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講解無煙煤濾料和石英砂濾料過濾器在油田污水處理中的應用

無煙煤濾料廠家針對低滲透油田回注污水水質不達標的問題,采用GLWA270/ 016 ( S)型雙濾料全自動過濾器,改造臨南油田污水處理系統。介紹了過濾器的結構、工作原理和主要技術參數,并與其它過濾罐進行了比較,認為雙濾料自動過濾器具有過流量大、濾料再生能力強的特點,可反沖洗并控制濾料粒徑自上而下由小到大的粒度濾層。通過污水處理前后水質指標的對比,說明這種過濾器可有效地保證污水水質。

　　主題詞污水過濾器應用

　　隨著油田開發的不斷深入,原油含水不斷上升,采油污水處理已成為注水開發油田的重要工作。目前,臨南油田污水量達5000m3/ d ,處理后全部回注到臨南油田。臨南油田為低滲透油田,對回注水質要求高,污水水質不達標直接影響油田開發效果。2000年臨盤采油廠對臨南污水處理系統進行了改造,過濾罐采用江漢石油機械廠的GLWA270/ 016 ( S)型雙濾料全自動過濾器,提高了污水處理后的水質,滿足了地層注水的要求。

　　1.污水處理流程分析(1)改造前污水處理流程及存在問題。采用重力式除油流程: 200m3接收罐→1000m3沉降罐→100m3緩沖罐→提升泵→核桃殼過濾罐→1000m3注水罐→外輸泵→外輸至臨南油田。站內沉降分離主要依靠重力沉降(托克斯沉降分離原理) ,通過物理方法使含油污水中懸浮雜質沉降分離,但粒徑小的懸浮物及微小的油滴難以除去。1996年核桃殼過濾罐投產后,由于污油和膠質對核桃殼濾料危害較大,出現濾料污染、板結和濾速降低、出水水質變壞等現象,雖采取加大反沖冼強度、延長反沖冼時間等措施,濾后水仍不能滿足注水水質要求。(2)改造后污水處理流程及其優點。改造后污水處理流程: 200m3接收罐→混合反應器→1000m3混凝沉降罐→100m3緩沖罐→提升泵→雙濾料過濾罐→1000m3注水罐→外輸泵→外輸至臨南油田。改造后的污水處理流程,保留了原重力式沉降流程,增加了混合反應器,這樣提高了過濾器的濾前水質,充分利用了原有設備和流程,降低了改造費用;過濾罐采用成撬并聯安裝,增大了污水處理量,提高了污水過濾精度,滿足了低滲透油田回注污水的要求;提高了污水處理的自動化程度,減輕了操作工人的勞動強度。

　　2.結構原理及主要參數(1)結構。雙濾料全自動過濾器主要由過濾罐體、管匯、反沖洗泵和自動控制裝置四大部分組成,其中過濾罐體結構見圖1。濾罐體內分為濾前水腔區、濾料區、濾料墊層區和濾后水腔區三個部分。為克服反沖洗時上層濾料容易逸出的缺點,在原設計的基礎上將濾前水腔區高度增加0.5m。

(2)工作原理。污水經提升泵進入過濾器濾層,懸浮物被濾層攔截,濾后水通過集水系統從排水口排出。在過濾中,過濾器的過濾流量不變,被去除的懸浮物停留在濾床上,使過濾阻力增加,處理量降低,且影響濾后水質指標,所以應根據過濾水質情況,濾罐每間隔12～15h進行10min反沖洗濾料,以去除停留在濾床的懸浮物。通過自動控制裝置設定時間,進行反沖洗。為補充反沖洗過程中的濾料損失,應定期添加濾料。(3)主要技術參數。單罐額定流量90m3/ h ;設計壓力016～1MPa ;設計溫度80℃;濾前水質指標為懸浮物固體含量≤30mg/ L ,油含量≤20mg/ L ;濾后水質指標為懸浮物固體含量≤3mg/ L ,油含量≤5mg/ L ,顆粒粒徑≤3μm (占總顆粒體積的85 %以上) ;反沖洗離心泵為45kW。

　　3.雙濾料過濾器與其它過濾罐的比較

　　雙濾料全自動過濾器填加的不是單一濾料,而是填裝無煙煤濾料、石英砂和金剛砂等濾料,組成不同密度的上下兩層濾料。根據水質要求,濾料采用不同的級配比,上層為密度較小,料徑較小的輕質濾料,下層為密度較大,粒徑較大的濾料。由于兩種濾料的密度差較大,在水中下降速度也不同,密度大的下沉快,密度小的下沉慢。其優點是:經過多個周期反沖洗后,仍能保持“輕、細”的濾料在上,“重、粗”的濾料在下的分層,形成濾料粒徑自上而下由小到大的粒度階梯濾層,提高了過濾水的穿透能力,大限度地發揮了不同密度、不同級配指標下濾層的截污能力。通過自動裝置設定每12h反沖洗一次(15min) ,使濾料再生徹底,保證其過濾性能。雙濾料全自動過濾器與單一濾料的過濾罐相比,具有過濾量大、濾料再生能力強的特點。單一石英砂過濾罐是以石英為濾料,截污能力差,粒徑0.6～3.5mm不等,上層0.6～1.2mm ,中層1.2～2mm ,下層2～3.5mm。經過一個周期反沖洗后,根據石英砂的料徑大小分層,自上而下形成粒徑逐漸增大的濾層。核桃殼過濾罐主要存在著濾料易受污油和膠質污染,濾料價高、再生困難,反沖洗效果差的問題。

　　4.運行情況及經濟效益

　　在采用了雙濾料全自動過濾器后,污水處理量和污水水質均達到設計要求。過濾水懸浮固體含量、油含量、SRB等均已達到《碎屑巖油藏注水水質推薦指標及分析方法( SY/ T5329—94)》水質標準,減少了地層污染,滿足了臨南油田對回注污水要求。其經濟效益表現在下面幾個方面:(1)作業大修井減少從近年水井解堵、作業大修調查情況看,臨南油田作業大修水井逐年增多。僅1999年全年大修水井29井次,其中因結垢、腐蝕嚴重而大修的井27井次,占93 %以上。在雙濾料全自動過濾器投產后,回注污水水質提高,作業大修井明顯減少, 2001年1～10月作業大修井5口,減少因結垢、腐蝕的井22井次,節約作業經費750萬元,水井作業周期由原來短84d延長至短312d ,多數井目前尚沒作業。(2)系統效益提高回注水水質主要指標懸浮物和含油達到注入水標準,減少了地層堵塞,注水壓力不在升高,提高了注水量,保證產能需要,為油田的穩產創造了條件,同時減緩了污水的腐蝕程度,延長了注水設備及注水管線的使用壽命。(3)目前運行近一年,尚沒補充濾料。

　　5.結論及建議(1)雙濾料過濾器與其它污水處理設備相比具有結構緊湊、流程簡單、過濾效率高、濾料使用壽命長等優點,對實現低滲透油田回注污水水質達標,簡化污水處理流程,降低生產成本等具有重要意義,在油田污水處理站可推廣應用。(2)在雙濾料過濾器的反沖洗作業中,因為濾料損失等原因使水質變差,需加強管理,定期添加濾料,以保證雙濾料過濾器的正常運行。(3)雙濾料過濾器的運行受進水水質影響較大,污水處理工藝中混凝沉降效果直接影響濾前水質,需控制進水水質,完善工藝流程,保證濾后水質指標

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