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1、油田采出水处理系统中悬浮 污泥过滤技术的应用试验 刘红1 杨晓峰2 ( 1 ，大庆油田第五采油厂规划设计研究所；2 大庆油田工程有限公司) 摘要通过投加化学药剂与污水中的悬浮物相结合，在设备内形成一层致密的悬浮状态 的污泥层，含油污水流过悬浮污泥层时得以过滤净化。经过小型现场试验，该设备对含聚及不 含聚的污水处理，出水都能够达到大庆油田低渗透注水水质指标。为油田含油污水处理提供了 一条新的技术途径。 目前，大庆油田处理含油污水采用的处理工艺技术主要是沉降、过滤两段处理工艺流程。沉 降处理工艺采用了物理除油方法，通过油水密度差，来实现油、水、泥分离；压力过滤也称为筛滤， 通过吸附、截留等方法，将
2、沉降段不能去除的油粒及悬浮物分离出来。 但是随着油田开采的不断深入，含油污水成分也日益复杂，污水处理难度不断的增大，原有 污水处理工艺难以满足油田注水水质的需要。悬浮污泥过滤技术的应用试验，为油田污水处理 提供了一条新的技术途径，对简化含油污水处理工艺，降低工程投资具有一定的指导意义。 1 悬浮污泥过滤技术原理 悬浮污泥过滤技术是通过投加化学药剂与污水中的悬浮物相结合，在设备内形成一层致 密的悬浮状态的污泥层，当含油污水缓慢的流过悬浮污泥层时，由于吸附、截留的作用，使 得含油污水得以净化。 S S F ( S u s p e n d e dS l u a g eF i l t r a t i
3、o n ) 悬浮污泥过滤装置有两个核心部分。一是污泥过滤层的形 成，二是污泥过滤层悬浮状态的稳定性。污泥过滤层是通过药剂的作用，将污水中的各种悬 浮颗粒凝聚成大块密实的絮体，再依靠流体力学原理压实，在罐体中上部形成一个十几厘米 厚的致密悬浮泥层。这个致密的悬浮泥层是由污水中的污泥及混凝药剂形成的絮体组成的。 经过混凝的出水都必须通过此悬浮泥层的过滤，才能升流到罐体上部的清水汇集区。它十分 成功地起到了污水处理工艺中极为重要的过滤作用。随着絮体由下向上运动，过滤泥层的厚 度形成动态的平衡，达到稳定状态。 S S F ( S u s p e n d e dS l u d 辨F i l t r a
4、t i o n ) 悬浮污泥过滤装置的工艺原理见图1 。 首先在泵前将污水处理药剂以最佳的配方组合，依照紊流速度、混合时间和水力学结构 数据设计，经过污水泵叶轮、蛇形反应管和反应罐的组合作用下，得以充分的混合后进入污 水净化器。然后采用微观物理吸附法将污水中各种胶粒和微粒吸附到 昆凝剂表面上，经絮凝 剂和助凝剂作用将悬浮颗粒凝聚成大块密实的絮体；再依靠旋流和过滤水力学等流体力学原 理，使得在罐体中上部形成一个有几十厘米厚的、十分致密的悬浮泥层。 经过混凝的出水都必须通过此悬浮泥层的过滤，才能升流到罐体上部的清水汇集区。它 1 7 3 十分成功地起到了污水处理工艺中极为重要的过滤作用。这个致密的
5、悬浮泥层是由污水中的 污泥及混凝药剂形成的絮体组成的。随着絮体由下向上运动，使泥层的下表层不断增加、变 厚；同时，随着过滤水力学原理形成的罐体的旁路流动，引导着悬浮泥层不断流人中心接泥桶， 上表层不断减少、变薄。这样，悬浮泥层的厚度达到一个动态的平衡。当混凝的出水由下向上 穿过此悬浮泥层时，此絮体滤层靠界面物理吸附和电化学特性及范德华力的作用，将悬浮胶体 颗粒、乳化油、絮体等杂质全部拦截在此悬浮泥层上，使出水水质达到回注的指标。 图1悬浮污泥过滤技术处理含油污水工艺原理图 2 悬浮污泥过滤技术对油田采出水的处理效果 悬浮污泥过滤技术在国内外已成功应用于印染污水、除尘污水、矿井污水、地表污水、
6、冶金污水等悬浮物含量极高的污水的净化和回用。目前利用该技术在采油五厂进行了小型试 验，处理后的水质达到了预期的效果。 1 1 采油五厂小型试验情况 ( 1 ) 杏十五一1 污水站小型试验情况 2 0 0 3 年7 月份，在杏十五一1 污水处理站，对常规含油污水进行了处理量为0 5 m 3 h 的 现场小型试验。 在来水平均含油量平均为1 9 1 3 m g L 、悬浮固体含量平均为6 5 m g L 情况下，处理后出 水含油量平均为0 9 m g L 、悬浮固体含量平均为2 1 6 m g L ，达到了低渗透注水水质指标， 即：含油量8 m g L 、悬浮固体含量3 m g L 。分析检测数据
