油砂油开采污水的处理工艺与处理系统

摘要

本发明提供了一种油砂油开采污水的处理工艺，包括以下步骤：a）将油砂油开采污水在均质槽中进行均质处理，将所述均质处理后的污水进入气浮除油装置进行气浮除油处理，使悬浮油的去除率为85wt%～95wt%，乳化油的去除率为5wt%～10wt%；b）将步骤a）得到的污水进入絮凝气浮装置进行絮凝气浮处理，分离絮凝物与絮凝气浮污水；c）将所述絮凝气浮污水进行离心分离，得到油砂地层回注用水。本发明还提供了一种油砂油开采污水的处理系统。本发明将油砂油开采污水进行处理后得到的水质满足油砂地层回注水的水质要求。

权利要求

1.一种油砂油开采污水的处理工艺，包括以下步骤：

a)将油砂油开采污水在均质槽中进行均质处理，将均质处理后的污水进入气浮除油装置进行气浮除油处理，使悬浮油的去除率为85wt％～95wt％，乳化油的去除率为5wt％～

10wt％；

b)将步骤a)得到的污水进入絮凝气浮装置进行絮凝气浮处理，分离絮凝物与絮凝气浮污水；

c)将所述絮凝气浮污水进行离心分离，得到油层回注水；

所述均质处理具体为：将所述油砂油开采污水进入均质槽，加入破乳剂，并调节所述油砂油开采污水的pH至6.5～7.5；

所述破乳剂为季铵盐破乳剂。

2.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，所述气浮除油的处理时间为40～

60min，温度为5～60℃。

3.根据权利要求1所述的处理工艺，其特征在于，所述絮凝气浮处理的过程中加入絮凝剂，所述絮凝剂为有机高分子絮凝剂与无机高分子絮凝剂。

4.根据权利要求3所述的处理工艺，其特征在于，所述有机高分子絮凝剂为阳离子聚丙烯酰胺；所述无机高分子絮凝剂为聚合氯化铝或聚合硅酸铁。

5.根据权利要求3所述的处理工艺，其特征在于，步骤b)中，以所述污水为基，所述有机高分子絮凝剂的投入量为3～20mg/L，所述无机高分子絮凝剂的投入量为30～80mg/L。

6.一种如权利要求1所述的油砂油开采污水的处理工艺的处理系统，包括均质槽、气浮除油装置、絮凝气浮装置与离心机；所述均质槽的出口与所述气浮除油装置的入口相连接，所述气浮除油装置的出口与所述絮凝气浮装置的入口相连接，所述絮凝气浮装置的出口与所述离心机的入口相连接。

7.根据权利要求6所述的处理系统，其特征在于，所述离心机为卧螺离心机。

说明书

油砂油开采污水的处理工艺与处理系统

技术领域

[0001] 本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及油砂油开采污水的处理工艺与处理系统。

背景技术

[0002] 中国是一个贫水的国家，全国每年缺水总量达12亿吨，而工业用水占城市供水量的80%左右。随着我国经济的快速发展，人口的增加，水质污染日益加重，水资源短缺问题已严重制约工农业的发展。因此，目前将污水处理会用作为解决缺水问题的首选方案。

[0003] 油砂是一种富含天然沥青的沉积砂，其实质是沥青、砂、富矿粘土与水的混合物，其中，沥青含量为10wt%～12wt%，砂与粘土等矿物为80wt%～85wt%，其余为水。油砂经过开采工业加工后产生的油砂油经过进一步加工才能被应用，若污水不经合理处理排放，将会造成环境污染。

[0004] 油砂投入开发后，油砂层本身能量将不断地被消耗，致使油砂层压力不断地下降，地下油砂油大量脱气，粘度增加，油井产量也会大大减少。为了保持或提高油层压力，获得较高的采收率，必须对油砂地层进行注水。油砂层注水即利用注水井将水注入油层，以补充和保持油层压力。

[0005] 为了使含油污水能够得到充分利用，油砂油开采污水进行处理后可再注入油砂层进行重复利用，油层回注水的水质要求其含油量≤20mg/L，悬浮物≤20mg/L，pH为6.5～7.5。若油砂油开采污水不经合理处理即进行回注，不仅使地面设施不能正常运行，而且还会因地层堵塞而带来危害，同时也会造成环境污染，影响油砂油安全生产。因此本发明提供了一种油砂油开采污水的处理工艺，使处理后的水能够作为油层回注水。

