低壓反沖洗過(guò)濾器研制及在油田污水處理中的應(yīng)用研究.pdf

1、我國(guó)大部分油田已經(jīng)進(jìn)入了三次開(kāi)采期,采出原油的含水率已達(dá)70％以上,有的油田甚至高達(dá)90%。油水分離產(chǎn)生大量的含油污水,如不經(jīng)處理直接排放,會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染和危害,嚴(yán)重時(shí)將威脅人民的生命安全,造成經(jīng)濟(jì)損失。同時(shí)聚合物驅(qū)采油技術(shù)的發(fā)展導(dǎo)致采出水聚合物濃度的增加,油田污水處理難度提高,因此開(kāi)發(fā)適合我國(guó)油田實(shí)際情況、高效經(jīng)濟(jì)的污水處理及回用技術(shù),解決含聚合物污水處理難的問(wèn)題是油田水處理面臨的重大課題。在現(xiàn)有油田污水處理工藝中,過(guò)濾工藝是一道重

2、要工序。過(guò)濾器的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀況直接決定了濾后水水質(zhì)。本文依據(jù)過(guò)濾理論和反沖洗理論,分析了普通過(guò)濾器在處理含聚合物污水時(shí)出現(xiàn)問(wèn)題的原因。污水中聚合物的存在加大了濾料與油和懸浮物之間的吸附力,粘附油的濾料相對(duì)密度變小,在原有反沖洗速度下濾料膨化嚴(yán)重,導(dǎo)致反沖洗壓力升高、濾料流失、濾料不能完全再生,從而影響過(guò)濾效果,濾后水中油和懸浮物含量難以達(dá)標(biāo)。在此分析的基礎(chǔ)上,對(duì)過(guò)濾器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),開(kāi)發(fā)了低壓反沖洗過(guò)濾器。其特點(diǎn)在于能夠在較低的壓力

3、下利用攪拌和穩(wěn)定的水流作用實(shí)現(xiàn)濾料的徹底再生,有效地解決了反沖洗壓力升高、濾料流失和濾料再生難的問(wèn)題。同時(shí)由于反沖洗所需壓力低,對(duì)罐內(nèi)設(shè)施破壞力降低,并且可以利用濾后水余壓對(duì)核桃殼過(guò)濾器進(jìn)行反沖洗,提高了經(jīng)濟(jì)效益。高效的反沖洗是過(guò)濾器連續(xù)運(yùn)行的基礎(chǔ),因此通過(guò)計(jì)算和試驗(yàn)確定了低壓反沖洗過(guò)濾器的最佳工藝參數(shù)。低壓反沖洗核桃殼過(guò)濾器反沖洗流速在5～8m/s,反沖洗壓力維持在0.03～0.08MPa;低壓反沖洗石英砂過(guò)濾器的反沖洗流速在14～2

4、0m/s,反沖洗壓力0.12～0.22MPa。在最佳反沖洗流速下,核桃殼過(guò)濾器的膨脹率達(dá)到180%,石英砂過(guò)濾器膨脹率達(dá)到160%。遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于原核桃殼和石英砂過(guò)濾器計(jì)算得到的300%和280%的膨脹率。在最佳工藝參數(shù)下進(jìn)行反沖洗有效的改善了反沖洗效果,濾料再生效果好,且解決了反沖洗壓力升高、濾料流失等問(wèn)題。在大慶油田某污水處理站利用低壓反沖洗過(guò)濾器進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。提出了新的過(guò)濾工藝,即取消原過(guò)濾工藝中的第三級(jí)過(guò)濾,同時(shí)增加微絮凝加藥系統(tǒng),

5、形成微絮凝懸浮污泥二級(jí)過(guò)濾工藝。通過(guò)該工藝提高了過(guò)濾效能,使油田污水經(jīng)過(guò)二級(jí)處理達(dá)到低滲透油層回注水標(biāo)準(zhǔn)。新工藝的過(guò)濾效果明顯改善,一級(jí)濾后水油和懸浮物的去除率分別達(dá)到85%和50%,優(yōu)于原過(guò)濾器過(guò)濾效果;二級(jí)濾后水含油在1mg/L,去除率達(dá)到99%以上;懸浮物濃度在3mg/L以下,去除率達(dá)到95%。濾后水水質(zhì)完全達(dá)到了低滲透油層回注水標(biāo)準(zhǔn),甚至可達(dá)到特低滲透油層回注水標(biāo)準(zhǔn)。無(wú)需進(jìn)行三級(jí)過(guò)濾就可直接回注油層。在試驗(yàn)取得良好效果的基礎(chǔ)上,

6、大慶油田第一采油廠北二深污水站、第六采油廠喇Ⅱ-Ⅰ、喇560、第四采油廠聚杏Ⅱ-Ⅰ污水站全都采用了低壓反沖洗過(guò)濾器。無(wú)論是一級(jí)外輸水處理,還是深度回注水處理均取得了良好的效果,都達(dá)到了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)北二深污水站進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)核算。采用本工藝通過(guò)二級(jí)懸浮污泥過(guò)濾即可實(shí)現(xiàn)污水回注使用,無(wú)需其它深度處理設(shè)施,節(jié)省了投資,因此本工藝具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。我國(guó)油田污水處理普遍存在著過(guò)濾工藝濾后水不達(dá)標(biāo)的問(wèn)題,原因主要在于過(guò)濾器結(jié)構(gòu)不合理,反沖