水处理系统流程及操作工艺

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,7-1,含油污水水质及处理标准,7-2,污水处理工艺,7-3,污水处理工艺流程,7-4,开式污水排放系统,第七章 水处理系统,海上油田处理系统，包括含油污水处理系统、用于注海水的海水处理系统、注水及生活所用浅层地下水处理系统、以及收集冲洗甲板水及雨水的辅助污水处理系统等。,海上油田的含油污水处理系统，均采用闭式。辅助性污水处理系统采用开式。,第七章 水处理系统,海上油田注水，主要采用了注海水、注污水和地下水，到目前为止，还未进行过混注，但随油田进一步开发，也有可能采取海水、地下水、污水混注方式。,本章重点叙述含油污水及注入水处理的目的、方法和流程。,第七章 水处理系统,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。,7-1 含油污水水质及处理标准,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）分散油：油珠在污水中的直径较大，为10100m，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%。,7-1 含油污水水质及处理标准(续1),（2）乳化油：其在污水中分散的粒径很小，直径为0.110m，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%。,（3）溶解油：油珠直径小于0.1m。,由于油在水中的溶解度很小，为515mg/L，这部分油是不能除去的。其占污水含油量的0.2%0.5%。,7-1 含油污水水质及处理标准(续2),（4）污水中含有的阳离子常见的有Ca,2,+,、Mg,2,+,、Ba,2,+,、Sr,2,+,等，阴离子有、 、 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。,（5）污水中还可能含有溶解的、 、 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。,7-1 含油污水水质及处理标准(续3),也能与铁反应生成碳酸铁沉淀，与铁反应则生成腐蚀产物黑色的硫化亚铁。,（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。,7-1 含油污水水质及处理标准(续4),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。,7-1 含油污水水质及处理标准(续5),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。,3.COD污水处理指标,工业废水中含有大量有机物和无机物，在生物和化学反应过程中，消耗了水中的氧气，这种耗氧指标叫BOD(Biochemical Oxygen Demand) 即生化需氧量。而测试BOD的方法往往需要五天时间。,7-1 含油污水水质及处理标准(续6),COD(Chemical Oxygen Demand)即化学需氧量，同样反映水中物质耗氧情况，且由于COD测试的方法只需几小时，所以往往应用COD指标来控制污水指标。,BOD和COD测试方法，可依照国标执行：,GB11914-89 水质化学需氧量的测定（重铬酸盐法） 和GB7488-87 水质五日生化需氧量的测定（稀释与接种法） 。,7-1 含油污水水质及处理标准(续7),二、外排水质标准,一般来讲，在油田开发中、后期，采出水量逐步增大，特别是注水开发的后期，出水率高达8090。采出水中所含的主要是油和脂及其它溶解化合物。含油采出水如不处理，排入水体会导致污染，破坏生态平衡。因此，必须对采出水进行处理，达标后才能排放。,1985年8月，美国环境保护局（EPA）规定20m水深以内的水域采出水排放为零（50FR34592，1985年8月26日）。,7-1 含油污水水质及处理标准(续8),进入90年代后，EPA对采出水外排实行许可证制,对允许外排的水域向石油开发商颁发许可证。先后两次下调外排水质。