某油田采油污水处理工程设计(附件)
摘 要摘 要油田采油污水是油田产油、脱水、运输过程中产生的污水，由于国内油田过度开采，采油污水产量不断提高，已经不能将处理后的采出水全部用于回注，部分多余的采出水需要经处理达标后排放。采油污水含油量大，水质复杂，处理难度大。国内主要采用物理处理法和生物处理法相结合的工艺进行处理。本设计针对的某油田污水流量小、有机物浓度高、可生化性差等水质水量特点，本着低污染、低成本、高效率、绿色环保的宗旨，采用传统活性污泥法为主，辅助以物理方法。通过方案比选，最终决定物理部分采用隔油池和气浮池，生化部分采用水解酸化和SBR工艺。工艺流程为：格栅→隔油沉淀池→调节池→气浮池→水解酸化池→SBR反应器。该工艺流程简单、投资省、处理效果好，可使水中的石油类和COD得到有效去除，处理后出水可达到规定的国家《污水综合排放标准》（GB8979-1996）中的一级标准。对工艺中主要的构筑物进行了设计计算，并进行了平面布置、高程布置。工程概算结果表明该工程总投资为261万人民币。关键词：SBR反应器；水解酸化；采油污水；隔油；气浮目 录
第一章 绪论 1
1.1采油污水来源及水质特征 1
1.1.1 采油污水的来源 1
1.1.2 采油污水水质特征及污染情况 1
1.1.3 油类在水中的存在形式 2
1.2 采油污水的处理方法 2
1.2.1 物理法 2
1.2.2 化学法 3
1.2.3 物理化学法 3
1.2.4 生物法 3
1.3 采油污水处理技术的发展概况 5
1.4 采油污水处理的一般工艺 5
1.5 现阶段采油污水处理面临的问题 6
第二章 工艺方案设计 8
2.1 设计任务及要求 8
2.1.1 设计任务 8
2.1.2 设计要求 8
2.2 设计依据 9
2.3 设计原则 9
2.4 工艺流程的选择与说明 9
2.4.1 工艺流程选择原则 9
2.4.2 方案比选 10
2.4.3 工艺流程 11
第三章 设计说明书 12
3
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要求 8
2.1.1 设计任务 8
2.1.2 设计要求 8
2.2 设计依据 9
2.3 设计原则 9
2.4 工艺流程的选择与说明 9
2.4.1 工艺流程选择原则 9
2.4.2 方案比选 10
2.4.3 工艺流程 11
第三章 设计说明书 12
3.1 格栅 12
3.2 隔油池 12
3.3 调节池 12
3.4 提升泵房 13
3.5 气浮池 13
3.6 水解酸化池 14
3.7 SBR反应器 15
3.8 污泥池 16
3.9 鼓风机房 16
第四章 设计计算书 18
4.1 预期达到的处理效果 18
4.2 设计计算 18
4.2.1 设计水量 18
4.2.2 格栅设计计算 19
4.2.3 隔油池设计计算 20
4.2.4 调节池设计计算 22
4.2.5 气浮池设计计算 23
4.2.6 水解酸化池设计计算 26
4.2.7 SBR设计计算 27
4.2.8 污泥浓缩脱水机 32
第五章 平面布置与高程布置 33
5.1 平面布置 33
5.2 高程布置 34
5.2.1 高程设计 34
5.2.2 高程计算 35
第六章 工程概算及运行成本 38
6.1 工程概算 38
6.2 运行成本分析 39
结 论 41
致 谢 42
参考文献 43
第一章 绪论
1.1采油污水来源及水质特征
1.1.1 采油污水的来源
石油的主要天然伴生物是水，而依据石油的分布，现阶段最高效和最广泛的在开采技术是在合适的开采位置打一定深度的专用注水井，通过在注水井中注入高压水保持地层压力，从而开采出原油[1]。由注水井注入油层的水大部分通过采油井随原油回到了地面，因此，在原油向外运输前需要脱水，从而产生含油废水，其中还有石油、钻屑、润滑剂、加重剂、重金属等污染物，其污染物种类繁多、含油量大且浓度高，因此对环境危害极大。此外，在油污泥堆放场所的渗滤水、油田地表径流雨水、洗涤设备产生的废水、事故泄露引起的污染水体，也属于采油污水的范畴[2]。
目前我国油田普遍采用注水开采，而且我国大部分油田已经进入开发的中后期，导致产出液的含水率很高，因此产生了大量的采油污水。
