油田采出水處理系統(tǒng)中懸浮污泥過濾技術(shù)的應(yīng)用試驗.doc

油田采出水處理系統(tǒng)中懸浮 污泥過濾技術(shù)的應(yīng)用試驗劉紅1楊曉峰2(1，大慶油田第五采油廠規(guī)劃設(shè)計研究所；2大慶油田工程有限公司)摘要通過投加化學(xué)藥劑與污水中的懸浮物相結(jié)合，在設(shè)備內(nèi)形成一層致密的懸浮狀態(tài) 的污泥層，含油污水流過懸浮污泥層時得以過濾凈化。經(jīng)過小型現(xiàn)場試驗，該設(shè)備對含聚及不 含聚的污水處理，出水都能夠達到大慶油田低滲透注水水質(zhì)指標(biāo)。為油田含油污水處理提供了 一條新的技術(shù)途徑。目前，大慶油田處理含油污水采用的處理工藝技術(shù)主要是沉降、過濾兩段處理工藝流程。沉 降處理工藝采用了物理除油方法，通過油水密度差，來實現(xiàn)油、水、泥分離；壓力過濾也稱為篩濾， 通過吸附、截留等方法，將沉降段不能去除的油粒及懸浮物分離出來。但是隨著油田開采的不斷深入，含油污水成分也日益復(fù)雜，污水處理難度不斷的增大，原有 污水處理工藝難以滿足油田注水水質(zhì)的需要。懸浮污泥過濾技術(shù)的應(yīng)用試驗，為油田污水處理 提供了一條新的技術(shù)途徑，對簡化含油污水處理工藝，降低工程投資具有一定的指導(dǎo)意義。1懸浮污泥過濾技術(shù)原理懸浮污泥過濾技術(shù)是通過投加化學(xué)藥劑與污水中的懸浮物相結(jié)合，在設(shè)備內(nèi)形成一層致 密的懸浮狀態(tài)的污泥層，當(dāng)含油污水緩慢的流過懸浮污泥層時，由于吸附、截留的作用，使 得含油污水得以凈化。SSF(Suspended Sluage Filtration)懸浮污泥過濾裝置有兩個核心部分。一是污泥過濾層的形 成，二是污泥過濾層懸浮狀態(tài)的穩(wěn)定性。污泥過濾層是通過藥劑的作用，將污水中的各種懸 浮顆粒凝聚成大塊密實的絮體，再依靠流體力學(xué)原理壓實，在罐體中上部形成一個十幾厘米 厚的致密懸浮泥層。這個致密的懸浮泥層是由污水中的污泥及混凝藥劑形成的絮體組成的。 經(jīng)過混凝的出水都必須通過此懸浮泥層的過濾，才能升流到罐體上部的清水匯集區(qū)。它十分 成功地起到了污水處理工藝中極為重要的過濾作用。隨著絮體由下向上運動，過濾泥層的厚 度形成動態(tài)的平衡，達到穩(wěn)定狀態(tài)。SSF(Suspended Slud辨Filtration)懸浮污泥過濾裝置的工藝原理見圖1。 首先在泵前將污水處理藥劑以最佳的配方組合，依照紊流速度、混合時間和水力學(xué)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)設(shè)計，經(jīng)過污水泵葉輪、蛇形反應(yīng)管和反應(yīng)罐的組合作用下，得以充分的混合后進入污 水凈化器。然后采用微觀物理吸附法將污水中各種膠粒和微粒吸附到昆凝劑表面上，經(jīng)絮凝 劑和助凝劑作用將懸浮顆粒凝聚成大塊密實的絮體；再依靠旋流和過濾水力學(xué)等流體力學(xué)原 理，使得在罐體中上部形成一個有幾十厘米厚的、十分致密的懸浮泥層。經(jīng)過混凝的出水都必須通過此懸浮泥層的過濾，才能升流到罐體上部的清水匯集區(qū)。它173十分成功地起到了污水處理工藝中極為重要的過濾作用。這個致密的懸浮泥層是由污水中的 污泥及混凝藥劑形成的絮體組成的。隨著絮體由下向上運動，使泥層的下表層不斷增加、變 厚；同時，隨著過濾水力學(xué)原理形成的罐體的旁路流動，引導(dǎo)著懸浮泥層不斷流人中心接泥桶， 上表層不斷減少、變薄。這樣，懸浮泥層的厚度達到一個動態(tài)的平衡。當(dāng)混凝的出水由下向上 穿過此懸浮泥層時，此絮體濾層靠界面物理吸附和電化學(xué)特性及范德華力的作用，將懸浮膠體 顆粒、乳化油、絮體等雜質(zhì)全部攔截在此懸浮泥層上，使出水水質(zhì)達到回注的指標(biāo)。