专利名称:油田聚合物驱采出水的处理方法
技术领域：
本发明涉及油田聚合物驱采油污水处理技术，属于含油、含聚油田污水处理领域。
背景技术：
聚丙烯酰胺(PAM)是丙烯酰胺均聚物或与其它单体共聚而得聚合物的统称，是水溶性高分子中应用最广泛的品种之一。在三次采油中采用聚合物驱油可以提高原油采收率。聚合物驱采出水中含有大量的聚丙烯酰胺，这样的污水在采用常规污水处理系统进行处理时，出现的主要问题如下
(I)化学絮凝困难，采用原来的絮凝剂，即使用量增加十余倍，仍难以充分絮凝；
(2)沉降罐顶部浮渣聚积严重，设备空间利用率大幅度降低，沉降效果极差，加重了过滤系统负担；
(3)过滤器滤料板结严重，反洗困难，过水严重不均，滤料更新周期仅两个月左右。
研究发现导致以上现象的原因有如下几点
(I)采出水中含有聚合物，会使含油污水的粘度成倍增加(通常增加2 4倍以上)。45°C时水驱采出水的粘度一般为0. 6mPa*s,而聚合物驱采出水的粘度随聚合物含量的增加而增加，一般为I 3mPa s ;粘度的增加会增大水中胶体颗粒的稳定性，同时聚合物的存在也使油水乳化程度和强度提高，油水分离速度减慢，结果是含聚污水处理所需的自然沉降时间增长。
(2)采出水的油珠变小。粒径测试发现聚合物采出水中油珠粒径小于10 ii m的油珠数量为90%以上，油珠粒径中值为3 5 ii m。微观测试结果表明聚合物使油水界面水膜强度增大，界面电荷增强，导致采出水中小油珠稳定地存在于0/W的乳状液水体中。因而增加了处理难度，使处理后的污水中油含量较高。
(3)由于阴离子型聚合物的存在，严重干扰了絮凝剂的使用效果，使絮凝作用变差，大大增加了药剂的用量。同时，处理后的水质达不到原有水质标准，油含量和悬浮固体含量严重超标。污水含聚后，含油污水处理的总体效果变差。
(4)由于聚合物吸附性较强，携带的泥沙量较大，大大缩短了反冲洗周期，增加了反冲洗的工作量。同时由于泥沙量增大，要求处理各工艺环节排泥设施必须得当，必要时需增加污泥处理环节。通过调查，研究者发现在聚合物驱三采实施的前期和后期所暴露的问题基本一致，只是随聚合物含量的增加，问题更加突出、尖锐。
中国发明专利02121095.0(公开号CN 1381410A)公开了一种含聚污水深度处理及回用工艺，解决了含聚污水矿化度高的问题，其特征在于按照以下步骤进行，加药在含聚污水进入的污水调节池内加入杀菌剂；吸附截流质量百分数为20% 30%的悬浮物和细菌；一级膜过滤深度去除质量百分数为99%以上的悬浮物和细菌及过滤掉质量百分数为80%的Ca2+、Mg2+离子，出水率质量百分数为90% 95%，质量百分数为5% 10%的浓缩液返回继续过滤；二级膜过滤过滤掉质量百分数为90%的Ca2+、Mg2+、K+、Na+离子，出水收率质量百分数为80 % 85 %，质量百分数为15 % 20 %的浓缩液返回继续过滤，直至出水矿化度在1000mg/L以下；回用经过二级膜过滤后的出水进入清水罐储存，总收率质量百分数为72% 81%，打入聚合物配注站进行配制聚合物溶液。
中国发明专利03123565. 4公开了一种油田聚合物驱采出污水系统处理工艺，主要解决了现有油田聚合物驱采出污水处理工艺处理效率低、投资大的问题，其特征在于油站来水口的含油污水经除油器依次进入过滤器、外输罐，外输泵将外输罐的水输入注水站；反冲洗泵将外输罐中的净化水提升依次进入过滤器，过滤器反冲洗排水前输入浓缩罐，反冲洗排水后输入回收水池；将除油器底部沉降分离出的污泥排入污泥浓缩罐，污泥经过浓缩后，污泥浓缩罐的上清液排入回收水池；回收泵将回收水池中的污水提升进入除油器再处理；污油泵将从除油器入污油罐中的污油泵入油站。
以上两项专利虽然都涉及到聚合物驱采出污水处理，但都没有提供聚合物降解的 方法。而实验发现，如果不对聚合物进行减粘和降解，污水处理系统很难正常运转。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中的问题，提供一种油田聚合物驱采出水的处理方法，用该方法处理污水，可以对聚合物进行减粘和降解，出水可达到配聚用水的要求。
本发明的技术方案是一种油田聚合物驱采出水处理方法，其特征在于包括以下步骤
a、除去污水中的浮油和分散油；
b、除去污水中的乳化油和悬浮物；
C、分离污水中的悬浮物以及固体颗粒杂质；
d、降低污水的粘度到0. 4mPa s以下；
e、微生物降解污水中的聚合物和石油，所述的微生物菌种来自大自然，通过人工筛选和驯化获得，其中降解污水中聚合物的微生物的人工筛选和驯化步骤如下
