范庄油田污水处理工艺技术应用与效果分析 7页

'　　范庄油田污水处理工艺技术应用与效果分析：针对范庄油田回注污水水质不达标的问题，范庄中转站进行了污水处理工艺流程改造。本文从三相分离器、压力除油器、缓冲调节罐、双滤料过滤罐结构原理，污水处理药剂缓蚀、絮凝、杀菌机理，电子杀菌原理，介绍了新建范庄油田污水处理主要工艺技术，并对污水处理技术应用效果进行了对比分析。　　关键词：污水处理工艺流程技术应用效果分析　　　　0引言　　由于范庄污水处理技术不完善、设备老化等原因，使污水无法稳定达到注水水质标准，从而导致设备、管线腐蚀，寿命缩短，同时造成地层孔隙堵塞，引起注水压力升高，注水量降低，影响开采效果。因此，为确保污水处理后符合注水水质标准，范庄污水处理系统于2010年初改造完毕，5月份正式投产。投产后，提高了污水水质，满足了地层注水的要求。　　1污水处理流程分析　　1.1改造前污水处理流程及存在问题 　　采用重力式除油流程:井站来油→200m3沉降罐→60m3污水罐（进口加缓蚀剂）→200m3注水罐（进口加杀菌剂）→注水泵→注水井口。示意图如下：　　由于大部分流体在沉降罐内停留时间短，只能除去原水中的浮油和部分分散油，而部分小油滴、乳化油及大部分固体悬浮物未能分离沉降而被污水带出，造成污油和固体悬浮物(SS)在系统前端没有得到良好分离和应有沉降。另外站内沉降分离主要依靠重力沉降(托克斯沉降分离原理)，通过物理方法使含油污水中悬浮杂质沉降分离，但粒径小的悬浮物及微小的油滴难以除去。　　从2009年全年监测结果可以看出，悬浮物固体含量严重超标。固体含量一般为10mg/L-35mg/L之间，超标几倍甚至十几倍。硫化物含量一般维持在5mg/L左右，含油量时而超标。这是因为范庄油田污水处理仅靠重力沉降除油，工艺流程过于简单，沉降罐由于长期使用，效果较差所致。　　1.2改造后污水处理工艺流程　　改造后油田污水处理技术工艺主要采用以三相分离器、压力除油器、缓冲调节罐、双滤料全自动过滤器并配合加药为一体的污水处理工艺技术。改造后污水处理工艺流程为：油区来油→三相分离器→压力除油器→缓冲调节罐→双滤料全自动过滤器→污水储罐→注水泵→配水间→注水井口。示意图如下： 　　2污水处理工艺主要设备　　2.1三相分离器　　主要功能是油、气、水初步分离。三相分离器主要包括进液舱、沉降舱、水室、油室、捕雾器、不锈钢波纹板、加热盘管等。井站来液进入进液舱后，其容积增大，流速降低，缓冲降压，气体随压力的降低自然逸出上浮，油、气、水靠密度差进行初步分离。初步分离后的水从底部通道进入沉降舱。经过初步分离的液体经过波纹板时，由于接触面积增加，不锈钢波纹板又具有亲水憎油的特性，进行第二次油、气、水的分离。随后进入沉降舱，加热盘管使液体温度增加，从而增加了油水分子碰撞机会，聚结为大油滴和大水滴，在重力作用下，加速油水分离。分离后的油和水分别经过油室和水室后通过出口管道排出。井站来液在进分离器前就已加破乳剂，使乳化膜强度降低，更有利于脱水。油水界面可根据来液综合含水量及油品性质，利用分离器顶部的水堰管进行调整，使分离器达到理想的分离效果。水室出口污水含油指标大幅降低，为下游污水处理有效控制水质起到决定作用，效果明显。　　2.2压力除油器　　压力除油器是一种将浅池原理和聚结技术有机结合、高效的除油器。其内的波纹板正反交错放置，不需要内部固定支撑，使板距尽可能小，增大浮生面积。液体在波纹板组通道内呈“之”字型流动，流动截面不断变化，为油滴在浮升过程中聚结，在聚结过程中浮升，从而有效地提高了脱油效率。