圖1 懸浮污泥過濾技術(shù)處理含油污水工藝原理圖2懸浮污泥過濾技術(shù)對油田采出水的處理效果懸浮污泥過濾技術(shù)在國內(nèi)外已成功應(yīng)用于印染污水、除塵污水、礦井污水、地表污水、 冶金污水等懸浮物含量極高的污水的凈化和回用。目前利用該技術(shù)在采油五廠進行了小型試 驗，處理后的水質(zhì)達到了預(yù)期的效果。11采油五廠小型試驗情況(1)杏十五一1污水站小型試驗情況2003年7月份，在杏十五一1污水處理站，對常規(guī)含油污水進行了處理量為05m3h的現(xiàn)場小型試驗。 在來水平均含油量平均為1913mgL、懸浮固體含量平均為65mgL情況下，處理后出水含油量平均為09mgL、懸浮固體含量平均為216mgL，達到了低滲透注水水質(zhì)指標(biāo)，即：含油量8mgL、懸浮固體含量3mgL。分析檢測數(shù)據(jù)見表1。表1試驗裝置運行參數(shù)及水質(zhì)分析數(shù)據(jù)表加藥量(Lh)來水 出水序號 含油懸浮物 含油懸浮物8024 3 o 120溫度t2(mgL)(mgL)(mgL)(,WL)t15615l 402218 5522 217215615l4020964 132033 15615l411387 76O2334156151411956 65O 21l合計 15615l405 1913 6509216(2)杏十三一1聚驅(qū)小型試驗情況2003年12月份，為了進一步驗證該技術(shù)對處理含聚污水的適應(yīng)性，在杏十三一1含聚污水處理站進行了處理量為1Om3h的現(xiàn)場小型試驗。174在來水平均含油量平均為1044mgL、懸浮固體含量平均為214mgL情況下，處理后 出水含油量平均為488mgL、懸浮固體含量平均為188mgL，達到了低滲透注水水質(zhì)指標(biāo)， 即：含油量8mgL、懸浮固體含量、3mgL。分析檢測數(shù)據(jù)見表2。出水效果達到了低滲透油層注水水質(zhì)指標(biāo)。詳見對比表2。表2試驗裝置出水與含聚污水站出水水質(zhì)對比表加藥量(th) 來水出水序號 含油懸浮物 含油懸浮物80203128溫度(mgL)(mgL)(mgL)(n1I。)115615140107O 210 7O 30215615l4l1140 25O 26213 156151401050 21O 53 18415615142970 20O 45115 15615l40990 200 5O 14合計 15615l406 1044 214 488 188(3)試驗總結(jié) 懸浮污泥過濾技術(shù)作為一種新興的過濾技術(shù)，在處理油田含聚與不含聚的污水方面，其出水都能夠達到大慶低滲透油田注水水質(zhì)指標(biāo)，完全可以替代目前工藝中應(yīng)用的石英砂、核桃殼、纖維球過濾器。 該過濾器的污泥懸浮技術(shù)，開辟了新的過濾形式，實現(xiàn)了過濾器不再生的連續(xù)運行方式，拓寬了過濾研究領(lǐng)域。3經(jīng)濟效益對比分析采用懸浮污泥過濾技術(shù)處理含油污水，處理量以20000m3為例，基本建設(shè)投資約為2000 萬元，而采用常規(guī)流程建設(shè)相應(yīng)規(guī)模的污水處理及深度處理站，需投資近5000萬元，可節(jié) 約一次性建設(shè)投資3000萬元。處理量按20000m3計算，采用正常處理工藝，每年運行費用為3716萬元，采用懸浮污 泥過濾技術(shù)處理含油污水每年運行費用為3443萬元，與目前處理工藝相比每年運行費用節(jié) 約273萬元，具體數(shù)據(jù)見表3。表3不同技術(shù)流程費用對比表序號 項目常規(guī)流程 懸浮污泥過濾技術(shù)處理流程備 注l建設(shè)投賢力兀 500020002運行費用萬元3716 34433 噸水運行成本(元m3) 051 0474噸水綜合成本(元m3)O96 O65 考慮設(shè)備折舊4推廣應(yīng)用前景從試驗效果分析看出，采用懸浮污泥過濾技術(shù)處理含油污水，處理后含油、懸浮物