孟阳杨 李永强 王文涛
西安思坦仪器股份有限公司，陕西西安710065
摘要：油气田生产集输过程中会产生大量的生产废水、措施废水，其中含油、悬浮物、粒径中值、PH值、细菌以及影响性离子等，导致产生的废水无法直接回收利用。本装置可以实现油气田废水的有效回收和水循环利用，且具有处理量大、适应性强、处理成本低、处理指标稳定、低能耗等特点。装置由电催化氧化杀菌装置、旋流气浮装置、粗过滤装置、细过滤装置和精过滤等构成，可同时处理废水中含油、悬浮物、粒径中值、PH值、细菌以及影响性离子等，处理后的废水可直接重复利用或回注，满足回用指标要求。
关键词：废水回收利用；电催化氧化；旋流气浮；过滤
1背景介绍
在油气田开发过程中会产生大量废液排至地面，以及油田生产过程中产生的大量采出水，这些油田废液中既有从地层带出的粘土颗粒，也有原油及措施液中的添加剂等污染物。这样的油田废液是一种稳定、复杂的多相分散体系，达标处理难度很大。近年来，随着油田环保力度的不断加大，油气田废液产生量大且无法外排这一矛盾进一步凸显出来，这些废液一旦进入生态循环就会污染土壤和水资源环境。因此，若能将油气田产生的大量废液加以处理后再利用于油气田生产作业，对于减少废水总量和降低生产作业成本都具有重要意义。
近年通常采用物理沉降、化学絮凝、生化处理等工艺处理周期长，设备占用面积大，投资大等特点与油田“降本增效”的理念相违背，经过研究，我们设计了这种高效、处理量大、水质稳定的水处理设备以应对油气田日益严峻的环保压力。
2工艺流程简介
装置采用“电催化氧化杀菌+旋流气浮+粗过滤+细过滤+精过滤”的处理工艺。
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图1 工艺流程示意图
来水经过电催化氧化装置，通过电解反应，生成次氯酸钠，进行除硫、除铁，同时杀灭各类细菌，保证水质稳定。第一级旋流气浮将大部分油和悬浮物从污水中直接上浮分离，大大降低了后期精细过滤设备的负荷；中间两级过滤将水中微小的悬浮物、油去除掉，保证精过滤装置的进水水质，两级过滤之后的污水经最后一级滤芯深度过滤处理，使得油和悬浮物含量达到《碎屑岩油藏注水水质推荐指标》（SY/T5329-2012)A1回注标准。旋流气浮以氮气为气源，避免溶解氧对设备管线腐蚀。
3 电催化氧化杀菌装置
电催化氧化装置包括软水系统、溶盐系统、溶盐过滤系统、稀释盐水系统、电解电极系统、热交换系统、恒流整流电源系统、存储排氢系统、投加系统、酸洗系统、自动配电控制系统等。可进行现场制氯、投氯杀菌消毒处理，使用电解盐水型次氯酸钠发生器通过电解盐水产生次氯酸钠溶液，并配备自动投氯装置，对油田回注水进行投氯消毒，可实现完全自动化运行、无需人员现场看管。
4 旋流气浮装置
旋流气浮净化装置采用“内筒内旋+外筒气浮式”将旋流分离与气浮结合起来，以达到高效分离油、泥、水的效果。主要由罐体、旋流构件、溶气水释放器等组成。
装置来水和部分溶气水在进水管道混合，沿切线方向进入内筒，在内筒高速旋流。来水中的油向旋涡中心迁移，最终上浮至罐体顶部，经排油口排出。水则贴着内筒内壁旋流，最终向上溢流进入外筒，内筒底部留有排泥砂出口，可定期排泥。水在进入容积较大的外筒后，处于低速无扰动状态，同时通过布水器在底部释放出溶气水，在外筒油泥水发生气浮作用，与微气泡接触的油珠及部分悬浮物上浮至反应罐顶部，经顶部的排油口排出。
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图2 旋流气浮、过滤装置示意图
5初步过滤装置
过滤装置采用先进的罐内涡流搓洗及体外循环工艺，保证滤料的再生；在水质处理严重超标时，通过适当提高反洗频率保证设备的正常运行，从根本上解决了过滤性能单一和反洗功能单一的问题。
过滤设备根据客户对水质的要求，合理选择粗、细滤料之间的级配，所用滤料具有一定强度，长期使用不产生破碎，滤料不易板结，按级配严格填装。过滤器滤料每年补充数量为单台过滤器装料总量的7%。
6 精细过滤装置
精过滤器主要由罐体、布水系统、固定板、滤芯、集水系统等部件组成。
液体在压力驱动下，经滤芯的一侧向另一侧渗透，其中油和悬浮物通过精细截留、惯性冲撞及扩散等方式被阻隔在滤芯表面，随着过滤时间的延长，过滤阻力同比增大，当压差达到预先设定反冲压差时，各相应阀门启动，按程序自动反冲洗。滤芯是利用膜孔的筛分截留和亲油膜面对油滴的破乳作用实现油田采出水的油水分离。
6总结
?装备功能齐全，水质处理效果好：采用气浮除油、除悬浮物工艺，高效去除污染物。
?反洗彻底：采用了体外循环搓洗和反冲洗结合的方法，同时可通过添加清洁剂清洗滤料；从根本上解决滤料清洗不干净，反洗水量消耗大等问题。
?设备连续运行，可进行滤料在线反洗。
?电催化氧化、除硫除铁：杀菌灭藻同时去除硫化物和亚铁氧化，稳定水质，降低设备运维成本。
?氮气气浮：降低水中的溶解氧，延长设备使用寿命。
?水质、水量适应性强：水质波动时，通过调节溶气量、增加滤料反洗频次等保证水质达标；当上游发生故障时，含油、悬浮物可能大于1000mg/L，设备可在24小时内通过快速反冲洗等手段迅速恢复装置的功能，使出水水质达标。
参考文献
张杨.煤层气采出水处理装置的研制[J].石油石化节能,2020, (08)
夏福军 王庆吉.大规模压裂采出液脱出水处理技术研究[J].工业用水与废水,2020, (03)
作者简介：孟阳杨（1986.03-），女，陕西西安，2012年毕业于西安石油大学，硕士，中级工程师，现从事石油仪器相关设计及其研究工作。
通信方式：地址陕西省西安市高新区，电话17795763502，邮箱253184327@qq.com?? 邮编：710065