联合站污水处理流程的设计与优化

□ 孙傲雪

2015年3月份，学校为我们安排了实习，地点选在了和油气储运专业相关的江汉油田广华联合站。通过在站上的学习，了解了污水处理技术以及优化处理的相关内容。

一、污水处理流程分析

在实习的第一天，笔者被分配到了联合站污水处理站，每一个生产部门都会有废物产生，如一些废物、废渣、废气，产生的“三废”要及时处理，这样才能将对自然环境的破坏减到最小，保护我们的生活、生产、生态环境。油气田生产过程也不例外，其中尤以含油污水的排放量最大，而且处理的方法过程也比较复杂，不同的地区因环境、气候等条件不一样，采取的污水处理流程也不同，本文以广华联合站过程为例，分析一下污水处理流程。

进入污水站的污水，采用何种方法进行处理要取决于水质的要求，油田大部分污水都用于回注地层。污水站的主要工作就是加药和水质处理。污水中含有很多杂质，其类型、数量和分布情况等决定了处理方法的选择。如污水中所含的悬浮物质按颗粒的大小，大致可以分为四类:一是悬浮固体。它很容易在水中沉降。二是胶体。粒径略小于悬浮固体。三是浮油和溶解油。四是颗粒最小的溶解物质。

常规处理方法也通常分为四种:一是化学处理方法，即加药，使加入的化学物质和水中的杂质发生化学反应，如联合站通常加入絮凝剂，使小颗粒悬浮物聚合成大颗粒，这样可通过沉降除掉杂质;二是物理处理方法，这种方法适用于大颗粒的悬浮固体杂质，包括过滤，重力分离，活性炭吸附等;三是物理化学结合处理法，顾名思义，这种方法将化学和物理两种方法结合起来综合处理;四是生物处理法，这种方法的处理效率最高，而且操作费用也比较低。微生物由生物化学作用可以将有机物分解，使其转化为无毒物质，最终达到污水净化的目的。

广华采用的常规处理流程基本分为三个步骤:一是依靠重力的自然出油段，二是进入沉降分离段，在这个步骤会加入一些化学药剂进行分离，常采用加絮凝剂的方法，提高分离效率。三是分离乳化油和其他固体微粒的阶段，目前采用的是加核桃壳的方法，但是效率不是特别高，所以正在准备用新的过滤介质，如改性纤维球等。上述三个步骤可以总结为:除油——混凝——过滤三步法。但是，有时只用这三段常规流程不能满足对水质的要求，为提高处理效率，会采用精细过滤流程。精细过滤即采用双滤料过滤，这种方式采出水的含油率很低，但是成本比较高。

二、污水处理优化分析

污水处理流程常见问题包括:重力沉降段仍然存在问题;有些污水用絮凝剂得不到良好的混凝作用，水中包含了一定量的聚合物，采出水粘度较大，且油珠较小;立式出油罐内流体流动方向不是很合理导致出水质量不高;核桃壳过滤罐过滤效率不稳定，以及对设备进行的防垢、防腐以及杀菌的保护还有待加强。针对上述存在的问题，提出了一些优化处理工艺的方法。

(一)对于沉降池的清理和使用。重力沉降的方法能分成粒径较大的杂质，虽然在初级阶段能起到一定的改善作用，但是在有些混凝土沉降池中，含油污水的过滤速度很慢，而且密度比水大的固体杂质会沉积在池底，需要人工定期定时清除。而且更严重的是，污水在沉降池中与空气直接接触，对大气环境会造成很严重的污染。所以，出于对采出水质量和对环境保护方面的考虑，沉降池方式应该减少使用。

(二)对污水油混凝处理进行优化。有些污水仅用絮凝剂是得不到良好的混凝效果的，此时就应该添加助凝剂。它虽然不能起到混凝作用，但是可以使絮凝剂的混凝作用得到强化，进一步加强混凝作用。常用的助凝剂有很多分类，比如酸碱类的助凝剂用于调节污水的酸碱度效果是很好的;氧化性强的助凝剂可以破坏水中含有的臭氧等有机物质。污水的组成成分都很复杂，所以对于絮凝剂和助凝剂的选择要根据严格的实验数据得出，选用的种类和剂量都要慎重考虑。

(三)改善立式除油罐内流体的流动方向。虽然立式除油罐有很多优点，比如容积大，污水可以停留很长时间以便于杂质的沉降分离，而且可以节约能量，但是缺点也是显著的，由于系统的复杂性，且油的流动方向和水的流动方向是相反的，所以油水分离效果不高。故可对除油罐进行改造，使罐内的污水呈水平方向流动，使油、杂质和水的分离效率升高，使出水质量明显提高。

(四)新型滤料的研究开发。核桃壳过滤器在我国应用范围很广，广华联合站内使用的就是核桃壳过滤器，但是存在的问题也很多，核桃壳是天然物质，它本身具有的一些物理性质无法改变，而且它容易破碎，破碎后形成的颗粒形状都不规则，这些不规则形状的颗粒会发生使筛管堵塞的现象，这会极大地影响过滤效率，并且核桃壳过滤器的使用寿命很短。所以现在我国很多机构在开发研究新的人造微孔陶瓷滤料，这种滤料以氧化性物质，石英为基础底料，再加上一定量的粘合剂高温烘焙而成。这种滤料较之核桃壳，外形更加规则且颗粒均匀，耐磨硬度大，使用寿命还长，经过一定时间的审核之后，这种滤料可以投产利用，能够显著提高过滤效率。

(五)污水处理设备的防护。污水处理设备需要定期防护检查，因为水中含有的有害物质会侵蚀设备和管线，若不能及时发现处理，会降低处理效率，更严重的会导致安全事故问题。例如采出水中溶解盐类含量很多，所以很容易在设备中产生水垢。根据不同的水垢，可采用不同的防垢剂进行防垢处理，其中效果最好的防垢剂是一种复合型防垢药剂，防垢作用要好于单种药剂。清垢虽然也亦可，但是费用大，所以生产中应该多以防垢为主。

腐蚀对设备的伤害是最大的，所以要采取控制腐蚀的相关措施，多采用抗腐蚀性能好的材料，并且加入化学缓蚀剂减轻腐蚀现象，还可以在内壁涂上防腐涂层。缓蚀剂的种类有很多，所以在不同的腐蚀情况下要选用合适的缓蚀剂。在注入缓蚀剂的时候，剂量的大小要控制好，可以在最开始大量注入，这样会快速形成防腐膜，之后再连续注入小剂量的缓蚀剂，保持有效性并且能延长使用周期。

杀菌处理也是十分必要的，好的杀菌效果会提高产出水的水质质量。广华联合站内常采用次氯酸盐，它是氧化性极强的一种氧化剂，对分解细菌有很有效的效果。杀菌剂不能只选用一种，因为在水处理系统中，细菌长时间后会产生抗药性。注入杀菌剂也可同缓蚀剂一样，第一次大量注入，然后定期注入，注意每次注入的周期的剂量。并且注意定期取样分析，随时调整杀菌剂的品种和剂量。