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車城油田屬于典型的特低滲透油田，其孔隙度小、孔隙喉道細、孔隙結(jié)構復雜、滲透率低。油田前端采用自然沉降、加入化學藥劑、氣浮等處理方式，后端采用精細過濾對水質(zhì)進行常規(guī)性污水處理，但未能使水質(zhì)達到注水標準，導致現(xiàn)階段車城油田每天產(chǎn)出的1,500m 3 污水全部無效回注，造成浪費。為保證油藏壓力，防止油藏污染，使車城油田污水水質(zhì)達到回注標準，最終確定采用油田污水處理主體工藝技術，即微生物處理結(jié)合膜過濾技術。通過應用該技術，使油田污水水質(zhì)達到了Ⅰ級標準，實現(xiàn)了油田污水有效回注，節(jié)約了能源，保證了生產(chǎn)。
 
微生物與膜過濾系統(tǒng)高效處理污水
 
將有機物、膠狀顆粒物的降解與降低顆粒物徑的方法相結(jié)合，形成微生物與膜過濾的油田污水過濾系統(tǒng)。污水經(jīng)過生化處理后，含油物質(zhì)以及一些膠狀顆粒被有效的降解，再通過膜過濾系統(tǒng)進一步過濾掉污水中一些物徑較大的顆粒，從而提高水質(zhì)，滿足低滲透地層注水水質(zhì)的要求。整套工藝由污水預處理系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、生化系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、膜處理系統(tǒng)和污泥排放系統(tǒng)等組成，其中最為核心的工藝是微生物處理與膜處理工藝。
 
對于存在于油田污水內(nèi)的原油有機物，用專門培養(yǎng)的除油微生物進行降解，轉(zhuǎn)換成二氧化碳和水，不但凈化了水質(zhì)，而且避免了二次污染。膜過濾技術是深度水處理的一種高級手段，根據(jù)膜選擇性的不同， 可分為反滲透 （RO） 、納濾（NF）、超濾（UF）和微濾（MF）等。根據(jù)車城油田污水水質(zhì)特點選用超濾膜。超濾膜通常為不對稱的多孔膜，表面孔徑多為 20~50nm，截留分子質(zhì)量范圍較寬。膜組件采用國際知名品牌的管式膜組件，材質(zhì)為聚偏氟乙烯（PVDF），具有良好的抗污染性能和很高的膜通量。
 
將微生物處理與膜過濾結(jié)合起來，既發(fā)揮了各自所長， 又彌補了各自缺陷。一方面微生物反應池中的生物菌群將沉降后的污水降解， 改變水中污泥的特性，同時除去硫化物、鐵離子等物質(zhì)，減少對膜的污染，延長了膜的運行周期，又有利于下一步膜的分離；另一方面膜處理裝置采用錯流過濾的方式，在膜處理系統(tǒng)內(nèi)進行泥水分離，將細菌、油類等污染物徹底截留，同時將少部分微生物回流至反應池中，防止微生物流失，增強微生物處理效果。 節(jié)點管理法成功實現(xiàn)水質(zhì)達標
 
“節(jié)點管理法”是將污水水質(zhì)管理點前移至油系統(tǒng)，把油系統(tǒng)和水系統(tǒng)看作一個連續(xù)的水質(zhì)管理鏈，把起點至終點劃分為油區(qū)來水、沉降罐出水、微生物反應池出水、膜過濾出水等節(jié)點進行管理，每個節(jié)點都確定相應的管理指標和管理辦法，以達到節(jié)點達標的管理目標。
 
通過優(yōu)化脫水參數(shù)，主要包括調(diào)節(jié)油水界面、調(diào)整藥劑配方、濃度、優(yōu)化脫水溫度等措施保證油區(qū)來水質(zhì)量，將油區(qū)來水含油量控制在300mg/l以內(nèi)，沉降罐上部收油和底部排泥一直是影響水質(zhì)的關鍵環(huán)節(jié)，2 具 1,000m 3 污水沉降罐中均裝有 8 套抽吸式排泥器，通過連續(xù)收油每天必須收油 1 次，定期排泥，每月排泥一次，一次排泥 10 分鐘，實現(xiàn)沉降罐放水指標。當微生物對油不能有效降解時，膜過濾階段會使膜通量迅速下降，并恢復困難，因此微生物反應池出口節(jié)點含油量控制在 10mg/l 以內(nèi)；菌群最適生長溫度為 30℃，密切觀察沉降罐來水溫度，溫度≥ 35℃時必須啟動冷卻塔；每天測量 2 次溶解氧含量，根據(jù)測量數(shù)據(jù)調(diào)整風量大小，確保 溶 解 氧 含 量 ≥ 2mg/l； 定 期 測 量來液 PH 值，確保來液 PH 值控制在6~9 之間，尤其加密觀察油井酸化壓裂期間 PH 值變化情況，當 PH 值不滿足條件時，啟動污水回灌流程；每天測量一次活性污泥濃度，當活性污泥濃度超過 10g/l 時（或污泥沉降比≥ 50%），對生化池進行排污。系統(tǒng)進口含油≤ 100mg/L，系統(tǒng)出口含油≤ 2mg/L，期間不需要添加絮凝劑、助凝劑，每方水可降低藥劑投加成本30~40%。
 
2014 年 6 月 微 生 物 + 膜 過 濾 組合工藝在車城油田投產(chǎn)后，系統(tǒng)運行平穩(wěn)，出水水質(zhì)穩(wěn)定，達到了 5.1.1標準，實現(xiàn)了污水全部有效回注。微生物與膜過濾工藝技術，能夠保證注水水質(zhì)的合格率，使污水水質(zhì)達到Ⅰ級 標 準。 車 城 油 田 日 產(chǎn) 1,500m 3 的污水現(xiàn)在能夠全部有效回注，年可節(jié)約清水資源 54.75×10 4 m 3 , 節(jié)約電量350×10 4 kw·h，節(jié)能效果非常顯著。另外，技術中的微生物有自己的生存環(huán)境，為保證生產(chǎn)平穩(wěn)運行，須要嚴格控制污水的溫度、鹽度、酸堿度，以達到微生物的生存要求。微生物與膜過濾工藝技術具有簡單、操作方便、不需要添加化學藥劑、運行成本低，產(chǎn)生污泥量少且沒有二次污染等多項特點，值得推廣應用。