面積僅為傳統技術的1/10甚至更小。
多重催化、臭氧間接反應比例高,氧化效果好:CDOF技術采用超臨界催化氧化、催化劑催化、水力空化催化等多重催化氧化技術,使臭氧轉化成間接反應的比例更高,無選擇性強氧化效果更好。
臭氧利用率高,運行成本低:在相同氧化效果下,CDOF技術的臭氧消耗量僅為傳統技術的1/8~1/4,節約大量電能,能耗低,成本少。
臭氧氧化與氣浮結合,綜合效果好:CDOF技術通過臭氧破膠、破乳,減少了氣浮過程中絮凝劑的加入量,含油污泥量(危廢)的產生量減少了90%以上。同時,CDOF技術強化了氣浮效果,使出水水質更穩定,分離效果更好。
全自動化密閉帶壓運行,少人工,運行維護簡單、可靠,安全環保。CDOF技術能夠實現全自動化密閉帶壓運行,減少了人工操作,運行維護簡單可靠。同時,CDOF技術也具備安全環保的特點。
六、深圳科力邇海上高含聚污水處理工藝
工藝流程
工藝優勢:
CDOF快速使聚合物斷鏈,降低污水處理難度;高效溶氣氣浮取代大罐重力沉降,微氣泡純物理破乳,減少了含油污泥的產生;
工藝流程短,設備緊湊、處理效率高、停留時間短,占地面積小;設備撬裝化,智能化,可實現無人值守全自動運行;工藝運行穩定,耐沖擊能力強,確保水質穩定達標;