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目前局部油田进入开发中后期，采出油中的含水量高达70%～90%，日产含油污水量宏大，若直接排放，会形成大面积土壤和水源的污染，有时以至会造成污油着火事故，进而要挟人民生命平安、形成国度经济损失。因而，需对采油废水实行处置。通常有三种处置办法：一是处置后用于回注，请求必需对水中的油、悬浮物及其颗粒粒径实行控制；二是稠油污水，处置后用于热采锅炉的给水，要满足热采锅炉给水的水质；三是多余污水处置后排放，依照中国综合污水排放规范，除对含油及悬浮物等指标实行控制外，还要对COD等排放指标实行控制。其中回注处置是首选，可有效减少环境污染、俭省水资源、顺应油田开采过程中注水量日益增长的需求，为油田带来显著经济效益，完成可持续开展。
以X油田含油污水为研讨对象，从行业规范规则的回注水水质控制指标动身，优选了气浮-过滤水处置工艺，配套树立了隔油池、气浮池、压力过滤罐等工艺设计办法，使处置后出水含油及SS(固体悬浮物浓度/Suspendedsolid)满足回注请求。
一、回注水处置流程选择
1.1 水处置指标
随着采出原油含水率的不时提升，注水量成倍增长，对注水的水质请求严厉，如表1所示。请求水质稳定，与油层水相混不产生沉淀；水注入油层后不使粘土矿物产生水化收缩或悬浊；水中不得携带大量悬浮物，以防梗塞注水井渗滤端面及渗流孔道；对注水设备腐蚀性小；当采用两种水源实行混合注水时，应首先实行室内实验，证明两种水的配伍性好，对油层无伤害才可注入。
此外，SY/T5329-94还对注水水质的辅助性指标作出指导性规则，包括溶解氧、硫化氢、腐蚀性二氧化碳、铁、pH值等。依据一些油田多年注水实践经历，除油和过滤悬浮固体是关键。
1.2 工艺优选
X油田拟处置采油污水量为800m3/d，原水固体悬浮物浓度为200mg/L，石油类浓度为75mg/L，依据该油田的原水处置规范，请求回注水指标满足A1级规范，即处置后含油量应小于等于5mg/L、悬浮固体含量应小于等于1mg/L，为此须采用精密过滤器来控制悬浮物的量。目前的处置办法有物理法、物理化学法、化学法和生物法。思索X油田处置水量不大，而且水中含油量和悬浮物含量很小，综合思索占空中积、运转费用、处置效率等多方面要素，本设计拟采用气浮选—过滤工艺，运用油水密度差和气浮法对水中的悬浮物和油类实行有效的粗滤，再依据纤维过滤器的去除效率，能够使含油量和悬浮物的量到达精密过滤的进水请求，对水中的SS和油类实行精密过滤，使回注水到达处置请求。
1.3 工艺流程
采用气浮选过滤工艺，首先由密度差自然除油，再经气浮法对水中的悬浮物和油类实行粗滤，然后经纤维过滤器、精密过滤器最终到达回注水指标请求，工艺流程图如图1所示。
二、回注水处置工艺设计
2.1 除油
选用自然除油处置，具有基建投资少，生产费用低，去除悬浮杂质量多，为下游处置安装提供较稳定的水量和水质的特性。自然沉降安装包括平流隔油池、斜板沉降池、竖流式沉降罐、平流式沉降罐、辐流式沉降罐、调储沉降罐。依据处置回注水的水量及设备的经济本钱，特选择工艺简单，处油效率高的平流隔油池。
隔油池设计参数由公式(1)～公式(3)计算而得，设计分格数为2个，有效池长为8.9m，池总高度为2.5m，刮板间距4m，高度150mm，挪动速度0.01m/s；SS去除率40%，石油类去除率80%；污泥含水率P1=97%。
分格数：
