2016年2月18日的“新聞聯播”播放了大慶油田采用三元復合驅技術提高采收率的新聞。三元復合驅的實質是用廉價的堿部分或全部代替價格昂貴的表面活性劑，降低化學驅所需表面活性劑用量。但是，該技術也存在一些不足，例如強堿引起的結垢、表面活性劑的經濟性問題、聚合物的溶解性、各種化學劑的吸附損失以及采出液的處理等問題。這里介紹大慶油田三元復合驅采出液的處理工程實例，供業內參考。三元復合驅：是指在注入水中加入堿(A)、低濃度的表面活性劑(S)和聚合物(P)的復合體系驅油的一種提高原油采收率的方法。它是20世紀80年代初國外出現的化學采油新工藝，是在二元復合驅的基礎上發展起來的。大慶油田室內研究及先導性礦場試驗表明，ASP三元復合驅可比水驅提高20%以上的原油采收率。其實質是用廉價的堿部分或全部代替價格昂貴的表面活性劑，降低化學驅所需表面活性劑用量。但是，三元復合驅油劑還存在一些不足之處。比如，強堿引起的結垢問題，表面活性劑的經濟性問題，聚合物的溶解性、各種化學劑的吸附損失以及三元復合驅采出液的處理等問題。大慶油田進入中后期開采階段，采出水水量逐年增大、污水成分更加復雜。隨著三元復合驅工業化推廣，這一趨勢將更加明顯。由于三元復合驅采出水中同時含有驅油劑（聚合物、表面活性劑和堿）、油和懸浮物，驅油劑中的聚合物分子使水中的懸浮物和油類進一步分散，表面活性劑的加入則降低了油水間的界面張力，從而使各種污染物在水中的存在狀態更加穩定，采出水的粘度、SS濃度升高，乳化嚴重，造成油水分離及SS的去除比普通采出水處理難度更大，原有的水驅、聚驅處理工藝已經無法滿足三元復合驅采出水處理指標的要求�；诖�，根據三元復合驅采出水水質特點，制定合理的處理流程，經精心的調試與運行，最終達到較好的處理效果，為今后工程實踐的應用提供理論依據。該試驗處理水量為48m3/d，出水水質要求達到高滲透油層“雙20”回注水水質標準，原水水質及排放標準如表1所示。由于三元復合驅采出水PAM含量較高，造成后續過濾速度較慢，反沖洗頻繁，出水水質較差，水解酸化/生物接觸氧化工藝通過投加自行研發的耐堿、耐鹽、降聚的高效專性微生物菌種，在出水粘度降低的同時無二次污染且運行成本較低，因此采用水解酸化/生物接觸氧化組合工藝對三元復合驅采出水進行處理。處理流程見圖1。
圖1 污水處理工藝流程
三元復合驅采出水通過高效氣浮池，去除部分懸浮物和含油量后，進入水解酸化池，將大分子有機物轉化為小分子有機物，部分PAM斷鏈，提高污水的可生化性，以保證后續構筑物的穩定運行；隨后進入生物接觸氧化池，出水進入緩沖池后經過水泵提升至兩級石英砂過濾，最終出水進入清水池，出水可以直接回注或供兩級砂濾反沖洗使用。（1） 高效氣浮池。采取部分回流加壓溶氣氣浮方式，通過內置斜管，同時實現氣浮與沉淀雙重作用，主要去除污水中懸浮物和分散油及浮油，減少后續構筑物的負荷。設計尺寸3.6m×1.2m×1.7m，體積為7m3，1座，碳鋼結構，地上式。（2） 水解酸化池/接觸氧化池。對高效氣浮出水進一步處理，去除部分未降解的懸浮物及大分子聚丙烯酰胺，保證后續砂濾的進水水質。設置水解酸化與接觸氧化兩個單元，加強生化工藝的整體處理效果。設計尺寸為8m×2m×2m，總體積為32m3，HRT為16h，水解酸化池、接觸氧化池體積各16 m3，停留時間均為8h，碳鋼結構，地上式。生物接觸氧化池配套風機風量0.5m3/min，功率0.75kW，2臺，1備1用。（3） 沉淀池。截留水解酸化池/接觸氧化池出水中攜帶的SS，污泥回流至水解酸化池內，保證微生物量的同時起到攪拌的作用，使污泥懸浮，增強其處理效果。設計尺寸3.6m×1.4m×1.6m，1座，體積8m3，HRT為4h。碳鋼結構，地上式。（4） 兩級砂濾罐。進一步截留沉淀池出水中的SS和含油量，確保最終出水水質達標。兩級砂濾的設計尺寸均為Φ0.9m×3.2m，體積均為2m3，濾速為3.1m/h，碳鋼結構，地上式。首先進行高效溶氣氣浮運行參數的優化，確定氣水比、回流比、停留時間，同時開展水解酸化/生物接觸氧化池微生物的培養與馴化，分別投加自行研發的高效微生物菌劑，每次各投加150L，共投加3次，由于污水溫度穩定在30～35℃，故無需加熱，運行初期悶爆，水解酸化池按300:5:1，接觸氧化池按100:5:1投加營養。根據進、出水pH和SS及COD去除率的變化，逐步提高進水負荷，經過60d的調試，水解酸化池/接觸氧化池均穩定運行。最后考察濾速對出水水質效果的影響，確定最佳濾速，各單元工藝在最優參數下，連續穩定運行6個月。隨著生化工藝的穩定運行，整個污水處理工藝進入穩定運行階段并通過當地相關部門的驗收檢驗，運行效果如表2所示。整個工藝流程設計緊湊，運行管理方便，占地面積小，處理效果穩定，基建及運行費用低，噸水處理費用僅為1.4元，為日后的工程實踐提供理論依據。（1）針對三元復合驅采出水水質特點及現場實際情況，制定“氣浮-水解酸化/接觸氧化-兩級砂濾”組合工藝對污水進行處理，取得了較好的處理效果，自動化程度高，處理效果穩定優異。（2）在高效氣浮氣水比為1:10，停留時間為2h，回流比為50%，溶氣壓力為0.5MPa；水解酸化池停留時間為8h，生物接觸氧化池停留時間為8h，兩級砂濾濾速為3.1m/h時，組合工藝對懸浮物的去除率高達95%，含油量的去除率高達98%，聚合物的去除率為31%。（3）“氣浮-水解酸化/接觸氧化-兩級砂濾”組合工藝處理三元復合驅采出水能夠保證污水穩定達標回注，出水可達到高滲透油層“雙20”回注水水質標準，助力油田實現注采平衡，具有明顯的經濟效益、社會效益和環境效益。完整內容參見《中國給水排水》2016年3月第6期：氣浮/水解/接觸氧化/砂濾處理三元復合驅采出水，作者：大慶油田水務公司 狄茂，許成君，趙樹君，王飛，李文強。
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