（见表2） 　　2.3双滤料全自动过滤器　　在油田污水处理系统中，过滤装置性能的好坏对整个污水处理工艺的效果有直接影响。范庄油田污水改造工程引进了SLJ-2400型双滤料全自动过滤器。双滤料过滤器填加的并非单一的滤料，而是核桃壳和金刚砂滤料，组成了不同密度的上下两层滤料。核桃壳滤料对污水中原油的过滤效果较好。核桃壳具有较强吸附能力、抗压能力强、化学性能稳定、硬度高、耐磨性能好、亲水性好、抗油浸，经特殊加工的核桃壳滤料介质，与其它滤料相比其最大特点是滤料反洗再生方便；对采油废水可实现高速(50m3/h)的过滤处理。而较低的颗粒密度，易于进行水力反冲洗，且反冲洗强度较低，再生效果好，能直接采用滤后水反冲洗，无需借助气体和化学剂，成本低，效果好。金刚砂滤料采用不同级配比，上层是密度比较小、料径较小的轻质滤料，下层为密度比较大、粒径较大的滤料，形成滤料粒径自上而下由小到大的粒度阶梯滤层。　　采用两种不同的滤料，比较接近于理想滤层的分布方式和合理的滤料级配。由于两种滤料的密度差较大，在水中下降速度也不同，密度大的下沉快，密度小的下沉慢。经过多个周期反冲洗后，仍能保持“轻、细”的滤料在上，“重、粗”的滤料在下的分层，形成滤料粒径自上而下由小到大的粒度阶梯滤层，提高了过滤水的穿透能力，最大限度地发挥了整个滤层的吸附能力，最大限度地增加截污量和除油能力，达到除油和除污双重效果（见表3）。　　3污水处理药剂缓蚀、絮凝、杀菌机理 　　3.1缓蚀剂及缓蚀机理　　范庄油田污水中主要腐蚀影响因素是硫化物。油田污水中硫化物主要是H2S，当水为酸性或中性时，H2S大部分电离成S2-，S2-与Fe2+反应生成黑色不溶于水的FeS沉淀物，促使阳离子反应不断进行，引起设备和管线的严重腐蚀。腐蚀产物不溶于水，注入地下易造成地层的堵塞。　　针对范庄油田污水的特点，油化室经过试验筛选，采用连续加药方法投加缓蚀剂KD-32，既有缓蚀作用又有防垢作用。　　3.2絮凝剂及絮凝机理　　范庄油田污水主要是采出水。在三相分离器出水口污水含油量、固体悬浮物含量较高，远远达不到回注要求。为进一步处理，在压力除油器进口投加絮凝剂。根据范庄污水特点，经过油化室试验筛选，选用絮凝剂KD-12，采用连续加药方式。　　KD-12主要成分是无机、有机高分子混合物。通过吸附在分散的油滴形成的固—液界面或液—液界面，形成桥连作用，或者吸附电子，中和降低胶体粒子的静电斥力，形成较大的絮凝体，过滤去除。　　3.3杀菌剂及杀菌机理 　　油田污水中细菌主要以硫酸盐还原菌（SRB）、腐生菌（TGB）、铁细菌（FB）为主。此类细菌易于生长及繁殖在水管线滞留点（弯头、闸门、水表等）、水罐罐壁垢下及罐底淤泥、过滤罐滤料等场所。在厌气环境下将水中无机硫酸盐还原成硫化氢，从而对设备及管线形成腐蚀，其中产生的腐蚀产物FeS随水注入地层引起堵塞，因此需要杀菌。　　3.3.1杀菌剂种类　　杀菌剂按化学成分和杀菌机制分为：无机杀菌剂即氧化型；有机杀菌剂即非氧化型两大类。目前范庄油田主要采用有机杀菌剂KD-24为非氧化型，主要成分是醇醚聚合物等。　　3.3.2杀菌机理　　阻碍菌体的呼吸作用。细菌的呼吸过程靠一种酶，杀菌剂进入菌体影响酶的活性，能量代谢中断，细菌呼吸停止而死亡。　　抑制蛋白质合成。蛋白质是细菌生命的物质基础，杀菌剂进入菌体后，使蛋白质沉淀失去活性，达到抑制细菌或致死的作用。　　破坏细胞壁。细胞壁是细菌同外界进行新陈代谢及保持内外平衡的物质。杀菌剂破坏细胞壁后即可杀死细菌。 　　阻碍核酸的合成。核酸是生物体（细菌）遗传的物质基础。杀菌剂进入后破坏了核酸分子的某一环节，从而破坏了菌体的生长和繁殖。　　4关键技术'