單巧利 郭志強(qiáng) 李　勇

（西安長(zhǎng)慶科技工程有限責(zé)任公司）

污泥循環(huán)工藝在甲醇污水處理中的應(yīng)用

單巧利 郭志強(qiáng) 李勇

（西安長(zhǎng)慶科技工程有限責(zé)任公司）

介紹污泥循環(huán)混凝沉淀工藝的流程和原理，其核心設(shè)備渦流反應(yīng)沉降罐集加藥、混凝反應(yīng)、沉降、污泥回流、污泥排放于一體，混凝沉降效果好，出水穩(wěn)定，確保后續(xù)工藝設(shè)備的安全運(yùn)行。以長(zhǎng)慶油田采氣一廠為例，分析污泥循環(huán)混凝沉淀工藝實(shí)施效果，結(jié)果表明：采用污泥循環(huán)混凝沉淀工藝，沉降污泥含水率降至90%，污泥減量效果明顯。

甲醇污水處理；污泥循環(huán)；混凝沉淀

0　引 言

長(zhǎng)慶油氣田開(kāi)采區(qū)域廣、層位多、污水點(diǎn)分散［1］，受油氣藏特點(diǎn)、注水水質(zhì)等影響，采出水水質(zhì)差異大，是一種含有固體雜質(zhì)、液體雜質(zhì)、溶解氣體和溶解鹽類等較復(fù)雜的多相體系［2-3］。采出水處理以混凝沉淀處理工藝為主。

氣田甲醇污水水質(zhì)普遍呈現(xiàn)偏酸性，成分復(fù)雜，具有高礦化度、高腐蝕性、低p H值等顯著特點(diǎn)［4］，p H值基本處于5.5～6.5，Cl-含量10～100 g/L，總礦化度2×104～15×104mg/L，最高達(dá)22×104mg/L，遠(yuǎn)高于其他氣田，水型主要以CaCl2為主，兼有Na2SO4、Na HCO3等水型，Ca2+、Mg2+、HC含量高，該類水型腐蝕性、結(jié)垢傾向嚴(yán)重。

加藥混凝沉降是確保采出水處理效果的關(guān)鍵，一般采用管道混合器或反應(yīng)罐加藥混合、儲(chǔ)罐沉降的方式，加藥往往需要在管道混合器、反應(yīng)罐、沉降罐三個(gè)設(shè)備中分別完成，管道混合器易結(jié)垢堵塞，維護(hù)管理工作量大。投加藥劑后混凝沉降主要在沉降罐中完成，由于沉降罐排泥方式仍需改進(jìn)，日常排出污泥含水率高，污泥量大，需要配套較大處理能力的污泥處理系統(tǒng)［5］。如采用定期人工清掏方式，排出污泥含水率稍低，但罐內(nèi)甲醇、烴類揮發(fā)對(duì)員工的健康安全有較大危害。

1　污泥循環(huán)混凝沉淀工藝

污泥循環(huán)混凝沉淀工藝是在傳統(tǒng)混凝沉淀工藝的基礎(chǔ)上，增加沉降污泥循環(huán)，利用沉降污泥的吸附、架橋及網(wǎng)捕功能［6］，加強(qiáng)原水中機(jī)械雜質(zhì)、CO23-、 Ca2+、Mg2+等離子的混凝沉降，達(dá)到凈化水的目的。其核心設(shè)備渦流反應(yīng)沉降罐集加藥、混合、絮凝沉淀、污泥回流于一體，工作機(jī)理見(jiàn)圖1。

圖1　渦流反應(yīng)沉降罐工作機(jī)理示意

渦流反應(yīng)沉降罐配套一個(gè)中心反應(yīng)桶，中心反應(yīng)桶上端封閉，下端敞口，進(jìn)水切向進(jìn)入中心反應(yīng)桶后，與依次投加的藥劑混合呈渦流狀態(tài)自上而下完成反應(yīng)沉降，中心反應(yīng)桶外的水流自下而上，沉降罐上方溢流出水，底部排泥。

沉降罐配套污泥循環(huán)泵，部分污泥由沉降罐底抽出返回中心反應(yīng)桶中段，返回點(diǎn)緊靠混凝劑投加點(diǎn)之后。由于投加混凝劑、助凝劑后形成的污泥本身也是一種良好的絮凝劑，在污泥回流時(shí)，增強(qiáng)了中心反應(yīng)筒內(nèi)的攪拌，污泥與污水均勻接觸，既可緩沖來(lái)水負(fù)荷，減少藥劑投加量，又可進(jìn)一步利用回流污泥的吸附、架橋和網(wǎng)捕作用，攔截由于聚合物影響難以沉降的懸浮物質(zhì)，使反應(yīng)過(guò)程更穩(wěn)定。同時(shí)利用高密度反應(yīng)沉降原理，使沉降污泥進(jìn)一步濃縮，實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)化、減量化。沉積污泥定期由回流泵排出，無(wú)需人工操作。

