連續(xù)流砂過濾器在油田水處理中的應(yīng)用

臧芳++劉佰秋++閆紅娜

摘 要：過濾設(shè)備是被廣泛應(yīng)用的油田水處理設(shè)備及其在油田水處理中的發(fā)展要求。本文綜述了常用油田水處理過濾設(shè)備及存在的問題，介紹了連續(xù)流砂過濾器的結(jié)構(gòu)、工作原理、特點及在水處理中的應(yīng)用和優(yōu)點。

關(guān)鍵詞：水處理；過濾器；連續(xù)；過濾

中圖分類號：X703 文獻標(biāo)識碼：A

0.引言

隨著油田的連續(xù)開發(fā)的不斷開采，原油資源逐年減少，開采難度隨之增加。注水開采技術(shù)是通過向油層注入高壓水來驅(qū)動原油，提高原油采收率的最有效手段，也是被絕大部分油田所采用的開采技術(shù)。然而，在開采原油的同時，水資源浪費、產(chǎn)生大量油田污水、環(huán)境保護問題也日益突出。如果對含油污水進行有效處理并回收利用是油田實現(xiàn)可持續(xù)開發(fā)和提高油田經(jīng)濟效益、節(jié)約成本的一個重要途徑。

油田污水具有含油、懸浮物量、礦化度、COD高的特點，且其化學(xué)成份復(fù)雜、含有多種結(jié)垢離子，使得油田污水處理困難，污水中的化學(xué)成分和結(jié)垢離子容易在管道、容器中結(jié)垢，造成腐蝕和堵塞。因此，對油田水處理設(shè)備要求更高。

在油田水處理技術(shù)中，被廣泛應(yīng)用，處理效果好、技術(shù)成熟的水處理技術(shù)為過濾技術(shù)。油田水處理過濾技術(shù)的主要處理設(shè)備為過濾器。

1.常用油田水處理過濾設(shè)備及存在問題

在油田水處理設(shè)備過濾器中，應(yīng)用最多的是壓力式固定濾床過濾器，固定式濾床過濾器在過濾過程中，去除進水中油、懸浮物會積聚在濾層表面，隨著過濾的繼續(xù)運行，從水中去除的和貯集在濾床中的物質(zhì)會降低濾床的孔隙率，造成水頭壓力損失，使通過濾罐的水頭損失可能接近或等于水流按預(yù)定流量通過濾罐時所需的水頭，或者絮體顆粒有可能漏入或穿透到濾罐出水里去，這時濾罐必須停止工作，對濾料進行清洗濾料。周期性地停止過濾工作清洗濾料，降低了水處理過濾的運行效率，清洗濾料時還需要大功率、大排量的清洗泵，既增加了設(shè)備投資又浪費了水資源，且費時、費工。

因此，壓力式固定濾床過濾器在處理過程中主要存在以下問題：一是不能連續(xù)運行，且需要定期反沖洗；二是反沖洗時，反洗水量大，浪費水資源；三是反洗時產(chǎn)生的反洗污水水量大，加重了污水處理系統(tǒng)的負荷。

2.連續(xù)流砂過濾器的原理與特點

連續(xù)流砂過濾器將水處理常規(guī)過濾工藝中固定濾床改進為可流床，將常規(guī)過濾罐周期性反沖洗改進為連續(xù)過濾連續(xù)清洗濾料。正常過濾時污水由進水管經(jīng)布水器均勻布置過濾器內(nèi)濾床下部，水自濾床下部向上經(jīng)過濾床，完成污水的過濾分離，去除污水中雜質(zhì)。過濾的同時，濾床下部截留污物的污砂，由提砂器將提升到罐體上部的洗砂系統(tǒng)內(nèi)進行清洗，由于下部的濾砂被不斷地帶走，濾床就會自上而下緩慢移動，污砂不斷被提升到洗砂器內(nèi)進行清洗，清洗后的濾砂子又重新回到濾床內(nèi)，濾砂不斷地被循環(huán)清洗，使濾罐內(nèi)的濾料始終都是干凈的，從而保證了出水水質(zhì)穩(wěn)定，不會因濾砂的污染程度而出現(xiàn)周期性的波動。

連續(xù)流砂過濾器實現(xiàn)了過濾流程與洗砂流程兩者的有機結(jié)合。不但可以連續(xù)過濾運行不停機、而且具有工藝簡單、耐沖擊負荷、自動循環(huán)清洗濾料、載污量大、過濾效果好、產(chǎn)水率高、清洗用水少、過濾效率高，設(shè)備投資少、節(jié)約能源和人力資源，易于操作、維護簡便等優(yōu)點。

3.連續(xù)流砂過濾器的結(jié)構(gòu)與功能

連續(xù)流砂過濾器主要由過濾器罐體、布水器、出水堰、濾床、洗砂系統(tǒng)、人字布砂器、支撐架、排污系統(tǒng)、氣體分離系統(tǒng)等組成。

過濾功能的主要構(gòu)件是布水器、濾床、出水堰。過濾時，污水由過濾器罐體下部的布水器均勻布流入罐體內(nèi)，經(jīng)濾床截流去除污水內(nèi)雜質(zhì)，經(jīng)過濾后的清水由上布出水堰匯集流出，完成污水過濾功能。

洗砂功能的主要構(gòu)件是洗砂系統(tǒng)、人字布砂器、支撐架、排污系統(tǒng)、氣體分離系統(tǒng)。連續(xù)流砂過濾器共設(shè)有4套洗砂系統(tǒng)，分別在過濾罐體中心設(shè)置1套，邊緣圓周方向均勻設(shè)置3套，每套洗砂系統(tǒng)由提砂器、洗砂器、集砂器等組成。洗砂系統(tǒng)、排污系統(tǒng)和氣體分離系統(tǒng)通過支撐架固定在過濾罐體內(nèi)上部。提砂器進口連接氣源控制器，并且氣源控制器的另一端連接提砂泵，提砂器通過提砂泵提供的壓縮空氣將集砂筒內(nèi)的污砂吸入到提砂器內(nèi)，然后再將污砂輸送到位于罐體上部的洗砂器內(nèi)進行清洗。洗砂器通過管道連接有排污系統(tǒng)，可將洗砂產(chǎn)生的污水排出。洗砂器內(nèi)部還設(shè)有氣體分離系統(tǒng)，由提砂器輸送來的污砂在氣體分離系統(tǒng)內(nèi)將提砂泵帶入的空氣分離出去。過濾罐體下部均勻設(shè)有布水系統(tǒng)和人字布砂器各3套。反洗再生后的濾料通過人字布砂器均勻布置在過濾器內(nèi)，重新回到濾床內(nèi)，對從布水器來的污水進行過濾。

結(jié)語

目前，連續(xù)流砂過濾器已在大慶油田得到廣泛應(yīng)用并取得良好的效果。隨著油田開發(fā)技術(shù)的發(fā)展，油田污水的成份也越來越復(fù)雜，難于處理，原有的固定濾床過濾器已經(jīng)無法滿足油田水處理的要求，而采用連續(xù)流砂過濾器不但解決了現(xiàn)有過濾器在水處理應(yīng)用中的存在的問題，而且具有過濾效果好、工作效率高、濾料清洗徹底、無流失、操作簡單、運行及維護方便等優(yōu)點，原固定濾床過濾器已被連續(xù)流砂過濾器逐步取代。

參考文獻

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