式中：n为隔油池分格数(个)；Q为日处置采油污水量(m3/d)；n为隔油池流体程度流速(普通采用2～5mm/s)，拟设计为2.5mm/s；B为隔油池每格宽度，拟设计为2m；h2为隔油池工作水深，拟设计为1.4m。
有效池长：
式中：L为隔油池有效池长，m；T为停留时间(普通采用1.5-2h)，拟设计为1.5h。
尺寸比例校核：单格的长宽比(L/B)不小于4，深宽比(h2/B)不小于0.4。
池总高度：
式中：H为隔油池总高度(m)；h1为隔油池超高(普通不小于0.4m)，拟设计为0.5m；h3为集油厚度，拟设计为0.25m；h4为污泥区高度，拟设计为0.35m。
2.2 气浮
气浮法有溶气气浮法、叶轮式浮选以及喷嘴式气浮式，设计选择溶气气浮法中的局部回流加压溶气流程。溶气气浮法是目前除油效率高而且最常用的气浮处置办法，该法是使空气在加压的条件下溶解于水，然后经过将压力降至常压而使过饱和溶解的空气以细微气泡方式释放出来，回流式溶气气浮选系统是局部净化的水回流到溶气罐加压溶气，然后与原水混合进入气浮罐。
溶气浮选工艺主要设备为：压力容器安装、溶解气释放安装和气浮别离安装。
气浮选工艺设计参数由公式(4)～公式(5)计算而得，溶气罐直径设计为0.46m，气浮池有效水深设计为4.2m。
溶气罐直径：
式中：d为溶气罐直径(普通小于0.6m)，m；R为回流比，设计为20%；ae为释气量，设计为40L/m3；∂为水温校正系数，取1.2；η为溶气效率，设计为90%；P为溶气压力，设计为0.4MPa；KT为溶解度系数(依据水温查表)，设计水温为40℃，查表知系数为1.79×10-2；I为压力容器罐的过流密度，设计为400m3/(m2•h)。
气浮池有效水深：
式中：H为气浮池有效水深(m)；μs为气浮别离室流速，设计为2mm/s；t为气浮别离室停留时间，设计为35min。
依据计算数据和水质处置的请求，选择JQF—40型高效加气浮选器，其工作原理是采用高效溶气安装，将空气(或其他净化过的气体)快速溶入净化过的水(回流水)中，作为工作介质，经过释放器骤然减压，快速释放，产生大量微细气泡粘附于经过混凝反响后废水中的“矾花”上，从而到达疾速上浮、与水别离、回收油品、净化水质的目的。其主要参数见表2。
2.3 过滤
过滤是设计中的关键，要使悬浮物和含油量最低，就请求选择精度高的过滤器。设计选用GQL改性纤维球过滤系统，改性后的纤维球滤料不只具有纤维球可紧缩性、能够构成理想空隙散布等特性，同时与含油污水接触时，先与水分子实行接触，在纤维滤料外表构成一层水的维护膜，反冲洗时很容易被水冲洗下来，因而改性后的纤维球滤料最适用于含油污水处置。改性纤维球过滤系统除油、除悬浮物效果好，除油效率比双滤料高。采用A型，出水可满足中、高浸透层请求，采用B型，出水能够满足低浸透层请求。合适于油田注水精密过滤、锅炉回用水深度处置、外排水除油、去除悬浮物、含油废水深度处置等。由于出水水质请求要到达引荐注水水质主要控制指标的A1级规范，此次设计就用该过滤器的二级精滤来替代精密过滤器，目的是在处置过程中更容易管理、操作和维修。同时也使得水质更容易达标。设计采用2个处置滤罐，一台备用，当一台需求反冲时，开启备用滤罐，反冲终了后待用，在一台滤罐检修(包括改换滤料)反冲洗不启动备用罐，此共设滤罐两座，布置成对称双行排列。配管设空中高管架，便于检查，就地维修。过滤系统主要技术参数见表3。
过滤工艺设计参数由公式(6)、公式(7)计算而得，设计滤罐直径为1.5m，滤罐高度为2.7m。