,1993年3月，EPA以改进后的气浮技术为依据，其中包括上游重力分离和加药处理，对海洋采出水外排做了严格的规定：,*,将油和脂合计的最大含量从72mg/L调到42 mg/L；,*,月平均排放含量也从42mg/L下调到29mg/L。,7-1 含油污水水质及处理标准(续9),在加州，EPA还增加了对某些重金属和酚总量的控制，见下表。,1995年1月9日，EPA第六区（得克萨斯州和路易斯安娜州）颁布了最新得国家污水排放控制规范（NPDES）总体许可条例。,条例规定总矿化度（TDS）不超过3000mg/L的条件下，外排采出水中油月平均含量为25mg/L，日最大含量为35mg/L。,7-1 含油污水水质及处理标准(续10),污水排,放物,日最大排放极限(mg/L),污水排,放物,日最大排放极限（mg/L）,油和脂,42,铅,0.032,砷,0.032,汞,0.00056,镉,0.012,镍,0.080,铬总量,0.008,银,0.0018,铜,0.020,锌,0.080,氰化物,0.020,酚,0.120,表7-1 EPA国家污水排放控制规范（NPDES）的,许可规定（加州海上）,7-1 含油污水水质及处理标准(续11),其他国家允许的海上采出水外排最大含油量从15 mg/L100 mg/L不等，见表7-2。,表7-2 部分国家采出水排放含油量水质标准,国别,规范（或允许排放含量）,平均含油量(mg/L),最大含油量（mg/L）,法国,规范,20,挪威,允许排放量,30,39,西班牙,规范（地中海）,60,100,荷兰,规范,40,英国,规范,40（平均）,丹麦,油田允许排放量,40（每月）,7-1 含油污水水质及处理标准(续12),加拿大,北纬60,。,：戴维斯海峡,35（每月）,50,马来西亚,100（海上）,阿联酋（阿布扎比）,10（海岸）,15,埃及,苏伊士湾地区,15,澳大利亚,规范（维多利亚）,30（每日）,50,表7-2 部分国家采出水排放含油量水质标准(续表）,7-1 含油污水水质及处理标准(续13),三、注水水质标准,多年来，国外海洋油田一直以海水作为二次采油的水源，采出水外排。,原因其一是，与注海水比，采出水要达到注水水质不经济，只有注水层渗透率相当高时才合理；其二是取海水容易，不受水量的限制，且海水比较能够控制注水层的粘土膨胀。,因此，海上油田普遍采用注海水。,7-1 含油污水水质及处理标准(续14),进入90年代，随着发达国家政府对环境保护意识的增强，采出水外排面临着更加苛刻的注海水参数质标准。,为此，石油公司开始转向采出水回注和与海水混注或回灌地层。,据调研，在北海只有BP经过1994年12月初的成功现场实验后，在挪威海域的尤拉油田实施了规模为16000m,3,/d的采出水回注。,7-1 含油污水水质及处理标准(续15),国外油田很重视对注入水水质的研究工作，其注入水水质不尽相同，主要根据各油田的地质情况，通过岩心堵塞试验制定出适合不同注入层的水质标准。国外几个一油田的注海水水质见表7-3。,7-1 含油污水水质及处理标准(续16),油田,注入层参数,注水水质,深度,m,空隙度,渗透率,m,2,悬浮固体,mg/L,溶解氧,mg/L,腐蚀率mm/a,美国圣米格利托,1650 4200,1319,0.0160.032,0.090.15,0.15,0.0127,美国普拉德霍湾,2743 2896,1724,0.260.89,1,0.02,沙特,加瓦尔,2040,21,3.9,0.2,0.01,英国,福蒂斯,2160,2530,0.43.9,滤除,6070%,的25m,0.002,表7-3 国外海上油田注海水参数,7-1 含油污水水质及处理标准(续17),英国尼尼安,3050,1823,0.21.0,0.11.0,0.01,马来西亚斯皮达,2100,0.20.3,0.01,印尼拉马,UBR：23,LBR：21,UBR：,0.0007 ,0.095,LBR：0.002,5,0.2,0.05,尼日利亚梅伦,15242286,27,32,0.5,2,4,0.01,表7-3 国外海上油田注海水参数 （续表）,7-1 含油污水水质及处理标准(续18),四、提高外排水质对水处理系统的影响,1992API海上作业者委员会（OOC）就第一次,调整排放标准对墨西哥湾的油气作业者进行了一次调,查，以便确定大陆架外缘（OCS）油气平台满足美国,联邦新标准所要进行的设备性能改造。,此次调查收集了在大陆架外缘13家公司所属的,292座平台数据。