摘要:近年来我国综合国力的不断增强,工业的迅猛发展,涌现出大量的工业企业。随着现代工业的发展,石油作为工业粮食是不可或缺的重要资源,对石油以及石油产品的需求也日益增大。在石油能源的开采、开发、加工过程中,各类衍生废物也随之产生。含油污水便是其中一种,含油污水因组成复杂多变等原因,一直是污水处理工作的难点。本文就含油污水处理工艺及关键技术展开探讨。
关键词:含油污水;处理工艺;关键技术
引言
伴随着石油的生成,大量的天然半生水也会跟原油液体混合在一起。而在油田的钻井以及后期开发阶段,会产生大量的含油污水、钻屑、泥浆等危废,为了提高原油的采收率而采取的注水驱油作业也在石油开采的采出液中留下大量的水分。大量的含油污水就是把这些液体通过原油生产处理后产生的。为了响应国家环保理念,这部分含油污水只有经过严格的处理后才能被排放到自然环境中。但是由于含油污水处理工艺以及处理技术的缺失以及含油污水成分复杂多变,目前国内外对于含油污水处理的技术仍处在一个摸索前进的阶段,含油污水处理技术仍是目前污水处理的重中之重。
1.含油污水的来源及危害
对含油污水的来源及危害进行探讨有助于进一步对其处理工艺和关键技术进行分析,以下将分别进行探讨。
1.1含油污水的来源
含油污水处理困难的其中一个原因就是其来源非常广泛且成分复杂多变,在很多的生产过程中都会产生含油污水。在石油生成的漫长过程中,在原油液体中混有大量的天然伴生水。在原油后期的开采阶段会通过注水驱油作业来提高原油的采收率,同时会在开采过程中的采收液中留有大量的水。在石油开采过程、生产加工过程都会产生不同数量的含油污水。在油田开采技术一直在进行新的研究和发展,一些新技术的研发和应用会大大提高原油的采收率,例如目前应用较为广泛的三次采油技术。但是这些新技术出于对工艺可行和成本因素的考量,往往又会产生数量可观的更为复杂的含油污水,从而更难进行处理。石油化工行业中,在原料的反应、预处理、分离、提纯等过程都会有大量的水加入,因此也会出现大量的含油污水。
1.2含油污水的危害
在现代工业生产中,含油污水的来源相当广泛,这也成为其难处理的重要原因之一。在漫长的石油生成过程中,大量天然伴生水混杂在原油液体中,同时在开采加工的过程中也需通过注水驱油作业,造成大量的水残留。因此,在石油产出的整个作业流程中均会伴有不同体量的含油污水产生。虽然,如今可以利用三次采油等科技技术大幅提升原油的采收率,但是实践操作中部分企业出于对工艺可行和成本控制等因素的考虑,还是会产出相当体量且更为复杂的含油污水,这样处理起来难度较大。含油污水对生态环境的影响和危害极大,其中潜存的致癌物质甚至会通过周边植物或动物传染给人类,继而破坏人体正常的机能。科学研究表明,含油污水的密度低于水密度,一旦排入江河湖泊中会生成一种“覆盖”,阻隔水体中气体与大气之间的相互交换,氧含量降低势必影响水生物的正常生长。严重时,水中动植物会因缺氧而死亡,之后尸体腐烂污染水体,导致水体的质量下降,同时其应用价值也会降低。
2.含油污水的处理工艺以及关键技术
2.1含油污水的处理工艺
石油行业在进行污水处理的时候一般都要经过以下几个过程,首先要将油水进行分离,完成油水分离的第一步。同时,根据污水的具体特点,应采用区分处理方法,通过加热的方式可以分离凝固点比较高的大颗粒度含油污水,而对于那些油水比重小的含油污水,可以通过油水过滤器达到油水分离的目的。然后通过气浮装置,微生物反应和罐式过滤器进一步分离油和水。在这个处理环节中要加入一些絮凝剂和混凝剂使得油水能够发生较好絮化反应和混合反应,这样做的优点是可以减少油品对处理装置的堵塞现象,同时,有利于除油装置产生更好的除油效果。
2.2含油污水处理的关键技术
2.2.1气浮技术
