中石化低滲透油田采出水回注工程介紹
來(lái)源：北京特里高膜技術(shù)有限公司 閱讀：4098 更新時(shí)間：2009-08-03 17:45[摘要]本文針對(duì)我國(guó)低滲透油田采出水回注的現(xiàn)狀及水質(zhì)要求，結(jié)合中石化腰英臺(tái)油田采出水處理情況，重點(diǎn)介紹了管式膜生物反應(yīng)技術(shù)（TMBR）。管式超濾膜TMBR技術(shù)是一種高效的廢水處理技術(shù)，它采用特種菌生化+Berghof管式膜相結(jié)合的處理方式，通過(guò)特種菌生化可去除大部分油等有機(jī)物，通過(guò)管式膜代替活性污泥法中的二沉池，將微生物、膠體、SS以及大分子有機(jī)物等物質(zhì)完全截留，出水SS、濁度幾乎為零，分離效率可大大提高，解決了常規(guī)處理技術(shù)難以解決的難題。
TMBR工藝采用高速交叉流過(guò)濾模式，可有效避免膜污染，具有結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)潔、維護(hù)操作方便，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定等特點(diǎn)，膜使用壽命長(zhǎng)達(dá)7年以上。TMBR工藝不會(huì)產(chǎn)生二次污染，可完全實(shí)現(xiàn)油田采出水的回注應(yīng)用，受到用戶(hù)的廣泛認(rèn)可。
石油生產(chǎn)過(guò)程中每年約產(chǎn)生6億噸油田采出水，此類(lèi)廢水中含有大量的難降解有機(jī)物，可生化性差，水質(zhì)變化大，污水中原油主要以浮油、分散油和乳化油的形式存在，處理非常難度大，要達(dá)到回注水要求難度更大。我國(guó)低滲透油田的注水水質(zhì)要求為（SY/T-5329-94）：水中粒子粒徑不超過(guò)1µm，SS含量不超過(guò)1mg/L，含油量不超過(guò)5mg/L。常規(guī)法處理油田采出水，很難達(dá)到此回注水標(biāo)準(zhǔn)要求，而膜法MBR工藝由于其過(guò)濾精度高、出水水質(zhì)穩(wěn)定、無(wú)二次污染等特點(diǎn)逐步被采用。
1、應(yīng)用管式膜TMBR工藝處理油田含油污水
雖然使用膜分離可以很容易滿(mǎn)足回注水水質(zhì)要求，但由于油引起的膜污染問(wèn)題一直未能得到有效解決。采用一般浸沒(méi)式MBR工藝，膜通量會(huì)很快下降，并且容易斷絲。針對(duì)油田采出水的特性，在江蘇博大環(huán)保股份有限公司多年來(lái)水處理生物技術(shù)及膜技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，我公司與其合作，開(kāi)發(fā)了專(zhuān)門(mén)用于油田采出水回注的生物+管式膜TMBR聯(lián)合處理工藝。該技術(shù)可使生化池內(nèi)保持高的污泥濃度，增長(zhǎng)污泥停留時(shí)間，同時(shí)借助管式膜0.03µm的截留孔徑，能將微生物（細(xì)菌、病毒等）、膠體、SS、大分子有機(jī)物等完全截留，出水SS、濁度幾乎為零，解決了常規(guī)處理技術(shù)難以解決的難題。
使用Berghof管式膜TMBR工藝處理含油污水，解決了滿(mǎn)足油田回注水要求的大難題。首先利用特種菌進(jìn)行生化，然后使用Berghof管式膜進(jìn)行分離。采用高速交叉流過(guò)濾技術(shù)，污染物不宜在膜表面結(jié)存；而且膜的分離濃縮作用可將污泥濃度提高到10-20g/L，是常規(guī)活性污泥法的4-5倍，可有效提高生化效率。容易導(dǎo)致膜污堵的污染物——油、有機(jī)物等大部分已經(jīng)通過(guò)微生物進(jìn)行了有效降解，通過(guò)膜時(shí)含量已經(jīng)很低，所以膜元件不易堵塞，一般只需3-6個(gè)月進(jìn)行一次化學(xué)清洗。結(jié)果表明，以上特種生化+管式膜的TMBR技術(shù)是一種很有效實(shí)現(xiàn)采出水回注的方法。
