油田污水回用技術促進企業清潔生產發展

劉洋（盤錦市環境科學研究院124010）

一、稀油污水回用工業、灌溉用水處理技術

1.1、技術原理與特點

達標外排污水經過深度處理后回用于工業生產、 農業灌溉甚至生活用水，這也是有效緩解水資源危機的重要途徑之一。 目前，除了回用注汽鍋爐的離子交換技術外，有效的深度處理方法還有冷凍、蒸餾、油膜等。

利用油膜對油田中含油污水進行深度處理的方法包含：超濾、微濾、電滲析、反滲透及納濾等。 蒸餾一般可以劃分為壓氣蒸餾、多效蒸餾及多級蒸發等多個種類，在荷蘭、中東和德國等國家，多應用這種方法對油田的污水進行處理，從而進一步實現污水回用。 冷凍指的是應用鹽水凝固點高于純水這一特性開展脫鹽工藝。 開始，先將采出的純水水溫降至低于0℃，這時，水體表面會形成薄冰，然后，當環境的氣溫高于0℃時，冰就會融化變成水，進行使用。 通常油田采用的方法為自然冷凍。

1.2、案例分析

大港油田集團公司污水深度處理回用工程項目， 用以解決該公司熱電廠、煅燒焦和聚丙烯三大興建項目的用水問題。 采油污水處理達標后與生活污水混合經過水解－曝氣生物濾池－混凝沉淀過濾工藝的預處理，再采用“雙膜法”污水深度處理技術，出水可用于熱電廠鍋爐補給水、煅燒焦和聚丙烯項目工藝用水。

國外有的公司通過構造濕地同反滲透方法結合的工藝，處理了含鹽濃度較高的油田回采水。 其大致過程為：開采出的水經過聚乙烯材質的過濾設備，對交換的離子進行軟化，再經過濾膜為0.45μm 的聚乙烯過濾設備， 在反滲透處理裝置中完成反應，與構造濕地相結合，最后完成出水。 經過此種工藝處理的污水，其水體的毒性明顯下降，含鹽量降低96%，電導率下降98%，基本滿足排放及灌溉的相關指標， 也給處理油田出水提供了一條可行性途徑。

二、稠油污水回用注汽鍋爐處理技術

2.1、注汽鍋爐給水水質條件

對注蒸汽用水，要符合《稠油油田采出水用于蒸汽發生器給水處理設計規范》SY/T0097—2000 的要求。 在石油行業，蒸汽發生器也稱為注汽鍋爐。 與其他用途的鍋爐不同，注汽鍋爐產生的蒸汽干度較低，一般在80%左右，蒸汽壓力在30MPa 左右。 為了驗證是否可以放寬采出水作為注汽鍋爐水源時硅的含量標準，國內外均進行了一些工業規模的試驗，得出的基本結論是：當水中含鐵濃度及硬度處于較低的情況，那么，高二氧化硫及高水質監測設備就不會發生鹽積累的情況。 但是，到目前為止，還沒有公認的、經過生產運行驗證的結論。

2.2、技術特征及原理

依據稠油水體對鍋爐的損害情況進行細致考量， 同時針對油田蒸汽設備對水體質量的標準， 對不同類別的污染物采用不同的處理方法。 包含：優先強化及分段強化兩種。 優先強化指的是在前段進行去油處理，在后段進行過濾處理。 前段的去油處理一般應用斜板隔油池、調節池及氣浮池，同時加入一定的處理藥劑，把大量的懸浮物、油、化學需氧量等除去，并且可以去除部分硫化物及亞鐵；分段強化就是基于前部去油基礎上，進一步去除油、懸浮物和總鐵，另外，由于樹脂交換離子對SiO2 的處理性能較弱， 就應在開展樹脂離子交換前先使SiO2 的濃度降至45mg/L。 所以，在開展樹脂離子交換前，應確保鐵濃度、懸浮物、油等標準符合蒸汽設備給水需求。

最近幾年，對于處理高礦化的油田污水，大多采用多效蒸發的處理工藝，在我國勝利油田的濱南站，就第一次應用多效蒸發工藝嘗試處理稠油污水， 并且處理后的水質基本符合熱采鍋爐的用水指標，另外，也符合工業冷水及母液配置水質指標。 但是，因為其尾端排出的蒸汽不能進行回收，導致消耗熱能，運行資金投入較高。

2.3、案例分析

目前遼河油田污水回用鍋爐處理工程現有7 座， 總設計規模為8.1×104 m3/d，污水回用熱采鍋爐共160 臺，污水回用熱采鍋爐注汽量共4.5×104 m3/d。 遼河油田根據自身稠油污水的特點，確定了污水深度處理的典型流程。

由于藥劑除硅運行成本較高，而且容易導致后續工藝結垢，因此遼河油田開始試用不除硅污水回用鍋爐技術。 首先通過鍋爐平穩運行控制技術，保證鍋爐壓力、溫度及干度穩定，確保鍋爐平穩運行，然后利用水質控制技術，將二級大孔弱酸樹脂更換為新型樹脂，深度去除微量二價/三價鈣、鎂、鐵等結垢離子，出水濃度控制在20ppb 以下。 在鍋爐安全運行的前提下，可以提高污水回用鍋爐的二氧化硅濃度，甚至不除硅。 從2011 年8 月1 日起，歡四聯污水深度處理站停止了除硅工藝。 在鍋爐定期清洗的基礎上， 工藝運行正常， 而且節省了投加藥劑和硅泥的處理成本。

此外，膜技術的大規模應用為水處理行業帶來發展前景，用“超濾與反滲透相結合的方法”作為“雙模”處理的中心，替換了以往離子互換的模式。 勝利油田的處理速率為2500m/d，共投入資金420 多萬，成本運行費用為2.3 元/m?。多余的含油污水深度處理后回用注汽鍋爐給水，實現水的循環利用。

大量的采油廢水經處理后達到工藝要求后回用， 不但避免無效回灌對地層及地下水系造成的不必要的影響， 減少環境污染，又能夠使用污水中的熱能，減少鍋爐的能源損耗，并且減少水資源消耗，有助于延緩當地供水緊缺問題。

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