,得出如下结论：,7-1 含油污水水质及处理标准(续19),1.由于水中油珠相对密度小而上浮，水下沉，实施42/29mg/L的外排标准使34.6的平台（101座）在12个月期间至少超过最大42mg/L标准一次。,2.测试期间，57.5的平台（168座）至少超过29mg/L月平均标准一次；,3.在57.5的平台超标中，28的平台（47座）超过29mg/L，月平均达3次以上；,4.超标的平台中，88.1%使用气浮选设备,97.7%的平台处理过程中使用药剂和77.5%的平台报告有溶解有机物。,7-1 含油污水水质及处理标准(续20),一、污水处理方法,含油污水处理方法有物理方法和化学方法，但在生产实践过程中两种方法往往结合应用。,归纳目前海上主要应用的含油污水处理方法如表7-4 所示。,1.沉降法,沉降法主要用于除去浮油及部分颗粒直径较大的分散油。,7-2 污水处理工艺,经过一段时间后油与水就分离开来。油珠上浮速度可用下面的公式来计算：,式中:,W,油珠上升速度，m/s；,污水中油珠上浮速度降低系数，取=0.95；,、 分别为污水与油的密度，kg/m,3,；,7-2 污水处理工艺（续1）,g,重力加速度，m/s,2,；,d,o,油珠直径，m；,污水的动力粘度系数，kg/（m.s）；,考虑水流不均匀、紊流等因素的修正系数，一般取=1.351.50。,根据该速度就能大致确定污水沉降罐的沉降速度,V,，即沉降速度,V,不能大于或等于油珠上浮速度,W,，否则油珠就将浮不上来，而被水带到水管中去，或是油珠在水中悬浮着。,沉降法能除去直径较大的油珠。沉降法除油一般在沉降罐、沉降舱等中进行。,7-2 污水处理工艺（续2）,卧式沉降罐,7-2 污水处理工艺（续3）,立式沉降罐,7-2 污水处理工艺（续4）,表7-4 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,7-2 污水处理工艺（续5）,2.混凝法,所谓混凝法就是向污水中加入化学混凝剂（反向破乳剂）使乳化液破乳，使油颗粒发生凝聚，油珠变大，上浮速度加快。,电泳试验证明，污水中的油珠带负电荷，因此只要加入水解后能形成带正电的胶体物质，使其和油珠所带的负电荷中和，就能达到凝聚作用。,7-2 污水处理工艺（续6）,混凝剂的加药量与污水水质有关，尤其与污水含油量或悬浮物含量有关，室内应评选出合适的混凝剂并确定最佳的加药量，然后根据现场试验进行上下调整以确定现场的最佳使用浓度。,3.气浮法,气浮法就是向污水中通入或在污水中产生微细气泡，使污水中的乳化油或细小的固体颗粒附在空气泡上，随气泡一起上浮到水面，然后采用机械的方法撇除，达到油水分离的目的。,7-2 污水处理工艺（续7）,7-2 污水处理工艺（续8）,气浮法按采用的供气方式不同又可分为以下几种方法：,（1）溶气气浮,溶气气浮是使气体在一定压力下溶于含油污水中，并达到饱和状态，然后再突然减压，使溶于水中的气体以微小气泡的形式从水中逸出的气浮。,7-2 污水处理工艺（续9）,加压溶解气浮装置流程图,7-2 污水处理工艺（续10）,气浮装置流程：,加压溶气浮选是用水泵将废水加压到0.20.3 MPa，同时注入空气，在溶气罐中使空气溶解于废水中。,废水经过减压阀进入浮选池，由于突然减到常压，这时溶解于废水中的空气便形成许多细小的气泡释放出来。,7-2 污水处理工艺（续11）,带加气装置的分散气浮设备,7-2 污水处理工艺（续12）,分散气浮过程：,用泵将干净的处理水送入循环管汇（E）中，再引入一连串文丘里加气装置 （B）。,水流流过加气装置时从蒸气空间（A）吸入气体，气体从喷嘴（G）喷出时形成无数小气泡。上升气泡在（C）室里产生浮选作用，形成的泡沫用机械装置在（F）处撇去。,7-2 污水处理工艺（续13）,（2）电解凝聚气浮法,电解凝聚气浮法是把含有电解质的污水作为被电解的介质，在污水中通入电流，利用通电过程的氧化还原反应使其被电解形成微小气泡，进而利用气泡上浮作用完成气浮分离。,这种方法不仅能使污水中的微小固体颗粒和乳化油得到净化，而且对水中的一些金属离子和有机物也有净化作用。,7-2 污水处理工艺（续14）,（3）机械碎细气浮法,机械碎细气浮法是海上油田应用较广泛的方法，是采用机械混合的方法把气泡分散于水中。