使用气浮技术,能够将很多的小气泡加入到含油的污水中,当气泡与污水中的油以及一些颗粒进行充分接触之后进行吸附,浮油就会被分离出来。
在实施气浮方法的过程中,整体的技术工艺难度比较大,在进行污水处理的时候,会因为环境的原因对气浮方法的最终效果产生一定干扰。
2.2.2混凝技术
实施混凝技术,即对含油污水中所含的悬浮油颗粒以及胶体油颗粒进行分离的方法。首先,在含油污水中加入适量的化学药剂,当产生化学反应之后,污水中就会出现一个凝固的絮状混合物;其次,在含油污水中加入混凝剂,之前所形成的的胶状颗粒此时会在混凝剂的反应下呈现电中性,絮状物在电中性的作用下慢慢地下沉,从而使水油得到分离。
2.2.3过滤技术
顾名思义,所谓过滤技术是指通过滤膜的阻隔作用,分离含油污水中的颗粒物,从而保证其净化达到理想效果。一般来讲,过滤技术的应用常常在气浮技术和混凝技术处理之后,从而有效分离上述工艺流程中沉降下来的絮状混合物。科学实验表明,经过过滤技术处理之后的含油污水中油的参量不超过 10 mg/L,常以压力滤池或普通快滤池为构筑物载体。但是,在实际操作过程中,常常会出现滤料堵塞的现象,针对此类问题可通过热水反洗或空气反向曝气等方式解决,以免降低其处理效果。在现代城市含油污水的处理中,超滤膜技术的应用愈加广泛,其中主要应用到两种活性污泥。其中,普通活性污泥以曝气池、二沉池为主体,并融入了污泥回流系统,继而与含油污水展开融合生成一种新的混合液体。另一种除磷脱氧活性污泥则是将缺氧区域分割为两个区域,分别处理回流污泥中的硝酸盐等成分和上述形成的混合液体。
2.2.4加热分离技术
分离的温度不断加高,所产生的分离效果也会越来越好,但是会增加能量的消耗,因此在已经确保原油分离的分离效果之下,反而分离的温度越低,效果越好。在高效小型油气水分离装置的油水界面之上架设一组加热器,尽量减少含油污水升温之后对热量的消耗,节约热量消耗约4.6%,油升温3~4℃,加大油与水之间的比重差,从而更加便于含油污水脱油,与此同时也降低了设备的造价与成本。
2.2.5生物技术
生物技术是通过微生物的代谢功能及产物进行含油污水分解作业的技术,其本身操作过程较为简便,并且所消耗的成本较低,因而备受推崇。与此同时,微生物本身作为大自然生态的构成部分,并不会出现二次污染的情况,生态价值效益更高,最为常见的技术类型有接触氧化法、A/O法等。其中,接触氧化法中氧化剂的应用种类多种多样,例如双氧水、高锰酸钾、次氯酸钙以及活化后的二氧化氯等,在与其他药剂混合后均能达到预期的氧化处理标准。在实际操作过程中,对于含油污水的氧化处理,应综合考量药剂成本和工艺特点的需求,合理选择氧化剂,保证其最佳应用效果。与此同时,无论上述提及的气浮技术、混凝技术、过滤技术,还是环保性能更优的生物技术,其本身都存在一定的局限性,尤其是面对复杂成分构成的含油污水,单纯依靠某一种技术方法很难达到预期效果,因此需根据含油污水的成分性质、存在形式等进行综合利用,形成多层级处理工艺,从而保证排放水质达标。
2.2.6调质一机械分离处理技术
调质一机械分离处理技术在国际上应用很成熟的技术,而且已经在污泥化学调质方面开发出一系列新的高效溶剂萃取处理技术,用于聚合物絮凝剂。该技术方法就是使用破乳剂改造含油污泥颗粒的结构,使胶体的稳定性得到破坏,进而提升污泥的脱水性能,最后,在使用三相离心机把油、水、泥从处理后的污泥中分离出来,处理后原油回收率可达90%以上。
结语
当下人们越来越重视环境保护,水是生命之源,水源质量的好坏直接关系着人们的身体健康,因此,我们要积极改进和开发污水处理技术,多种方法相结合,使得污水处理达到排放标准,给人们提供一个绿色的、健康的水源环境。
参考文献
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