发明内容

[0006] 本发明解决的技术问题在于提供一种油砂油开采污水的处理工艺与处理系统，经过本发明的处理工艺得到的水能够用于油层回注水。

[0007] 有鉴于此，本发明提供了一种油砂油开采污水的处理工艺，包括以下步骤：

[0008] a）将油砂油开采污水在均质槽中进行均质处理，将均质处理后的污水进入气浮除油装置进行气浮除油处理，使悬浮油的去除率为85wt%～95wt%，乳化油的去除率为5wt%～10wt%；

[0009] b）将步骤a）得到的污水进入絮凝气浮装置进行絮凝气浮处理，分离絮凝物与絮凝气浮污水；

[0010] c）将所述絮凝气浮污水进行离心分离，得到油层回注水。

[0011] 优选的，步骤a）中所述均质处理具体为：

[0012] 将所述油砂油开采污水进入均质槽，加入破乳剂，并调节所述油砂油开采污水的pH至6.5～7.5。

[0013] 优选的，所述气浮除油的处理时间为40～60min，温度为5～60℃。

[0014] 优选的，所述絮凝气浮处理的过程中加入絮凝剂，所述絮凝剂为有机高分子絮凝剂与无机高分子絮凝剂。

[0015] 优选的，所述有机高分子絮凝剂为阳离子聚丙烯酰胺；所述无机高分子絮凝剂为聚合氯化铝或聚合硅酸铁。

[0016] 优选的，步骤b）中，以所述污水为基，所述有机高分子絮凝剂的投入量为3～20mg/L，所述无机高分子絮凝剂的投入量为30～80mg/L。

[0017] 本发明还提供了一种油砂油开采污水的处理系统，包括均质槽、气浮除油装置、絮凝气浮装置与离心机；所述均质槽的出口与所述气浮除油装置的入口相连接，所述气浮除油装置的出口与所述絮凝气浮装置的入口相连接，所述絮凝气浮装置的出口与所述离心机的入口相连接。

[0018] 优选的，所述离心机为卧螺离心机。

[0019] 本发明提供了一种油砂油开采污水的处理工艺与处理系统。在处理油砂油开采污水的过程中，将油砂油开采污水依次进行了均质处理，气浮除油处理、絮凝悬浮处理与离心处理；本发明在均质槽中对油砂油开采污水进行均质处理，将乳化油转化为悬浮油，再将均质处理后的污水进入气浮除油装置进行气浮除油处理，将污水中的悬浮油、乳化油浮至水面，使悬浮油的去除率为85wt%～95wt%，乳化油的去除率为5wt%～10wt%，然后将气浮除油后的污水进入絮凝气浮装置进行絮凝气浮处理，使污水中的悬浮物浮至污水表面，使絮凝物与絮凝气浮污水分离，然后将絮凝气浮污水在离心机中进行分离，从而得到油层回注水。实验结果表明，本发明的油砂油开采污水处理后的水中含油量小于20mg/L，固体悬浮物小于20mg/L，pH值为6.5～7.5，满足油层回注水标准。

附图说明

[0020] 图1为本发明油砂油开采污水的处理系统示意图。

具体实施方式

[0021] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

[0022] 为了使油砂油开采污水得到充分利用，能够用于油层回注水，本发明实施例公开了一种油砂油开采污水的处理工艺，包括以下步骤：

[0023] a）将油砂油开采污水进行均质处理，将所述均质处理后的污水进行气浮除油，使悬浮油的去除率为85wt%～95wt%，乳化油的去除率为5wt%～10wt%；

[0024] b）将步骤a）得到的污水进行絮凝气浮处理，分离絮凝物与絮凝气浮污水；

[0025] c）将所述絮凝气浮污水进行离心分离，得到油层回注水。

[0026] 为了使油砂油开采污水得到充分利用，本发明将油砂油开采污水进行处理以使处理后的污水用于油砂地层回注水。图1为本发明油砂油开采污水的处理系统示意图。在处理油砂油开采污水的过程中，首先将油砂油开采污水在均质槽1中进行均质处理，将其中部分乳化油转化为悬浮油。所述均质处理过程具体为：

