申請日2015.11.02
公開(公告)日2016.05.25
IPC分類號C02F9/04; C02F103/10
摘要
采油廢水中回收石油和酚的裝置，由廢水調(diào)節(jié)池、破乳池、重力沉降池或離心機或氣浮裝置、石油貯存罐、廢水收集池、酚吸附塔、脫洗劑貯罐、含酚洗脫液貯罐、吸附塔的脫酚廢水貯罐、酚萃取罐萃取劑貯罐、蒸餾塔、酚貯罐構(gòu)成;采用該裝置的回收方法包括：(1)采油廢水加入酸調(diào)節(jié)pH至2～6破乳;(2)破乳后的采油廢水經(jīng)過重力沉降、離心或氣浮分離，得回收的石油和脫油或脫蠟廢水;(3)脫油或脫蠟廢水經(jīng)過吸附塔吸附廢水中的酚類，吸收飽和后，加入5～10%的氫氧化鈉溶液或酒精洗脫使吸附劑再生同時得回收酚。通過采油廢水中的石油和酚回收，消除了酚的廢水處理時對生化處理的影響，在處理采油廢水污染的同時，實現(xiàn)了資源的回收利用。
權(quán)利要求書
1.采油廢水中回收石油和酚的裝置，其特征在于，由以下單元構(gòu)成：
(1)石油回收單元：石油回收單元由破乳池、重力除油裝置、離心機或氣浮裝置、石油貯罐及廢水收集池構(gòu)成;破乳池的進口與前工序的斜板除油裝置的廢水出口聯(lián)接，破乳池的出口與重力除油裝置、離心機或氣浮裝置的進水口聯(lián)接，重力除油裝置、離心機或氣浮裝置的出水口與廢水收集池的進水口聯(lián)接，重力除油裝置、離心機或氣浮裝置的出油口與石油貯罐的進口聯(lián)接;
(2)酚回收單元：酚回收單元由酚吸收塔、含酚洗脫液貯罐、脫酚廢水貯罐、萃取劑貯罐、酚萃取罐、蒸餾結(jié)晶裝置、酚貯罐構(gòu)成;酚吸附塔的進口與廢水收集池的出水口聯(lián)接，酚吸附塔的廢水出口與脫酚廢水貯罐的進口聯(lián)接，酚吸附塔的洗脫液出口與含酚洗脫液貯罐的進口聯(lián)接，含酚洗脫液貯罐的出口與酚萃取罐的廢水進口聯(lián)接，酚萃取罐的萃取劑進口與萃取劑貯罐的出口聯(lián)接，酚萃取罐的出口與蒸餾結(jié)晶裝置的進口聯(lián)接，蒸餾結(jié)晶裝置的輕餾分與萃取劑貯罐的進口聯(lián)接，蒸餾結(jié)晶裝置的重餾分與酚貯罐進口聯(lián)接;
所述石油回收單元和酚回收單元通過管道、泵依次聯(lián)接。
2.如權(quán)利要求1所述的采油廢水中回收石油和酚的裝置，其特征在于：所述重力除油裝置是自然沉降分離池、斜板除油裝置或水力旋流除油裝置中的一種。
3.如權(quán)利要求1所述的采油廢水中回收石油和酚的裝置，其特征在于：所述破乳池之前還有一個熱交換器。
4.如權(quán)利要求1所述的采油廢水中回收石油和酚的裝置，其特征在于：所述破乳池還包括計量泵、破乳劑貯罐、收集罩和氣體清洗罐;破乳劑貯罐的出口與計量泵的進口聯(lián)接，計量泵的出口與破乳池的破乳劑進口聯(lián)接;收集罩位于破乳池的頂部，并通過管道與氣體清洗罐聯(lián)接。
5.如權(quán)利要求1所述的采油廢水中回收石油和酚的裝置，其特征在于：所述酚回收單元的酚吸收塔內(nèi)填裝有活性炭或大孔樹脂。
6.采油廢水中回收石油和酚的方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1所述的采油廢水中回收石油和酚的裝置，從而實現(xiàn)廢水處理，包括如下步驟：