,7-2 污水处理工艺（续15）, 叶轮式气浮法,在叶轮式气浮装置的运行中，污水流入水箱，叶轮旋转产生的低压使水流入叶轮。,叶轮旋转，起泵的作用，把水通过叶轮周围的环形微孔板甩出，于是装叶轮的立管形成了真空，使气从水层上的气顶进入立管，同时水也进入立管，水气混合，被一起高速甩出。,当混合流体通过微孔板时，剪切力将气体破碎为微细气泡。,气泡在上浮过程中，附着到油珠和固体颗粒上,。,7-2 污水处理工艺（续16）,叶轮式分散气浮设备,7-2 污水处理工艺（续17）,气泡通过水面冒出，油和固体留在水面，形成的泡沫不断地被缓慢旋转的刮板刮出槽外，气体又开始循环。, 喷嘴式气浮法,喷嘴式气浮装置的结构与叶轮式气浮装置类似，多有四个串联一起的气浮室。,喷嘴式气浮法的基本原理是利用水喷射泵，将含油污水作为喷射流体，当污水从喷嘴以高速喷出时，在喷嘴处形成低压区，造成真空，空气就被吸入到吸入室。,7-2 污水处理工艺（续18）,喷嘴式气浮要求有0.2MPa以上的压力，当高速的污水流入混合段时，同时将吸入的空气带入混合段，并将空气剪切成微小气泡。,在混合段，气泡与水相互混合，经扩散段进入浮选池。,在气浮室，微小气泡上浮并逸出水面，同时将乳化油带至水面加以去除。,在喷嘴式气浮污水处理中，喷嘴是关键部件，在国内外喷嘴都是专利产品。,7-2 污水处理工艺（续19）,喷嘴的设计原则是喷嘴直径小于混合段的直径，这样流体速度提高，压力升高，气体在水中的溶解度提高。,在喷嘴式气浮污水处理中，喷嘴的位置直接影响除油效果，喷嘴入水较深为好。,另外，喷嘴与气浮室之间要有一段较长的管道，使水和气有充分接触混合的时间，增加溶气量，提高气浮效率。,在渤中34-2/4E 油田就采用了喷嘴式浮法装置。,7-2 污水处理工艺（续20）,（4）影响气浮法效率的因素分析,气浮法净化油田污水的理论研究和试验结果说明，除油效率随着气泡与油珠和固体颗粒的接触效率和附着效率的提高而提高。,气液接触时间延长可提高接触效率和附着效率，从而提高除油效率。,增大油珠直径，减小气泡直径和提高气泡浓度既可提高接触效率，也可提高附着效率。,因此是提高除油效率的重要措施。,7-2 污水处理工艺（续21）,其它一些因素如温度、PH值、矿化度、处理水含油量和水中所含原油类型也都直接或间接地影响除油效率。,因此处理不同的油田污水，即使同样的设计，处理后的含油量也不相同；,同一个水源，采用不同的气浮法处理，处理后的水质也不一样；,即使同一个水源，采用同样的气浮法处理，但随着处理水物性的变化，处理后的水质也会发生变化。,7-2 污水处理工艺（续22）,因此，必须搞清这些因素对除油效率的影响及其之间的相互作用，从而采用针对性措施，提高气浮法净化油田污水的效率。,（5）各种气浮法的特点, 与油田污水的其它处理方法比较，气浮法具有停留时间短，处理速度快、除油效率高和占地面积小等优点，适于海上油田污水处理。,7-2 污水处理工艺（续23）, 各种气浮法各有其优缺点，气浮方法的选用要根据处理量、来水特点、出水水质要求、操作条件、动力消耗等进行综合分析比较，选用较适合的气浮污水净化方法。,机械碎细气浮法是在油田污水处理中应用最广泛的气浮污水净化方法。, 机械碎细气浮法是晚于溶气气浮法出现，但其应用是远比溶气气浮法更加广泛、高效的污水处理工艺。,7-2 污水处理工艺（续24）,A. 喷嘴式气浮法除油效率高，电耗低，结构紧凑占地面积少，但对循环水的压力、水质和动力等运行条件要求较高，适于污水处理量小，水质要求不高、运行条件好的情况下采用。,B. 叶轮式气浮法溶气量大，溶气率都在600% 以上；停留时间短，仅为45min ；除油效率高；造价低，四级叶轮式气浮装置的除油效率相当于或高于单级溶气气浮装置，而其造价仅为前者的60%。,7-2 污水处理工艺（续25）,适于处理不同含油量的油田污水，但是入口含油量要求不能大于2000mg/L。叶轮式气浮法是现在国内外应用最广泛的油田污水处理工艺。, 油田污水气浮处理工艺要与其它污水处理方法结合采用，如气浮助剂、混凝剂和发泡剂等可以大大提高气浮法的效率。,7-2 污水处理工艺（续26）,4. 过滤法,过滤就是通过滤料床的物理和化学作用来除去污水中的微小悬浮物和油珠及被杀菌剂杀死的细菌及藻类等。,过滤法是一种用于含油污水深度处理的方法。,污水经过自然沉降除油，气浮分离，混凝沉降后，再经过滤进一步处理，就可达到污水排放或回注油层的标准。