取油田含聚合物的污水水样250mL，添加1000mg/L的油田驱油用的聚合物，摇床培养和驯化，驯化3个月后，进行菌种纯化、分离，分离出I株芽孢杆菌属菌株(芽孢杆菌Bacillus sp.)，该菌株保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号CGMCC No. 3345，保藏日2009年10月19日，以此为菌种降解污水中的聚合物；
降解污水中石油的微生物的人工筛选和驯化步骤如下
取油田含油沙土土样,取Ig倒入装有500mg/L石油和IOOmL蒸懼水的锥形瓶中，摇床培养和驯化，驯化I个月后，进行菌种纯化、分离，分离出I株芽孢杆菌属菌株(芽孢杆菌Bacillus sp.),该菌株保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏号CGMCC No. 3344，保藏日2009年10月19日，以此为菌种降解污水中的石油；
f、超滤膜过滤除去污水中的细菌、病毒和悬浮物；
g、反渗透膜过滤滤掉无机离子。
所述步骤a为向污水中加入质量百分数为0. 3% 3%破乳剂。
所述步骤b为向污水中加入50mg/L 150mg/L絮凝剂和50mg/L 200mg/L的混凝剂。
所述步骤c为将0. 4 0. 6MPa的溶气释放到浮选池中，溶气瞬间减压到常压，随着压力的降低，溶解在污水中的气体被抽出析出形成微气泡并向上浮起，在浮起过程中不断地吸附污水中的悬浮颗粒，并将它们带到水面，然后被撇走。
所述步骤d为以铁为电极，采用消耗电极法，外加交流电压使电极氧化而释放出金属离子，同时外部提供的O2捕集外电场提供的电子，形成氧自由基离子O2-，氧自由基离子诱发出H2O2后生成羟基自由基离子 0H，羟基自由基离子 OH具有极高的氧化性，可将聚合物的分子链打断，大分子聚合物断链后变成无数个小分子，使含聚合物的污水粘度大大降低，粘度降到0. 4mPa s以下。
所述步骤e中的降解聚合物的菌种种液和降解石油的菌种种液按I : I混合，投加到污水中对其进行聚合物和石油的降解处理。
所述步骤f为，采用管式超滤膜，其直径为8mm,膜孔径为30nm,水流流速为4. Im/
So本发明的有益效果是处理效果好，特别是有效地降解了污水中的聚合物，处理后的水可以满足配制聚合物溶液用水要求。
具体实施方式
本发明一种油田聚合物驱采出水处理方法，包括以下步骤
a、除去污水中的浮油和分散油。对含聚含油污水进行隔油处理，具体操作方法是向污水中加入质量百分数为0. 3% 3%破乳剂，破乳剂可以是ZC-3086或者是TP系列特效破乳剂或者是XD-80系列石油破乳剂等，搅拌，除去污水中的浮油和分散油；
b、除去污水中的乳化油和悬浮物。向污水中加入50mg/L 150mg/L絮凝剂和50mg/L 200mg/L的混凝剂,絮凝剂可以是JO-I无机絮凝剂或者是聚丙烯酸钠有机絮凝剂等；混凝剂可以是CAX混凝剂或者是聚合氯化铝(PAC)混凝剂等；
C、分离污水中的悬浮物以及固体颗粒杂质。通过溶气气浮进行处理将0.4
0.6MPa的溶气释放到浮选池中，溶气瞬间减压到常压，随着压力的降低，溶解在污水中的气体被抽出析出形成微气泡并向上浮起，在浮起过程中不断地吸附污水中的悬浮颗粒，并将它们带到水面，然后被撇走，达到分离污水中悬浮物以及固体颗粒杂质的目的；
d、降低污水的粘度到0. 4mPa *s以下。采用电催化氧化方法以铁为电极，采用消耗性电极法，外加交流电压使电极氧化而释放出金属离子，同时外部提供的O2捕集外电场提供的电子，形成氧自由基离子02_，氧自由基离子诱发出H2O2后生成羟基自由基离子 0H，羟基自由基离子 OH具有极高的氧化性，可将聚合物的分子链打断，大分子聚合物断链后变成无数个小分子，使含聚合物的污水粘度大大降低，粘度降到0. 4mPa s以下，污水流动性变好；
e、微生物降解污水中的聚合物和石油，所述的微生物菌种来自大自然，通过人工筛选和驯化获得
(I)降解污水中聚合物的微生物的人工筛选和驯化步骤如下
取油田含聚合物的污水水样250mL，添加1000mg/L的油田驱油用的聚合物，摇床培养和驯化，驯化3个月后，进行菌种纯化、分离，分离出I株芽孢杆菌属(Bacillus)菌株，以此为菌种降解污水中的聚合物；
降解污水中石油的微生物的人工筛选和驯化步骤如下
取油田含油沙土土样,取Ig倒入装有500mg/L石油和IOOmL蒸懼水的锥形瓶中，摇床培养和驯化，驯化I个月后，进行菌种纯化、分离，分离出I株芽孢杆菌属菌株，以此为菌种降解污水中的石油；
各油田含油沙土土样组成可能会略有不同，但通过上述方法进行菌种纯化、分离，一般都可以得到降解污水中的聚合物和石油的菌种。
