改善油田污水处理效果方法研究

来源 :中国石油和化工标准与质量 | 被引量 : 0次 | 上传用户:LUOMINGGANG818
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  [摘要]随着油田开发的不断深入,各类增产措施的实施,各种化学药剂的投入,油田采出水的成分越来越复杂。本文针对含油污水处理问题,提出多种改善水质的措施,强化水质过程管理,使处理后的含油污水达到注水标准并合格回注。
  [关键词]污水处理 水质提升 节点管理
  1污水处理系统建设现状及运行情况
  1.1建设现状
  截至2012年10月,全厂建成含油污水深度处理站6座,总设计规模2.3×104m3/d,目前实际运行负荷0.99×104m3/d,运行負荷率40.0~90.9%,污水站建设现状及工艺流程见表1。
  1.2水质达标情况
  2012年油田公司对我厂水质站三项指标要求分别为100%、92%、92%,上半年实际达标率为100%、90.9%、95.5%,如表2所不。
  2污水处理系统存在的问题
  2.1源水含油有超标情况,对滤罐造成污染
  水罐清淤的污油污水经卸油点重新回到脱水站,清淤的污(油)水中杂质、硫化物及细菌含量高,会造成电脱水器运行不稳,严重影响联合站放水指标。2012年1—10月份厂中心化验室监测联合站放水含油60站次,有6站次超标,加重了系统负荷,甚至造成过滤设备污染。
  2.2沉降罐收油和排泥效果差,有效空间小
  沉降罐收油和排泥难以控制,有效沉降空间变小。6座污水站中有3座站采用大罐沉降工艺,沉降罐主要通过调节堰板控制液位,使液位保持在收油槽以上、溢流高度以下才能实现收油。由于收油槽和溢流口之间高度只有100-200mm,控制难度较大,如果长时间不调控,部分调节堰板锈蚀而不能调节。
  沉降罐排泥工艺有两种,穿孔管和吸泥盘负压排泥,排出的污泥经过浓缩后排至储泥池。由于浓缩后的污泥含水量仍然很高,每座站单罐排泥量超过100m3以上,干化速度慢,同时部分污水站站外储泥池没有做防渗处理,不符合环保要求,因此沉降罐排泥工艺没有运行。
  沉降罐长期不收油,顶部形成较厚的老化油层;长期不排泥,底部积累杂质较多。污油和污泥的存在,减小了罐的有效沉降空间。每年只有通过大罐清淤来改善水系统的运行环境。
  2.3滤罐筛管缝隙易阻塞,反洗后滤料再生效果差
  截至目前,我厂建有6座含油污水站,在用滤罐56座。其中22座集污斗式过滤罐,5座双路反洗过滤罐,其余29座为常规过滤罐。运行过程中主要存在以下两方面的问题:
  一是常规滤罐顶部一般采用筛管或筛框的配水工艺,运行一段时间以后,筛管缝隙容易堵塞,造成滤罐憋压,甚至造成滤罐结构损坏。
  二是从近几年的滤罐开罐检查情况看,滤料油浸、污染变质是过滤段的主要问题。2012年开罐检查206座,问题滤罐48座,其中油浸、板结、滤料污染的滤罐33座,滤料缺失10座,结构损坏5座。
  2.4污油罐上部伴热效果差,污油杂质含量高
  污油回收工艺流程是将沉降罐上部的污油排到回收油罐,再通过收油泵回收到脱水站。污油回收存在以下问题:
  一是回收油罐容积一般为60m3,罐高4.2m,而回收油罐伴热盘管安装在距罐底0.6~0.8m,上部伴热效果不好,罐内的污油未待回收便凝固,回收困难。
  二是污油粘稠,流动性较差,收油泵进口过滤器经常堵塞,收油过程中需要频繁清理泵前过滤器。
  三是污油中杂质及硫化物含量较高,回收到油系统造成电脱水器运行不稳。
  2.5回收水池收油、排泥困难,水池有效容积小
  滤罐反洗水及各类水罐溢流进入回收水池,经沉降回到系统前端处理。回收水系统存在以下两方面问题:
  一是回收水池收油、排泥困难。回收水池排泥工艺与沉降罐排泥工艺相同,池底采用负压排泥。由于环保问题,无法定期排泥,因此每年人工清淤一次。回收水池顶部盖板多采用整体设计,清淤时操作难度大,施工周期长,影响正常运行。清淤时回收水池底部污泥厚度超过1m。
