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[摘 要]本文介绍了义和站污水改造的技术要点，根据本地油田区块及开采出的污水水质，找出提高污水处理的要点，制定措施，提高污水处理水质。
[关键词]污水处理 开采 污水水质 制定措施
中图分类号：U664.9+2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）06-0256-01
1、前言
义和联合站担负着胜利油田河口采油厂义和油田区块的原油脱水、产出水处理、油田注水等任务。设计污水处理能力2×104m3/d，目前实际处理污水7000m3/d，其中回注3142m3/d，外排3860m3/d。污水处理系统由于设备老化、工艺不合理处理水质不能达标，尤其是沉降罐老化，腐蚀严重，过滤罐滤料板结严重等问题，污水处理系统工艺、设备亟待改造以实现净化水质达标。
2、义和站污水处理现状
义和污水处理站现在采用的处理工艺为重力沉降除油工艺。原设计流程为：
此外，站内还建有污油回收流程、污水回收流程、过滤反洗流程。还建有加药系统，预留有天然气密闭流程（一直未实施），站内没有建污泥处理系统，大罐排泥直接进污水池。
站内大部分设施腐蚀损坏严重，原来的一级除油罐-、二级混凝沉降罐各2座，现只剩下其中的各1座罐勉强在用（已补漏过多次），原16台过滤罐过滤介质为石英砂+核桃壳，因滤料板结严重无法再生，已于96年拆除。目前站内实际处理污水7000m3/d，污水经二级沉降后直接外输。
3、污水改造工程的必要性
注水水质的恶化对地层和油藏开发有很明显的的负面影响，它不仅会增加原油的开发成本，而且还会对地层造成难以恢复的伤害，以致影响油田的可持续发展。在这种情况下，对义和污水处理站进行改造就显得至关重要，因为：
3.1 可减少对注水系统造成的危害，稳定油藏开发
由义和处理站水质情况一览表可以看出，目前经过污水站处理后的含油、悬浮物、SRB细菌和腐蚀速率远远超过地层注水水质要求。由于设备腐蚀严重，SRB细菌上升趋势明显，水稳性差，污水中的悬浮物、细菌等指标沿外输流程会不断地增加，水质不断的恶化。
义和油田地层水具有较强的腐蚀性，平均腐蚀速率达到0.3mm/a，行业注水要求达到的标准<0.076 mm/a，因此给地面管网、水井套管及水井管柱造成了严重的危害。
该区目前共有总水井36口，开水井27口。9口井停注影响注水能力550m3/d，对应油层能量不足，甚至停产，以义北油田为例，义北油田为低渗透油藏，因水质差，2002年10月水井陆续停注，日注水由230m3降至0。油田日产液量由200m3下降到了80m3，日产原油由65t下降到了30t左右。每年因义和污水水质不合格，被迫关闭部分油井，造成油井生产时率下降，影响年产油量350t。
为了稳定油藏开发，保证油田的可持续性开采，必须对义和污水站进行彻底改造，改善水质，控制水驱储量。
3.2 可降低油藏开发成本
近年来，由于注水水质长期不达标，造成注水设施腐蚀结垢严重，注水效率下降，维修成本上升。据统计，因腐蚀、结垢2005年站内管线穿孔42次，更换、维修费累计80多万元；设备维修费40万元，不仅多次造成停产、停注，而且无形中增加了原油开采成本。为了提高注水质量，降低注水成本，必须对注水系统的前端――义和污水站进行彻底改造，改善注水水质。
3.3 可彻底解决污水站设备腐蚀、老化问题
义和污水处理站已运行21年，由于设备使用年限长，设备腐蚀老化情况严重，该站污水处理设施几乎全部瘫痪，要解决注水水质问题，就必须从义和污水站的设备源头改造起，只有这样才能改善注水水质。
4、水质净化处理工艺的选择
针对义和污水站污水具有强腐蚀性的特点，为保证水质达标和设备长期运行。结合目前的技术发展，借鉴各油田在地层采出水处理方面积累的成熟、可靠经验，在腐蚀控制上采取物理极化技术，在水质净化上采取加药混凝沉降技术。
4.1 腐蚀控制工艺
义和污水站外输水的悬浮物、含油、腐蚀速率、SRB含量、TGB含量以及FB含量等指标均超过要求的注水标准。因此，必须结合水处理工艺设备，配以物理处理方法或投加适当的化学药剂的方法，进行水质净化处理，保证外输水质达标。
4.1.1、系统杀菌、缓蚀、阻垢的控制
油田水处理的降浊、阻垢、缓蚀和杀菌采用的方法，归纳起来主要有三种：一是常规的投加净水剂、阻垢剂、缓蚀剂和杀菌剂的方法；二是多功能物理极化净水技术；三是生物化学杀菌技术。
