三元含油污水站处理工艺及运行状况

2015-02-15大庆油田采油三厂大庆油田采油五厂

油气田地面工程 2015年1期

大庆油田采油三厂大庆油田采油五厂

三元含油污水站处理工艺及运行状况

李政军1邢磊1郑晗旭21大庆油田采油三厂2大庆油田采油五厂

北Ⅲ—6三元含油污水站主要负担北Ⅲ—6转油放水站原水的处理任务。在沉降处理工艺中，当采出水中未见表活剂时采用两级连续流沉降的处理工艺；当采出水中表活剂返出浓度较高时采用序批沉降的处理工艺。无论是连续流还是序批式，在沉降阶段，除油效果明显，但悬浮物去除率较低。在过滤阶段，悬浮物去除率较高，最终滤后水质能够达到指标要求。建议在满足水质要求的前提下，进一步优化三元污水处理工艺，节省建设投资。

三元含油污水站；污水处理；连续流；序批式过滤；反冲洗

随着油田开发的深入，开采难度逐渐加大，三元复合驱油技术成为目前和今后一段时期内主导开发技术，但是该技术在提高油田采收率的同时，也给采出水处理带来了新难题。由于三元复合驱利用了碱、表活剂及聚合物，导致采出液中化学成分更趋复杂。这些化学药剂的存在导致采出水黏度加大，油水乳化严重，分离困难，特别是悬浮物指标很难稳定达标。因此研究适合于三元采出水处理的技术，摸索出一套适合于三元复合驱采油污水处理的工艺流程成为目前油田面临的紧迫问题。

1 建设现状及主要工艺流程

大庆油田北三东西块三元试验区为进行三元开发矿场性试验，建设北Ⅲ—6三元含油污水处理站1座，于2012年12月投产，主要担负北Ⅲ—6转油放水站来原水的处理任务，并为第五油矿北三联注水站和第一油矿北八注水站供水。该站设计能力为7 000m3/d，目前处理量平均为3 500m3/d。该站采用的处理工艺流程为曝气沉降罐→气浮沉降罐→一级石英砂磁铁矿双层滤料过滤罐→二级海绿石磁铁矿双层滤料过滤罐的四段处理工艺。

1.1沉降分离部分

由于三元复合驱采出水不同开发阶段三元驱油剂的返出情况不同（开发初期和后期三元含量低，中期三元含量高），因此采取如下措施：当采出水中未见表活剂的情况下，采用两级连续流沉降的处理工艺；当采出水中表活剂返出浓度较低时，采用序批式沉降的处理工艺。当采出水中表活剂返出浓度高时，在序批式沉降的处理工艺前端，采取在掺水时投加水质稳定剂的措施。

（1）连续流处理流程。连续流处理工艺流程见图1。北Ⅲ—6三元转油放水站来水，首先进入曝气沉降罐，使污水与空气充分接触，达到去除浮油和部分粒径较大的分散油的目的；出水进入气浮沉降罐，在微气泡的协同作用下，进一步去除乳化油及细小悬浮物；出水进入滤前缓冲罐；净化后的污水进行外输，送往北三注、北八注。

（2）序批式处理流程。序批式处理工艺流程见图2。将原有的2座曝气沉降罐和2座气浮沉降罐改为4座序批式沉降罐。转油放水站来水分别进入序批式沉降罐，经曝气、静止沉降处理后，进入一次过滤罐和二次过滤罐进行过滤处理，最终使出水水质达到注水水质指标；净化后的污水进入外输水罐，由外输泵加压后，送往北三注、北八注。每座序批式沉降罐的运行一个周期包括三个阶段，即进水阶段、静沉曝气阶段、排水阶段。序批式沉降曝气工艺最主要的阶段为静沉曝气阶段，在此阶段不进水、不出水，只进行静沉和曝气，强化去除效率。

图1 连续流处理工艺流程

图2 序批式处理工艺流程

1.2过滤部分

北Ⅲ—6站所采用的处理工艺优化了过滤系统，具有以下几个特点：一是降低过滤滤速、降低处理负荷、提高过滤效果。二是采用气水联合反冲洗再生。气水联合反冲洗方式可以有效提高滤料再生效果，保证了滤料的纳污截留能力，确保了过滤系统的高效运行，而且降低了自耗水量，与单纯水洗相比，节省水量约40%以上。三是增加反冲洗高温热洗工艺。在反冲洗工艺原有气水联合反冲洗方式的基础上增加高温热洗工艺，利用高温热水去除滤料中的油污，进一步提高滤料反洗再生能力。四是采用搅拌式集油过滤罐。搅拌器在反冲洗时打破板结层，使滤料上的油污及悬浮物与滤料剥离，令滤料流化，提高滤料反洗效果。在过滤器顶端安装集油器，以收集过滤器顶端的浮油。

1.3反冲洗部分

北Ⅲ—6站反冲洗方式为气水联合反冲洗，不仅保证了过滤系统的高效运行，而且降低了自耗水量，与单纯水洗相比，节约水量40%以上，同时减少了反冲洗排水的回收水量，降低了整个污水站的实际处理量规模。反冲洗水回收流程增加了静沉功能：反冲洗泵从外输及反冲洗水罐吸水，对一次、二次过滤罐进行反冲洗，反冲洗水前5min进入反冲洗缓冲罐进行静沉8 h，罐内上清液用提升泵提升至污水站总来水管线进行处理；下部沉积液利用提升泵输送至污泥池，定期清淤。反冲洗水4min后进入回收水池，经回收水泵升压后，进入沉降罐进口，重新进行处理。

1.4污油回收部分

曝气沉降罐、气浮沉降罐、滤前缓冲罐、外输及反冲洗水罐的污油回收至收油罐，再由污油泵加压后，送至北Ⅲ—6三元转油放水站的游离水脱除器进口进行处理。

2 运行效果分析

北Ⅲ—6站自投产以来至2014年7月采用的是连续流运行方式，2014年7月之后，改为序批式运行方式。分别对北Ⅲ—6三元含油污水站的来水、过滤前、外输三个取样点进行取样化验，分析污水中的含油量、悬浮物含量指标。分析结果表明，北Ⅲ—6站在实施连续流处理工艺时，处理后的水质可以达到要求；在实施序批式处理工艺时，在来水水质不佳情况下，处理效果依然满足水质要求。因此，序批式处理工艺处理效果略好于连续流处理工艺，外输水平均含油量为4.6mg/L，平均悬浮物含量为4.8mg/L。

无论是连续流还是序批式，在沉降阶段，除油效果明显，但悬浮物去除率较低。在过滤阶段，悬浮物去除率较高，最终滤后水质能够达到指标要求。