稠油通過(guò)熱采高壓注汽開采方式，需要大量的合格水供給注汽鍋爐，以產(chǎn)生注汽所需的蒸汽，將稠油開發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生的污水經(jīng)處理后回用注汽鍋爐，可替代大量的清水資源；同時(shí)，可充分利用稠油污水溫度高的特點(diǎn)，節(jié)能減排，對(duì)于降低稠油開采成本具有重要意義。稠油熱采污水回用鍋爐前需經(jīng)過(guò)強(qiáng)酸樹脂軟化除硬，樹脂再生時(shí)將會(huì)排放一定量的含鹽廢水，這部分廢水具有高礦化度、高硬度的特點(diǎn)，回注選不到合適的地層，直接排放不能滿足環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)限值要求。

基于以上情況，需將軟化器再生排放的含鹽廢水除硬后回用軟化器，但目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有可借鑒的工程實(shí)例。為此，開展了高硬度含鹽廢水循環(huán)利用試驗(yàn)研究，含鹽廢水經(jīng)除硬后達(dá)到再生鹽水標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)再生鹽液循環(huán)利用，降低清水資源和工業(yè)鹽的消耗以及稠油開發(fā)成本。

1、現(xiàn)狀

目前油田原油處理過(guò)程中脫出的采出水進(jìn)稠油聯(lián)合站處理系統(tǒng)，經(jīng)除油、除懸浮物、軟化、除氧處理后，作為熱采鍋爐的軟化水水源。軟化裝置運(yùn)行一段時(shí)間后需要進(jìn)行再生處理，再生劑為NaCl溶液，凈化水軟化裝置是用凈化水清洗兩級(jí)鈉離子交換器。再生過(guò)程分為反洗、再生、置換、正洗（一洗、二洗），反洗、正洗排水稱為低含鹽廢水，再生、置換排水稱為高含鹽廢水，目前高低含鹽廢水工藝設(shè)計(jì)無(wú)法回用，又無(wú)存放點(diǎn)只能外排，外排廢水總量約5000m3/d。凈化水軟化器再生工藝流程見圖1。

2、水質(zhì)

2.1 軟化器再生排含鹽廢水水質(zhì)分析

對(duì)軟化器再生各步排水進(jìn)行檢測(cè)，反洗排出污水石油類質(zhì)量濃度高達(dá)120mg/L，其他階段排出污水石油類質(zhì)量濃度在2mg/L左右。再生排含鹽廢水水質(zhì)結(jié)果見表1。

2.2 外排水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)

陸上石油天然氣開采工業(yè)生產(chǎn)設(shè)施廢水排放需滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB8978—1996《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的要求。外排水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中污染物高允許排放質(zhì)量濃度如表2所示。

外排含鹽廢水抽樣檢測(cè)石油類（20mg/L左右）、COD（350～500mg/L）、揮發(fā)酚（0.6～4mg/L）等污染物質(zhì)量濃度均超標(biāo)，沒(méi)有達(dá)到國(guó)家工業(yè)廢水二類排放標(biāo)準(zhǔn)。污水長(zhǎng)期排放將會(huì)引起環(huán)境污染，破壞原自然生態(tài)環(huán)境，影響油田開發(fā)區(qū)塊的水體、大氣、土壤等。

3、含鹽廢水循環(huán)利用試驗(yàn)

為了驗(yàn)證“軟化器再生廢水循環(huán)利用技術(shù)”的可行性，2016年3月，某公司在18號(hào)供熱站進(jìn)行小試試驗(yàn)。試驗(yàn)前將10#軟化水裝置（23m3/h）1組進(jìn)行改造，軟化器經(jīng)工藝改造后，于3月24日開始試驗(yàn)，4月15日試驗(yàn)結(jié)束。期間軟化器共再生4次，其中循環(huán)回用鹽水3次?，F(xiàn)場(chǎng)使用設(shè)備如下：23m3/h軟化水裝置1臺(tái)，配電箱1套，泵4組，化學(xué)藥劑1組，1m3儲(chǔ)罐8個(gè)，分離器1臺(tái)，軟管若干（圖2）。

3.1 試驗(yàn)過(guò)程

小試中，將軟化水裝置再生過(guò)程縮減為反洗、置換、正洗三個(gè)過(guò)程。同時(shí)，根據(jù)再生流程分階段回收不達(dá)標(biāo)（反洗階段）的低含鹽水以及水質(zhì)較好（正洗階段）的低含鹽水；將置換排放高硬度含鹽廢水進(jìn)行除硬后，高含鹽水回收至鹽液箱，作為鹽液投入到下一次軟化器的再生過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)軟化水裝置再生零排放，以解決軟化水裝置外排水帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題。

1）反洗。

反洗水（凈化軟化水）由交換床底部進(jìn)入一級(jí)罐，自下而上的進(jìn)入樹脂層。反洗的目的一是松動(dòng)被壓實(shí)的床層，二是洗去淤積在床層中的石油類、懸浮雜質(zhì)和破碎的樹脂，還可以排除床層中的空氣。排放廢水為低含鹽水，此部分廢水中主要含有石油類、懸浮物、樹脂浸出物、揮發(fā)酚等污染物，不能達(dá)到外排標(biāo)準(zhǔn)的要求。廢水外排至低含鹽水池，由泵提升至采出水系統(tǒng)前段重新處理。

2）置換。

置換過(guò)程代替原裝置再生進(jìn)鹽和置換兩級(jí)過(guò)程，使失效的樹脂恢復(fù)軟化能力。置換包括進(jìn)鹽和小洗兩個(gè)過(guò)程。進(jìn)鹽為鹽液進(jìn)入軟化水裝置對(duì)樹脂進(jìn)行還原；小洗為軟化水罐內(nèi)鹽液排空后，對(duì)軟化水罐清洗，以降低正洗水硬度和礦化度。由于樹脂中殘留的有機(jī)物、石油類、揮發(fā)酚已經(jīng)在反洗階段從系統(tǒng)清除，該階段主要是將樹脂中殘留的鹽液清洗出來(lái)，使軟化劑再生，含鹽量、硬度大幅度升高，排放廢水為高硬度含鹽水。

對(duì)置換階段排放出的含鹽水進(jìn)行收集，經(jīng)過(guò)加藥反應(yīng)，加藥反應(yīng)式如下：

將置換排放水中的CaCO3和Mg（OH）2沉淀分離，溶液中僅有NaCl，供軟化水裝置再生循環(huán)使用。

3）正洗。

正洗過(guò)程主要為沖洗一、二級(jí)軟化罐，清除殘留的鹽液，此部分排水含鹽量較低，稱為低含鹽水，水質(zhì)良好