,7-2 污水处理工艺（续27）,过滤一方面是通过滤料的机械筛滤作用，把悬浮固体、油珠及细菌及藻类等截留到滤料表面，或转到先前被截留在滤料内的絮凝体表面；,另一方面，通过滤料的电化学特性把悬浮固体颗粒、油珠及细菌藻类等吸附在滤料的表面上。,影响吸附的因素有滤料颗粒、絮凝体和油珠的大小以及它们的粘着特性和剪切强度等物理因素，还与悬浮固体颗粒、油珠等的电化学特性有关。,7-2 污水处理工艺（续28）,滤料的粒径、级配、厚度对过滤效果有直接影响。,滤料的级配是指不同粒径的滤料所占的比例，适当的滤料级配是取得良好的过滤效果的前提。,滤料的种类很多，以石英砂应用最广泛，常用的还有无烟煤、石榴石、磁铁矿、聚苯乙烯球粒、陶粒、核桃壳等。,对滤料的选材有下列要求：,（1）具有足够的机械强度，在反冲洗时不产生严重的磨损和破碎现象；,7-2 污水处理工艺（续29）,（2）具有稳定的化学性质，不与水发生化学反应；,（3）具有一定的颗粒和适当的孔隙度。,当过滤装置工作一定时间后，滤料的孔隙会被油粒和杂质所堵塞，这时污水通过滤料的水头损失大大增加，因此需要对滤料层进行反冲洗，以恢复滤料层的工作能力。,反冲洗间隔时间各平台应根据本油田的水质情况确定。,7-2 污水处理工艺（续30）,过滤罐结构示意图,序 号,材 料,粒 径,（mm）,填层厚度,（mm）,1,无烟煤,1.2,1000,2,细砂,0.8,400,3,粒砂,2.05.0,100,4,细砾石,5.010.0,100,5,粗砾石,10.015.0,200,6,粗砾石,15.025.0,749,7-2 污水处理工艺（续31）,过滤装置进行反冲洗时，反冲洗水自过滤装置底部进入，自下而上依次经过配水系统、承托层、滤料，最后从反冲洗排水管排走，反冲洗水使滤料层膨松，颗粒间相互碰撞，把截留下的污泥洗下随反冲洗水排除。,5.生物处理法,用微生物氧化分解有机物这种作用来处理污水的方法就叫做生物处理法。,7-2 污水处理工艺（续32）,目前生物处理法主要用来处理污水溶解的有机污染物和胶体的有机污染物。,在处理含油污水时，如果要求排放标准很高则可用生物处理法进行深度处理。,生物处理法与化学法相比，具有经济、高效等优点。,生物处理法有好气生物处理法和厌气生物处理法两种。,生物处理法对被处理的污水水质有以下的具体要求：,7-2 污水处理工艺（续33）,（1）水的PH值：对于好气生物处理，要求水的PH值在69之间。对于厌气生物处理，水的PH值在6.57.5之间。,（2）污水温度：温度也是一个主要因素。对大多数微生物来讲，适宜的温度在2040。,（3）养料：微生物生长繁殖除需要碳水化合物作为食料外，还需要一些无机元素如氮、磷、硫、钾、钙、镁、铁等，因此用生物法处理含油污水时，需投加适量的营养物。,7-2 污水处理工艺（续34）,（4）有害物质：污水中不能含有过多的有害物质，如酚、甲醛、氰化物、硫化物以及铜、锌、铬离子等。,用生物法处理含油污水时，首先需对微生物进行驯化，使其能适应含油污水的环境。,6.水力旋流器法,水力旋流器进行含油污水处理，是近期才发展起来的一种方法，在我国海上油田得到了成功应用。,7-2 污水处理工艺（续35）,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。,7-2 污水处理工艺（续36）,7-3 污水处理工艺流程,当开发方案确定后，应给定油田高峰污水处理量，索取地层水水质资料等基础数据，同时确定污水处理后的用途。,根据用途确定污水处理后要求的水质标准，按照高峰污水处理量、地层水性质和污水水质处理要求标准，结合海上空间面积来选择经济、合理的污水处理设备和设计污水处理流程。,所谓海上污水处理流程，可以理解为用管线、泵等将选择的含油污水处理装置连接到一起，含油污水通过逐级处理装置脱除含油污水中的有害物质。,这种管线、泵等及含油污水处理装置的组合，就是含油污水处理流程。,由于海上油气田的处理量大小不同，原油及伴生水性质不同，处理后的污水要求标准不同，还有海域、经济效益等等因素不同，所选择的处理设施和工艺不可能相同。,一、海上污水处理流程,7-3 污水处理工艺流程(续1),下面以污水处理系统实例加以说明。,1.埕北油田污水处理系统,图7-1是埕北油田污水流程所设置的污水处理装置，包括聚结器、浮选器、砂滤器和缓冲罐。