滤罐直径：
式中：D为滤罐直径(m)；Q为日处置采油污水量(思索5%的自用水量)，m3/d；v滤为滤罐的过滤速度，取20m/h；T为滤罐实践每日过滤时间，13.jpg(过滤工作时间是12h，冲洗时周期为12h，式中只思索反冲洗停用的时间，不思索初滤水的排放)。
滤罐高度：
式中：H为滤罐高度(m)；H1为集水区高度，普通取0.5m；H2为垫层高度，设计0.1m；H3为滤料层高度，普通取0.8m；H4为净空高度，取0.5m；H5为预盖高度，取0.5m；H6为滤罐维护高度，0.3m，普通取0.2～0.3m。
2.4 控制
控制方式分为手动和自动控制两种，两种方式能够切换，操作灵敏。自动控制主要涵盖以下几个方面的内容：①废水处置系统主要设备的运转状态可在主控柜模仿盘上显现。如废水调理反响池内的工作液与溢流报警液位等。②当废水处置系统处于自动状态时，废水输水泵和自动启动(当废水储水罐液位到达上限后)，将废水输入到填料塔；当废水储水罐液位降至下限时，废水输水泵可自动关闭。当输水泵启动后，需求操作人员手动调理流量。③当废水输水泵启动后，处置池进入自动加药调理控制程序。④混凝阶段经过计量泵自动添加PAC、FeCl3搬土等药液。废水处置系统在手动控制状态下，操作人员可在操作现场经过现场操作开关完成上述自动控制全部操作程序。
2.5 其他
(1)建筑物的位置。采出水处置站主厂房由污水泵房、加药间、配电间、值班室等组成。加药间设各种药剂的溶液池以及加药泵，并存有3个月以上用量的混凝剂；配电间设有低压配电柜。
(2)采暖与通风。采出水处置站的建筑物能否需求采暖，应依据油田所在地气候条件肯定。通风方式应尽可能采用自然通风，自然通风普通是在屋顶设筒形风帽，风筒长度普通为1.2m，风筒内设有蝶阀，当自然通风达不到卫生和生产请求时，应采用机械通风或自然与机械结合通风。
(3)缓冲池。能够在工艺流程末端设计一座缓冲池，以便能够在池中投加化学药品，使水质不产生金属腐蚀，结垢和微生物繁衍等危害。包括隔绝空气中氧气进入采出水，或脱除采出水有害气体的流程，避免不相容水混合流程，投加水质稳定剂等，能更好地提供回注条件。
(4)加药。投药设备包括投加和计量两个局部，普通有重力和压力投加两种方式，常用的计量设备有转子流量计、电磁流量计、苗嘴、计量泵等。加药间及药库设计参数由公式(8)、公式(9)计算而得，设计溶液池的容积为13.35m3，溶解池的容积为4m3。
溶液池的容积：
式中：W1为溶液池容积(m3)；a为混凝剂最大投加量，设计为50mg/L；W1为溶液池容积(m3)；c为溶液浓度(按固体质量计，普通取5%～20%)，设计为15%；n为每日调制次数(普通为2～6次，手工普通不多于3次)，设计为2次。
溶解池的容积：
式中：W2为溶解池容积(m3)。
针对X油田拟处置采油污水量为800m3/d，原水固体悬浮物浓度为200mg/L，石油类浓度为75mg/L，优选树立了气浮选-过滤工艺、实行了相应的流程设计，配套完善了各设备的参数设计，最终完成了采油废水处置目的，并满足回注水指标A1级规范。
三、结语
(1)优选树立了一种气浮选-过滤水处置工艺，配套树立了隔油池、气浮池、压力过滤罐等工艺设计办法。
(2)气浮选-过滤水处置工艺满足X油田工业污水处理请求，处置后含油量小于5mg/L、悬浮固体含量应小于1mg/L。
(3)该水处置办法具有增加水处置量、减少回注井数，降低本钱、减轻回注系统腐蚀、环保的优势。