[0027] 将油砂油开采污水进入均质槽1中，加入酸或碱调节所述污水的pH至6.5～7.5，并加入季铵盐类破乳剂，所述油砂油开采污水在均质槽1中的处理时间为40～90min，温度为5～60℃。

[0028] 所述油砂油开采污水经过均质处理后，则将均质处理后的油砂油开采污水进入气浮除油装置2进行气浮除油处理，使悬浮油的去除率为85wt%～90wt%，乳化油去除率为5wt%～10wt%。在所述气浮除油的过程中，通过气浮除油装置2底部的气浮系统产生的大量微气泡，将污水中的悬浮油、乳化油浮至污水表面，上层浮油通过溢流口进行回收。所述气浮除油处理的时间优选为40～60min，温度优选为5～60℃。

[0029] 经过气浮除油处理的油砂油开采污水进入絮凝气浮装置3，进行絮凝气浮处理。在絮凝气浮处理的过程中优选加入絮凝剂；所述絮凝剂优选为无机高分子絮凝剂和有机高分子絮凝剂；所述无机高分子絮凝剂优选为聚合氯化铝系无机高分子絮凝剂或聚合硅酸铁系无机高分子絮凝剂；所述有机高分子絮凝剂为本领域技术人员熟知的有机高分子絮凝剂，优选为阳离子聚丙烯酰胺。本发明所述絮凝剂分子量优选为800万～2500万，通过合成工艺调节絮凝剂的分子量，使絮凝剂与待处理高分子、有机大分子的分子量相匹配，具有广谱适用性。通过调整絮凝剂分子量和有机絮凝剂与无机絮凝剂的复配使用，可有效去除废水中的悬浮物、各种石油助剂及金属离子等，效果明显优于常规水处理剂。

[0030] 在絮凝气浮处理的过程中，气浮除油后的污水进入絮凝气浮装置的混合反应器内，同时加入絮凝剂，形成可分离的絮凝物；经过预处理的污水进入气浮装置与溶气泵提供的溶气水混合，使溶气水释放的气泡粘附在絮凝物上，气泡将絮凝剂、污水充分混合并形成大量的絮凝物，絮凝物在微气泡的作用下上浮到水面，形成浮渣，再通过絮凝气浮装置的刮渣机将所述浮渣收至储渣槽。

[0031] 最后将絮凝气浮出水采用离心机4进行分离，所述离心机4优选为卧螺离心机。离心分离后的固体废弃物集中回收，用于水煤浆添加剂，离心分离后的出水用于油层回注水。

[0032] 本发明提供了一种油砂油开采污水的处理工艺与处理系统。在处理油砂油开采污水的过程中，将油砂油开采污水依次进行了均质处理，气浮除油处理、絮凝悬浮处理与离心处理；本发明在均质槽中对油砂油开采污水进行均质处理，将乳化油转化为悬浮油，再将均质处理后的污水进入气浮除油装置进行气浮除油处理，将污水中的悬浮油、乳化油浮至水面，使悬浮油的去除率为85wt%～95wt%，乳化油的去除率为5wt%～10wt%，然后将气浮除油后的污水进入絮凝气浮装置进行絮凝气浮处理，使污水中的悬浮物浮至污水表面，使絮凝物与絮凝气浮污水分离，然后将絮凝气浮污水进行分离，从而得到油层回注水。实验结果表明，本发明的油砂油开采污水处理后的水中含油量小于20mg/L，固体悬浮物小于20mg/L，pH值为6.5～7.5，满足油层回注水标准。

[0033] 本发明还提供了一种油砂油开采污水的处理系统，所述处理系统包括均质槽1、气浮除油装置2、絮凝气浮装置3与离心机4；所述均质槽1的出口与所述气浮除油装置2的入口相连接，所述气浮除油装置2的出口与所述絮凝气浮装置3的入口相连接，所述絮凝气浮装置3的出口与所述离心机4的入口相连接。

