注水水质辅助性指标
除了上述对注水水质的主要控制指标外，SY/T5329-94还对注水水质的辅助性指标作出指导性规定。
辅助性指标主要包括溶解氧、硫化氢、侵蚀性二氧化碳、铁、pH值等。
（1）溶解氧
水中含溶解氧时可加剧腐蚀，当腐蚀率不达标时，应首先检测溶解氧浓度。
一般情况要求，油田污水溶解氧浓度小于0.05mg/l,特殊情况不能超过0.1mg/l。
清水中的溶解氧含量要小于0.05mg/l。
（2）硫化氢
如果原水中不含硫化物，或发现污水处理和注水系统硫化物含量增加，说明系统细菌增生严重。
硫化物含量过高的污水，可引起水中悬浮物增加，通常清水中不应含硫化物，油田污水中硫化物含量应小于2.0mg/l。
（3）侵蚀性二氧化碳
水中侵蚀性二氧化碳含量等于零时，稳定；大于零时，可溶解碳酸钙垢，并对设施有腐蚀作用；小于零时，有碳酸盐沉淀析出。
一般要求侵蚀性二氧化碳含量为：
-1.0～1.0mg/l。
（4）pH值
水的pH值应控制在7±0.5为宜。
（5）铁
当水中含亚铁离子时，由于铁细菌作用可将二价铁离子转化为三价铁离子，生成氢氧化铁沉淀，当水中含硫化物（H2S）时，可生成FeS沉淀，使水中悬浮物增加。
目前我国海上油田有埕北油田实施了污水回注，由于所利用的埕北污水，水质基本达到了污水回注水质标准，所以没有增加新的污水再处理设施。
污水回注水质标准各油田应根据油田情况，制定相应的污水回注水质标准，渤海油田在埕北油田进行污水回注后制定了相应的注水标准，见表11-5。
表11-5埕北油田污水回注水质标准
项目
指标
项目
指标
悬浮固体，mg/L
≤5
滤膜系数
>10
含油，mg/L
≤30
颗粒分布
D≤5μm,P≥80%
溶解氧，mg/L
≤0.5
SRB,个/ml
≤104
总铁，mg/L
≤0.5
TGB,个/ml
≤103
硫化物，mg/L
≤10
注：
表中P表示颗粒直径小于等于5um的颗粒体积占颗粒总体积的百分数。
例如，在不需要对污水进行再处理的前提下，来自污水处理系统的污水只要通过缓冲罐由注水泵加压输送至注水管汇后再分配给单井，其流程简单。
如注污水较早的埕北油田（图8-1）。
图11-1埕北油田注水流程示意图
污水处理流程来水首先进入净化水缓冲罐，缓冲罐上部有天然气注入口，设计注入天然气（100mmH2O压力），这是为了防止氧气进入；顶部设有呼吸阀；增压泵将污水提取供给注水、动力液用水系统及排海，来自注水的污水经注水泵增压至10MPa通过注水管汇分至各注水井。
3.COD污水处理指标
工业废水中含有大量有机物和无机物，在生物和化学反应过程中，消耗了水中的氧气，这种耗氧指标叫BOD（BiochemicalOxygenDemand）即生化需氧量。
而测试BOD的方法往往需要五天的时间。
COD（ChemicalOxygenDemand）即化学需氧量，同样反映水中物质耗氧情况，且由于COD测试的方法只需要几个小时，所以往往应用COD指标来控制污水指标。
BOD和COD测试方法，可依照国家标准执行：
GB11914-89[水质化学需氧量的测定（重铬酸盐法）]和GB7488-87[水质五日生化需氧量的测定（稀释与接种法）]。
二、污水处理系统流程设备
当开发方案确定后，应给定油田高峰污水处理量，索取地层水水质资料等基础数据，同时确定污水处理后的用途。
根据用途确定污水处理后要求的水质标准，按照高峰污水处理量、地层水性质和污水水质处理要求标准，结合海上空间面积来选择经济、合理的污水处理设备和设计污水处理流程。
1.部分污水处理系统设备结构及工作原理
采用的污水处理装置品种很多，例如采用浮式生产装置的储油舱，固定式平台的储油罐
也可以看成一个沉降脱水装置，过滤罐又可分带压滤罐、无压滤罐，按处理量不同又可选用
立式过滤器或卧式过滤器等等，种类繁多。
下面仅对部分污水处理所使用的设备结构及原理
