三元污水處理工藝適應(yīng)性評價

王學(xué)文(大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠，黑龍江 大慶 163000)

0 引言

為了提高原油采收率，保證高含水期原油持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)，2013年底，在采油一廠北一區(qū)斷西西塊三元試驗區(qū)建設(shè)投產(chǎn)中106三元污水處理站，處理強堿三元采出水。中106 三元污水處理站建設(shè)規(guī)模1.4×104m3/d。采用“一級曝氣氣浮沉降→二級曝氣氣浮沉降→一級石英砂-磁鐵礦雙層濾料過濾→二級海綠石-磁鐵礦雙層濾料過濾”四段處理工藝；當(dāng)三元高峰期采用“序批式”污水處理工藝。設(shè)計分段指標(biāo)：濾前含油100mg/L、濾前懸浮物100mg/L，外輸含油20mg/L、濾前懸浮物20mg/L。

由于該站采用的序批式沉降和離心分離工藝是在處理三元污水的工藝和參數(shù)還沒有定型、現(xiàn)場采出水處理需求緊迫的情況下提出的。為滿足采油一廠產(chǎn)能建設(shè)中三元復(fù)合驅(qū)產(chǎn)出含油污水的處理要求，針對三元污水成分復(fù)雜，現(xiàn)有工藝較難適應(yīng)三元污水處理問題，對中106 三元污水處理站的各工藝環(huán)節(jié)運行效果、工藝適應(yīng)性進(jìn)行評價，為后續(xù)三元區(qū)塊的投產(chǎn)進(jìn)行技術(shù)探索與儲備。

1 現(xiàn)場應(yīng)用實驗

1.1 三元污水沉降技術(shù)試驗

1.1.1 序批曝氣沉降技術(shù)原理

序批曝氣沉降技術(shù)進(jìn)水6h →靜止沉降12h →排水6h，循環(huán)周期24h，并配合間歇曝氣。作方法為單罐進(jìn)水—曝氣反應(yīng)—靜置沉降—出水為一個運行周期。該技術(shù)具有污水靜置時間長，設(shè)備利用率較高的特點。

室內(nèi)曝氣試驗：采用靜止沉降12h，懸浮固體去除效果明顯，由初始的50mg/L 降至24mg/L。但采用曝氣后，懸浮固體迅速升高，曝氣4min 就使懸浮固體從50mg/L 上升至最高值72mg/L，繼續(xù)曝氣，懸浮固體含量仍穩(wěn)定在63～72mg/L 之間，曝氣停止后，懸浮固體含量有所降低。試驗結(jié)果表明，曝氣導(dǎo)致強堿三元復(fù)合驅(qū)采出水懸浮固體增加。圖1 為室內(nèi)曝氣沉降出水懸浮物曲線圖。

現(xiàn)場曝氣試驗：中106 三元水質(zhì)站來水水質(zhì)含聚濃度1325mg/L，含表活劑119mg/L，pH 值10.6，粘度4.87mPas。初期試驗，采取3 座沉降罐做序批式運行，試驗后期，采取4 座罐序批式運行。

采用3 罐序批式運行，濾前水達(dá)標(biāo)率為80%，外輸水達(dá)標(biāo)率25%；采用4 罐序批式運行，濾前水達(dá)標(biāo)率為100%，外輸水達(dá)標(biāo)率53%，其中含油量達(dá)標(biāo)率達(dá)到了92%。

從出水水質(zhì)看，4 座序批式沉降罐運行后，出水含油及懸浮固體明顯降低，出水含油及懸浮固體都達(dá)到了100mg/L 以下，出水水質(zhì)滿足污水處理站濾前水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(即含油≤100mg/L，懸浮物≤100mg/L)。圖2 為3 座沉降罐序批與4 座沉降罐序批運行效果對比圖。

