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——专访北京伟创力科技股份有限公司四川安岳气田水处理项目参与者
2023-03-09 16:52:51     来源:智能科技网

记者|王勤艳

污水处理问题事关每个人的生命安全和身体健康,也一直备受各行各业关注。近年来,国家对水环境治理高度重视,陆续出台了《水污染防治计划》(“水十 条”)、《“十三五”期间全国城镇污水处理规划及再生利用设施建设规划》、《排污许可管理办法(试行)》和关于印发《生态环境部贯彻落实<全国人民 代表大会常务委员会关于全面加强生态环境保护依法推动打好污染防治攻坚战的决议>实施方案》的通知等政策、法规和通知,提高污水处理规模增长,污水 处理水质提标,加大污水排放和环境整治力度。各大油气田公司积极响应政府号召,重视油气田污水的治理,支持建设新的污水处理装置,提高污水处理的出水水 质,提高污水处理后达标排放的污水量。

2月15日,记者王勤艳实地走访了四川省遂宁市安居区的环保行业标杆企业——北京伟创力科技股份有限公司气田水处理厂。走进厂区可以看到机器轰鸣运转,向远处望去,厂区内醒目地矗立着一个气田水处理工艺装置,有序排布的排污管道口排出净化后的废水。

据了解,这是北京伟创力科技股份有限公司独立投资、建设、运营、管理的气田水处理项目,不仅有效解决了油气田高含硫、盐、氨氮、有机物和钙镁离子等废水处理难题。同时,该工艺中的副产物处理工艺还可应用于废渣、废气等废弃物的处理处置。

那么这套工业废水处理工艺研发背后有怎么样的故事,他们是如何做行业标杆的?记者带着以上问题专访了伟创力公司项目的负责人于宗军总工程师和其中的专利设计者黄尧奇博士。

记者:谈到污水处理,大众可能都或多或少有所了解,随着我国工业建设和城市发展进程,这一问题正面临越来越大的挑战。那么资源开采方面尤其是石油开采行业,污水处理到底是一种什么样的状况?能不能请于总工程师介绍下?

于宗军:目前,在油气田废水处理方面存在着被石油行业普遍重视的一些难题,比较棘手。这是因为国内大部分油田开采主要采用注水压裂式方式。这种模式 下,作业过程会产生过量的采油废水,气田开发过程中会产生大量气田水。油田废水中含有较高的COD、氨氮、钙、镁及氯离子等,废水处理难度大。而气田水的 情况则更加严峻,这些废水中含有钻井、试油、修井及气井生产过程中的伴生水,成分复杂,COD、氨氮、氯离子和钙镁离子含量高,有的气田水中COD达到 8000 mg/L以上、氯离子含量高于6000 mg/L以上,氨氮高于200 mg/L以上,钙镁离子高于10000 mg/L以上,有的气田水还含有有毒的硫化氢等硫化物、石油类、重金属离子等。

近年来,随着政府和油气田公司对水污染治理的重视,油气田废水除由过去达到SY-T 6596-2017《气田水回注方法》或SYT5329-2012《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》等注水标准回注外,也开始将部分废水进行消除 污染物后达到国家GB8978-1994《污水综合排放标准》作为更加严格的地方排放标准,但部分难处理废水的处理一直存在处理瓶颈。

记者:针对石油开采行业污水处理难题,项目团队都开展了哪些研究?研究成效如何?

于宗军:我们经过全面查询搜集和归纳国内外油气田废水处理的有关文献资料和工程资料、实验室内技术探索、现场中试,进行了项目设计和设备制造,攻克 多项技术难关,建造了一套工业废水处理工艺,且项目现场应用后效果优异。经过处理后,油气田的外排清水COD小于50mg/L,达到了国家污水综合排放标 准,处理后得到副产品纯度高于99.0%,达到了工业干盐一级标准要求。

这些研究成果在2020年应用于四川安岳气田水处理厂,保障了千万吨油气产量油气田环保运行,使得我们处理厂成为了当地环保示范标杆。

我们这个项目应用了黄尧奇博士的多个专利技术,因为这些专利技术的应用解决了我们现场实际生产碰到的问题。

记者:能不能请黄尧奇博士分享下您在项目研发期的一些故事?