加以介绍，参见表11-6。
（1）API（矩形多道分离器（沉降隔油池）
API（矩形多道分离器（沉降隔油池）由矩形的大槽组成。
含油污水进口在该装置的一端，出口在另一端。
原油被沉降分离浮到顶部，水下沉到底部。
该装置内分为多个平行通道，这种设计能使150um或更大些的油滴从水中分离出来。
滞留时间大约为30min，出口水中,含油量一般在50~100mg/L之间。
该装置通常较长较宽，但相当浅。
这种装置需较大空间，不适合海上平台。
表11-6部分污水处理设备及对应方法表
序号
设备
对应主要方法
序号
设备
对应主要方法
1
API矩形多道分离器
沉降法
7
固定滤料式聚结器
混凝法、过滤法
2
沉降罐
沉降法
8
活动滤料式聚结器
混凝法、过滤法
3
加压容器浮选装置
气浮法
9
过滤罐
过滤法、化学法
4
叶轮式浮选装置
气浮法
10
重力无阀过滤罐
过滤法
5
喷嘴自然通风浮选池
气浮法
11
单阀过滤罐
过滤法
6
聚结板式聚结器
混凝法、沉降法、物理法
12
水力旋流器
旋流器法
（2）沉降罐
沉降罐目前在油田上应用较广，这种罐是按照标准容器制造的圆筒形分离器，它有一个中心进口和一个外缘出口，其结构如图8-2和图8-3所示。
气导管相当于一个预分离筒用以减缓流速，可使天然气分离。
通向立管的管线和立管在
API（分离器中起着前舱室的作用，液体流经管线到立管的速度被保持在一定范围内。
图11-2沉降罐剖视图图11-3沉降罐内部结构图
位于两个分水器之间的空间相当于API分离器油水分离的流道。
每个分水器的面积几
乎是大罐面积的一半。
分离器外缘和罐壁之间的空间，留作建造空间。
出口槽缝和管线被连接到外边的虹吸管弯上，以便控制内部液面。
油水界面要保持在高于上部分水器的位置，在上部分水器的上方安装了一个撇油器，以便连续回收分离出的原油。
在两个分水器之下或在中央立管之中放出的任何天然气将从罐顶排出。
天然气帽可使罐与空
气隔绝。
锥底罐用于收集污泥和沉渣。
（3）加压容器浮选装置
其装置流程图如图11-4所示。
加压溶气浮选是用水泵将废水加压到0.2~0.3Mpa，同时注入空气，在溶气罐中使空气溶解于废水中。
废水经过减压阀进入浮选池，由于突然减到常压，这时溶解于废水中的空气便形成许多细小的气泡释放出来。
图11-4加压溶气浮选装置流程图
（4）叶轮式气浮装置
叶轮式气浮污水净化装置有两个流体通路：
气体通路和液体通路。
它分为三个不同的区，对于提高设备的除油效率，三个区都是重要的。
见图11-5和图11-6。
气体从气浮室的上部气顶进入液体中，这就是通路A。
同时液体从气浮室下部向上循环，这就是通路B。
液体向上循环到两相混合区与气体混合。
混合区对于该工艺非常重要，必须注入足够的气体，在足够量的剪切力下破碎为微细气泡。
使气泡与油珠和固体颗粒附着。
即气泡在混合区与液体充分接触，形成附着有气泡的油和固体絮凝体。
气浮区要充分平衡，这样絮凝体才可上浮并从液体中分离出来。
气浮区紊流过量会使气泡与絮凝体分离，甚至污染物会重新乳化到水中去。
因此，在气浮区要把紊流降低到最小程度，形成适于絮凝体上浮并从装置中去除掉的流型。
在叶轮式气浮装置中，实际上仅有一部分用于气浮和分离。
在气浮区，油珠和气泡的有效密度和直径必须适合快速分离，因此要在混合区达到要求的密度直径。
也就是说，油珠直径必须充分大，油珠与气泡的接触率要高。
由于气泡与油珠和固体颗粒之间的相互作用受到表面化学的影响，因此通常多通过添加混凝剂、气浮助剂和发泡剂的办法，加快油珠和固体颗粒的絮凝效果，提高絮凝体与气泡的附着力。
（5）喷嘴自然通风浮选池
如图11-7所示，水喷射泵将含油污水作为喷射流体，当污水从喷嘴以高速喷出时，在喷嘴处形成低压区，造成真空，空气就被吸入到吸入室。
