一、聯(lián)合站概況
延長(zhǎng)油田地處黃土高原，油區(qū)內(nèi)溝壑縱橫，部分開發(fā)區(qū)塊未建成完善的密閉集輸系統(tǒng)，單井產(chǎn)液首先進(jìn)入井場(chǎng)儲(chǔ)罐，再通過汽車運(yùn)至附近聯(lián)合站集中處理。汽車運(yùn)輸方式導(dǎo)致聯(lián)合站來液集中，污水處理量波動(dòng)大，水質(zhì)不穩(wěn)定，因此需通過技術(shù)改造提高污水處理抗沖擊能力。針對(duì)不同油田的不同情況，有人提出了專門的解決方案，但未見處理油田間歇性來液，提高污水處理水平的相關(guān)文獻(xiàn)。為此，專門針對(duì)間歇來液污水處理工藝進(jìn)行討論，通過技術(shù)改造，最終提升了污水處理水平，滿足了間歇來液處理要求。
聯(lián)合站于2005年建成投產(chǎn)，具有原油加熱、脫水、存儲(chǔ)外運(yùn)、污水處理、注水等功能。站內(nèi)污水處理系統(tǒng)采用一級(jí)重力除油+油水分離器+燒結(jié)管過濾的工藝，設(shè)計(jì)處理規(guī)模為1200m3/d，設(shè)500m3除油罐1座、100m3緩沖罐1座、油水分離器4臺(tái)、燒結(jié)管過濾器8臺(tái)。設(shè)計(jì)處理后水質(zhì)需達(dá)到含油量≤3mg/L、懸浮物<2mg/L、粒徑中值≤2pm的注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
1.1 來水水質(zhì)
該站污水量實(shí)際最低為400m3/d，最高為1400m3/d，波動(dòng)范圍較大。污水主要為三疊系延長(zhǎng)組產(chǎn)出液，水質(zhì)分析見表1。
由表1可知，該污水屬于CaCl2型水質(zhì)，礦化度、Cl-和硫化物含量均較高，腐蝕性強(qiáng)，CaCO3飽和指數(shù)為1.52，存在明顯結(jié)垢趨勢(shì)。另外，來水SRB、TGB超標(biāo)。
1.2 改造前工藝及存在的問題
改造前采用的處理工藝為一級(jí)重力除油+油水分離器+燒結(jié)管過濾，設(shè)計(jì)連續(xù)24h運(yùn)行，處理能力為50m3/h，但實(shí)際每日運(yùn)行約12h，平均處理量為100m3/h，處理能力嚴(yán)重不足。另外，該工藝缺乏混凝沉降段，導(dǎo)致處理負(fù)荷全部由過濾段承擔(dān)，油水分離器填料為親油疏水性彈性材料，主要依靠填料吸附除油，當(dāng)填料失去吸附能力時(shí)，通過擠壓脫油再生，恢復(fù)吸附功能。其進(jìn)水含油量要求小于10mg/L，而改造前油水分離器進(jìn)水含油量平均為160mg/L，導(dǎo)致油水分離器再生頻繁且效果差，出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)。另外，該污水處理輔助系統(tǒng)也存在問題，污泥主要依靠簡(jiǎn)單沉降后外運(yùn)處理。
改造前連續(xù)投加除鐵劑、絮凝劑、助凝劑、緩蝕劑、阻垢劑和殺菌劑等6種藥劑，投加點(diǎn)都設(shè)在除油罐進(jìn)口處，也影響藥劑效果。根據(jù)水質(zhì)檢測(cè)數(shù)據(jù)(見表2)，處理后水樣自然靜置存放2h后，會(huì)出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象。
二、工藝改造
2.1 主工藝流程改造
根據(jù)存在的問題，改造思路為完善核心工藝，優(yōu)化設(shè)備選型，提升配套輔助系統(tǒng)。污水處理主工藝流程由以前的“一級(jí)重力除油+油水分離器+燒結(jié)管過濾”改造為“一級(jí)重力除油+高效氣浮+雙濾料過濾+多介質(zhì)過濾+超濾”，其中高效溶氣氣浮采用高溶氣量、蛇形管混合藥劑、管道溶氣、內(nèi)置斜板，處理量為30~100m3/h。改造前、后工藝流程如圖1所示。
采用雙濾料與多介質(zhì)過濾器組合，進(jìn)水采用微渦反應(yīng)分離原理，反洗采取旋流搓洗結(jié)構(gòu)，填料粒徑由大至小，密度由小至大，超濾選用PTFE膜，具有耐污染、化學(xué)藥劑耐受性，耐溫、再生能力強(qiáng)，強(qiáng)度高，抗老化、使用周期長(zhǎng)等特點(diǎn)。改造后濾后出水含油量≤3mg/L、懸浮物≤2mg/L、粒徑中值≤2ixm，滿足超低滲透率油藏注水水質(zhì)要求。
2.2 輔助流程改造