,来自原油处理系统的含油污水，首先经聚结器（ V301A/B），在聚结器入口前加入絮凝剂，在聚结器中，通过絮凝和重力分离。,较大颗粒原油及悬浮固体上浮并被撇入导油槽。,7-3 污水处理工艺流程(续2),处理后的污水靠位差进入浮选器（X-301A/B），设计为加气浮选，由底部加入少量天然气，作为附着小油滴载体与油珠一起上浮到顶部，上部撇油装置将油撇出，处理后的污水由下部出口流出。,7-3 污水处理工艺流程(续3),图7-1 埕北油田污水处理系统工艺流程示意图,7-3 污水处理工艺流程(续4),来自浮选器的污水由泵加压输送到过滤器（ F-301A/B/C），由上至下通过过滤层，处理后污水进入缓冲罐（ T-301A/B）。,此时的污水应是处理后的合格水，可用做注入水或动力液，剩余部分排海。,埕北油田污水处理系统为双系列，单系列设计最大处理量为1800m,3,/d。,各级处理参数见表7-4。,7-3 污水处理工艺流程(续5),表7-4 埕北油田含油污水处理参数,装,置,含,油,mg/L,项,目,聚结器,浮选器,过滤器,备 注,入口,设 计,3000,100,10,实际含油量选处理量为3600m,3,/d,的状况,实 际,3000,100300,3050,出口,设 计,100,10,5,实 际,100300,3050,1530,7-3 污水处理工艺流程(续6),2.SZ36-1油田含油污水处理系统,图7-2是SZ36-1油田污水处理系统，该系统采用分散收集，集中处理的方案，设置在浮式储油轮上。由储油水舱、波纹板隔油器、浮选器及废水泵等组成。,来自原油处理系统的含油污水，首先汇集到储油水舱，储油水舱由4个舱组成（ T-741A/B/C/D ），单舱容积600m,3,，来水含油小于3000mg/L。,7-3 污水处理工艺流程(续7),在四个储油舱室中C舱设有一个16m,3,的撇油柜，含油污水在储油水舱内进行重力沉降，较大油滴上浮并收集到撇油柜中，然后排放到污油舱中；经沉降脱水后的污水含油量可降至300mg/L 以下。,7-3 污水处理工艺流程(续8),1除油舱； 2波纹板隔油器； 3波纹板隔油器；,4浮选器； 5浮选器； 6废水泵,图7-2 SZ36-1油田污水处理系统示意图,7-3 污水处理工艺流程(续9),来自污油水舱中的污水，由废水泵（P-741 A/B/C）提取并送入波纹板隔油器（ V-741 A/B），波纹板隔油器内装有三组波纹板组，与水流方向成45角，通过波纹板组后，污水中细小水滴可以聚结增大并上浮，由上部设置的撇油器撇出。,经隔油器处理后的含油污水进入浮选器（X-741A/B）进行加气浮选。,污水即处理结束排海。,7-3 污水处理工艺流程(续10),SZ36-1油田污水处理系统自投产以来，作了大量的工作，包括化学药剂的选择、流程调整等，使排海污水达到了小于30mg/L 的标准。,3.渤中34-2/4E 油田污水处理流程,图7-3是渤中34-2/4E 油田污水处理流程示意图。渤中34-2/4E 油田污水处理流程相对简单，不再赘述。,7-3 污水处理工艺流程(续11),图7-3 渤中34油田污水处理工艺流程示意图,7-3 污水处理工艺流程(续12),4.渤西油气处理厂污水处理流程,图7-4为渤西油气田油气处理厂污水处理工艺示意图渤西油气处理厂污水处理流程如图7-4，其中采用COD指标控制。,关于COD指标控制将在后面专门介绍。,7-3 污水处理工艺流程(续13),图7-4 渤西油气田油气处理厂污水处理工艺示意图,7-3 污水处理工艺流程(续14),5.西江油田油气处理厂污水处理流程,西江油田采用了水力旋流器设备，其污水处理系统如图7-5所示，该系统的污水处理过程主要集中在水力旋流器上。,西江油田在水力旋流器的应用上取得了较好效果，如表7-5所示。