2　實(shí)施效果

2.1工藝流程

該工藝已在長(zhǎng)慶油田采氣一廠第二凈化廠、采氣三廠第二、三處理廠及中石化大牛地氣田的甲醇污水處理中應(yīng)用，采出水預(yù)處理工藝流程見(jiàn)圖2。

圖2　采氣一廠第二凈化廠甲醇污水預(yù)處理流程

2.2水質(zhì)

采氣一廠第二凈化廠接收各集氣站汽車?yán)\(yùn)來(lái)甲醇污水的水質(zhì)分析和預(yù)處理水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1和表2。

表1　甲醇污水處理站綜合污水化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)

表2　甲醇污水預(yù)處理水質(zhì)指標(biāo)

2.3現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及效果

該工程2008年10月投運(yùn)，2009年在采一二凈現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了污泥間歇回流、污泥連續(xù)回流及污泥不回流三種形式的試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3，p H值、SS值變化見(jiàn)圖3、圖4。

表3　渦流反應(yīng)沉降罐出水水質(zhì)分析

圖3　不同污泥回流方式pH值變化

圖4　不同污泥回流方式SS值變化

由圖3、圖4可看出，污泥不回流工況下，渦流反應(yīng)沉降罐出水p H 值不穩(wěn)定，SS＞19 mg/L，三次測(cè)試平均值達(dá)到24.23 mg/L；污泥間歇回流工況下，出水p H值同樣不穩(wěn)定，但出水SS值有所降低，三次測(cè)試平均值為17.30 mg/L；污泥連續(xù)回流工況下，出水p H值較為穩(wěn)定，約7.5，出水SS值明顯降低，三次測(cè)值均低于10 mg/L，平均值8.63 mg/L，有效降低了后續(xù)設(shè)備結(jié)垢的可能性，保障后續(xù)工藝設(shè)備的正常、安全、穩(wěn)定運(yùn)行，效果顯著。

該工程投運(yùn)5年以來(lái)每年進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)，運(yùn)行效果良好，日均處理量200 m3/d，渦流反應(yīng)沉降罐一個(gè)月排泥1次，每次排泥量16 m3，污泥含水率約90%，污泥濃縮程度較高，污泥定期自動(dòng)排放，無(wú)需人工清泥，降低了操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，更重要的是避免了清掏污泥對(duì)員工身體健康造成危害，實(shí)現(xiàn)了以人為本的管理理念。

3　結(jié)束語(yǔ)

污泥循環(huán)混凝沉淀工藝與傳統(tǒng)混凝工藝相比具有以下特點(diǎn)：①裝置緊湊，加藥點(diǎn)及污泥排放點(diǎn)集中，管理方便，占地??；②混凝沉淀效果好，出水水質(zhì)穩(wěn)定，抗來(lái)水沖擊能力強(qiáng)；③沉降污泥循環(huán)使藥劑投加量減少，降低運(yùn)行費(fèi)用；④污泥濃縮程度高，排出污泥含水率低；⑤自動(dòng)定期排泥，無(wú)需人工清掏，降低人員健康、安全風(fēng)險(xiǎn)。該技術(shù)具有較好的安全、環(huán)保及經(jīng)濟(jì)效益，可在氣田污水處理中進(jìn)行推廣應(yīng)用。

［1］ 劉祎，王立昕.長(zhǎng)慶氣田天然氣集輸現(xiàn)狀［J］.天然氣工業(yè)，1999，19（5）：78-81.

［2］ 孫悠.離子液體處理油田含油污水研究［D］.北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），2012.

［3］ 曹秋娥.微波處理含油污水的鹽促進(jìn)效應(yīng)研究［D］.西安：西安石油大學(xué)，2011.

［4］ 單巧利，李勇，張超，等.長(zhǎng)慶氣田甲醇污水水質(zhì)特點(diǎn)分析［J］.油氣田環(huán)境保護(hù)，2012，22（6）：47-49.

［5］ 張三輝，王玉堂，瞿定祥，等.污泥循環(huán)再利用技術(shù)在油田廢水處理中的應(yīng)用［J］.油氣田環(huán)境保護(hù)，2010，20（3）：47-49.

［6］ 梅特卡夫和埃迪公司.廢水工程處理及回用（第四版）［J］.秦裕珩，譯.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

（編輯 石津銘）

10.3969/j.issn.1005-3158.2015.06.007

1005-3158（2015）06-0026-03

2015-09-06）

單巧利，2006年畢業(yè)于西安建筑科技大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)，碩士，現(xiàn)在西安長(zhǎng)慶科技工程有限責(zé)任公司從事油氣田污水處理、污泥處理等方面的技術(shù)研究與工程設(shè)計(jì)工作。通信地址：陜西省西安市未央路151號(hào)長(zhǎng)慶大廈910室，710018