超期服役污水处理系统的水质改善措施分析

杨基程　李龙　刘涛

摘要：随着中心一号平台进入超期服役阶段，污水处理系统设备老化程度加剧，运行效率下降，集中表现在水力旋流器运行效率低、双亲可逆纤维球过滤器处理能力下降、加药系统故障率高、注水设备基础锈蚀，注水能力不足等问题。本文对水质管理中采取的措施以及取得的效果进行总结分析，并对明年的水质管理工作进行建议，达到提高污水系统效率，保证优质注水的目的。

关键词：污水处理；水质；措施；效果

一、污水处理系统现状分析

1、污水处理系统简介

中心一号平台在用污水处理系统目前实际污水处理量1920m³/d，采用“水力旋流+纤维球过滤”污水处理工艺流程。两台120m³/h注水泵双泵运行，回调水量在2880-3600m³/d波动，总出站水量在4920-5520m³/d波动，出站干压8.7MPa。目前，系统中使用时间超过10年以上的设污水处理备超过80%以上，老化严重，处理能力下降明显，各节点水质较差，为保证水质，导致分水量少，注水能力无法满足提注要求，是制约平台发展的重要因素。

2、污水处理系统存在问题及原因分析

（1）油水分离设备超负荷运行，污水系统水源水质达不到设计要求

中心一号共有2台三相分离器，储罐分离器2010年7月投产，设计处理液量4000m³/d，生产分离器2013年9月投产，设计处理液量7000m³/d，處理液量总计为11000m³/d。目前，中心一号实际进液量平均为11300m³/d，超出设计处理量，导致分水水质较差，分水含油量为680-700mg/L，分离器设计分水含油量均为500mg/L，已超出设计要求，不合格水源进入污水处理系统，加重系统处理负担。

（2）污水处理设备老旧，处理能力大幅下降

①水力旋流器运行效率低

第一，结垢严重。平台污水矿化度高，旋流器旋流管结垢现象严重。第二，水力旋流器附属流程锈蚀穿孔。由于酸洗作用以及长期污水腐蚀，附属流程壁厚减薄严重，存在多处碳纤维补强和打卡子情况，无法提高运行压力，影响正常使用。

③双亲可逆纤维球过滤器除油效果差

第一，双亲可逆纤维球过滤器进水水质差，水含油达到80mg/l，达不到设计要求，造成双亲可逆纤维球过滤器负荷重；第二，在关闭双亲可逆纤维球过滤器旁通情况下，由于进口压力过高，会造成进口憋压，压力可达到0.5Mpa，存在刺漏风险；第三，纤维球散裂，漏失严重，散裂的纤维球进入下级流程，在对双亲水出口篮式过滤器滤网进行检查时发现有较多破碎的纤维丝；第四，在进行双亲滤料更换时发现，纤维球丝严重堵塞内部筛板，边缘处己开焊，造成滤料漏失，降低处理能力，并严重影响后续污水处理设备的正常运行；第五，双亲过滤器进出口阀门、反洗流程过滤器前端阀门关闭不严，影响设备的正常运行。

（3）加药系统故障频发，加药效率低

1）加药设备及管线需进行维修、更换：加药泵进口管线为6分管线，管径较细，且药剂易形成沉淀和结晶，经常管线堵塞；2）药剂具有腐蚀性，经常将加药管线锈漏，影响加药处理系统的正常运行；3）加药泵柱塞经常出现渗漏，需经常进行维修；4）药剂罐排放系统设计不合理，造成清罐时，排放不彻底；5）药剂罐搅拌泵减速器和电机易出现故障。由于加药系统故障多发，不能保证正常加药，加药效率降低，影响污水处理效果，最终影响污水水质。

（4）2#注水泵振动大，运转稳定性较低

中心一号安装有2台注水泵，分别于2014年1月和2015年10月投入使用，其中2#注水泵存在自由端振动大的问题，振动数据最大时可达到20mm/s（正常运转振动数据为10mm/s），多次出现振动大而停机甚至是故障的问题，运行稳定性较差。

