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(2)微孔过滤。微孔过滤又称保安过滤,它以压力为驱动,采用成型的滤材,滤材上分布有均匀的微
孔,孔径在2.5~250m,可去除粒径为0.5~5m的颗粒。滤材常采用烧结滤管,材料有陶瓷、玻璃砂、聚乙烯等,滤元机械强度高。悬浮物被截留在滤管的表面和表层,当过滤压力升高后,用砂纸磨去表层后可继续使用直到滤管减薄到2~3mln时更换。此类过滤器一般用作超滤过滤的强化预处理。
(3)预膜过滤。预膜过滤器由带有多孔的管式或板框式滤元构成.过滤之前硅藻土或粉煤灰等介质被均匀涂布于滤元上形成过滤介质,滤元既是过滤主体又是涂膜的载体.涂膜的质量直接影响过滤
器的运行。预膜过滤器也是以压力为驱动,需要反冲洗,反冲洗时涂膜被带走,然后使用新的介质进行涂膜、过滤。预膜过滤器去除悬浮物的效率高,在胜利油田东辛营11注水站使用的是石油大学开发的粉煤灰预膜过滤器。
(4)微孔滤膜过滤。膜技术是新的水处理技术,
它的技术核心是滤膜,它以电位差、压力差或浓度差为动力进行固液分离。膜法分离可分为反渗透、超滤、纳滤、微滤等,其中适合油田污水精细处理的为微滤、超滤。微滤以微孔滤膜作为截留悬浮物的介质,滤膜材质有有机聚合物膜和无机膜两种,微滤过滤器以压力为动力,过滤过程属于筛分分离。微孔滤膜膜孔径在0.1~70m,孔径可控,膜厚度在0.10~0.20inln,工作压力0.05~0.3MPa,可截留粒径>0.1m的微粒如细菌。微孔滤膜具有滤速大、膜纳污少、无介质脱落等优点,应用面很广.可用于超低渗透油田回注水精细处理。超滤介于纳滤和微滤之间.也属于压力型膜,膜孔径在0.05~1m,可去除约100%的浊度和>90%的细菌,其分离过程包括吸附、阻塞和筛分。一般认为属于筛分过程,目前最常用的膜为氧化铝膜。微滤和超滤在实验性工程如胜利油田营11—8的中空纤维超滤装置、滨南18注的聚四氟乙烯折叠膜等中得到了应用。另外在胜利油田有12个站应用中空纤维超滤装置处理黄河水和地下水,处理量400~900m3/h,运行效果良好,取得了很大的经济效益。但由于膜表面清洁比较困难,处理含油污水特别是含油量较高的污水时油会黏附在膜表面不易清除,膜技术在油田中应用还处于试验应用阶段,有待于进一步的研究。
2.2精细过滤前的预处理技术
过滤器对进水水质有较高的要求,实践证明,如果预处理达不到要求,过滤器将很难发挥其应有
的作用。调研结果显示胜利油田有不少的污水处理站由于前部除油、除悬浮物效果不好,直接导致了过滤器的停运。如辽河油田污水处理站预处理效果显著,过滤器运行效果明显,但由于预处理没有采取杀菌措施。近一段时间开始出现生物膜影响过滤器运行效果的现象。精细过滤器更是如此,精细过滤前的预处理技术是精细过滤器能否充分发挥其作用的关键。
(1)除油和悬浮物技术。各油田广泛采用的成熟的除油和悬浮物的技术有各种除油罐、沉降罐、气浮机和常规过滤器等。对于稀油污水,沉降、除油罐即可达到较好的效果,对于稠油污水,则需在沉降、除油罐之后采用高效气浮技术。随着油田二次采油和三次采油的进行,采出水水质越来越差,除油和悬浮物的技术面临着严峻的考验。
(2)水质改性技术。针对油田污水硬度、矿化度高,易产生腐蚀结垢等的问题,提出了水质改性技术,即向除油后注水中加入石灰乳、复合碱、絮凝剂和水质稳定剂等来降低水的硬度,稳定水质.达到缓蚀阻垢的目的。水质改性技术在中原油田、新疆油田、胜利油田等1O多座处理厂应用.实际运行结果良好。
(3)杀菌抑菌技术。杀菌、抑菌的主要手段是加杀菌剂或紫外辐射杀菌。杀菌剂分有机杀菌剂和无机杀菌剂,无机杀菌剂一般为氯及其化合物.是利用氯的强氧化作用来杀灭细菌,如胜利纯梁首站采用电解氯化物水溶液杀菌装置,就是利用电解新生成的氯、次氯酸等活性物质的强氧化性杀灭细菌。有机杀菌剂一般有季铵盐类、有机硫化物、异噻唑啉酮以及氯酚等化合物。由于长期使用一种杀菌剂.细菌可能对其产生一定的抗药性,因此需要不断开发新型、高效的杀菌配方。有机化合物可以较容易地引入有特定功能的基团,合成多功能的有机药剂。在杀菌的同时起到缓蚀阻垢的作用。紫外线杀菌是主要的物理杀菌手段,在253.7~826nm范围有很强的杀菌作用,紫外线杀菌简单易行,但对水质有要求。如浊度以及一切可对该波段紫外线产生较强吸收的物质的存在都将使紫外线杀菌效果大大降低。
(4)防腐阻垢技术。除了上述水质改性技术和杀菌抑菌技术缓解腐蚀结垢以外,还可采用阴极保护、天然气密等技术。天然气密封技术在胜利油田应用最为广泛,胜利油田绝大多数油田采出水处理站采用密闭的处理工艺以杜绝氧气进入流程引起化学腐蚀。
3油田回注水精细处理流程
目前大部分低渗透油田回注水处理流程一般是在常规处理的二级或三级处理之后加上精细过滤工艺,各低渗透油田回注水的处理流程主要有以下几种:
流程1——采油污水_+沉降除油罐_+气浮机/池_+常规过滤器_+精细过滤器注水站;
流程2——采油污水_+沉降除油罐_+常规过滤器_+精细过滤器_+注水站;
流程3——地下水/地表水初过滤_+精细过滤器_+注水站;
流程4——地下水/地表水初过滤_+膜过滤器_+注水站。
其中精细过滤和膜过滤是关键技术,前面的预处理技术如沉降除油、气浮、常规过滤等技术是精细过滤和膜过滤充分发挥其功能的保障。对于采油污水的处理系统,如果预处理达不到要求,精细过滤器和膜过滤器将很难发挥其应有的作用.甚至出现因预处理效果不好致使精细过滤器甚至常规过滤器瘫痪的例子。
对于地下水/地表水的处理系统.特别是引入了膜技术的系统,其出水水质一般都可以达到低渗透油田回注水水质要求,但是需要耗费大量的淡水资源,同时意味着有大量的采油污水排放到地表。
4存在问题及发展方向
(1)加强预处理的运行管理。在实际运行过程中,处理站较少关心过滤器的进水水质,一味依赖过滤器本身来解决问题,使得过滤器负担过重,滤料、滤膜污染严重,导致反冲洗或清洗周期缩短,处理效率下降。由于预处理不好特别是当含油较高时将造成过滤介质的迅速污染和阻塞等现象。因此加强前部的除油措施的运行管理是缓解目前油田各种过滤器运行效果不好的有效办法。
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