經(jīng)過(guò)大慶油田的工業(yè)試驗(yàn)確認(rèn)，該技術(shù)是目前解決油田含油廢水中的油和懸浮物最有效且運(yùn)行費(fèi)用較低的方法，目前已在中石化腰英臺(tái)等三個(gè)油田回注水處理工程中（2400t/d+1400t/d+1200t/d）實(shí)現(xiàn)成功應(yīng)用，并且大慶油田采油五廠已采用改組和工藝中的生物法建立了一套1500t/d含聚合物的采出水處理裝置，大慶油田也正在論證采用管式膜TMBR技術(shù)處理15000t/d的含油污水，以達(dá)到低滲透油田回注水要求。
1.1項(xiàng)目概況
以腰英臺(tái)2400t/d的項(xiàng)目為例。本項(xiàng)目采用德國(guó)Berghof公司的8寸管式超濾膜組件，共36支，6支一組，共6組，F(xiàn)場(chǎng)工程圖如圖1。
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進(jìn)出水水質(zhì)：
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表1 原水水質(zhì)和產(chǎn)水水質(zhì)指標(biāo)
表2 TMBR系統(tǒng)管式膜運(yùn)行參數(shù)
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管式超濾膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，所需設(shè)備比較少，無(wú)需反沖，因此自控也比較簡(jiǎn)單。
1.2工藝特征
TMBR系統(tǒng)緊湊簡(jiǎn)潔，特別適合處理復(fù)雜的高濃度工業(yè)污水。以往油田廢水處理普遍使用的過(guò)濾器有多層濾料（石英砂、無(wú)煙煤）過(guò)濾器和核桃殼過(guò)濾器等，此類(lèi)處理工藝往往不能滿(mǎn)足低滲透油田回注水要求，本工程中油田廢水采用膜法TMBR工藝可根據(jù)廢水中油粒子的大小，合理地選擇膜元件，常溫下操作，有高效、節(jié)能、無(wú)二次污染等特點(diǎn)。
管式超濾膜TMBR技術(shù)是一種高效的廢水處理技術(shù)。以膜分離代替活性污泥法中的二沉池，分離效率可大大提高，而且微生物反應(yīng)器內(nèi)活性污泥的濃度從3-5g/l提高到15-20g/l，使微生物反應(yīng)器體積減小，反應(yīng)效率提高，出水中無(wú)菌體和懸浮物。采用高速交叉流過(guò)濾技術(shù)，污染物不易在膜表面結(jié)存，而使膜堵塞的污染物——油、有機(jī)物等大部分已通過(guò)微生物反應(yīng)器進(jìn)行了有效降解,通過(guò)膜時(shí)含量已經(jīng)較低，膜元件不易堵塞，一般只需3-6個(gè)月進(jìn)行一次清洗。系統(tǒng)水回收率高，幾乎100%，只有化學(xué)清洗時(shí)損失部分超濾產(chǎn)水。
該工藝流程短，占地面積。╓×L×H =10m×6m×4m），可去除氣浮、粗精過(guò)濾，大罐沉降后的污水直接進(jìn)本工藝管式膜TMBR系統(tǒng)，處理后的水符合低滲透油田回注水要求，而運(yùn)行費(fèi)用不超過(guò)2.5元/m3（直接成本）。由于管式超濾膜無(wú)需反沖及正沖，只需要定期化學(xué)清洗，因此自控比較簡(jiǎn)單，操作維護(hù)方便，日常無(wú)需人工維護(hù)。
1.3工程運(yùn)行效果
含油廢水進(jìn)水進(jìn)行預(yù)處理后進(jìn)入TMBR系統(tǒng)，生物反應(yīng)器內(nèi)的高的污泥濃度可使處理效率大幅度提高，主要污染物CODCr、BOD和氨氮得到有效降解，超濾產(chǎn)水中懸浮物、細(xì)菌、含鐵量的去除率基本達(dá)到100%，含油量的平均去除率達(dá)到96%，最高可達(dá)到98.6%。TMBR處理工藝不管從投資成本、處理效果，還是自動(dòng)化程度均優(yōu)于目前采用的傳統(tǒng)物化處理工藝。整個(gè)處理系統(tǒng)一直運(yùn)行穩(wěn)定，出水水質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出回注水的要求，并且實(shí)現(xiàn)了水的循環(huán)利用。
2、管式膜MBR技術(shù)基本原理
2.1管式膜介紹