喷嘴式气浮要求有0.2MPa以上的压力,当高速的污水流入混合段时，同时将吸入的空气带入混合段，并将空气剪切成微小气泡。
在混合段，气泡与水相互混合，经扩散段流入浮选池。
在气浮室，微小气泡上浮并逸出水面，同时将乳化油带至水面加以去除。
（6）聚结板式聚结器
聚结板式聚结器是聚结器的一种，聚结器由于内部结构不同又分为聚结板式、固定滤料式、活动滤料式等，后面将介绍固定滤料式、活动滤料式。
聚结板式又称板式聚结器（PPI和CPI装置）。
最早应用的是由平行板组成的称为平行板除油器（PPI）装置。
为
了清除聚结的油，这些板被安装在API除油分离器中，并与水流方向呈45o角。
后改用波纹板。
这种波纹板在除油分离器内呈一定角度安放，叫做波纹板除油器（CPI）。
倾斜的波纹板较平板提供了更大的聚结面，而且也为油上升到集油槽提供了凹形的通道。
沉渣沉积到由平行板构成的每个通道的底部，并且下滑到分离器底部的集污槽中（如图8－8所示）。
在使用波纹板时，固体在下滑到集污槽之前就沉积到由波纹板构成的通道之中。
而除油后的水通过板道进入除油器底部，漫过出口堰板进入出口通道。
原油经固定的水平撇油管而被清除。
这个撇油管安装在出口堰板的最高水平面之上，这样可防止水从油的出口溢流管流出。
目前应用的还有交叉聚结波纹板。
以涠11-4油田污水处理系统的板式聚结器为例来进一步说明聚结器的结构及工作原理。
涠11-4油田污水处理系统板式聚结器为卧式，由筒体、两个标准椭圆形封头及一集油穹顶组成，其外部主要是各种管咀接口、扶梯、操作平台、人孔及插入式电加热器；其内部主要是污水分配管、固体颗粒阻隔板及8组沿筒体轴向排列与水平面成45o角的波纹板片。
当含油污水进入板式聚结器后，其内较大的固体颗粒首先在颗粒阻隔板前沉积下来，污水则溢过阻隔板穿经各波纹板间的孔隙，流向聚结器的出口。
当含油污水在波纹之间的孔隙中流过时,由于污水中的油滴比水轻，油滴向上浮并很快粘附在波纹板的底面。
波纹板底面上的油滴相互聚结在一起形成一层油膜，沿波纹板向上移动，并在波纹板的顶端化成较大的油滴浮到污水的表面，最后经穹顶上的排放口排到开式排放罐的
集油槽中。
图11-9为涠11-4油田板式聚结器的结构及工作原理图。
（7）固定滤料式
图11-9板式聚结器结构原理图
固定滤料聚结器是一种利用高孔隙亲油聚结滤料处理含油污水的设备。
这种滤料有海绵状的外观。
当污水中的油浸润聚结滤料的表面时，就从水中分离出来，同时在滤料内小油滴逐渐聚结成较大的油滴。
在通过滤料之后，那些变大的油滴则在容器的分离室内因重力作用而最后被分离出去。
当滤料被油饱和后应进行反冲洗。
（8）活动滤料式
活动滤料聚结器是一个内有盛装着滤料的滤床的容器。
滤床提供了很大的表面积。
产出水中的微小油滴可在此滤料上聚结。
它能起到常用砂滤器的作用。
在滤床的表面上滤出悬浮固体。
（9）过滤罐
以埕北油田过滤罐为例，参见图11-10含油污水由上部进口进入过滤罐，由上至下逐级通过滤料层。
滤罐内共充填六层滤料层，参见表11-7。
不同滤料层由于颗粒直径不同，层内形成不同的孔隙，污水中所含污油、悬浮杂质就被截留下来。
当过滤器工作一定时间后，需进行反冲洗作业，其反冲洗水流向与污水处理流向相反。
表11-7埕北油田滤罐（F-301）内部填料表
序号
材料
粒径，mm
填层厚度，mm
1
无烟煤
1.2
1000
2
细砂
0.8
400
3
粒砂
2.0～5.0
100
4
细砾石
5.0～10.0
100
5
粗砾石
10.0～15.0
200
6
砾石
15.0~25.0
749
（9）重力式无阀滤罐
重力式无阀滤罐结构示意图如图11-11所示。
重力式无阀滤罐是一种靠水力控制达到无阀和自动反冲洗的滤罐。
在正常过滤时，污水由进水分配槽沿进水管进入无阀过滤罐，通过挡板改变水流方向，从上而下流过滤料层、承托层、底部空间、连通渠，进入反冲洗水箱，最后经出水管排出罐外。
