2016年2月18日的“新聞聯(lián)播”播放了大慶油田采用三元復(fù)合驅(qū)技術(shù)提高采收率的新聞。三元復(fù)合驅(qū)的實(shí)質(zhì)是用廉價的堿部分或全部代替價格昂貴的表面活性劑，降低化學(xué)驅(qū)所需表面活性劑用量。但是，該技術(shù)也存在一些不足，例如強(qiáng)堿引起的結(jié)垢、表面活性劑的經(jīng)濟(jì)性問題、聚合物的溶解性、各種化學(xué)劑的吸附損失以及采出液的處理等問題。這里介紹大慶油田三元復(fù)合驅(qū)采出液的處理工程實(shí)例，供業(yè)內(nèi)參考。三元復(fù)合驅(qū)：是指在注入水中加入堿(A)、低濃度的表面活性劑(S)和聚合物(P)的復(fù)合體系驅(qū)油的一種提高原油采收率的方法。它是20世紀(jì)80年代初國外出現(xiàn)的化學(xué)采油新工藝，是在二元復(fù)合驅(qū)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。大慶油田室內(nèi)研究及先導(dǎo)性礦場試驗(yàn)表明，ASP三元復(fù)合驅(qū)可比水驅(qū)提高20%以上的原油采收率。其實(shí)質(zhì)是用廉價的堿部分或全部代替價格昂貴的表面活性劑，降低化學(xué)驅(qū)所需表面活性劑用量。但是，三元復(fù)合驅(qū)油劑還存在一些不足之處。比如，強(qiáng)堿引起的結(jié)垢問題，表面活性劑的經(jīng)濟(jì)性問題，聚合物的溶解性、各種化學(xué)劑的吸附損失以及三元復(fù)合驅(qū)采出液的處理等問題。大慶油田進(jìn)入中后期開采階段，采出水水量逐年增大、污水成分更加復(fù)雜。隨著三元復(fù)合驅(qū)工業(yè)化推廣，這一趨勢將更加明顯。由于三元復(fù)合驅(qū)采出水中同時含有驅(qū)油劑（聚合物、表面活性劑和堿）、油和懸浮物，驅(qū)油劑中的聚合物分子使水中的懸浮物和油類進(jìn)一步分散，表面活性劑的加入則降低了油水間的界面張力，從而使各種污染物在水中的存在狀態(tài)更加穩(wěn)定，采出水的粘度、SS濃度升高，乳化嚴(yán)重，造成油水分離及SS的去除比普通采出水處理難度更大，原有的水驅(qū)、聚驅(qū)處理工藝已經(jīng)無法滿足三元復(fù)合驅(qū)采出水處理指標(biāo)的要求�；诖�，根據(jù)三元復(fù)合驅(qū)采出水水質(zhì)特點(diǎn)，制定合理的處理流程，經(jīng)精心的調(diào)試與運(yùn)行，最終達(dá)到較好的處理效果，為今后工程實(shí)踐的應(yīng)用提供理論依據(jù)。該試驗(yàn)處理水量為48m3/d，出水水質(zhì)要求達(dá)到高滲透油層“雙20”回注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，原水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。表1 原水水質(zhì)及回注標(biāo)準(zhǔn)由于三元復(fù)合驅(qū)采出水PAM含量較高，造成后續(xù)過濾速度較慢，反沖洗頻繁，出水水質(zhì)較差，水解酸化/生物接觸氧化工藝通過投加自行研發(fā)的耐堿、耐鹽、降聚的高效專性微生物菌種，在出水粘度降低的同時無二次污染且運(yùn)行成本較低，因此采用水解酸化/生物接觸氧化組合工藝對三元復(fù)合驅(qū)采出水進(jìn)行處理。處理流程見圖1。
圖1 污水處理工藝流程
三元復(fù)合驅(qū)采出水通過高效氣浮池，去除部分懸浮物和含油量后，進(jìn)入水解酸化池，將大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)物，部分PAM斷鏈，提高污水的可生化性，以保證后續(xù)構(gòu)筑物的穩(wěn)定運(yùn)行；隨后進(jìn)入生物接觸氧化池，出水進(jìn)入緩沖池后經(jīng)過水泵提升至兩級石英砂過濾，最終出水進(jìn)入清水池，出水可以直接回注或供兩級砂濾反沖洗使用。3 主要構(gòu)筑物及設(shè)計參數(shù)（1） 高效氣浮池。采取部分回流加壓溶氣氣浮方式，通過內(nèi)置斜管，同時實(shí)現(xiàn)氣浮與沉淀雙重作用，主要去除污水中懸浮物和分散油及浮油，減少后續(xù)構(gòu)筑物的負(fù)荷。設(shè)計尺寸3.6m×1.2m×1.7m，體積為7m3，1座，碳鋼結(jié)構(gòu)，地上式。