管式膜TMBR工藝核心部件選用的是德國(guó)BERGHOF管式膜，膜管直徑從5mm到12.7mm，具有優(yōu)異的強(qiáng)度，最大壓力可達(dá)到8bar，抗污染、抗氧化、耐酸堿（pH1-13），工作溫度可高達(dá)60℃，純水通量高達(dá)750LMH，即使直接過(guò)濾活性污泥濃度高達(dá)40g/L的生化污水，膜通量仍然高達(dá)80-140LMH，壽命長(zhǎng)達(dá)7年以上。管式膜組件除常規(guī)3’’、4’’、6’’、8’’規(guī)格外，還特有8’’4m、10’’3m、10’’4m超大型膜組件，靈活滿(mǎn)足不同規(guī)？蛻(hù)需要。Berghof管式膜在垃圾滲透液、含油廢水、電子廢水、焦化廢水、紡織等化工廢水以及果汁、食品、茶飲料等物料分離領(lǐng)域已得到成功應(yīng)用，擁有上千個(gè)工程案例。
2.2TMBR工藝介紹
膜生物反應(yīng)器（MBR）是膜分離技術(shù)與生物技術(shù)相結(jié)合的新型廢水處理技術(shù)，是廢水處理技術(shù)領(lǐng)域的一項(xiàng)創(chuàng)新。根據(jù)膜的放置形式不同，膜生物反應(yīng)器分為浸沒(méi)式（也叫內(nèi)置式或一體式）和外置式（或分體式）。由于高濃度有機(jī)廢水去除需要較高的生化污泥濃度，因此浸沒(méi)式MBR很容易造成膜管堵塞、斷絲，以致系統(tǒng)癱瘓。管式膜TMBR技術(shù)是外置式MBR，通過(guò)水泵將泥水混合液打入膜管內(nèi)，在壓力驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行膜分離，出水透過(guò)膜進(jìn)入產(chǎn)水箱，而污泥回到生化池繼續(xù)參與生化。
與傳統(tǒng)的生化處理工藝相比，活性污泥通過(guò)超濾（UF）系統(tǒng)進(jìn)行固液分離，將粒徑大于0.03微米的顆粒、懸浮物等截留在系統(tǒng)內(nèi)，超濾出水清澈。有單獨(dú)的循環(huán)泵已產(chǎn)生較大的過(guò)濾通量，流速為3-5m/s，避免膜管堵塞。超濾最大壓力可達(dá)8bar，膜管無(wú)需反沖，一般2-6個(gè)月化學(xué)清洗一次，為了達(dá)到更好的出水水質(zhì)（如鍋爐用水），超濾后產(chǎn)水可再進(jìn)入RO或NF系統(tǒng)，使各指標(biāo)達(dá)到更高要求。
2.3膜污染及膜堵塞
目前制約膜技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要問(wèn)題是膜污染及膜堵塞，污水中纖維太多、流速太慢或部分膜管流速太慢、非正常停機(jī)等均會(huì)容易造成膜管堵塞，主要表現(xiàn)為膜通量降低、清洗后通量恢復(fù)效果差、膜進(jìn)口處壓力異常升高、膜出口處壓力異常降低、泵流量下降等現(xiàn)象。
BERGHOF管式超濾膜在世界各地的應(yīng)用案例已有一千余項(xiàng)，無(wú)需反沖，定期化學(xué)清洗就可以恢復(fù)通量，使用壽命可達(dá)7年以上；瘜W(xué)清洗時(shí)建議在 pH值范圍1-11、溫度低于40℃的條件下進(jìn)行膜清洗。清洗時(shí)將清洗溶液在膜管內(nèi)循環(huán)3小時(shí)左右（總時(shí)間）即可。根據(jù)通量變化，1-3個(gè)月清洗一次，如果水質(zhì)較好，清洗周期可達(dá)6個(gè)月甚至一年。
3、前景與展望
目前膜分離技術(shù)處理在國(guó)外已經(jīng)成熟，該技術(shù)具有受原水水質(zhì)影響小、出水水質(zhì)好、運(yùn)行穩(wěn)定和占地面積小等明顯優(yōu)勢(shì)。我國(guó)膜分離技術(shù)發(fā)展至今已有40多年歷史，但與世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有較大差距。浸沒(méi)式MBR處理工藝容易造成膜斷絲，且運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高，清洗不方便，管式膜TMBR技術(shù)逐漸在國(guó)內(nèi)應(yīng)用并得到推廣。Berghof管式膜在含油污水處理方面具有優(yōu)越的抗污染性能和針對(duì)性，隨著廢水處理要求的日益提高以及TMBR膜處理技術(shù)的日益成熟，相信TMBR管式膜技術(shù)在含油污水等領(lǐng)域中的應(yīng)用具有廣闊的發(fā)展空間。