(1)破乳：將含油為50～600mg/L、COD為300～7000mg/L、SS為50～500mg/L、含鹽量為1000～20000mg/L、pH為6.5～9.5的采油廢水加入酸調(diào)節(jié)pH至2～6破乳，然后加入0.1～10mg/L的PAM使石油和蠟質(zhì)析出;
(2)石油回收：將經(jīng)過步驟(1)破乳后的采油廢水經(jīng)過重力沉降分離、離心分離或氣浮分離，得回收的石油和脫油或脫蠟廢水，脫油或脫蠟廢水的COD下降到900mg/L收下;
(3)酚回收：將經(jīng)步驟(2)石油回收后的脫油或脫蠟廢水經(jīng)過吸附塔吸附廢水中的酚類，進一步去除40～80%的COD，廢水的COD下降到300mg/L以下;吸收飽和后，加入5～10%的氫氧化鈉溶液或酒精作為脫附劑洗脫使吸附劑再生同時得回收酚。
7.如權(quán)利要求6所述的采油廢水中回收石油和酚的方法，其特征在于：步驟(1)破乳所述酸為硫酸、硝酸、磷酸或鹽酸的一種。
8.如權(quán)利要求7所述的采油廢水中回收石油和酚的方法，其特征在于：步驟(1)破乳所述酸最佳酸為硫酸。
9.如權(quán)利要求6所述的采油廢水中回收石油和酚的方法，其特征在于：步驟(1)破乳的最佳破乳條件是將廢水加入酸調(diào)節(jié)其pH至2.5～3。
10.如權(quán)利要求6所述的采油廢水中回收石油和酚的方法，其特征在于：步驟(2)所述的石油回收是將經(jīng)過重力沉降除油后的采油廢水加入酸調(diào)節(jié)pH至2～6破乳后泵入重力沉降池中，經(jīng)過重力沉降分離為上層的石油和下層的采油廢水，上層的石油經(jīng)回收管回收。
11.如權(quán)利要求6所述的采油廢水中回收石油和酚的方法，其特征在于：步驟(2)的石油回收所述的離心分離是將經(jīng)過重力沉降除油后的采油廢水加入酸調(diào)節(jié)pH至2～6后泵入離心機中，經(jīng)過離心分離為下層的石油和上層的脫油廢水，下層的石油經(jīng)回收管回收;離心分離的離心力為2200～4000。
12.如權(quán)利要求11所述的采油廢水中回收石油和酚的方法，其特征在于：步驟(2)的石油回收所述離心分離的最佳條件是離心力為3200～4000。
13.如權(quán)利要求6所述的采油廢水中回收石油和酚的方法，其特征在于：步驟(2)的石油回收所述的氣浮分離是將經(jīng)過重力沉降除油后的采油廢水加入酸調(diào)節(jié)pH至2～6后泵入氣浮分離機中，經(jīng)過氣浮分離為上層的石油和下層的脫油廢水，上層的石油經(jīng)回收管回收。
說明書
采油廢水中回收石油和酚的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及采油廢水中回收石油和酚的裝置及方法，特別是涉及采用調(diào)節(jié)pH破乳、重力沉降分離、離心分離或氣浮和吸附等過程的組合處理從采油廢水中回收石油和酚裝置及其方法，屬于資源回收利用和環(huán)境工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)
當前，我國陸上油田基本都采用注水開發(fā)方式，即向地層注入高壓水驅(qū)動原油使其從油井中被開采出來。經(jīng)過一段時間注水后，注入水將隨原油一起被采出，隨著開發(fā)時間延長，采出原油含水率不斷上升。從地層中隨原油一起開采出來的、含有原油的油田采油污水(又稱“采出水”)，是油田開發(fā)和生產(chǎn)中產(chǎn)生的最主要的一類廢水。由于各油田的地質(zhì)條件、開發(fā)方式、油層改造措施、注水水質(zhì)、集輸工藝等的不同，各油田采油廢水的性質(zhì)差異很大。一般來說，采油廢水具有如下特性：