（2） 水解酸化池/接觸氧化池。對高效氣浮出水進(jìn)一步處理，去除部分未降解的懸浮物及大分子聚丙烯酰胺，保證后續(xù)砂濾的進(jìn)水水質(zhì)。設(shè)置水解酸化與接觸氧化兩個單元，加強(qiáng)生化工藝的整體處理效果。設(shè)計尺寸為8m×2m×2m，總體積為32m3，HRT為16h，水解酸化池、接觸氧化池體積各16 m3，停留時間均為8h，碳鋼結(jié)構(gòu)，地上式。生物接觸氧化池配套風(fēng)機(jī)風(fēng)量0.5m3/min，功率0.75kW，2臺，1備1用。（3） 沉淀池。截留水解酸化池/接觸氧化池出水中攜帶的SS，污泥回流至水解酸化池內(nèi)，保證微生物量的同時起到攪拌的作用，使污泥懸浮，增強(qiáng)其處理效果。設(shè)計尺寸3.6m×1.4m×1.6m，1座，體積8m3，HRT為4h。碳鋼結(jié)構(gòu)，地上式。（4） 兩級砂濾罐。進(jìn)一步截留沉淀池出水中的SS和含油量，確保最終出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。兩級砂濾的設(shè)計尺寸均為Φ0.9m×3.2m，體積均為2m3，濾速為3.1m/h，碳鋼結(jié)構(gòu)，地上式。首先進(jìn)行高效溶氣氣浮運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化，確定氣水比、回流比、停留時間，同時開展水解酸化/生物接觸氧化池微生物的培養(yǎng)與馴化，分別投加自行研發(fā)的高效微生物菌劑，每次各投加150L，共投加3次，由于污水溫度穩(wěn)定在30～35℃，故無需加熱，運(yùn)行初期悶爆，水解酸化池按300:5:1，接觸氧化池按100:5:1投加營養(yǎng)。根據(jù)進(jìn)、出水pH和SS及COD去除率的變化，逐步提高進(jìn)水負(fù)荷，經(jīng)過60d的調(diào)試，水解酸化池/接觸氧化池均穩(wěn)定運(yùn)行。最后考察濾速對出水水質(zhì)效果的影響，確定最佳濾速，各單元工藝在最優(yōu)參數(shù)下，連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行6個月。隨著生化工藝的穩(wěn)定運(yùn)行，整個污水處理工藝進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行階段并通過當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門的驗(yàn)收檢驗(yàn)，運(yùn)行效果如表2所示。表2 組合工藝各單元進(jìn)出水水質(zhì)整個工藝流程設(shè)計緊湊，運(yùn)行管理方便，占地面積小，處理效果穩(wěn)定，基建及運(yùn)行費(fèi)用低，噸水處理費(fèi)用僅為1.4元，為日后的工程實(shí)踐提供理論依據(jù)。（1）針對三元復(fù)合驅(qū)采出水水質(zhì)特點(diǎn)及現(xiàn)場實(shí)際情況，制定“氣浮-水解酸化/接觸氧化-兩級砂濾”組合工藝對污水進(jìn)行處理，取得了較好的處理效果，自動化程度高，處理效果穩(wěn)定優(yōu)異。（2）在高效氣浮氣水比為1:10，停留時間為2h，回流比為50%，溶氣壓力為0.5MPa；水解酸化池停留時間為8h，生物接觸氧化池停留時間為8h，兩級砂濾濾速為3.1m/h時，組合工藝對懸浮物的去除率高達(dá)95%，含油量的去除率高達(dá)98%，聚合物的去除率為31%。（3）“氣浮-水解酸化/接觸氧化-兩級砂濾”組合工藝處理三元復(fù)合驅(qū)采出水能夠保證污水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)回注，出水可達(dá)到高滲透油層“雙20”回注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，助力油田實(shí)現(xiàn)注采平衡，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和環(huán)境效益。完整內(nèi)容參見《中國給水排水》2016年3月第6期：氣浮/水解/接觸氧化/砂濾處理三元復(fù)合驅(qū)采出水，作者：大慶油田水務(wù)公司 狄茂，許成君，趙樹君，王飛，李文強(qiáng)。
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