三元污水处理工艺适应性评价

2020-07-25王学文大庆油田有限责任公司第一采油厂黑龙江大庆163000

化工管理 2020年20期

王学文(大庆油田有限责任公司第一采油厂，黑龙江大庆 163000)

0 引言

为了提高原油采收率，保证高含水期原油持续稳产，2013年底，在采油一厂北一区断西西块三元试验区建设投产中106三元污水处理站，处理强碱三元采出水。中106 三元污水处理站建设规模1.4×104m3/d。采用“一级曝气气浮沉降→二级曝气气浮沉降→一级石英砂-磁铁矿双层滤料过滤→二级海绿石-磁铁矿双层滤料过滤”四段处理工艺；当三元高峰期采用“序批式”污水处理工艺。设计分段指标：滤前含油100mg/L、滤前悬浮物100mg/L，外输含油20mg/L、滤前悬浮物20mg/L。

由于该站采用的序批式沉降和离心分离工艺是在处理三元污水的工艺和参数还没有定型、现场采出水处理需求紧迫的情况下提出的。为满足采油一厂产能建设中三元复合驱产出含油污水的处理要求，针对三元污水成分复杂，现有工艺较难适应三元污水处理问题，对中106 三元污水处理站的各工艺环节运行效果、工艺适应性进行评价，为后续三元区块的投产进行技术探索与储备。

1 现场应用实验

1.1 三元污水沉降技术试验

1.1.1 序批曝气沉降技术原理

序批曝气沉降技术进水6h →静止沉降12h →排水6h，循环周期24h，并配合间歇曝气。作方法为单罐进水—曝气反应—静置沉降—出水为一个运行周期。该技术具有污水静置时间长，设备利用率较高的特点。

室内曝气试验：采用静止沉降12h，悬浮固体去除效果明显，由初始的50mg/L 降至24mg/L。但采用曝气后，悬浮固体迅速升高，曝气4min 就使悬浮固体从50mg/L 上升至最高值72mg/L，继续曝气，悬浮固体含量仍稳定在63～72mg/L 之间，曝气停止后，悬浮固体含量有所降低。试验结果表明，曝气导致强碱三元复合驱采出水悬浮固体增加。图1 为室内曝气沉降出水悬浮物曲线图。

现场曝气试验：中106 三元水质站来水水质含聚浓度1325mg/L，含表活剂119mg/L，pH 值10.6，粘度4.87mPas。初期试验，采取3 座沉降罐做序批式运行，试验后期，采取4 座罐序批式运行。

采用3 罐序批式运行，滤前水达标率为80%，外输水达标率25%；采用4 罐序批式运行，滤前水达标率为100%，外输水达标率53%，其中含油量达标率达到了92%。

从出水水质看，4 座序批式沉降罐运行后，出水含油及悬浮固体明显降低，出水含油及悬浮固体都达到了100mg/L 以下，出水水质满足污水处理站滤前水水质标准(即含油≤100mg/L，悬浮物≤100mg/L)。图2 为3 座沉降罐序批与4 座沉降罐序批运行效果对比图。

图1 室内曝气沉降出水悬浮物曲线图

图2 3座沉降罐序批与4座沉降罐序批运行效果对比图

表1 中106三元污水站滤罐不同温度时平均去除率统计表

1.2 三元污水过滤体温反洗技术试验

1.2.1 运行现状

中106 三元污水站采用“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”处理工艺。一次滤罐滤速为6m/h；二次滤罐滤速为4m/h。为保证过滤系统高效运行，该站过滤罐采用提温反冲洗。即净化水罐内污水经加热炉加热，使热水罐内污水达到一定温度，然后开启热水反冲洗流程。

提温反冲洗应用效果：本试验按照不同温度点(53℃、55℃、57℃、59℃、61℃、63℃、65℃、67℃、69℃、71℃、73℃、75℃)进行取样化验，并与对应常温反洗时滤后水取样化验进行对比。具体的化验数据见表1。

加热反冲洗水对滤料进行提温反洗，对含油污水处理效果较为显著，在目前情况下，常温反冲洗时一级含油去除率平均在34.09%，悬浮物平均去除率为25.20%，二级含油去除率平均在24.19%，悬浮物平均去除率为18%；当温度在63℃时，提温反冲洗效果最好，一级含油去除率平均在48.65%，悬浮物平均去除率为43.63%，二级含油去除率平均在39.3%。悬浮物平均去除率为30.96%。

1.3 浮动收油运行试验

技术原理：浮动连续收油装置主要由回转机构、回转臂(输油管)、浮子和收油盘等组成。回转机构通过法兰与反应筒壁连接。回转臂的一端与回转机构连接，另一端与收油盘连接。当沉降罐进液或出液时，液位会上升或下降，浮在液面下的收油盘也随之上升和下降，通过回转机构带动回转臂一起做上下回转运动，油经收油盘进入回转机构后，再进入罐壁连接管，然后流出罐外，从而实现连续浮动收油。

浮动连续收油工艺关键技术是收油盘始终位于液面下，收油盘随着液位的升降而升降，不受高度的限制。

运行效果：浮动收油运行初期，由于曝气冲击，造成二级2#沉降罐浮子翻转，不能收油。另外，浮动收油比重设计存在偏差，造成收油盘位于油水界面以下，大量污水被回收。经调试、整改，浮动收油装置正常运行，滤前除油率由8%～30%之间上升至25%～45%之间，但仍未达到除油率60%，分析认为，由于浮子比重和摇臂制造误差原因，6 套收油盘未在同一平面。现场试验将浮动收油装置下落到4.5m 支撑位置，通过沉降罐调节液面进行收油，最高除油率达到60%，效果较好。由于浮动收油装置对装置设计安装精度较高，投产前需进行调试运行合格后才可投入生产。