当反冲洗时利用自身的反冲洗水箱可进行反冲洗。
（10）单阀过滤罐
图11-11重力式无阀滤罐图
1—进水分配槽；2—进水管；3—虹吸上升管；
4—顶盖；5—挡板；6—滤料层；7—承托层；
8—配水系统；9—底部空间；10—连通渠；
11—反冲洗水箱；12—出水管；13—虹吸辅助管；14—油气管；15—虹吸下降管；16—水封片；
17—虹吸破坏计；18—虹吸破坏管
图11-12单阀过滤罐结构图
1—进水管；2—进水阀；3—反冲洗排水管；
4—反冲洗电动阀；5—进水挡板；6—石英砂滤层；7—卵石垫层；8—配水筛板；9—连通管；
10—阻力圈；11—出水管；12—出水阀；
13—防虹吸管；14—溢流管；15—通气孔；
16—排污阀；17，18，19—人孔；20—储水箱
单阀滤罐的结构如图8-12所示。
在生产过程中，含油污水从进口进入滤料层，通过滤层后，从集水室和上部水箱的连通管返入上部水箱，当液位达到出口管高度时，滤后水经过水管流到吸水罐。
反冲洗时，上部水箱的水由连通管到达集水室，通过配水筛板，对滤料层进行反冲洗。
进水挡板的作用是避免水流直接冲在石英砂滤层上，把进水口附近的砂粒冲走，使供水尽可能均匀地分布在滤层上。
（11）水力旋流器
水力旋流器是一个外形长，内部装有圆锥形筒的压力容器，见图11-13。
生产污水由入口处进入，优化的压力为700KPa，在圆锥筒内旋转，形成旋流，其离心力足以使油水分离,密度较大的水及固体颗粒靠近管壁，而密度较小的油则集中到中心部位，中心部位为低压区，水相在管壁连续旋转并下降，并且截面积逐渐减少，最后水及固体颗粒从细口端排出，而油则沿中心线从粗口端排出。
图11-13水力旋流器结构示意图
1—含油污水入口（切向入口）；2—圆锥体涡流腔（加速部分）；3—等截面尾部；
4—水出口；5—污油出口
当固体颗粒含量大于200mg/L时，水力旋流器最好应立式安装。
根据处理量大小也可以选择多个水力旋流器并联方式来加大处理量。
（12）配套的化学药品泵管系统
针对污水处理系统所配置的化学药品注入系统和原油处理系统，注海水水质处理系统中所配置的化学注入系统一样，都是由化学注入罐、比例泵，和管汇组成。
化学注入罐的容量，一般按其注入量大小选择，罐上设有搅拌器，是为了使配置的化学药品达到均匀混合；罐上设有相应的液位显示，人孔等；化学注入泵选用比例泵，能够调整其比例，达到调整注入量的目的；化学注入泵出口管汇，最终接至主流程中所要求的入口处；化学注入泵的出口压力必须高于所注入管汇的压力。
配套的化学药剂注入系统，流程简单，但也是污水处理主流程中必须配置的辅助系统。
含油污水处理设备，常采用组合式装置，如波纹板$溶解气浮选组合装置、平行板—固定滤料组合装置，两级活动滤料组合装置等。
总之，含油污水处理装置较多而且发展的较快，以上只是常用的和典型的。
2.海上油田污水处理设备选择的基本原则
（1）满足油田最高峰污水处理量达标；
（2）设备效率高、体积小、占地面积小；
（3）结构简单，易操作；
（4）价格便宜，经济效益好；
（5）维修简便，免修期长等。
三、污水处理方法
目前对海洋石油开发中含油污水处理主要是机械物理法、化学法、物理化学法和生物法。
由于平台使用面积有限，要求设备体积小，操作方便，效率高。
治理工艺一般沿用陆地油田的污水处理方法。
（1）机械、物理法
除油的设备有隔油池、除油罐、过滤罐、粗粒化罐、油水分离器、气体浮选器等。
（2）化学除法
化学法除油包括酸碱调节、混凝沉降和化学氧化法等。
该方法主要是除去含油污水中粒径10μm以下的乳化油滴。
这类乳化油，细小的油珠外包着一层水化膜，界面上有环烷酸分散剂，小油珠带电荷，在水体中很稳定。
要想达到油水分离的目的，首先要破乳。
加入化学混凝剂可达到含
升级会员 