油水分离成套装置在洗井水处理中的应用
2017-03-06李明列大庆油田工程有限公司黑龙江大庆163000
李明列(大庆油田工程有限公司,黑龙江 大庆 163000)
油水分离成套装置在洗井水处理中的应用
李明列(大庆油田工程有限公司,黑龙江 大庆 163000)
本文简要地介绍了各段流程的特点及运行机理,叙述了BSNK系列气液搅拌装置的结构和除油机理及其效果;同时,简要介绍了在洗井水处理中的应用情况,并提出了应用于大庆外围油田采出水处理的有关技术建议。(文中部分论述属个人观点,尚不成熟,在此提出,待与各位同仁商榷)。
油田采出水;气浮;沉降;过滤;除油;应用
1 油水分离装置介绍
油水分离装置是一种移动式的油水处理装置,可以通过车辆运输到注水井现场,在现场对洗井水进行处理,使之达标排放或回注。该装置的核心部分采用日本NK系列高效气液混合搅拌机,并辅助配置了一些大庆油田目前应用较成熟的油水分离装置,这种单元组合使该装置实现了先进高效性和成熟稳定性的统一。既能成功高效地的实现油水分离,又使操作简单,运行结果稳定。实验证明该装置的除油效率能达到99%-100%,而且操作十分简单,单纯的物化法作用过程,一次调试成功后,能够长期稳定运行,勿需反复调试。
1.1 系统原理
洗井水的水质特点是含油量高,COD、SS和H2S含量较低。针对这种水质特点,该装置主要以去除水中的油类污染物为主要目标,采用便于操作的物化法实现油水分离。
该工艺的各个处理单元作用原理分述如下:
1.1.1缓冲沉降单元
该单元是大庆油田上应用比较成熟的含油污水处理单元。其原理是根据泥、水、油的密度差别,通过自然的沉降、上浮作用实现分离。
本装置中,进行了一些优化设计,如对除油罐的集配水管路采用辐射状喇叭口梅花点装置,使集、配水均匀合理,改变了原有中心筒方孔式和穿孔管式配水系统。解决了穿孔管结垢、孔眼堵塞等问题。另外,在除油罐内设置斜板,既提高了除油效率,又可去除水中大量泥砂,处理效率大幅度提高。同时,该装置能够起到缓冲作用,调节水量、水质,保证后续气浮单元的稳定运行。
1.1.2气浮单元
气浮法是实现油水分离的一种常用手段。它是通过某种方法产生大量的微气泡,使其与废水中密度接近于水的油类物质粘附,形成密度小于水的气浮体,在浮力的作用下,上浮至水面,实现油水分离。
本装置中采用的NK系列气液搅拌装置是通过对增压泵结构的特殊设计,在吸水管路上连接空气管,吸入空气,气、液在泵内充分搅拌混合,在水中形成了大量直径20μm左右的气泡,然后通过气浮作用实现油水分离。这种充气方式省去了传统的溶气气浮法需要设置的空气压缩机、溶气罐和压力释放头等装置,另外气浮槽出水不需要回流加压,从而减少了后续气浮装置的体积,大大实现了设备的小型化和系统的合理化,降低了成本。该系统运行简单,操作方便,便于在野外工作使用。
1.1.3过滤单元
过滤是利用过滤材料通过悬浮颗粒和滤料颗粒之间的粘附作用分离污水中杂质的一种技术。本装置采用两级过滤技术,即核桃壳过滤+多介质过滤。
核桃壳过滤技术也是大庆油田上应用比较成熟的技术,实践证明效果很好。该滤罐具有滤速高(可达20m/h以上)、截污能力强、反冲洗强度低(6-8L/s·m2)等优点,极具推广使用价值。
本装置的多介质滤罐中,在下层放置了石英砂滤料,上层放置了活性炭滤料。污水从下至上进行过滤。
1.2 设计参数
油田洗井每次产生的废水大概在50-120m3之间,可以根据实际情况选择处理能力不同的系列设备。
下面就处理能力为20m3/h的设备设计参数简述如下:
1、缓冲沉降时间30min;
2、气浮停留时间5~8min;
3、一级滤速16m/h;
一级过滤反冲洗强度8l/(s.m2)
4、二级滤速16m/h;
二级过滤反冲洗强度8l/(s.m2)
2 效益分析
本装置的应用以服务社会为主要目的,它既是生产部门必不可少的生产条件,又是居民生活的必要条件,对国民经济的贡献主要表现为外部效果,所产生的效益除部分经济效益可以定量计算外,大部分则表现为难以用货币量化的社会效益和环境效益,因此,应从系统观点出发,与人民生活水准的提高和健康条件的改善、与企业生产的加速发展等宏观效益结合在一起评价。
本装置的社会效益和环境效益主要表现为以下几方面;
(1)如果污水不及时处理,污染将日益严重。这势必会影响现有工业的生产成本,生产率和限制企业的进一步发展,影响工业产值的增长。
(2)污水及时治理后,土地的土质情况、地表水、地下水情况会得到明显改善,使生态环境状况得到根本性改变,对人类及自然界的生存繁衍有着不可估量的积极作用。
3 结语
(1)经实验证明该油水分离装置除油效果良好,运行稳定,操作简单,经济效益、社会效益和环境效益十分明显,是一种值得大力推广应用的油水分离装置。
(2)该除油装置以日本进口NK系列高效气液搅拌机为核心设备,配以大庆油田运行经验成熟的缓冲沉降罐、核桃壳滤罐和多介质滤罐等设备,既具有技术创新,又稳定可靠,实现了先进高效性和成熟稳定性的统一。
(3)NK系列高效气液搅拌机是一种新颖的加压充气方式。它省去了传统溶气气浮装置所需的空气压缩机、压力溶气罐和溶气释放头等设备,另外本流程的气浮单元采用原水直入方式加压,省略了清水回流工序,减小了后续处理装置的体积,节省了造价。实践证明这种充气方式既便于操作又除油效果理想,为我们提供了一个油水分离的新思路。
(4)在对洗井水的处理过程中,在未投加混凝剂的情况下,处理效果依然十分理想,这样就提高了回收油的质量,省略了注药泵、溶药罐和管道混合器等设备,进一步节省了设备造价。
(5)建议该装置在外围油田的小规模污水处理站应用更能节省投资,节约成本。