,7-3 污水处理工艺流程(续15),图7-5 西江油田旋流器处理含油污水流程示意图,7-3 污水处理工艺流程(续16),表7-5 南海东部油田水动力旋流器污水处理统计表,油 田,处理设备,制造厂家,设计参数,实际操作参数,处理,效果,备注,处理量,台数,10,4,bbl/d,压力,ps,i,温度,处理量,10,4,bbl/d,压力,psi,温度,水中含,油量,mg/L,惠州26-1,水力旋流器,Modular Production Equipnent,27,9.2,2034,在平台,惠州32-3,水力旋流器,Modular Produaction Equipment INC.Vortoil.,16,14.2,240,120,6.8,1027,在平台,陆丰13-1,水力旋流器,Modular Produaction Equipment INC.,16,15,240,120,6.4,1037,在平台,7-3 污水处理工艺流程(续17),西江24-3,30-2,水力旋流器,23.7,230,93,2.6,1441,在FPSO,流花11-1,水力旋流器,KRESS(petroleum Technologies),65,240,120,14.6,3947,在FPSO,陆丰22-1,水力旋流器,KVAERNAR,34,290,125,7.5,1832,在FPSO,表7-5 南海东部油田水动力旋流器污水处理统计表（续表）,7-3 污水处理工艺流程(续18),二、渤西油气处理厂按COD指标控制,含油污水生物处理实例,渤西油气处理厂，设计应用生物处理方法，按COD 污水排放指标控制。,渤西油气处理厂含油污水生物处理装置由北京金源环境保护设备有限公司设计制造。,它利用生物处理的方法，在现有污水处理装置的基础上，进一步去除污水中残余的酚类和其他溶解性难降解的有机物质，使外排污水水质达到排放要求。,7-3 污水处理工艺流程(续19),该装置分两期进行。,一期工程的设计污水处理能力为3010,4,m,3,/a，按年运行天数350天计算，每天污水处理量为860m,3,。,二期工程将扩建为年处理污水6010,4,m,3,的处理能力，计划在2012 年动工。,整个处理装置采用C-TECH生化处理工艺。,1.C-TECH工艺原理,C-TECH工艺是SBR类工艺中的变型工艺循环式活性污泥法(Cyclic Activated Sludge Technology)。,7-3 污水处理工艺流程(续20),它是在一个或多个平行运行反应容积可变的池子中，按照“曝气-非曝气”阶段不断重复进行。,在曝气阶段主要完成生物降解过程，在非曝气阶段则主要完成泥水分离和撇水过程。,因此属于序批式活性污泥法。,C-TECH工艺每一操作循环由进水/曝气、沉淀、撇水以及闲置等四个阶段组成。,7-3 污水处理工艺流程(续21),循环开始时，由于污水的进入，使得池子内部的水位由某一最低水位开始上涨；经过一定时间的曝气和混合后，系统停止曝气以便使反应器内的活性污泥进行絮凝沉淀，活性污泥将在静止的环境中沉淀。,当沉淀阶段完成后，撇水器将池子上部的上清液排出系统，同时水位将降到所设定的最低水位。之后，系统将重复以上过程。,7-3 污水处理工艺流程(续22),2. C-TECH工艺的组成,（1） 生物选择器,它位于曝气池的前段，主要用于防止活性污泥膨胀。,在选择器中，污泥经历一个高负荷的阶段，污水中的溶解性有机物能通过酶反应机理而迅速被絮凝性微生物所吸附、吸收而去除，使系统中可能出现的丝状微生物因无法取得食料而得不到生长优势。,7-3 污水处理工艺流程(续23),（2）主曝气区,在主曝气区中进行曝气供氧，微生物在好氧条件下降解进水中的有机物质，同时自身得到增殖。,（3）污泥回流排除剩余污泥系统,在C-TECH池子的末端设有潜水泵，污泥通过此泵不断从主曝气区被抽送至选择器中（污泥回流量为进水总量的20%）。,安装在池子内的剩余污泥泵在沉淀阶段结束后将工艺过程中产生的剩余污泥排出系统。,7-3 污水处理工艺流程(续24),（4）撇水装置,在池子的末端设有可升降的撇水堰，用以排出处理后的污水。,撇水装置可以有效地防止池子表面可能出现的浮渣进入撇水系统而随出水排出。,3.C-TECH工艺的优特点,（1）池子所需容积小，建造费用低；,（2）能较好地缓冲进水水量和水质的波动；,7-3 污水处理工艺流程(续25),（3）处理效果好，排出的剩余污泥稳定化程度高；,（4）无污泥膨胀，污泥沉降性能好；,（5）无需再设置二沉池和庞大的回流污泥泵站。,4.工艺流程和设施叙述,（1）来水,在现有的含油污水处理装置中，经斜管除油罐和浮选机处理后，出水进入吸水池，再由过滤泵提升经核挑壳过滤器过滤后进入外输污水罐。,7-3 污水处理工艺流程(续26),进入该装置的污水来自现有核挑壳过滤器前或后的出水。,由架空管廊穿越现有污水处理区进入污水生物处理区冷却塔。