[发明专利]天然气田污水及固体污染物综合处理工艺方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种用于油气田特别是天然气田开发和生产、集输过程中污水及固体污染物处理的工艺方法。

背景技术：

天然气是一种清洁、高效、廉价的气态能源和化工原料，其用途十分广泛，在很多领域能够代替石油和煤炭资源。天然气的地下储量相当丰富，是未来可长期依赖的战略能源之一。目前全球天然气勘探开发技术、大规模储运技术和下游应用技术发展很快，加之石油、煤炭资源的有限性与需求的高增长性相矛盾，自然环境的高标准要求与使用石油煤炭资源的高污染性相矛盾，使得天然气的战略地位和作用越来越显著。

天然气田在勘探、开发、生产、集输过程中会产生污水和固体污染物，对环境构成污染威胁。天然气田污水主要来源和性质为：1、采气伴生污水。来源于气田产气地层，伴随天然气生产而产出地面，含有油类(轻烃)物质和水溶解物，COD、BOD含量较高，矿化度较高；2、集输加工污水。天然气地面集输和加工处理时产生的污水，其中污染物含量相对较低，但有时可能含有添加的化学剂，一般并入采气污水中；3、钻井完井污水。钻井完井施工产生的废弃泥浆和污水，一般暂储在钻井泥浆池中，在泥浆池环保处理时要从废弃泥浆中分离出污水，污水中有机和无机污染物含量比较高，油类、COD、BOD、色度较高；4、气井压裂作业污水。包括天然气井压裂返排液、井下作业过程中由人工加注到地层又返排到地面的各种污水，可能含有人工加注的化学剂，有时直接排入泥浆池中，有时直接排入采气污水中。固体污染物的主要来源则为钻井废弃泥浆，部分来源于完井、压裂、作业等增产措施形成的固体废弃物，此外污水处理时也产生固体废弃物。

长期以来，天然气生产主要是分离回收油田伴生气，通常用于油田以采油为主的油田污水处理工艺技术比较成熟，但不能直接用于专门生产天然气的气田污水处理。这是由于天然气田的污水和固体污染物来源点多面广，所含污染成分多，性质比较特殊，加之天然气田所处的自然环境因素等限制，导致环保处理工艺复杂特殊，处理难度很大。据查，目前尚无专门用于天然气田污水及固体污染物综合处理的成熟可靠的工艺技术。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种适合天然气田污水和固体污染物综合处理达到无害化并可获得良好环保效果和经济效益的天然气田污水及固体污染物综合处理工艺办法。

本发明的工艺方法包括五个工艺单元：采气伴生污水净化处理单元、钻井泥浆污水净化处理单元、出水生化处理与水质调节单元、出水精细过滤排放单元、污泥净化与固体污染物固化处理单元。

各单元的实施步骤及技术要点如下：

I.采气伴生污水净化处理单元：处理采气伴生污水、集输加工污水和部分作业污水，其过程包括：污水集运、密闭污水调节油水分离、精细油水分离、气浮或絮凝处理：

(1)污水集运：首先将污水收集于集水罐内，集水罐为密闭容器，采用钢、铝、不锈钢等金属或钢、铝与陶瓷、玻璃的复合材料、PVC、PE、ABS等塑材或这些塑材与玻璃纤维复合的材料制造，罐外设置良好保温；将集水罐内的污水采用汽车罐车运输或铺设专用管道等方式集运至污水处理厂，进入密闭污水调节油水分离装置；

(2)密闭污水调节油水分离：在油水分离装置中对污水进行PH调节或加入破乳剂，调节温度，初步将污油和污水分离开来；

(3)精细油水分离：污水进入油水精细分离系统充分分离污水中所含的油分，油水精细分离系统可采用压力除油器、斜板除油器、旋流式除油器、立罐式除油器、填料除油器等装置；分离出来的污油进入油品精制装置，进行油品脱水脱污精制和稳定，得到精制稳定的油品；

(4)气浮或凝絮处理：污水进入气浮或絮凝气浮系统进行处理，以完全除去所含的油类，同时除掉部分其它有机物、无机物，降低COD、BOD、悬浮物；将采气污水进行酸碱度调节使PH值为5—7，进行气浮处理，为增加气浮效果可加入浮选剂和助浮剂。气浮的气体可以是空气、氮气、天然气、二氧化碳、烟道气、废气，浮选剂可以采用Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺的氯化物、溴化物、硫酸盐、硝酸盐、氯酸盐、高氯酸盐、复合聚合铝、复合聚合铁，助浮剂可以采用聚丙烯酰胺、改性淀粉、生物黄原胶、生物蛋白质、纤维素、改性纤维素或它们的两种或两种以上复配物，气浮装置可采用组合气浮设备，亦可采用自建气浮池；絮凝/气浮的出水进入生化处理水质调节单元，絮渣或污泥进入污泥脱水干化装置。