二、污水处理系统水质改善措施

1、技术措施

（1）调整原油破乳剂加药点

采取提高热媒温度、提高加药量等方法，但是效果不明显。经过现场分析，发现原油破乳剂加药点位置不合理。平台原油破乳剂加药量392kg/d，原投加点在生产分离器进口。经过分析发现，药剂没有经过储罐分离器流程，造成药剂在生产分离器内过量集中，药剂没有发挥最大效果，其中，阀门1为2台分离器原油进口加药点控制阀门，阀门2为生产分离器原油进口加药点控制阀门，2处阀门为全部打开状态，采取关小阀门2开度，从而增加去储罐分离器加药量。

（2）优化污水提升泵运行模式

中心一号安装有3台污水提升泵，排量71m³/h，平台分水80m³/h，由于提升泵泵效降低，全部打开阀门，其出口水量也无法达到80m³/h，造成至少10m³/只能通过旁通流程进入注水罐，造成水质较差。中心一号采用开启2台污水提升泵，排量达到110m³/h，旋流器除油30m³/h，分水80m³/h。

（3）优选污水处理药剂

使用反相破乳剂与聚氯化合铝进行处理，上层存在一层漂浮物，水质较为清澈；只加入反相破乳剂进行处理，水质较好；只加入碱进行处理，生产大量絮状物；只加入聚氯化合铝进行处理，上层存在一层漂浮物，水质较为清澈。聚氯化合铝胜利油田无相应进料编码，无法采购，且常年使用，容易在管内壁结垢，易造成管道缩径，注水干压升高等弊端，只加入碱，生成大量絮状物，会严重影响污水处理设备设施运行。所以建议采用反相破乳剂。

（4）双亲可逆纤维球过滤器滤料更换及维修

针对双亲可逆限位球突出问题，滤料漏失严重问题，中心一号开展滤料更换工作，并开展内部检修工作。目前，过滤罐内已清洁完毕；筛板筛网中全部布满纤维丝和油泥，并已板结固化，使用物理清理，无法清洁干净；

（5）2#注水泵机组底座设计及更换

针对2#注水泵振动大的问题，为保证注水泵正常运转，对泵底座进行更换，重新制作注水泵基础底座，中心一号更换注水泵，额定排量120m³/h，配套电机800kw，润滑油冷却方式。改造后现场如下：启泵试运后，注水泵自由端水平振动明天降低，由11-12mm/s降低至7-8mm/s。注水泵机组在更换基础、泵及配套电机前后，泵自由端水平振动由平均12.3mm/s下降到平均8.25mm/s，同比下降32.92%，效果显著。

2、管理措施

（1）加大污水罐、注水罐收油频次

中心一号站加大污水罐、注水罐收油频次，要求污水罐由每周一次改为每3天一次收油，注水罐至少每周1次，确保水质合格。

（2）优化水力旋流器运行模式

中心一号加大水力旋流器管理力度，依据厂家提供压差比的计算公式：0.6=进水压力一出水压力/进水压力一排油压力，积极调整水力旋流器压差，经过调整后，水进口压力为0.8Mpa，水出口压力0.4Mpa，油出口压力0.13Mpa。同时，中心一号在现有条件下，每天开展反洗作业，即使水通过油出口进入旋流器，反相冲洗旋流管，去除内部泥沙，确保水力旋流器高效运行。

（3）双亲过滤器执行“2用1反洗”运行模式

中心一号严格执行“2用1反洗”运行模式，即保证2台罐运行，1台罐处于“泡罐”、“反洗”状态，提高过滤器运行效率，发挥最大反洗效能。

（4）开展药剂罐清罐工作

由于药剂长时间在药剂罐中沉积，易形成絮状物沉积、结晶，堵塞药剂泵及其附属管路，影响加药系统的正常运行。中心一号每季度开展药剂罐清罐工作，确保加药系统正常平稳运行。