污水站过滤罐反冲洗参数的优化

2013-05-05李小斌大庆油田有限责任公司第一采油厂

石油石化节能 2013年6期

李小斌（大庆油田有限责任公司第一采油厂）

污水站过滤罐反冲洗参数的优化

李小斌（大庆油田有限责任公司第一采油厂）

过滤罐是处理含油污水的主要设施，过滤罐工作情况的好坏与罐自身的工艺设计、现场的操作有关，控制好滤罐的反冲洗周期、反冲洗强度、反冲洗时间、反冲洗恢复期，就能够使过滤罐高效工作,达到出好水的目的。本文通过西三深度污水处理站过滤罐反冲洗工艺应用变频调速技术，实现了反冲洗参数的优化，确定了滤罐最佳反冲洗参数。经现场试验与应用，提高了过滤罐反冲洗过程中的自动化使用效率，确保了深度含油污水处理质量，提高了系统运行效率，达到了深度污水处理的最佳效果，且节能降耗效果显著。

污水处理站过滤罐反冲洗周期反冲洗参数优化

引言

西三深度污水处理站于 2006 年 11月改造并投产，担负着第一采油厂第三油矿聚中 312 污水站、第五油矿南 1-1污水站和聚南 1-1污水站的含油污水深度处理任务，设计能力 8000m3/d，实际处理量9000m3/d。 2 台反冲洗泵机组功率是 132kW，额定流量为 724m3/h。该站采用石英砂、磁铁矿、鹅卵石等双滤料二次过滤流程，原水进入 300m3缓冲罐，经升压泵升压后进入一、二次双滤料压力过滤罐进行过滤，滤后水一部分输至西三注水站，一部分进入 500m3反冲洗罐作为反冲洗水。污水处理后水质指标含油量小于或等于 10mg/L，悬浮物固体含量小于或等于 10mg/L。

近年来，随着大庆油田进入高含水后期，油田采出液含水率上升，加之三次采油技术的实施，含油污水深度处理越来越困难。现场操作和管理一成不变，设计要求的过滤罐反冲洗参数是多少，就按照多少运行；即使在出水不好、过滤罐阻力增大的情况下进行调整，也仅仅是把反冲洗周期缩短，没有依据，全凭经验而定。为此，西三深度污水处理站采取现场跟踪实验的方法，应用变频调速技术，对滤罐反冲洗参数进行优化，确定西三深过滤罐的最佳反冲洗参数。

1 反冲洗参数不合理对水质的影响

西三深度污水站投产时，过滤罐反冲洗是根据过滤罐厂家设定的反冲洗周期及流量进行操作，反冲洗周期一、二次过滤罐均为 24h；反冲洗流量一次滤罐 406m3/h，二次滤罐为 723m3/h；反冲洗时间15min，采用先预反冲 2min，达到最大反冲量 10 min 后，收尾反冲 3min。此种反冲洗方式存在以下缺点：

◇反冲洗周期短，反冲洗水量大，反冲洗后启动回收水泵频繁，耗能高；

◇反冲洗强度、排量不合理，反冲时间短，达不到最佳冲洗效果，而且反冲洗周期短，水质变化波动频率高。

这种反冲洗方式易造成滤罐损坏、滤料流失，跑料现象明显增加，过滤效果不好，且滤料再生质量差也会造成滤料的污染。同期西三深水质指标悬浮物含量 5～13.2mg/L，含油 2.5～ 5.3mg/L，外输水含油合格率 100% 、固体悬浮物含量合格率85% 。经分析研究后认为，反冲洗参数的不合理是造成外输水质超标的主要原因。

2 过滤罐反冲洗周期的确定

根据西三深度污水处理站的生产实际，对西三深度污水处理站进行反冲洗周期的重新摸索测定，在保证水质合格的情况下适当延长。为了摸清西三深度污水处理站水质变化规律，采取每2h取一次水样进行化验分析，摸索水质变化周期。2012年 2月 23日8：00至2月 26日6：00，滤罐每2h取样化验一次，绘制的反冲洗周期曲线见表1、表2和图1。

表1 西三深一次滤罐悬浮固体含量测定原始记录

表2 西三深二次滤罐悬浮固体含量测定原始记录

实验过程中，通过滤罐水质、压差的变化，适当延长过滤罐的反冲洗周期。以水质变差开始反冲洗，作为一个反冲洗周期。虽然图表显示水质达到合格的时间长，超过确定的反冲洗周期时间，但是过滤罐的压差已经开始变大，这说明过滤罐的滤料已经严重堵塞，所以必须及时冲洗，保证滤料洁净以免污染，使滤料能够重复利用。

图1 西三深改变后的反冲洗周期曲线

3 过滤罐反冲洗参数的优化

2012年 2月中旬，加强了变频反冲洗情况的检查。根据水质变化情况摸索过滤罐反冲洗的变化规律，及时、合理调整反冲洗周期、强度，保证滤料再生，提高过滤效率，收到了较好的效果。在变频控制反冲洗过程中，发现图纸中给定的最大排量一次滤罐 306m3/h，二次滤罐 633m3/h，反冲洗排量较低，达不到反冲效果，影响水质，不符合西三深度污水处理站的实际生产。

经过反复现场试验，将反冲洗最大排量分别调整到滤罐出厂设计要求的一次滤罐 406m3/h 和二次滤罐 723m3/h，反冲洗持续时间约为 25min，分成三个阶段进行冲洗，排量分别为最大排量的 50%、75%和 100%。这样，反冲可减少对滤罐的损坏，不但能保证滤料的洁净度，还可延长反冲洗周期，避免滤料污染，提高处理水质，还达到了节能目的（图2、图3、表3）。

图2 西三深优化前的反冲洗排量随时间变化曲线

本阶段试验共历时4个周期，累计化验水样168个。通过摸索，发现过滤罐的反冲洗周期一次滤罐可延长至 36h，二次滤罐可延长至 72h。滤后水质较好，其悬浮物含量为 4～7.4mg/L，含油量为1.5～ 3.0mg/L。

图3 西三深优化后的反冲洗排量随时间变化曲线

表3 西三深反冲洗周期改变前后的能耗对比

过滤罐的反冲洗周期延长后，每个反冲洗周期可以少运转反冲洗泵 1.25h，月节电 1650kWh。反冲洗水量由原来的 1400m3/d 减少到 900m3/d，回收水泵由原来运行2台调整为运行1台，泵运转时间由原来的 24h连续运转调整为每天运行 12h，日节电约 300kWh，月节电 9000kWh。