圖1 室內(nèi)曝氣沉降出水懸浮物曲線圖

圖2 3座沉降罐序批與4座沉降罐序批運行效果對比圖

表1 中106三元污水站濾罐不同溫度時平均去除率統(tǒng)計表

1.2 三元污水過濾體溫反洗技術(shù)試驗

1.2.1 運行現(xiàn)狀

中106 三元污水站采用“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”處理工藝。一次濾罐濾速為6m/h；二次濾罐濾速為4m/h。為保證過濾系統(tǒng)高效運行，該站過濾罐采用提溫反沖洗。即凈化水罐內(nèi)污水經(jīng)加熱爐加熱，使熱水罐內(nèi)污水達(dá)到一定溫度，然后開啟熱水反沖洗流程。

提溫反沖洗應(yīng)用效果：本試驗按照不同溫度點(53℃、55℃、57℃、59℃、61℃、63℃、65℃、67℃、69℃、71℃、73℃、75℃)進(jìn)行取樣化驗，并與對應(yīng)常溫反洗時濾后水取樣化驗進(jìn)行對比。具體的化驗數(shù)據(jù)見表1。

加熱反沖洗水對濾料進(jìn)行提溫反洗，對含油污水處理效果較為顯著，在目前情況下，常溫反沖洗時一級含油去除率平均在34.09%，懸浮物平均去除率為25.20%，二級含油去除率平均在24.19%，懸浮物平均去除率為18%；當(dāng)溫度在63℃時，提溫反沖洗效果最好，一級含油去除率平均在48.65%，懸浮物平均去除率為43.63%，二級含油去除率平均在39.3%。懸浮物平均去除率為30.96%。

1.3 浮動收油運行試驗

技術(shù)原理：浮動連續(xù)收油裝置主要由回轉(zhuǎn)機構(gòu)、回轉(zhuǎn)臂(輸油管)、浮子和收油盤等組成?；剞D(zhuǎn)機構(gòu)通過法蘭與反應(yīng)筒壁連接。回轉(zhuǎn)臂的一端與回轉(zhuǎn)機構(gòu)連接，另一端與收油盤連接。當(dāng)沉降罐進(jìn)液或出液時，液位會上升或下降，浮在液面下的收油盤也隨之上升和下降，通過回轉(zhuǎn)機構(gòu)帶動回轉(zhuǎn)臂一起做上下回轉(zhuǎn)運動，油經(jīng)收油盤進(jìn)入回轉(zhuǎn)機構(gòu)后，再進(jìn)入罐壁連接管，然后流出罐外，從而實現(xiàn)連續(xù)浮動收油。

浮動連續(xù)收油工藝關(guān)鍵技術(shù)是收油盤始終位于液面下，收油盤隨著液位的升降而升降，不受高度的限制。

運行效果：浮動收油運行初期，由于曝氣沖擊，造成二級2#沉降罐浮子翻轉(zhuǎn)，不能收油。另外，浮動收油比重設(shè)計存在偏差，造成收油盤位于油水界面以下，大量污水被回收。經(jīng)調(diào)試、整改，浮動收油裝置正常運行，濾前除油率由8%～30%之間上升至25%～45%之間，但仍未達(dá)到除油率60%，分析認(rèn)為，由于浮子比重和搖臂制造誤差原因，6 套收油盤未在同一平面?，F(xiàn)場試驗將浮動收油裝置下落到4.5m 支撐位置，通過沉降罐調(diào)節(jié)液面進(jìn)行收油，最高除油率達(dá)到60%，效果較好。由于浮動收油裝置對裝置設(shè)計安裝精度較高，投產(chǎn)前需進(jìn)行調(diào)試運行合格后才可投入生產(chǎn)。

2 結(jié)語

(1)序批曝氣沉降技術(shù)在4 座序批式沉降罐運行后，出水含油及懸浮固體明顯降低，出水含油及懸浮固體都達(dá)到了100mg/L 以下，出水水質(zhì)達(dá)到濾前水水質(zhì)指標(biāo)要求。

(2)加熱反沖洗水對濾料進(jìn)行提溫反洗，對含油污水處理效果較為顯著，在當(dāng)溫度在63℃時，提溫反沖洗效果最好。

(3)浮動收油技術(shù)聯(lián)合使用，可提高污水含油去除率。但浮動收油技術(shù)對施工技術(shù)要求較高，必須在施工過程中對設(shè)備進(jìn)行調(diào)試、驗收后方可使用。