采用常规的投加净水剂、阻垢剂、缓蚀剂和杀菌剂的方法，对油田采出水处理带来的问题有：a.由于油田产出水量大，矿化度高、水组分复杂，致使加药种类多，浓度大、药费贵，造成运行费用高，油田开发效益差。b.加药的种类多，引起乳化油和污泥量的增多，回收原油又影响到原油脱水器的正常运行，使脱水效果变差，形成乳化油的恶性循环，水处理效果差；c.污泥量的增多，清罐频繁，现场工作人员劳动强度大，环境恶劣，对人体有伤害，污泥排泥对环境造成一定的污染。d.加药的药品对环境和人体也有一定的污染和伤害。
多功能物理极化净水装置是华北油田研制的专利产品，该装置具有缓蚀、防除垢和杀菌等多功能，它内装有陶瓷棒，通电后工作，采用多级电极、磁极对水进行处理，在少加药剂或不加药剂的情况下（视水质而定：矿化度≤10000mg/l一般不加；矿化度>10000mg/l一般少加）能完成防垢、除垢、缓蚀、抑杀菌的处理。
装置具有如下几项功能：（1）减少或消除有毒化学品的使用量。（2）既能防止新垢生成，又能消弱旧垢和金属壁之间的结合力，使得旧的垢脱落被水流带走。（3）使得微生物细菌分散在水中并防止它们聚集在一起形成细菌膜。同时还可以破坏并驱逐固有的细菌膜。（4）通过升高PH值降低了腐蚀速率；同时通过防止细菌在金属表面吸附、生长和形成细菌膜来降低生物腐蚀。
5、结论
在完成水处理技术研究、优选处理工艺并确定设计参数的基础上，结合义和污水站现有处理流程和设施，以控制结垢、腐蚀，保证水质全面达到地质要求并满足行业标准为工程改造总目标，充分考虑环境条件、经济因素和技术要求，综合确定改造方案如下：
方案采用“极化+自然沉降+混凝沉降+过滤”的处理工艺，可将来水（含油≤600mg/L，悬浮物≤100mg/L，粒径中值≤25μm）处理达到地质注水条件要求，即含油≤10mg/L、悬浮物≤5mg/L、粒径中值≤3.0μm。该方案具有流程简捷、耐冲击性强、除油效率高、工艺运行平稳、安全可靠、操作管理方便、运行费用低等优点。
改造后工艺主流程简图：
来水在含油≤600mg/l、悬浮物≤100mg/L时，经一次自然沉降罐约8.13小时沉降后，水中含油和悬浮物可分别降至100mg/L和50mg/L；然后经4.0h混凝沉降罐沉降后，含油量和悬浮物均可分别控制在30mg/L和30mg/L；最后外输回注水由过滤装置把关，使外输水含油：≤10mg/L，悬浮物：≤5mg/L，粒径中值：≤3？m。通过采用极化净水装置来改善污水水质，有效抑制污水水质的腐蚀性，从而达到并保证污水外输的腐蚀率达到注水要求（<0.076mm/a〉。
[关键词]污水处理 开采 污水水质 制定措施
中图分类号：U664.9+2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）06-0256-01
1、前言
义和联合站担负着胜利油田河口采油厂义和油田区块的原油脱水、产出水处理、油田注水等任务。设计污水处理能力2×104m3/d，目前实际处理污水7000m3/d，其中回注3142m3/d，外排3860m3/d。污水处理系统由于设备老化、工艺不合理处理水质不能达标，尤其是沉降罐老化，腐蚀严重，过滤罐滤料板结严重等问题，污水处理系统工艺、设备亟待改造以实现净化水质达标。
2、义和站污水处理现状
义和污水处理站现在采用的处理工艺为重力沉降除油工艺。原设计流程为：
此外，站内还建有污油回收流程、污水回收流程、过滤反洗流程。还建有加药系统，预留有天然气密闭流程（一直未实施），站内没有建污泥处理系统，大罐排泥直接进污水池。
站内大部分设施腐蚀损坏严重，原来的一级除油罐-、二级混凝沉降罐各2座，现只剩下其中的各1座罐勉强在用（已补漏过多次），原16台过滤罐过滤介质为石英砂+核桃壳，因滤料板结严重无法再生，已于96年拆除。目前站内实际处理污水7000m3/d，污水经二级沉降后直接外输。
3、污水改造工程的必要性
注水水质的恶化对地层和油藏开发有很明显的的负面影响，它不仅会增加原油的开发成本，而且还会对地层造成难以恢复的伤害，以致影响油田的可持续发展。在这种情况下，对义和污水处理站进行改造就显得至关重要，因为：
3.1 可减少对注水系统造成的危害，稳定油藏开发
由义和处理站水质情况一览表可以看出，目前经过污水站处理后的含油、悬浮物、SRB细菌和腐蚀速率远远超过地层注水水质要求。由于设备腐蚀严重，SRB细菌上升趋势明显，水稳性差，污水中的悬浮物、细菌等指标沿外输流程会不断地增加，水质不断的恶化。
义和油田地层水具有较强的腐蚀性，平均腐蚀速率达到0.3mm/a，行业注水要求达到的标准<0.076 mm/a，因此给地面管网、水井套管及水井管柱造成了严重的危害。