7、见表1 。 表1 试验装置运行参数及水质分析数据表 加药量( L h )来水出水 序号 含油悬浮物含油悬浮物 8 02 43 o 1 2 0温度 t 2 ( m g L )( m g L )( m g L )( , W L ) t1 561 5l4 02 2 1 85 52 22 1 7 21 561 5l4 02 0 96 41 32 0 3 31 561 5l4 11 3 8 77 6O2 3 3 41 561 514 11 9 5 66 5O2 1 l 合计 1 561 5l4 0 51 9 1 36 50 92 1 6 ( 2 ) 杏十三一1 聚驱小型试验情况 2 0 0 3 年1 2
8、 月份，为了进一步验证该技术对处理含聚污水的适应性，在杏十三一1 含聚 污水处理站进行了处理量为1 O m 3 h 的现场小型试验。 1 7 4 在来水平均含油量平均为1 0 4 4 m g L 、悬浮固体含量平均为2 1 4 m g L 情况下，处理后 出水含油量平均为4 8 8 m g L 、悬浮固体含量平均为1 8 8 m g L ，达到了低渗透注水水质指标， 即：含油量8 m g L 、悬浮固体含量、 3 m g L 。分析检测数据见表2 。 出水效果达到了低渗透油层注水水质指标。详见对比表2 。 表2 试验装置出水与含聚污水站出水水质对比表 加药量( t h )来水出水 序号 含油悬
9、浮物含油悬浮物 8 02 03 1 2 8温度 ( m g L )( m g L )( m g L ) ( n 1 I 。) 11 561 514 01 0 7 O2 1 07 O3 0 21 561 5l4 l1 1 4 02 5 O2 62 1 31 561 514 01 0 5 02 1 O5 31 8 41 561 514 29 7 02 0 O4 51 1 51 561 5l4 09 9 02 0 05 O1 4 合计1 561 5 l4 0 61 0 4 42 1 44 8 81 8 8 ( 3 ) 试验总结 悬浮污泥过滤技术作为一种新兴的过滤技术，在处理油田含聚与不含聚的污水方面
10、，其 出水都能够达到大庆低渗透油田注水水质指标，完全可以替代目前工艺中应用的石英砂、核 桃壳、纤维球过滤器。 该过滤器的污泥悬浮技术，开辟了新的过滤形式，实现了过滤器不再生的连续运行方 式，拓宽了过滤研究领域。 3 经济效益对比分析 采用悬浮污泥过滤技术处理含油污水，处理量以2 0 0 0 0 m 3 为例，基本建设投资约为2 0 0 0 万元，而采用常规流程建设相应规模的污水处理及深度处理站，需投资近5 0 0 0 万元，可节 约一次性建设投资3 0 0 0 万元。 处理量按2 0 0 0 0 m 3 计算，采用正常处理工艺，每年运行费用为3 7 1 6 万元，采用悬浮污 泥过滤技术处理含油
11、污水每年运行费用为3 4 4 3 万元，与目前处理工艺相比每年运行费用节 约2 7 3 万元，具体数据见表3 。 表3 不同技术流程费用对比表 序号项目常规流程悬浮污泥过滤技术处理流程备注 l建设投贤力兀5 0 0 02 0 0 0 2运行费用万元3 7 1 6 3 4 4 3 3 吨水运行成本( 元m 3 ) 0 5 10 4 7 4 吨水综合成本( 元m 3 ) O 9 6O 6 5考虑设备折旧 4 推广应用前景 从试验效果分析看出，采用悬浮污泥过滤技术处理含油污水，处理后含油、悬浮物等指 标满足了油田注入水水质要求，同时将污水站和污水深处理站变为一级处理，不仅简化了地 面工艺，降低了一次性建设投资，而且运行费用较低。因此，采用该技术处理含油污水，具 有处理效果好、投资低、运行费用低、占地面积小、适应范围广等特点，为解决油田回注污 水水质超标问题提供了一条新的技术途径。 1 7 5