(1)含油量高，采油廢水中通常含有1000～2000mg/L的石油，有的甚至高達5000mg/L，包括浮油、分散油、乳化油和溶解油;
(2)含有懸浮固體顆粒，顆粒直徑一般為1～100μm，主要包括：①泥砂;②各種礦物質(zhì);③細菌：硫酸鹽還原菌(SRB)5～10μm，腐生菌(TGB)10～30μm;④有機物：膠質(zhì)瀝青質(zhì)類和石蠟等重質(zhì)油類。
(3)含鹽量高，油田采油廢水一般無機鹽含量很高，從幾千至幾萬，甚至于幾十萬毫克/升，各油田，甚至各區(qū)塊、油層都不同;主要包括：①溶解在水中的無機鹽類。基本上以陰、陽離子的形式存在，其粒徑都在1×10-3μm以下，主要包括Ca2+、Mg2+、K+、Na+、Fe3+、Cl-、HCO3-、CO32-等;
(4)含細菌，主要是腐生菌和硫酸鹽還原菌;
(5)高溫和高pH，廢水的水溫多為40～80℃，廢水的pH為6.5～8.5;
此外，部分采油廢水還含有表面活性劑和聚合物。
當前，從采油廢水中回收石油的方法主要是將廢水經(jīng)過沉淀后采用重力沉降，經(jīng)過重力沉降回收石油后，還剩余的石油再通過氣浮回收，同時，沒有見到從采油廢水中回收酚的報道。但是，采用氣浮回收石油時，往往需要加入一定量的絮凝劑和助凝劑，因此，具有如下缺點：
1、回收的石油中含有大量的雜質(zhì)，導(dǎo)致回收石油的后續(xù)利用的加工困難;
2、要消耗大量的絮凝劑和助凝劑，導(dǎo)致運行費用高;
3、會產(chǎn)生大量的含油污泥，污泥的進一步處理會產(chǎn)生較多的費用;
4、廢水中含有大量酚類沒有回收利用，不僅造成資源浪費，而且影響采油廢水的后續(xù)生化處理效果。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有采油廢水中石油和酚回收技術(shù)的不足，提供一種采油廢水中回收石油和酚的裝置及方法。
采油廢水中回收石油和酚的裝置，由以下單元構(gòu)成：(1)石油回收單元：石油回收單元由破乳池、重力除油裝置、離心機或氣浮裝置、石油貯罐及廢水收集池構(gòu)成;破乳池的進口與前工序的斜板除油裝置的廢水出口聯(lián)接，破乳池的出口與重力除油裝置、離心機或氣浮裝置的進水口聯(lián)接，重力除油裝置、離心機或氣浮裝置的出水口與廢水收集池的進水口聯(lián)接，重力除油裝置、離心機或氣浮裝置的出油口與石油貯罐的進口聯(lián)接;(2)酚回收單元：酚回收單元由酚吸收塔、含酚洗脫液貯罐、脫酚廢水貯罐、萃取劑貯罐、酚萃取罐、蒸餾結(jié)晶裝置、酚貯罐構(gòu)成;酚吸附塔的進口與廢水收集池的出水口聯(lián)接，酚吸附塔的廢水出口與脫酚廢水貯罐的進口聯(lián)接，酚吸附塔的洗脫液出口與含酚洗脫液貯罐的進口聯(lián)接，含酚洗脫液貯罐的出口與酚萃取罐的廢水進口聯(lián)接，酚萃取罐的萃取劑進口與萃取劑貯罐的出口聯(lián)接，酚萃取罐的出口與蒸餾結(jié)晶裝置的進口聯(lián)接，蒸餾結(jié)晶裝置的輕餾分與萃取劑貯罐的進口聯(lián)接，蒸餾結(jié)晶裝置的重餾分與酚貯罐進口聯(lián)接;所述石油回收單元和酚回收單元通過管道、泵依次聯(lián)接。
所述重力除油裝置是自然沉降分離池、斜板除油裝置或水力旋流除油裝置中的一種。
