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公司新聞

淺析濾料反沖洗再生技術(shù)

時間:2020/09/01點擊:

摘要:隨著油田開發(fā)的不斷深入,含油污水的雜質(zhì)含量和油含量較高,出水水質(zhì)復(fù)雜,采出液處理已成為油田開發(fā)的重要工作之一。油田每年的采出液和運行污水,處理后全部回注地層,回注水質(zhì)要求很高,水質(zhì)不達標(biāo)直接影響油田開發(fā)效果。文中針對油田污水在處理過程中對濾料的污染,出現(xiàn)濾料再生困難、更換周期短等問題,介紹了一種濾料反沖洗再生技術(shù)。該技術(shù)投入成本低,能夠?qū)崿F(xiàn)濾料的有效再生,延長濾料使用期,具有應(yīng)用推廣價值。

隨著油田開發(fā)的不斷深入,原油含水率不斷上升,油田采出液的來水量不斷增加,油田采出水水質(zhì)逐漸惡化、處理難度日漸加大,傳統(tǒng)的含油污水處理工藝出現(xiàn)不適應(yīng)性。造成含油污水處理過程中,過濾罐內(nèi)濾料污染,再生困難、更換周期短等問題。為保證油田開發(fā)效果,尋求一種適合油田生產(chǎn)及目前污水水質(zhì)特性的快捷而又低投入、低耗運行的濾料反沖洗再生技術(shù),是亟待解決的技術(shù)難題。

1、含油污水處理工藝現(xiàn)狀

目前,大慶油田有限責(zé)任公司第七采油廠含油污水處理主要應(yīng)用四種工藝:沉降+兩級過濾、橫向流除油+兩級過濾、懸浮污泥過濾、雙旋流+精細過濾。污水處理站過濾段現(xiàn)有過濾罐50座,均為雙濾料過濾罐。污水處理系統(tǒng)現(xiàn)狀見表1。反沖洗回收流程見圖1。

表1 污水處理系統(tǒng)現(xiàn)狀

站名 編號 建設(shè)時間 設(shè)計能力/(104m3/d) 一次濾灌數(shù) 二次濾灌數(shù) 處理工藝
葡一聯(lián)含油污水深度處理站 1# 1996 1 4 6

沉降+兩級壓力過濾

懸浮污泥過濾

2# 2010 0.5 2 0
葡二聯(lián)含油污水深度處理站 1# 1992 0.5 2 4

二級沉降+兩級壓力過濾

雙旋流+精細過濾

2# 1996 1 4 4
3# 2011 0.5 0 0
葡三聯(lián)含油污水深度處理站 1995 0.5 3 3 懸浮污泥過濾
葡四聯(lián)含油污水深度處理站 2004 0.3 2 2 橫向流除油+兩級壓力過濾
臺肇聯(lián)含油污水深度處理站 2001 0.15 3 3 橫向流除油+兩級壓力過濾
敖包塔含油污水深度處理站 2006 0.3 4 4 橫向流除油+兩級壓力過濾
合計 4.75 24 26  

淺析濾料反沖洗再生技術(shù)

2、雙濾料過濾罐結(jié)構(gòu)及原理

2.1 雙濾料過濾罐結(jié)構(gòu)

雙濾料過濾罐罐上口為喇叭口式結(jié)構(gòu)或篩框結(jié)構(gòu),見圖2。過濾罐的雙層濾料顆粒是上大下小,上層為石英砂,粒徑0.5-1.2 mm,壁厚為400mm,下層為磁鐵礦,粒徑0.2-0.5mm,壁厚為400mm。濾速一般為8-12m/h。

淺析濾料反沖洗再生技術(shù)

2.2 雙濾料過濾罐工作原理

含油污水經(jīng)提升泵進入過濾罐濾層,懸浮物被濾層攔截,濾后水通過集水系統(tǒng)從排水口排出。在過濾中,過濾罐的過濾流量不變,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(zhì)指標(biāo)。根據(jù)過濾水質(zhì)情況,濾罐每間隔12-15h進行15min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(shè)定時間,進行反沖洗。

2.3 雙濾料過濾罐反沖洗方式

目前,過濾罐反沖洗工藝技術(shù)有變頻反沖洗和變強度反沖洗兩種方式。變頻反沖洗即在反沖洗強度不變的情況下,改變反沖洗時間,對濾料進行反沖洗。變強度反沖洗即在時間不變的情況下,改變反沖洗強度,對濾料進行反沖洗。

3、雙濾料過濾罐存在問題

3.1 過濾罐濾料污染嚴重

葡三聯(lián)含油污水處理站有6座雙濾料過濾罐濾料污染嚴重,SSF懸浮污泥過濾后的合格水,經(jīng)過兩級過濾罐進行過濾,水中懸浮物含量增加。

3.2 過濾罐濾料流失及結(jié)構(gòu)損壞現(xiàn)象

2012年6月,對過濾罐設(shè)備開罐情況、水質(zhì)情況進行檢查,在開罐檢查中發(fā)現(xiàn),葡一聯(lián)含油污水處理站6座二次過濾罐上部進水篩筐變形,造成濾料流失20cm。葡二聯(lián)1#含油污水處理站有6座過濾罐濾料流失20cm;2#污水處理站有2座過濾罐濾料流失20cm,有1座過濾罐下集水管腐蝕,1座過濾罐下集水管腐蝕罐體腐蝕漏;葡四聯(lián)含油污水處理站4座過濾罐濾料污染嚴重;濾料流失20cm,且反沖洗憋壓;臺肇聯(lián)含油污水處理站4座過濾罐下集水管腐蝕嚴重。

4、分析存在問題的原因

4.1 硫化物的影響

含油污水中,S、S2-、SO42-是硫的主要存在的方式,S、SO42-都能在硫酸鹽還原菌的作用下還原成S2-。水中的S2-由于其外電子云易變形,因而穿透力強,對鋼鐵具有更強的腐蝕性,使管壁穿孔,干擾正常生產(chǎn)。其腐蝕的產(chǎn)物為不溶于水的黑色膠狀FeS懸浮物,這些細小的硫化物顆粒與污水中油珠或其它有機物結(jié)合,形成穩(wěn)定性好、沉降特性差、穿透濾料能力強的顆粒,能使處理后的水變黑發(fā)臭、懸浮物增加,同時FeS又是一種乳化油穩(wěn)定劑,進而造成現(xiàn)有沉降、過濾工藝很難與之適應(yīng)。

4.2 低溫集輸?shù)挠绊?

隨著油田污水成份的日益復(fù)雜,污水過濾難度不斷加大,雙濾料過濾罐出現(xiàn)不適應(yīng)性,影響過濾效果。在低溫條件下集輸?shù)暮臀鬯,小?0μm的油珠占總含油的80%以上,均屬高乳化含油污水,乳化程度隨著溫度的降低而加劇,致使污水黏度增加。

表2 水的黏度/運動黏度與水溫的關(guān)系

溫度/℃ 黏度/(mPa·s) 運動黏度/(mm2·s-1 溫度/℃ 黏度/(mPa·s) 運動黏度/(mm2·s-1
0 1.7887 1.7887 30 0.8919 0.8054
5 1.5155 1.5156 35 0.7205 0.7248
10 1.3061 1.3065 40 0.6533 0.6584
15 1.1406 1.1416 45 0.5958 0.6017
20 1.0046 1.0064 50 0.5497 0.5546
25 0.8941 0.8968 55 0.5072 0.5146

由上表可見,污水溫度的減低,濾罐內(nèi)污水黏度增加,反沖洗水?dāng)y帶濾料中的油、硫化物、機械雜質(zhì)等能力變差,這些污染物粘附在濾料表面并使濾料黏合在一起,導(dǎo)致濾料的黏結(jié)和過濾通道的減少,過濾器納污能力下降和反沖洗效果變差,此過程持續(xù)足夠的時間會導(dǎo)致濾料再生困難。

5、反沖洗再生技術(shù)的提出

針對目前常溫集輸污水溫度降低(甚至低于原油凝固點)和硫化物等問題,使濾料脫附效果變差、常規(guī)反沖洗技術(shù)排油不暢的問題,嘗試采用對反沖洗水加溫進行濾料反沖洗的方式。

首先進行工藝流程改造:在每座過濾罐反沖洗進口管線上開口(帶壓開孔),安裝DN50管線及閥門,作為熱洗水的進口;利用過濾罐反沖洗出口作為排污口。

原理及方法:用鍋爐車往過濾罐打入反沖洗水(溫度不低于60℃),并加入適應(yīng)濃度的清洗劑,悶罐兩個小時后,反沖洗水通過過濾罐出口排出,通過此方法達到濾料有效再生的目的,見圖3。

淺析濾料反沖洗再生技術(shù)

通過高溫?zé)嵯春螅捎行コ秊V料表層的油污。鑒于高溫?zé)嵯礊V料含雜量去除率較低,采用投加清洗劑與熱洗相結(jié)合的再生方式,利用清洗劑消耗掉粘性物質(zhì),將污染物與其結(jié)合的石英砂濾料分離開,并與污染物作用產(chǎn)生的微量小氣泡促進污染物與濾料本體分離,增進脫附效果。

6、經(jīng)濟效益分析

濾料使用一段時間后,往往被污染而板結(jié),通常就將濾料更換后扔掉或燒掉,污染環(huán)境。如:全廠共有50座過濾罐,濾罐需要每年進行一次濾料再生,一座過濾罐濾料再生需資金5萬元,全廠每年濾料再生費用需250萬元。

采用反沖洗再生技術(shù)后,全廠50座濾罐工藝改造費用約100萬元,全廠50座過濾罐年購買清洗劑需費用約30萬元,總計需費用130萬元。當(dāng)年可節(jié)省資金120萬元。二年后,每年可節(jié)省資金220萬。

7、結(jié)論

1)高溫?zé)嵯捶绞椒嫌吞铿F(xiàn)有工藝技術(shù)及生產(chǎn)運行快捷的石英砂濾料再生方式。

2)高溫?zé)嵯捶绞,試驗改造工程量小,施工周期短,投資較低,適合現(xiàn)場運行。

3)高溫?zé)嵯醇夹g(shù)能夠有效去除濾料含油量、含雜量,濾料再生效果顯著。