该区目前共有总水井36口，开水井27口。9口井停注影响注水能力550m3/d，对应油层能量不足，甚至停产，以义北油田为例，义北油田为低渗透油藏，因水质差，2002年10月水井陆续停注，日注水由230m3降至0。油田日产液量由200m3下降到了80m3，日产原油由65t下降到了30t左右。每年因义和污水水质不合格，被迫关闭部分油井，造成油井生产时率下降，影响年产油量350t。
为了稳定油藏开发，保证油田的可持续性开采，必须对义和污水站进行彻底改造，改善水质，控制水驱储量。
3.2 可降低油藏开发成本
近年来，由于注水水质长期不达标，造成注水设施腐蚀结垢严重，注水效率下降，维修成本上升。据统计，因腐蚀、结垢2005年站内管线穿孔42次，更换、维修费累计80多万元；设备维修费40万元，不仅多次造成停产、停注，而且无形中增加了原油开采成本。为了提高注水质量，降低注水成本，必须对注水系统的前端――义和污水站进行彻底改造，改善注水水质。
3.3 可彻底解决污水站设备腐蚀、老化问题
义和污水处理站已运行21年，由于设备使用年限长，设备腐蚀老化情况严重，该站污水处理设施几乎全部瘫痪，要解决注水水质问题，就必须从义和污水站的设备源头改造起，只有这样才能改善注水水质。
4、水质净化处理工艺的选择
针对义和污水站污水具有强腐蚀性的特点，为保证水质达标和设备长期运行。结合目前的技术发展，借鉴各油田在地层采出水处理方面积累的成熟、可靠经验，在腐蚀控制上采取物理极化技术，在水质净化上采取加药混凝沉降技术。
4.1 腐蚀控制工艺
义和污水站外输水的悬浮物、含油、腐蚀速率、SRB含量、TGB含量以及FB含量等指标均超过要求的注水标准。因此，必须结合水处理工艺设备，配以物理处理方法或投加适当的化学药剂的方法，进行水质净化处理，保证外输水质达标。
4.1.1、系统杀菌、缓蚀、阻垢的控制
油田水处理的降浊、阻垢、缓蚀和杀菌采用的方法，归纳起来主要有三种：一是常规的投加净水剂、阻垢剂、缓蚀剂和杀菌剂的方法；二是多功能物理极化净水技术；三是生物化学杀菌技术。
采用常规的投加净水剂、阻垢剂、缓蚀剂和杀菌剂的方法，对油田采出水处理带来的问题有：a.由于油田产出水量大，矿化度高、水组分复杂，致使加药种类多，浓度大、药费贵，造成运行费用高，油田开发效益差。b.加药的种类多，引起乳化油和污泥量的增多，回收原油又影响到原油脱水器的正常运行，使脱水效果变差，形成乳化油的恶性循环，水处理效果差；c.污泥量的增多，清罐频繁，现场工作人员劳动强度大，环境恶劣，对人体有伤害，污泥排泥对环境造成一定的污染。d.加药的药品对环境和人体也有一定的污染和伤害。
多功能物理极化净水装置是华北油田研制的专利产品，该装置具有缓蚀、防除垢和杀菌等多功能，它内装有陶瓷棒，通电后工作，采用多级电极、磁极对水进行处理，在少加药剂或不加药剂的情况下（视水质而定：矿化度≤10000mg/l一般不加；矿化度>10000mg/l一般少加）能完成防垢、除垢、缓蚀、抑杀菌的处理。
装置具有如下几项功能：（1）减少或消除有毒化学品的使用量。（2）既能防止新垢生成，又能消弱旧垢和金属壁之间的结合力，使得旧的垢脱落被水流带走。（3）使得微生物细菌分散在水中并防止它们聚集在一起形成细菌膜。同时还可以破坏并驱逐固有的细菌膜。（4）通过升高PH值降低了腐蚀速率；同时通过防止细菌在金属表面吸附、生长和形成细菌膜来降低生物腐蚀。
5、结论
在完成水处理技术研究、优选处理工艺并确定设计参数的基础上，结合义和污水站现有处理流程和设施，以控制结垢、腐蚀，保证水质全面达到地质要求并满足行业标准为工程改造总目标，充分考虑环境条件、经济因素和技术要求，综合确定改造方案如下：
方案采用“极化+自然沉降+混凝沉降+过滤”的处理工艺，可将来水（含油≤600mg/L，悬浮物≤100mg/L，粒径中值≤25μm）处理达到地质注水条件要求，即含油≤10mg/L、悬浮物≤5mg/L、粒径中值≤3.0μm。该方案具有流程简捷、耐冲击性强、除油效率高、工艺运行平稳、安全可靠、操作管理方便、运行费用低等优点。
改造后工艺主流程简图：
来水在含油≤600mg/l、悬浮物≤100mg/L时，经一次自然沉降罐约8.13小时沉降后，水中含油和悬浮物可分别降至100mg/L和50mg/L；然后经4.0h混凝沉降罐沉降后，含油量和悬浮物均可分别控制在30mg/L和30mg/L；最后外输回注水由过滤装置把关，使外输水含油：≤10mg/L，悬浮物：≤5mg/L，粒径中值：≤3？m。通过采用极化净水装置来改善污水水质，有效抑制污水水质的腐蚀性，从而达到并保证污水外输的腐蚀率达到注水要求（<0.076mm/a〉。