随着我国经济快速发展，工业化日新月异，伴随着人们生活的便捷，油品的需求量逐渐增大，但由于各种技术和管理的落后，使得大量油品进入水体形成污染[3]。采油污水有关的环保问题已经成为炼油厂及石油加工行业发展的制约因素，如何提高采油污水处理效率，同时尽可能减少费用是石油行业重点关注的问题。
目前，我国采油污水在处理率和达标排放方面都存在诸多问题，导致采油污水处理费用高且不能有效利用。随着排放标准的不断严格，采油污水的控制、回用[4]、排放将面临更加严峻的问题，因此，对油田采油废水的处理工艺研究具有十分重要的现实意义。
1.1.2 采油污水水质特征及污染情况
采油污水中主要污染物有：石油类、COD、BOD、SS、挥发酚、硫化物、氰化物、金属化合物等。
采油污水油滴会覆盖在水面上方，阻止氧气在水中的溶解，降低水中溶解氧浓度，致使水中生物死亡，妨碍水生植物光合作用，导致水体变臭。如果采油污水渗入地下水，则会影响地下水水质，进而影响到生活用水[5]。水中含有氰化物、硫化物等有毒物质对人体及动物危害极大。采油污水含油浓度高，不进行处理，会使大量石油类物质流失，导致资源利用率低。同时，采油污水可燃性较高[6]，不进行收集处理，会产生生产安全问题。除此之外，采油污水还会影响水体pH、土层的吸附和过滤作用、活性污泥及生物膜的正常代谢等。
1.1.3 油类在水中的存在形式
采油污水由于含有的油类种类繁多，按照在水中存在的形式将其分为：浮油、乳化油、分散油及溶解油。
（1）浮油，是污水油类物质中最主要的组成物质，占到了其中的60%至80%，其漂浮在水面上，形成一定面积的油膜或者油层，其颗粒较大。
（2）乳化油，由于污水中含有一定的表面活性剂，使得部分油成为稳定的乳化油，粒径很小，为乳化状态，不容易从中上浮除去。
（3）分散油，是一部分的微小油粒悬浮在水中，形成不稳定的分散油，通过静止后会成为浮油。
（4）溶解油，是一种通过化学方式溶解在水中的微粒分散油，粒径比乳化油还小，但其含量很少。
通过分析可知，采油污水处理中对乳化油和浮油的去除是关键。
1.2 采油污水的处理方法
1.2.1 物理法
主要去除废水中矿物质及大部分油类和固体悬浮物等。
（1）重力分离技术，利用油水比重差进行重力分离。已经在油田被广泛使用的相关设备：自然沉降除油罐、隔油池、重力沉降罐等。
（2）离心分离技术，依据颗粒和污水质量的不同导致离心力不同，以达到分离污染物的目的。现阶段水力旋流器在世界各油田污水处理中取得良好效果。
（3）粗粒化，将含油废水通过装有粗粒化材料的设备，达到油珠粒径由小变大的目的。在油田污水处理中，
第一章 绪论 1
1.1采油污水来源及水质特征 1
1.1.1 采油污水的来源 1
1.1.2 采油污水水质特征及污染情况 1
1.1.3 油类在水中的存在形式 2
1.2 采油污水的处理方法 2
1.2.1 物理法 2
1.2.2 化学法 3
1.2.3 物理化学法 3
1.2.4 生物法 3
1.3 采油污水处理技术的发展概况 5
1.4 采油污水处理的一般工艺 5
1.5 现阶段采油污水处理面临的问题 6
第二章 工艺方案设计 8
2.1 设计任务及要求 8
2.1.1 设计任务 8
2.1.2 设计要求 8
2.2 设计依据 9
2.3 设计原则 9
2.4 工艺流程的选择与说明 9
2.4.1 工艺流程选择原则 9
2.4.2 方案比选 10
2.4.3 工艺流程 11
第三章 设计说明书 12
3
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要求 8
2.1.1 设计任务 8
2.1.2 设计要求 8
2.2 设计依据 9
2.3 设计原则 9
2.4 工艺流程的选择与说明 9
2.4.1 工艺流程选择原则 9
2.4.2 方案比选 10
2.4.3 工艺流程 11
第三章 设计说明书 12
3.1 格栅 12
3.2 隔油池 12
3.3 调节池 12
3.4 提升泵房 13
3.5 气浮池 13
3.6 水解酸化池 14
3.7 SBR反应器 15
3.8 污泥池 16
3.9 鼓风机房 16
第四章 设计计算书 18
4.1 预期达到的处理效果 18
