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油田废水除污技术新突破

[日期:2012-10-19]   来源:互联网  作者:互联网   阅读:1134次[字体: ]

含油废水是油田主要废水之一,是油田为提升采油率而产生的一种废水,这种废水成分复杂,处理难度高,一直是油田环境污染的主源头。除此之外,石油化工、钢铁、焦化、煤气发生站、机械加工等工业部门也被含油废水长期困扰。因此,解决含油废水的循环利用问题,不仅是各大油田的期盼,也是许多任务业部门的渴望。早前,中国石油吉林油田宣布,上海安洁士石油技术公司自主研发的油田含油废水无害化处理技术通过了吉林油田的省级专家评审,处理排放指标符合国家排放标准。这不仅是内地首次在该项技术上取得突破,同时,也使长期遭含油废水困扰的工业企业看到了希望。

  油田污染废水为害

目前中国油田为提高石油采出率,普遍应用压裂技术。但是,压裂作业的返排液对环境的污染十分严重,处理难度极大,被公认为油田环境污染源之一。专家表示,在石油油井开采之初,地层的压力将石油顶出。这时候采油非常容易。但随着开采的进行和地下压力的减少,采油难度逐渐加大。在早期,一般采用注水驱油的办法,通过向油井注水,利用油比水轻的原理将油「顶」出来。但目前油田主要采用压裂技术来提升采油率。

油田压裂技术是通过专门设备─油田压裂机将压裂液打入井下,增大原先地层的孔隙,加快出油速度,增加出油量。压裂液是一种高分子聚合物的溶液,含有黏度很大的天然胍胶,加上石屑、沙子等强度比较大的颗粒,还有助排剂及其它的一些添加剂共同制成,形成一种粥状的溶液。当油田压裂机将压裂液打入井下,将地层打开裂缝,压裂液携带的沙子和石屑便会填充进入,将缝隙顶住,避免其在压力消失后愈合;这时会开始注入一种破胶剂,使天然胍胶的黏度迅速降低,能够像水一样被重新回收上来。这种经过脱胶剂再收回来的就是返排液。

  新技术助化油净化

由于返排液中含有胍胶、破胶剂等大量有机高分子,使它构成了一个复杂的体系,其COD 值(化学需氧量)更达到四千至八千。目前污水处理厂的技术工艺,满足不了压裂返排液的处理需求,既达不到排放标准,也给工厂设备造成很大压力。

据介绍,上海安洁士石油技术公司自主研发的含油污水无害化处理技术,核心技术为有机高分子絮凝剂、微波诱导催化装置和敏化剂、活性炭毡线上吸附再生装置等化学试剂和自动装置,通过采用先进工艺,成功地解决了含油污水中残留高分子聚合物带来的难题。目前,该技术已在油田进行了实地的中期试验,处理效果达到国家一级标准,处理能力为一吨╱小时,并可根据需要,放大到二十吨╱小时和三百吨╱小时。

  含油污水无害化处理技术主要的难点在于:

一,污水的絮凝。以往,水处理最常用的一种方法就是在污水里加入絮凝剂,使那些污物聚集到一起,然后将其排除。但由于含油污水中水油混合,絮凝剂难以发挥作用。加上絮凝剂本身功效的问题,以前完成这个过程需要三十分钟到一个小时,难以满足工业化的要求。此次,安洁士采用了突破性的水处理剂,将破乳和絮凝两种功能聚合在一起,既具有很强的破乳功能,又具有高速絮凝的功能,一般情况下,一到三分钟之内,絮凝剂都可以完成污水的絮凝过程,比较适合工业化生产。

二,使污染物「化整为零」。由于含油污水中含有大量有机高分子,比如返排液中的胍胶以及其它添加剂,造成它的分子量很大。这些有机高分子聚合物在水中吸附了各种有害物质,由于其分子量大、黏度大的特点,常规的方法无法将它们分离出来。而含油污水分子量高,恰恰就是其处理的核心和难点。

  大规模工业化适用

专家认为,此次研究通过将一种新研制的催化剂加入水中,在微波的条件下,将高分子聚合物「打碎」,变成了低分子物质。这种方法使得含油污水处理能够大规模工业化,能够达到一百吨╱小时,而一口油井一天产生的污水也只是一百吨左右。

污染物分离降解后,便要将它取出,活性炭毡线上吸附再生装置做的就是这个工作。活性炭是一种优良的水处理工具,它的表面有很多空隙,可以吸附水中的有害物质。很多人家中安装的自来水净水机中,有一个个像小罐子一样的设备,里面多数装的都是活性炭。水从里面走一遍,出来的就是净水。但活性炭也有缺点,当脏东西吸附过多的时候,活性炭就会失效。常规方法只有将其取出,到指定地点用高温炉将脏东西烧掉,然后再经过活化工艺,重新回用。如果用在工业化的含油污水处理上,这个反复取装的过程,一来造成劳动强度很大,二来容易造成周边环境污染,成本高,效率低。

新技术采用了「活性炭纤维毡线上吸附及再生装置」,将活性炭的特性集中到一个纤维毡上,而吸附效率、性能都要高于普通活性炭。另外,它还具有良好的耐高温性和解析性,可以承受五百度的高温,而这个温度下有的活性炭就会燃烧。

  成为节能减排样板

在清理时,活性炭毡避免了反复装取的麻烦,在生产线上通过高温高压蒸汽,三十分钟后就可以将污染物去掉,达到出厂指标。

膜过滤也是此次研究的核心技术一部分。以前的膜往往跟油比较「亲近」,容易沾油。而研究人员通过在膜中加入排斥油的物质,增加了膜的亲水性,既方便油水分离,又让膜容易清洗。

源于石油、石油化工、钢铁、焦化、煤气发生站、机械加工等工业部门的含油废水,无论对工业生产,还是对居民生活都会产生极大危害。实验表明,如果废矿物油内的有毒物质通过人体和动物的表皮渗透到血液中,并在体内积累,会导致各种细胞丧失正常功能,是公认的致癌和致突变化合物。如果把废矿物油倒入土壤,也会导致植物死亡,被污染土壤内微生物灭绝。如果废矿物油进入饮用水源,一吨废矿物油可污染一百万吨饮用水。含油废水作为污染物质,所引发的危害,当与废矿物油不相上下。

作为一个水资源缺乏的国家,彻底解决含油废水的回圈利用,不仅为油田实现增产和环保的双目标提供了有力支持,也为企业带来巨大的经济效益。同时,还为各产生含油废水的企业做好节能减排提供了可喜的途径。
 

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