黄尧奇:我从2014年起利用假期及平日时间进行污水处理的知识学习和实验研究。2018年的暑假和寒假全天与公司的其他研发人员一起进行气田水的 处理实验。2019年底以后,因为疫情因素无法回国,不能亲自进行污水处理实验,只能与同事们进行远距离的电话沟通。为及时沟通,我手机24小时开机;因 为中美之间的时差,我常常不得不在半夜中与同事们交流。虽然辛苦,但我为能及时解决远在大洋彼岸研发项目的难题而高兴。

尽管存在很多障碍,但我一直思考着污水处理方面等难题的解决,不敢有一丝懈怠。

记者:刚才听您的描述,研发历程还是很不容易的。那么最后咱们团队取得了哪些研究成果?

黄尧奇:这一路的确是非常不容易,每一项科研成果都凝结了每位团队成员的心血。最后,我成功攻克了含硫有毒气田水的除硫运行、氯离子高达 6000mg/L以上高含盐废水中有机物的降解、提高副产品结晶盐品质、脱盐设备长期安全稳定运行设计等难题。含硫气田水的去除难题主要是如何选择安全高 效去除含硫气田水中的硫化物的方式方法,通过实验对比,最终选择了安全有效、除硫彻底的氧化法,彻底将含硫气田水中的硫化物去除。同时,在现场装置的设计 中,采用密封装置运行且增加了可能溢出硫化氢的收集吸附装置,确保含硫气田水处理的安全;高含氯离子气田水中有机物的去除的难点主要是氯离子影响了多数高 级氧化氧化降解水中的有机物,使有机物氧化效率变低、氧化效果变差、而且还浪费了药剂。通过采用我的发明专利《一种铁碳微电解填料及其制备方法》(专利号 ZL201910034027.5)制备的一种带有多种微量元素的铁碳微电解填料,现场使用后气田水中有机物的处理效果大大改善,反应活性提高了10%, 同时,这种填料解决了常规填料的板结和钝化情况;对于提高副产品结晶盐品质,我们主要采用了去除气田水中含有的钙镁钡等金属离子和硫酸根、碳酸根等阴离子 的思路。经我们添加除高价离子剂及尽量不使用含硫酸根离子的酸和盐或测算允许使用的最大量等措施后,最终得到杂质极少的高纯度副产品;对于脱盐设备稳定运 行的难题,我们选用了设备不易出现大问题的成熟的四效蒸发结晶工艺设备,在设备设计及制造上,保证结晶部分不易发生堵塞现象,在运行时,保证进入脱盐设备 的气田水中的有机物、钙镁钡等结垢离子尽量少,循环多次的循环液定时取出部分进入单效蒸发器处理,减少有机物等的循环积聚;为了有效去除气田水中的有机污 染物及重金属离子,气田水处理装置中还采用了我的《一种高盐废水预处理装置》(专利号ZL202122294871.7)发明专利制造的装置,现场使用后 处理效率和效果提高了20%。

记者:关于未来两位最后还有什么补充的?

于宗军:我将继续安全、稳定、高效、达标运行好本项目气田水的处理,同时在降低气田水处理成本和副产物进一步的应用开发提高附加值上进行深入研究。

黄尧奇:正如于总所讲,我将在降低气田水处理成本和提高副产物附加值上进行研发,研发成功后进行相关专利的申报。在降低气田水处理成本上主要研究气 田水中有机物去除的新方法、新工艺,高效且低成本的结垢离子的去除新方法,氨氮去除的新方法和工艺;在提高副产物附加值上主要是研究将大量的结晶盐副产品 转化为有用的水处理用的产品等,可回用于本项目及部分民用。我希望我未来所取得的这些专利可以应用到更多的项目中去,解决更多的问题,为污水处理贡献一份 力量。

结束语:由于宗军领导和黄尧奇专利支撑的安岳气田水处理厂有效解决了气田开采产生的污染问题,为国家的碧水蓝天贡献一份力量。


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