三元含油污水站處理工藝及運行狀況

大慶油田采油三廠大慶油田采油五廠

三元含油污水站處理工藝及運行狀況

李政軍1邢磊1鄭晗旭21大慶油田采油三廠2大慶油田采油五廠

北Ⅲ—6三元含油污水站主要負(fù)擔(dān)北Ⅲ—6轉(zhuǎn)油放水站原水的處理任務(wù)。在沉降處理工藝中，當(dāng)采出水中未見表活劑時采用兩級連續(xù)流沉降的處理工藝；當(dāng)采出水中表活劑返出濃度較高時采用序批沉降的處理工藝。無論是連續(xù)流還是序批式，在沉降階段，除油效果明顯，但懸浮物去除率較低。在過濾階段，懸浮物去除率較高，最終濾后水質(zhì)能夠達(dá)到指標(biāo)要求。建議在滿足水質(zhì)要求的前提下，進(jìn)一步優(yōu)化三元污水處理工藝，節(jié)省建設(shè)投資。

三元含油污水站；污水處理；連續(xù)流；序批式過濾；反沖洗

隨著油田開發(fā)的深入，開采難度逐漸加大，三元復(fù)合驅(qū)油技術(shù)成為目前和今后一段時期內(nèi)主導(dǎo)開發(fā)技術(shù)，但是該技術(shù)在提高油田采收率的同時，也給采出水處理帶來了新難題。由于三元復(fù)合驅(qū)利用了堿、表活劑及聚合物，導(dǎo)致采出液中化學(xué)成分更趨復(fù)雜。這些化學(xué)藥劑的存在導(dǎo)致采出水黏度加大，油水乳化嚴(yán)重，分離困難，特別是懸浮物指標(biāo)很難穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。因此研究適合于三元采出水處理的技術(shù)，摸索出一套適合于三元復(fù)合驅(qū)采油污水處理的工藝流程成為目前油田面臨的緊迫問題。

1 建設(shè)現(xiàn)狀及主要工藝流程

大慶油田北三東西塊三元試驗區(qū)為進(jìn)行三元開發(fā)礦場性試驗，建設(shè)北Ⅲ—6三元含油污水處理站1座，于2012年12月投產(chǎn)，主要擔(dān)負(fù)北Ⅲ—6轉(zhuǎn)油放水站來原水的處理任務(wù)，并為第五油礦北三聯(lián)注水站和第一油礦北八注水站供水。該站設(shè)計能力為7 000m3/d，目前處理量平均為3 500m3/d。該站采用的處理工藝流程為曝氣沉降罐→氣浮沉降罐→一級石英砂磁鐵礦雙層濾料過濾罐→二級海綠石磁鐵礦雙層濾料過濾罐的四段處理工藝。

1.1沉降分離部分

由于三元復(fù)合驅(qū)采出水不同開發(fā)階段三元驅(qū)油劑的返出情況不同（開發(fā)初期和后期三元含量低，中期三元含量高），因此采取如下措施：當(dāng)采出水中未見表活劑的情況下，采用兩級連續(xù)流沉降的處理工藝；當(dāng)采出水中表活劑返出濃度較低時，采用序批式沉降的處理工藝。當(dāng)采出水中表活劑返出濃度高時，在序批式沉降的處理工藝前端，采取在摻水時投加水質(zhì)穩(wěn)定劑的措施。

（1）連續(xù)流處理流程。連續(xù)流處理工藝流程見圖1。北Ⅲ—6三元轉(zhuǎn)油放水站來水，首先進(jìn)入曝氣沉降罐，使污水與空氣充分接觸，達(dá)到去除浮油和部分粒徑較大的分散油的目的；出水進(jìn)入氣浮沉降罐，在微氣泡的協(xié)同作用下，進(jìn)一步去除乳化油及細(xì)小懸浮物；出水進(jìn)入濾前緩沖罐；凈化后的污水進(jìn)行外輸，送往北三注、北八注。

（2）序批式處理流程。序批式處理工藝流程見圖2。將原有的2座曝氣沉降罐和2座氣浮沉降罐改為4座序批式沉降罐。轉(zhuǎn)油放水站來水分別進(jìn)入序批式沉降罐，經(jīng)曝氣、靜止沉降處理后，進(jìn)入一次過濾罐和二次過濾罐進(jìn)行過濾處理，最終使出水水質(zhì)達(dá)到注水水質(zhì)指標(biāo)；凈化后的污水進(jìn)入外輸水罐，由外輸泵加壓后，送往北三注、北八注。每座序批式沉降罐的運行一個周期包括三個階段，即進(jìn)水階段、靜沉曝氣階段、排水階段。序批式沉降曝氣工藝最主要的階段為靜沉曝氣階段，在此階段不進(jìn)水、不出水，只進(jìn)行靜沉和曝氣，強化去除效率。