将上述降解污水中降解聚合物的菌种种液和降解石油的菌种种液按I : I混合，投加到污水中对其进行聚合物和石油的降解处理；
f、超滤膜过滤采用管式超滤膜，其直径为8mm，膜孔径为30nm，水流流速为4. Im/S，经超滤膜过滤后，污水中的细菌、病毒和悬浮物被除去；
g、反渗透膜过滤水中的Ca2+、Mg2+、Fe3+、K+、Na+等无机离子被滤掉，降低了污水的矿化度，从而达到配制聚合物溶液用水的要求。
使用该工艺处理某油田污水站的含油、含聚废水，实验规模为5m3/h。其中
除去污水中的浮油和分散油向污水中加入质量百分数为I. 5%破乳剂ZC-3086 ；
除去污水中的乳化油和悬浮物向污水中加入100mg/L JO-I无机絮凝剂，加入150mg/L CAX 混凝剂；
分离污水中的悬浮物以及固体颗粒杂质将0. 5MPa的溶气释放到浮选池中；
连续运转3周，监测到的原水水质和出水水质对比如下表
表I
权利要求
1.一种微生物，其特征在于其为芽孢杆菌属菌株(Bacillus sp.),该菌株保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号=CGMCC No. 3345。
2.一种油田聚合物驱采出水处理方法，其特征在于包括以下步骤 a、除去污水中的浮油和分散油； b、除去污水中的乳化油和悬浮物； C、分离污水中的悬浮物以及固体颗粒杂质； d、降低污水的粘度到0.4mPa s以下； e、微生物降解污水中的聚合物和石油，其中降解污水中的聚合物的微生物为权利要求
I所述的微生物；降解污水中的石油的微生物为一种芽孢杆菌属菌株(Bacillus sp.),该菌株保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号CGMCC No. 3344; f、超滤膜过滤除去污水中的细菌、病毒和悬浮物； g、反渗透膜过滤滤掉无机离子。
3.根据权利要求
2所述的油田聚合物驱采出水处理方法，其特征是所述步骤a为向污水中加入质量分数为0. 3% 3%破乳剂。
4.根据权利要求
2所述的油田聚合物驱采出水处理方法，其特征是所述步骤b为向污水中加入50mg/L 150mg/L絮凝剂和50mg/L 200mg/L的混凝剂。
5.根据权利要求
2所述的油田聚合物驱采出水处理方法，其特征是所述步骤c为将·0.4 0. 6MPa的溶气释放到浮选池中，溶气瞬间减压到常压，随着压力的降低，溶解在污水中的气体被抽出析出形成微气泡并向上浮起，在浮起过程中不断地吸附污水中的悬浮颗粒，并将它们带到水面，然后被撇走。
6.根据权利要求
2所述的油田聚合物驱采出水处理方法，其特征是所述步骤d为以铁为电极，采用消耗性电极法，外加交流电压使电极氧化而释放出金属离子，同时外部提供的O2捕集外电场提供的电子，形成氧自由基离子02_，氧自由基离子诱发出H2O2后生成羟基自由基离子 0H，羟基自由基离子 OH具有极高的氧化性，可将聚合物的分子链打断，大分子聚合物断链后变成无数个小分子，使含聚合物的污水粘度大大降低，粘度降到0. 4mPa s以下。
7.根据权利要求
2所述的油田聚合物驱采出水处理方法，其特征是所述步骤e中的降解聚合物的菌种种液和降解石油的菌种种液按I : I混合，投加到污水中对其进行聚合物和石油的降解处理。
8.根据权利要求
2所述的油田聚合物驱采出水处理方法，其特征是所述步骤f 为，采用管式超滤膜，其直径为8mm，膜孔径为30nm，水流流速为4. lm/s。
专利摘要
本发明公开了一种油田聚合物驱采出水处理方法，包括以下步骤a、除去浮油和分散油；b、除去乳化油和悬浮物；c、分离悬浮物以及固体颗粒杂质；d、降低污水粘度；e、微生物降解污水中的聚合物和石油，所述的微生物菌种来自大自然，从油田污水水样中分离出1株芽孢杆菌属(Bacillus)菌株，以此为菌种降解污水中的聚合物；从油田沙土土样中分离出1株芽孢杆菌属菌株，以此为菌种降解污水中的石油；f、除去污水中的细菌、病毒和悬浮物；g、除去污水中的无机离子。本发明的有益效果是处理效果好，特别是有效地降解了污水中的聚合物，处理后的水可以满足配制聚合物溶液用水要求。
文档编号C02F1/40GKCN102040311 B发布类型授权 专利申请号CN 200910236150
公开日2012年8月22日 申请日期2009年10月20日
发明者刘亚, 张忠智, 李国文, 罗一菁, 马根, 高玉格 申请人:北京纬纶华业环保科技股份有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan