河南永利環保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,最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最短84d延長至最短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。