,当来水含杀菌剂浓度较高时，则先进入贮水池临时贮存，以后少量地掺入下一处理单元。,（2）降温,由于来水温度较高，须先经空气冷却到40以下，以利于微生物的生长和保证对有机物的降解效果。,7-3 污水处理工艺流程(续27),（3）生物处理,冷却塔出水经过配水井按自动程序配水至C-TECH池中进行生化处理。,C-TECH池有两个，每个池中设有两个区：第一区为生物选择区；第二区为主反应区。,生物选择区是防止污泥膨胀，而在主反应区则完成去除有机物等生物处理过程。,7-3 污水处理工艺流程(续28),池内设有污泥循环泵将活性污泥从主反应区不断打回生物选择区。,C-TECH工艺中进水/曝气、沉淀、撇水等各个阶段，污泥循环系统，撇水过程等采用PLC自动控制，每个运行循环的周期为4小时。,（4）生物处理系统的供氧,活性污泥降解有机物所需的氧量由鼓风曝气系统供给。其供氧方式采用的是微气泡扩散方式，采用橡胶膜式微孔曝气器。,7-3 污水处理工艺流程(续29),（5）撇水系统,根据每个周期的实际进水量控制撇水器的撇水速率。,在撇水时，移动式撇水堰沿给定轨道以较高的速率降到水面。,在与水面接触后，撇水装置的下降速度即转移到正常下降速度。,当撇水装置下降到最低水位后，再返回到初始状态。,7-3 污水处理工艺流程(续30),撇水堰渠的前部设有挡板，可以避免水面可能存在的浮渣（泥）随出水一起排出。,（6）剩余污泥的排出,为保持池内污泥浓度的稳定，设有剩余污泥泵，其运行时间的长短由PLC根据池内污泥浓度自动控制。,（7）营养盐投加装置,该装置用于提供微生物生长需要的氮磷等营养盐类物质。,7-3 污水处理工艺流程(续31),（8）出水池,出水池用于缓冲、贮存来自C-TECH池的污水，保持后续设备的平稳运行。,池内设有出水泵和纤维过滤器进水泵。,经设在外排污水管道上的COD在线检测仪检测达标后由出水泵举升回原污水处理装置内的外输污水罐。,7-3 污水处理工艺流程(续32),当外排污水COD值超标时，出水泵自动停泵。启动纤维过滤器进水泵，将部分或全部污水打到后续过滤系统进行深度处理，然后掺回入出水池；若出水仍不能达标，则从出水池溢流到贮水池重新处理。,（9）深度处理,深度处理设有两级：第一级是纤维过滤器，第二级是活性炭过滤器。,如经纤维过滤器过滤后就达标，将不再启动活性炭过滤器。,7-3 污水处理工艺流程(续33),7-4 开式污水排放系统,开式排放系统主要是收集平台各处敞开于大气的水、污水和污油，并进行处理。,有的平台的开式排放系统又可以分为非含油污水排放系统和含油污水排放系统。,一、非含油污水排放系统,非含油污水排放系统由于收集和排放的是不含油和对海洋不会造成污染的水，主要是生产流程中多余的海水，处理后的生活污水，冷却设备水、冷凝水、反冲洗水以及下雨时从各甲板和直升飞机坪（甲板）汇集起来的雨水。,因此该系统不采用任何处理设备，只是用管子将各排放口连接，最后汇集到一根总管直接排入大海。,二、含油污水排放系统,含油污水排放系统的作用是将生产、公用系统中的含油污水进行收集和处理，达到排放标准后排入海中。,7-4 开式污水排放系统（续1）,该系统主要设备有开式排放罐、污水泵等。,开式排放罐是该系统中最重要的设备，如图 6-3-1（涠11-4PUQ的开式排放罐）是一个典型的开式排放罐示意图，其外部主要有各种接口管嘴，仪表、阀门，入孔及插入式加热器等，内部主要有与水平面线成45角的一组斜板，油水隔板和导油管等。,7-4 开式污水排放系统（续2）,开式排放水从“1”口进入集装箱，经过斜板时由于油水重度不同，油滴沿着斜板面向上浮起，在水面上聚结成油层，油层通过集油管到集油箱。,污水从“2”口流出排海或进行进一步处理，集油箱里的油通过污油泵打回油气处理系统。,回收油泵则是用于将排放罐中的原油打到原油处理流程。,7-4 开式污水排放系统（续3）,图7-6 涠11-4PUQ的开式排放罐示意图,7-4 开式污水排放系统（续4）,开式排放系统由于收集的是各处与大气相连的含油液，因此它是在常压下工作，操作中主要注意控制罐内的液位和温度。,正常情况下液位和温度都是自动控制，设定好报警值，将液位和温度限制在所要求的范围内，一般的开式排放罐也提供了就地的手动控制的功能，可以就地开启或关停泵来保持罐的液位，就地关断或开启电热源（或热介质）来保持罐的温度。,三、开式排放系统的操作,7-4 开式污水排放系统（续5）,