所述破乳池之前還有一個熱交換器。
所述破乳池還包括計量泵、破乳劑貯罐、收集罩和氣體清洗罐;破乳劑貯罐的出口與計量泵的進口聯(lián)接，計量泵的出口與破乳池的破乳劑進口聯(lián)接;收集罩位于破乳池的頂部，并通過管道與氣體清洗罐聯(lián)接。
所述酚回收單元的酚吸收塔內(nèi)填裝有活性炭或大孔樹脂。
采用上述采油廢水中回收石油和酚的裝置的回收方法，包括如下步驟：
(1)破乳：將含油為50～600mg/L、COD為300～7000mg/L、SS為50～500mg/L、含鹽量為1000～20000mg/L、pH為6.5～9.5的采油廢水加入酸調(diào)節(jié)pH至2～6破乳，然后加入0.1～10mg/L的PAM使石油和蠟質(zhì)析出;
(2)石油回收：將經(jīng)過步驟(1)破乳后的采油廢水經(jīng)過重力沉降分離、離心分離或氣浮分離，得回收的石油和脫油或脫蠟廢水，脫油或脫蠟廢水的COD下降到900mg/L收下;
(3)酚回收：將經(jīng)步驟(2)石油回收后的脫油或脫蠟廢水經(jīng)過吸附塔吸附廢水中的酚類，進一步去除40～80%的COD，廢水的COD下降到300mg/L以下;吸收飽和后，加入5～10%的氫氧化鈉溶液或酒精作為脫附劑洗脫使吸附劑再生同時得回收酚。
步驟(1)破乳所述酸為硫酸、硝酸、磷酸或鹽酸的一種，最佳酸為硫酸。
步驟(1)破乳的最佳破乳條件是將廢水加入酸調(diào)節(jié)其pH至2.5～3。
步驟(2)所述的石油回收是將經(jīng)過重力沉降除油后的采油廢水加入酸調(diào)節(jié)pH至2～6破乳后泵入重力沉降池中，經(jīng)過重力沉降分離為上層的石油和下層的采油廢水，上層的石油經(jīng)回收管回收。
步驟(2)的石油回收所述的離心分離是將經(jīng)過重力沉降除油后的采油廢水加入酸調(diào)節(jié)pH至2～6后泵入離心機中，經(jīng)過離心分離為下層的石油和上層的脫油廢水，下層的石油經(jīng)回收管回收;離心分離的離心力為2200～4000，最佳離心力為3200～4000。
步驟(2)的石油回收所述的氣浮分離是將經(jīng)過重力沉降除油后的采油廢水加入酸調(diào)節(jié)pH至2～6后泵入氣浮分離機中，經(jīng)過氣浮分離為上層的石油和下層的脫油廢水，上層的石油經(jīng)回收管回收。
如上所述，各步驟對采油廢水的主要污染物去除效果如表1。
表1各步驟對主要污染指標的去除效果表
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較，具有以下突出優(yōu)點：
(1)在回收石油時，除了加酸作為破乳劑之外，不使用絮凝劑，不僅從廢水中回收石油純度較高，含雜質(zhì)少，便于加工，而且，大量節(jié)省藥劑成本，減少污泥量;
(2)在回收石油后再回收酚，既實現(xiàn)了資源的綜合利用，又消除了酚的廢水處理時對生化處理的影響;
(3)通過采油廢水中的石油回收，在處理采油廢水污染的同時，實現(xiàn)了資源的回收利用，與此同時對采油廢水進行了污染治理，使廢水水質(zhì)可達《采油廢水治理工程技術(shù)規(guī)范》(HJ2041-2014)中的排放標準;
(4)產(chǎn)生污泥少，大幅度減少了污泥處理成本;
(5)在回收石油的同時，回收的蠟質(zhì)成份，給后續(xù)的廢水處理創(chuàng)造了良好條件;
(6)廢水處理工藝流程短，廢水處理成本低。