圖1 連續(xù)流處理工藝流程

圖2 序批式處理工藝流程

1.2過濾部分

北Ⅲ—6站所采用的處理工藝優(yōu)化了過濾系統(tǒng)，具有以下幾個特點：一是降低過濾濾速、降低處理負(fù)荷、提高過濾效果。二是采用氣水聯(lián)合反沖洗再生。氣水聯(lián)合反沖洗方式可以有效提高濾料再生效果，保證了濾料的納污截留能力，確保了過濾系統(tǒng)的高效運行，而且降低了自耗水量，與單純水洗相比，節(jié)省水量約40%以上。三是增加反沖洗高溫?zé)嵯垂に?。在反沖洗工藝原有氣水聯(lián)合反沖洗方式的基礎(chǔ)上增加高溫?zé)嵯垂に?，利用高溫?zé)崴コ秊V料中的油污，進(jìn)一步提高濾料反洗再生能力。四是采用攪拌式集油過濾罐。攪拌器在反沖洗時打破板結(jié)層，使濾料上的油污及懸浮物與濾料剝離，令濾料流化，提高濾料反洗效果。在過濾器頂端安裝集油器，以收集過濾器頂端的浮油。

1.3反沖洗部分

北Ⅲ—6站反沖洗方式為氣水聯(lián)合反沖洗，不僅保證了過濾系統(tǒng)的高效運行，而且降低了自耗水量，與單純水洗相比，節(jié)約水量40%以上，同時減少了反沖洗排水的回收水量，降低了整個污水站的實際處理量規(guī)模。反沖洗水回收流程增加了靜沉功能：反沖洗泵從外輸及反沖洗水罐吸水，對一次、二次過濾罐進(jìn)行反沖洗，反沖洗水前5min進(jìn)入反沖洗緩沖罐進(jìn)行靜沉8 h，罐內(nèi)上清液用提升泵提升至污水站總來水管線進(jìn)行處理；下部沉積液利用提升泵輸送至污泥池，定期清淤。反沖洗水4min后進(jìn)入回收水池，經(jīng)回收水泵升壓后，進(jìn)入沉降罐進(jìn)口，重新進(jìn)行處理。

1.4污油回收部分

曝氣沉降罐、氣浮沉降罐、濾前緩沖罐、外輸及反沖洗水罐的污油回收至收油罐，再由污油泵加壓后，送至北Ⅲ—6三元轉(zhuǎn)油放水站的游離水脫除器進(jìn)口進(jìn)行處理。

2 運行效果分析

北Ⅲ—6站自投產(chǎn)以來至2014年7月采用的是連續(xù)流運行方式，2014年7月之后，改為序批式運行方式。分別對北Ⅲ—6三元含油污水站的來水、過濾前、外輸三個取樣點進(jìn)行取樣化驗，分析污水中的含油量、懸浮物含量指標(biāo)。分析結(jié)果表明，北Ⅲ—6站在實施連續(xù)流處理工藝時，處理后的水質(zhì)可以達(dá)到要求；在實施序批式處理工藝時，在來水水質(zhì)不佳情況下，處理效果依然滿足水質(zhì)要求。因此，序批式處理工藝處理效果略好于連續(xù)流處理工藝，外輸水平均含油量為4.6mg/L，平均懸浮物含量為4.8mg/L。

無論是連續(xù)流還是序批式，在沉降階段，除油效果明顯，但懸浮物去除率較低。在過濾階段，懸浮物去除率較高，最終濾后水質(zhì)能夠達(dá)到指標(biāo)要求。

3 結(jié)語

（1）北Ⅲ—6三元含油污水站生產(chǎn)運行平穩(wěn)，序批式沉降工藝及連續(xù)流沉降工藝均能滿足外輸水質(zhì)指標(biāo)要求。

（2）三元污水處理工藝采用的兩級沉降、兩級過濾的工藝流程，沉降工藝均具有曝氣、氣浮功能，投資較高。建議在滿足水質(zhì)要求的前提下，進(jìn)一步優(yōu)化三元污水處理工藝，節(jié)省建設(shè)投資。

（欄目主持 張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.1.022