增加疊螺浮渣脫水機(jī)，氣浮裝置的浮渣及污泥等均排至新建浮渣池內(nèi)，經(jīng)污泥泵增壓排至浮渣脫水機(jī)房進(jìn)行處理，處理后的浮渣暫放浮渣堆存場(chǎng)，定期外運(yùn)，處理后的污水排至已建污水池內(nèi)，解決以往污泥無法及時(shí)排出而在系統(tǒng)中惡性循環(huán)的問題。
改造加藥間，投加絮凝劑、助凝劑、殺菌劑、阻垢劑、緩蝕劑等5種藥劑，投加位置及方式見表3。
2.3 主要設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)
?、贇飧⊙b置
按最大處理能力100m3/h設(shè)計(jì)，考慮到當(dāng)前站內(nèi)場(chǎng)地有限，采用整體廂房設(shè)計(jì)，盡可能減少占地空間。進(jìn)水含油量≤200mg/L、懸浮物≤100mg/L，出水含油量≤20mg/L、懸浮物≤20mg/L，回流水量不小于20%。廂房自帶抽風(fēng)排風(fēng)系統(tǒng)、檢測(cè)探頭、各裝置間管匯、閥門、配電控制柜、采暖設(shè)施等。
?、谶^濾裝置
過濾裝置內(nèi)含雙濾料和多介質(zhì)兩種過濾罐。雙濾料和多介質(zhì)過濾罐各2臺(tái)，單臺(tái)直徑為2.2m，處理水量為1200m3/d，進(jìn)水含油量≤20mg/L，懸浮物≤20mg/L，出水含油量≤5mg/L，懸浮物專2mg/L，粒徑中值≤3pm，反沖洗強(qiáng)度為14L/(m2·s)，反沖洗時(shí)間為15min，反洗方式為氣、水反洗。正常運(yùn)行時(shí)，分兩組串聯(lián)運(yùn)行，雙濾料和多介質(zhì)濾罐先各自串聯(lián)后再并聯(lián)運(yùn)行，反洗和設(shè)備檢修時(shí)，單臺(tái)雙濾料和多介質(zhì)濾罐串聯(lián)運(yùn)行。
主要附屬設(shè)施：防爆過濾反洗泵，Q=6m3/min，H=98kPa，N=15kW，防爆濾前提升泵：(Q=60m3/h，H=350kPa，N=7.5kW，濾后緩沖水箱，鋼制，玻璃鋼防腐內(nèi)襯。
③超濾膜
膜材質(zhì)為PTFE，外壓式膜元件，產(chǎn)水率為90.9%，進(jìn)水含油量≤5mg/L、懸浮物≤2mg/L，出水含油量≤3mg/L、懸浮物≤2mg/L、粒徑中值≤2μm。膜組件共分兩組，正常運(yùn)行時(shí)，并聯(lián)運(yùn)行，一組反洗、清洗和設(shè)備檢修時(shí)，另外一組運(yùn)行。
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污泥脫水設(shè)備主要包括疊螺脫水機(jī)、加藥裝置、污水外輸泵、污泥泵。疊螺污泥脫水機(jī)：=3.6~9m3/h，N=0.8kW，無軸螺旋輸送機(jī)：(Q=7.4m3/h，N=1.5kW，加藥罐F=1m3，加藥泵：Q=80L/h，P=0.8MPa，N=1.5kW，污水外輸離心泵：(Q=25m3/h，H=1.2MPa，N=18.5kW，污泥螺桿泵：(Q=15m3/h，H=600kPa，N=15kW。
三、改造后處理效果及效益
通過改造，來液集中時(shí)高效溶氣氣浮可進(jìn)行有效的預(yù)處理，減輕了精細(xì)過濾的負(fù)擔(dān)，濾后水質(zhì)滿足技術(shù)要求，見表4。
通過檢測(cè)數(shù)據(jù)看出，改造后出水達(dá)到含油量≤3mg/L、懸浮物≤2mg/L、粒徑中值≤2pm的注水水質(zhì)要求。
改造后污水處理成本相對(duì)減少，改造前濾料更換周期為12個(gè)月，改造后延長(zhǎng)至30個(gè)月，污水處理費(fèi)用由5.6元/m3降至5.2元/m3，同時(shí)改造站場(chǎng)費(fèi)用約600萬元，而新建一座相同規(guī)模站場(chǎng)需1200萬元，效益明顯。另外，污水處理后實(shí)現(xiàn)100%有效回注，減少了清水用量，同時(shí)有效降低了油田污水污染環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。
四、結(jié)論
一級(jí)重力除油+高效氣浮+雙濾料過濾+多介質(zhì)過濾+超濾處理工藝適應(yīng)聯(lián)合站間歇性來液、下午集中來液的生產(chǎn)工況，尤其是高效溶氣氣浮提高了處理流程的抗沖擊性。將主工藝與輔助系統(tǒng)同時(shí)改造，實(shí)現(xiàn)凈化水達(dá)到回注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，延長(zhǎng)了濾料更換周期，污水處理費(fèi)用由5.6元/m3降至5.2元/m3，效益明顯。( >
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