[0034] 本发明采用上述处理系统对油砂油开采污水进行处理。油砂油开采污水首先进入均质槽1进行均质处理，将所述油砂油开采污水中的乳化油部分转化为悬浮油；然后将均质处理后的污水进入气浮除油装置2，所述气浮除油装置2为本领域技术人员熟知的气浮除油装置，本发明没有特别的限制。在气浮除油装置2中，均质后的污水经过处理后，悬浮油的去除率为85wt%～90wt%，乳化油的去除率为5wt%～10wt%。

[0035] 油砂油开采污水经过气浮除油后进入絮凝气浮装置3，所述絮凝气浮装置3优选包括混合反应器、气浮装置、刮渣机与储渣槽。所述絮凝气浮装置3优选为北京博通海纳石油技术有限公司提供的压力溶气气浮系统或辽宁华孚环境工程有限公司提供的两级气浮除油器。

[0036] 最后将悬凝气浮处理的出水进入离心机4进行离心分离，离心分离后的固体废弃物回收用于制作水煤浆添加剂，离心分离后的出水用于油层回注水。

[0037] 为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的油砂油开采污水的处理工艺与处理系统进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。

[0038] 实施例1

[0039] 具有弱碱性的油砂油开采废水的成分如表1所示，表1为油砂油开采废水的成分。将油砂油开采废水首先进入均质槽1，在均质槽1中加入50～500ppm的盐酸调整废水pH至
6.5～7.5，加入20～100ppm的季铵盐类破乳剂将乳化油转化为悬浮油，工作温度为60℃。
均质后的废水在气浮除油装置2内水力停留40分钟，工作温度为40℃。气浮除油处理后的出水进絮凝气浮装置3，分别加入30～80mg/L聚合氯化铝系无机高分子絮凝剂与3～
20mg/L有机高分子絮凝剂，水力停留时间为10分钟。

[0040] 絮凝气浮出水进入离心机4进行离心分离，离心分离产生的固体废弃物集中回收用于制作水煤浆添加剂，离心分离后的水用于油层回注水。所述油层回注水的含油量小于20mg/L，固体悬浮物小于20mg/L，pH值6.5～7.5，满足油层回注水标准。

[0041] 表1油砂油开采污水的主要成分

[0042]污水/指标 含油量（mg/L） 悬浮物（mg/L） pH
油砂油开采污水 300～5000 0～1000 3～10

[0043] 实施例2

[0044] 具有强酸性的酸化废水首先进入均质槽1，加入200～1000ppm的常用碱调整废水pH到6.5～7.5，加入20～100ppm的季铵盐类破乳剂以将乳化油转化为悬浮油，工作温度为30℃。均质后的废水在气浮除油装置2内水力停留50分钟，工作温度为30℃。气浮除油出水进絮凝气浮装置3，分别加入30～80mg/L聚合硅酸铁系无机高分子絮凝剂以及3～20mg/L有机高分子絮凝剂，水力停留时间为10分钟。

[0045] 絮凝气浮出水进入卧螺离心机4进行离心分离，离心分离产生的固体废弃物集中回收用于制作水煤浆添加剂，处理后的出水用于油层回注水。所述油层回注水的含油量小于20mg/L，固体悬浮物小于20mg/L，pH值6.5～7.5，满足油层回注水标准。

[0046] 实施例3

[0047] 具有弱碱性的废液首先进入均质槽1，加入50～500ppm的常用酸调整废水pH到6.5～7.5，加入20～100ppm的季铵盐类破乳剂以将乳化油转化为悬浮油，工作温度为
10℃。均质后的废水在气浮除油装置2内水力停留50分钟，工作温度为20℃。气浮除油出水进絮凝气浮装置3，分别加入30～80mg/L聚合硅酸铁系无机高分子絮凝剂以及3～
20mg/L有机高分子絮凝剂，水力停留时间为5分钟。絮凝气浮出水进入离心机4离心分离，离心分离产生的固体废弃物集中回收用于制作水煤浆添加剂，离心分离后的出水作为油层回注水。油层回注水的含油量小于20mg/L，固体悬浮物小于20mg/L，pH值6.5～7.5，满足油层回注水标准。

[0048] 以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

[0049] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。