  二是回收水池有效容积小,污水有效沉降时间短。截至2012年底,全厂建有回收水池5座。随着运行时间延长,池内污泥和污油的存在使回收水池的有效空间变小,回收污水沉降时间短,重新进入污水处理前端,加重了系统运行负荷。现场调查,除肇一污水站外,其它各污水站均是边反冲边回收,或分段反洗,回收水没有得到充分沉降又进入污水处理系统(表4)。
  2.6物理杀菌装置易损坏,化学加药受水量波动影响大
  物理杀菌工艺:紫外线杀菌工艺用于污水处理系统杀菌效果好,但存在以下两方面问题:一是杀菌装置多安装在滤后,如果前端滤料流失,易打碎灯管。二是灯管运行10000—12000小时,光强下降至85%以下,杀菌效率降低,需要更换灯管,更换费用高。
  化学加药工艺:杀菌点灵活,药效持续作用时间长的优点,但同时也存在受水量波动影响大,药剂费用高等缺点。
  2.7水质二次污染影响回注污水井点合格率
  截至2012年10月,全厂供注水管线2100km,其中回注污水管线达到一半以上。由每月厂站水质化验数据可以看出,23座水质站外输出口悬浮物指标合格率为95.5%,而从注水单井井口取样情况来看,回注清水井点合格率达到100%,回注污水井点合格率较低,仅为40%,存在水质二次污染的问题。
  3解决思路及对策
  3.1确保源水指标,减轻水处理系统负荷
  3.1.1严格控制脱水站放水指标
  各脱水站放水指标控制在70—150mg/L以内,对源水含油超过控制指标的联合站油系统进行考核。同时要求矿里建立相应的考核制度,明确考核相关负责人。   3.1.2对老化油单独进行处理,减少对电脱水器的冲击
  利用三相分离处理设备对老化油进行单独处理,共处理液量约5000m3,处理后的污水含油达到50mg/1以下,可以直接外输至污水系统处理。通过油、水、泥分离处理,有效缓节了回收污油对系统的影响,同时提高了源水质量。
  3.1.3开展连续收油工艺试验,控制源水含油量
  针对沉降罐收油槽固定,不易调控液位收油的问题,2008年在永一联开展浮动收油现场试验。收油装置主要由回转机构、输油管、收油盒、浮子等组成。回转机构通过法兰与罐壁接管连接。当罐内液位发生变化时,浮子带动液面下的收油盒上升或下降,油经收油盒进入输油汇管,实现连续浮动收油。从现场运行情况来看,浮动连续收油工艺自2009年3月运行到目前,罐内没有形成老化油层,且连续收油时,油系统电脱水器运行稳定。
  3.2加强沉降罐收油和排泥,完善污泥处理工艺
  3.2.1应用新型调节堰板,方便收油
  针对老式调节堰不易调节的问题,通过近两年的改造,将老式堰板全部改造为新型调节堰板。其密封部分采用聚四氟乙烯材料逐层密封,防止卡死,耐腐蚀;出水管与堰板之间采用法兰连接,维修和更换时不用清罐、不用动火,调整液位收油更加方便。
  3.2.2应用污泥减量化装置,完善污泥处理工艺
  为了使沉降罐、回收水池内的污泥能够彻底排出,避免污泥在系统内恶性循环,近几年来,我厂每年安排污水沉降罐及各类水罐清淤,有效改善了出水水质。已在宋一联、肇一联、升一联、徐三联等4座污水站建设污泥减量化处理工艺,排出的污泥可送到含油污泥处理站进一步处理,使污泥得到无害化和资源化利用,目前正在改造(图1)。
  3.3改进过滤工艺,优化滤罐反冲洗参数
  3.3.1定期组织开罐检查,及时解决滤罐存在问题
  2012年開罐检查206座,问题滤罐48座,对油浸、板结、滤料污染的滤罐33座,进行专业清洗,对滤料缺失10座补填滤料,对结构损坏5座滤罐列入生产维修项目。近几年,每年请专业厂家对在运的所有污水站的滤罐进行清洗,提高滤料再生效果。
  3.3.2应用双路反洗过滤罐,探索高效污水处理工艺
  2010年在宋一联改造中采用双路反洗过滤器,取样化验外输出口悬浮物在3mg/L以下,达到了指标要求。双路反洗过滤器与常规滤罐相比,做了以下三方面的技术改进。一是在滤罐顶部安装排污管,定时排污,及时排出罐上部积油;二是滤罐采用变强度反洗;三是罐内安装机械搅拌器,加速油污与滤料分离,排污更彻底。