4.2 设计计算 18
4.2.1 设计水量 18
4.2.2 格栅设计计算 19
4.2.3 隔油池设计计算 20
4.2.4 调节池设计计算 22
4.2.5 气浮池设计计算 23
4.2.6 水解酸化池设计计算 26
4.2.7 SBR设计计算 27
4.2.8 污泥浓缩脱水机 32
第五章 平面布置与高程布置 33
5.1 平面布置 33
5.2 高程布置 34
5.2.1 高程设计 34
5.2.2 高程计算 35
第六章 工程概算及运行成本 38
6.1 工程概算 38
6.2 运行成本分析 39
结 论 41
致 谢 42
参考文献 43
第一章 绪论
1.1采油污水来源及水质特征
1.1.1 采油污水的来源
石油的主要天然伴生物是水，而依据石油的分布，现阶段最高效和最广泛的在开采技术是在合适的开采位置打一定深度的专用注水井，通过在注水井中注入高压水保持地层压力，从而开采出原油[1]。由注水井注入油层的水大部分通过采油井随原油回到了地面，因此，在原油向外运输前需要脱水，从而产生含油废水，其中还有石油、钻屑、润滑剂、加重剂、重金属等污染物，其污染物种类繁多、含油量大且浓度高，因此对环境危害极大。此外，在油污泥堆放场所的渗滤水、油田地表径流雨水、洗涤设备产生的废水、事故泄露引起的污染水体，也属于采油污水的范畴[2]。
目前我国油田普遍采用注水开采，而且我国大部分油田已经进入开发的中后期，导致产出液的含水率很高，因此产生了大量的采油污水。
随着我国经济快速发展，工业化日新月异，伴随着人们生活的便捷，油品的需求量逐渐增大，但由于各种技术和管理的落后，使得大量油品进入水体形成污染[3]。采油污水有关的环保问题已经成为炼油厂及石油加工行业发展的制约因素，如何提高采油污水处理效率，同时尽可能减少费用是石油行业重点关注的问题。
目前，我国采油污水在处理率和达标排放方面都存在诸多问题，导致采油污水处理费用高且不能有效利用。随着排放标准的不断严格，采油污水的控制、回用[4]、排放将面临更加严峻的问题，因此，对油田采油废水的处理工艺研究具有十分重要的现实意义。
1.1.2 采油污水水质特征及污染情况
采油污水中主要污染物有：石油类、COD、BOD、SS、挥发酚、硫化物、氰化物、金属化合物等。
采油污水油滴会覆盖在水面上方，阻止氧气在水中的溶解，降低水中溶解氧浓度，致使水中生物死亡，妨碍水生植物光合作用，导致水体变臭。如果采油污水渗入地下水，则会影响地下水水质，进而影响到生活用水[5]。水中含有氰化物、硫化物等有毒物质对人体及动物危害极大。采油污水含油浓度高，不进行处理，会使大量石油类物质流失，导致资源利用率低。同时，采油污水可燃性较高[6]，不进行收集处理，会产生生产安全问题。除此之外，采油污水还会影响水体pH、土层的吸附和过滤作用、活性污泥及生物膜的正常代谢等。
1.1.3 油类在水中的存在形式
采油污水由于含有的油类种类繁多，按照在水中存在的形式将其分为：浮油、乳化油、分散油及溶解油。
（1）浮油，是污水油类物质中最主要的组成物质，占到了其中的60%至80%，其漂浮在水面上，形成一定面积的油膜或者油层，其颗粒较大。
（2）乳化油，由于污水中含有一定的表面活性剂，使得部分油成为稳定的乳化油，粒径很小，为乳化状态，不容易从中上浮除去。
（3）分散油，是一部分的微小油粒悬浮在水中，形成不稳定的分散油，通过静止后会成为浮油。
（4）溶解油，是一种通过化学方式溶解在水中的微粒分散油，粒径比乳化油还小，但其含量很少。
通过分析可知，采油污水处理中对乳化油和浮油的去除是关键。
1.2 采油污水的处理方法
1.2.1 物理法
主要去除废水中矿物质及大部分油类和固体悬浮物等。
（1）重力分离技术，利用油水比重差进行重力分离。已经在油田被广泛使用的相关设备：自然沉降除油罐、隔油池、重力沉降罐等。
（2）离心分离技术，依据颗粒和污水质量的不同导致离心力不同，以达到分离污染物的目的。现阶段水力旋流器在世界各油田污水处理中取得良好效果。
（3）粗粒化，将含油废水通过装有粗粒化材料的设备，达到油珠粒径由小变大的目的。在油田污水处理中，
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