  3.3.3改变传统滤罐结构和反洗方式,提高水处理效果
  集污斗式滤罐的上部结构设计成圆锥状敞口形式,全面收集反洗时分离出的污物,排污干净彻底,避免滤料再次污染;反洗时应用气水联合反洗技术,使油污与滤料彻底分离。从升一联初期应用的4座情况看,滤罐出水悬浮物含量达到了指标要求。在永一联、升一联污水站推广应用18座滤罐。
  3.3.4优化滤罐反洗参数,提高运行效率
  过滤介质运行一段时间以后,需要反洗再生,使滤料恢复截污能力,反洗时一般按设计给定反冲洗参数进行。由于每座站采用滤罐的工艺结构、内部填料、源水水质和设备运行状态不尽相同,如果均按照设计初期给定的反冲洗参数运行,滤罐有时达不到理想的再生效果。因此,2012年在4座污水站开展滤罐反冲洗参数优化现场试验。
  6-7月份,完成了永一联污水站滤罐参数优化工作,通过现场试验,确定了永一联污水站滤罐最佳反冲洗强度为91/m2.s,最佳反冲洗周期为22h,最佳反冲洗历时为32min。优化后滤罐对悬浮物的去除效率明显提高,滤罐出水悬浮物达到了3mg/1,取得了较好的效果。
  3.4改进工艺.方便污油回收
  2012年在宋二联、升一联回收油罐改造 时增加伴热。将升一联污油罐底部加热盘管由水平结构改为垂直结构,增大换热空间,提高换热量,改善伴热效果。另外在升一联污油罐罐外留头接热洗车,这样可随时用热水将污油罐内老化油化开。
  3.5回收水池盖板改造.方便清淤
  针对回收水池容积小,沉降缓冲时间短,不易清淤等问题,目前已在宋一联、徐三联、永一联应用回收水罐,原来的回收水池用于站内溢流排污,宋二联将随改造实施。2012年将永一联的1座回收水池上部盖板进行改造,采用保温阻燃材料的活动板,方便开启清淤,将根据永一联应用情况在其它站推广应用。
  3.6物理杀菌工艺与化学加药结合,提高杀菌效果
  紫外线物理杀菌装置在跑料时易造成紫外线灯管损坏。为防止滤料、砂粒等进入杀菌装置打碎灯管,将装置进出水改为“下进下出”的工艺连接形式,且在进水前加装筛网,以有效去除来水携带的砂粒等,保证装置安全稳定运行。
  比较化学法和物理法的优缺点和现场应用情况,为保证污水水质全程达标,我厂水质站采用物理杀菌应与冲击加药相结合,以确保全程水质达标。
  3.7开展供注水管线清洗工作,治理水质二次污染
  为提高注水井点合格率,防治水质二次污染,我厂每年分批安排注水管线的清(冲)洗工作量。
  2012年对供注水管道物理清洗185.4km;采用压风机大排量冲洗供水干线及支线共224km。
  4施工效果
  通过加强水质过程管理,不断完善水处理工艺,实施工艺技术改造,污水站外输水质合格率始终高于计划指标要求。
  2010年—2012年三年累计冲洗供水干线516kin,采用PIG及气脉冲方式对污水管线进行物理清洗441km,回注污水井口水质达标率逐年上升,由2010年25%提高到目前40%(表6)。
  5结论及认识
  5.1实施节点管理,强化过程控制,提升注入水质
  在水处理日常管理中,我们始终将节点管理法贯穿其中,从源水、沉降系统、过滤系统、加药系统、反洗及回收系统各环节进行细致的分析,找出影响水质达标的因素,然后通过工艺改进、加强管理、完善和健全规章制度等各项措施,使注水水质合格率不断提高。
  5.2完善污泥减量化工艺、管线清洗废液预处理工艺,为水质达标提供技术支持
  计划新建3座收集池并修复1座排泥池,配套预处理工艺。管线清洗的废液进收集池,经预处理后再进入污水处理系统,能有效的防治水质二次污染。
  5.3开展老化油处理技术研究
  从每年的水罐清淤情况看,沉降罐及回收水池内老化油层厚度达到半米以上,这种污油杂质含量高,流动性差,回收到油系统造成电脱水器运行不稳,影响正常生产运行,有必要开展老化油处理技术研究,以减少对油系统的影响,降低放水含油指标,减轻水处理系统的运行负荷。
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