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  • 2022-04-22 11:32:46 发布

滨二首站污水处理工艺优化研究

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'1困书分类号!T巧学校代码:1065冷來為钟ifX琶頌古尊値驚受>EngineeringMaster8Thesis论文睡目浪二首站汚水处理工芝化化研究研究生姓名隆盧导师姓名巧柯哀学科专业石油与天然气工程研究方向油气储运工程二〇—五年十二月 西南石油大学研究生学位论文知巧产权声明书及学位论文版权使用授权书:本人完全了解学校有关保护知识产权的规定,即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西南石油大学。学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可W将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可W采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文一。同时,本人保证,毕业后结合学位论文研究论文再撰写的文章律注明作者单位为西南石油大学。本学位论文属于1、保密(),在年解密后适用本授权书。2、不保密()"(请在上相应括号内巧W)学位论文作者签名;指导教师签名:吟的七静来-_々如年月曰>'丢年,义月曰3)西南石巧大学研究生学位论文独创性声明本人声明:所呈交的研究生学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的^研究成果。据我所知>,除了文中特别加1^标注和致谢的地方外,本论文不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含其他人为获得西南石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名:來译年/*月日7 摘要滨二污水处理站改性处理未投产,其富含C〇2的酸性水质,腐蚀性极强,导致站内金属管线、罐体、阀件、累、过滤器等腐蚀严重;站内污泥处理系统未投运,各处理构筑物排泥后进入污水池后,由污水提升累重新打入处理流程,从而形成污泥内循环,造成水质恶化、内部构件损坏、滤料漏失等原因,污水中的污油及悬浮;由于过滤器腐蚀。物无法有效去除,导致处理后污水水质严重超标论文在对滨二首站污水处理工艺优化研究过程中,采用了室內实验与现场试验相结合的方式,首先通过对滨二污水处理站进行现场考察调研,了解了滨二污水处理站所处的地理及自然环境,分析了滨二污水处理工艺自投建;iJl来所进行的工艺调整,重点研巧了站内流程化及站内主要处理设备的生产现状,并基于W上考察,详细总结了目前滨二污水处理站存在的问题一,为下步工艺改造研究奠定了基础。其次对滨二污水处理站外输污水水质及滨二首站来水水质进行取样化验分析,明确了水质超标项,分析了造成腐蚀严重的原因,进而研究了水质改性技术,明确改性技术在滨二首站污水处理系统的适应怯较差结合"";目前水质特点进行稳定+净化技术研巧,并通过相应的药剂筛选、现""+场试验及经济分析,探讨稳定净化技术在滨二首站污水处理系统的适应性,实验结果表明,净化+水质稳定技术适合滨二污水站的污水处理,处理效果较好,并通过对加药后的水样进行试验对比,筛选出适合该站水质的混凝剂、絮凝剂、杀菌剂。最后根据水处理技术研巧结果及滨二污水处理站现状,对站內的污水处理工艺进行研巧,结合同行业先进、成熟技术,确定污水处理的工艺及改造方案,并完善加药、污水污油回收、污泥处理等系统、。最后从经济技术指标方案适应性W及经济效益等方面对所设计方案进行综合比选,筛选出既经济又工艺可行的设计方案。针对目前滨二首站来水水质特点W及水处理工艺现状,对胜利油田滨二首站污水处理工艺及其配套设施进行改造研巧,不仅可W减轻站内金属管线、累体W及阀口等腐蚀,而且还可最大程度的降低污水中的污油レ义及悬浮物的含量,使得处理后的污水各项指。标均能满足目前油藏开发需求,从而改善油田注水状况和油藏开发效果,降低开发成本此外外出注水水质的改善可W降低启动压力,增加吸水指数,提高水驱效果和采油的速。率,保障了油田安全平稳高效生产关键词:改性处理;;;腐蚀;污水稳定净化;混凝剂 AbstractThemodificatio打ofwastewater化eatmentStationhasnotbeenutn1;ooeratio打whcpipih,isrichinacidicwaterualitof〇eiinmetaumtC2sultnliestanksvalvessand巧Iersqy,rgpp,,,ppseriouscorrosion.Sludetreatmentsstemisnotutintooerationaftereachtreatmentgypp,structuressewageintol:hesewagetank,化eli行pumpbackintotheprocess打ow.Therebyformingasludgecycle,resultinginwaterqualitydeterioration.Due化erosionfiber,damagetocomonentsfilterleakaelossandoAerreasonswasteoilandsusendedsubstancecanp,g,p打oteefectivelremovedresultinintreatedwastewaterseriousloverweihtby,gyg.Theresearchofwastewatertreatme打tprocessoptimizationissUjdiedinthispaper,化emethodofresearchwithcombiningindoorexperimentandfieldtest.Firstlythrouhtile,gsewagetreatmentstationsiteinvestigationUnderstandingofgeographicalandnaturalenvronine打anazntheadustmentoftherocesssi打cethecomletonoferocessnitliithi,ygjpppg,andstudyin呂therocessand化eroductionstatusofmainrocessineuiment.Basedonppp呂qptheaboveinvestiationtheroblemofwastewatertreatmentstationissummarizedwhichg,p,httillasafoundationfbrteresearchof化enex:echnolocatransformationSecondlg.yy,anattofoututofwaterandualitofrunoffwatercleatlyzinghequaliypqy,rlyexceededwaerualititemsanalze化ecausesofseriouscorrosionand化enstudthewaterualitqy,y,yqy’modification.Itsclearthatpooradaptabilityofmodi行cationtechnologyinl:hesewage""treatmentsstem.Makeresearchaboutstabandurificatontechnooitylepilgycombinedwh-terfeatures.Andthroughtcorresondinrmaceutcascrttestwa;hephaileeninonsieinandpgg,g""economicanalsistodiscusstheadatabilitofthestableandurificationtechnoloiny,pypgyttTh1;hefirststationwastewatertreatmensysem.eexperimentalresultsshowt:hattietessutableforwastewatertreatmentandthetreatmeneffecs.Atchnologyii,ttigoodndhrouhg1:heexperiment,化ecoagulant,flocculantandfungicidefor化ewaterqualityof化es化tionareselected.Thirdlaccordinto化eresearchresultsofwatertreatmenttechnoloandtiley,ggypresentsituationofsewagestation,makingresearchonwastewatertreatmentrocessandp,combiningwi也theadvancedandmature化chnology.Determine化erocessandtileprenovationroectofsewaeIreatmentandimrovedosi打oilrecoversewaesludepjg,pg,y,ggtreatmentsystem.Finally化edesinschemeisselectedfrom化easectsofeconomicand,gptiittatlitofheectandtheeconomcenefts.echncalndicaorshedaabitroibi,pypjAimingat化echaracteristicsofwaterqualityandwaterstationwatertreatmenttechnologystatus.Through化eresearch0打tiletreatmenttechnologyofthe行rststatio打ofShenliOilfieldanditssuortinfacilitiesnotonlcanreducethemetalieineandgppg,yppl,pumpvalve,butalsocanreducel;hecont:entofoilandsuspendedsolidsinwater.A巧erthetreatmentofthewastewatercanmeett:herequirementsofthecurrentreservoirdevelopmentsoasto,mroveeoewaternectonandservoirdeveomentefectredlomentip化ilfildijirelp,ucedevepIteroterual-costsmitofwaternectoncant.nadditionhivementofwaiireduce化estaru,pqyjppressure,increaset:hewaterabsorptionindex,improvetJiewal:er打codingeffectandoUrecoveryrateandensure化esafeandeficientroductio打ofoilfield.p,Kewords;Modi行cationCorrosionSewaeStablePurificationCoaulanty,,g,,,g 目录第1章绪论111.1研究背景和意义1丄1论文研究背景11.1.2论文研巧意义11.2国内外研究现状分析111.2.1污水处理技术国内研巧现状1.2.2污水处理技术国外研巧现状231.研究内容与研究方法415.4研究技术路线2二污第章滨水处理站工艺现状分析62.1地理位置及自然条件62.2滨二首站生产现状612.2.站内流程72.2.2站内主要处理设备、构筑物921.3存在的问题42.4本章小结15第3章滨二污水处理站水处理技术研巧1613.1水质分析63丄1外输污水水质分析163丄2滨二首站来水水质分析163.2水质改性技术研巧173.2.1改性技术药剂筛选173.2.2改性技术的现场试验213.3水质净化+稳定技术研巧2331+.3.净化稳定技术药剂筛选233.3.2净化+稳定技术现场试验283.3.3净化+稳定技术的药剂成本29I 3.4自然与加药沉降试验研巧293.4.1空白静态沉降试验结果29-3.4.2加药静态沉降试验313.5本章小结32第4章滨二首站污水处理方案设计研究334.1设计规模及水质指标334丄1设计规模334丄2水质指标巧4.2污水处理工艺设计方案33一.14.2方案334.2.2方案二394.2.3主要工程量424.3方案比选4441.3.经济技术指标比较444.3.2方案优缺点比较454.3.3方案推荐464.3.4效益分析464.4本章小结46第5章结论与建议4845.1主要结论85.2建议48E谢49参考文献50攻读硕±学位期间发表的论文及科研成果54II 西南石油大学硕±研巧生学位论文第1章绪论1.1研究背景和意义1丄1论文硏究背景胜利油田滨二污水处理站改性处理未投产,其富含C〇2的酸性水质,腐蚀性极强,导致站内金属管线、罐体、阀件、粟、过滤器等腐蚀严重;站内污泥处理系统未投运,各处理构筑物排泥后进入污水池后,由污水提升累重新打入处理流程,从而形成污泥内循环,造成水质恶化;由于过滤器腐蚀、内部构件损坏、滤料漏失等原因,污水中的污油及悬浮物无法有效去除,导致处理后污水水质严重超标。为此亟需对滨二污水处理系统及其配套工程进行工艺改造。1.1.2论文硏究意义针对目前滨二首站来水水质特点W及氷处理工艺现状,对胜利油田滨二首站污水处理工艺及其配套设施进行改造研究,不仅可减轻站内金属管线、粟体化及阀口等腐蚀,而且还可W最大程度的降低污水中的污油W及悬浮物的含量,使得处理后的污水各项指标均能满足目前油藏开发需求,。,从而改善油田注水状况和油藏开发效果,降低开发成本此外外出注水水质的改善可降低启动压力,增加吸水指数,提高水驱效果和采油的速率,保障了油田安全平稳高效生产。1.2国内外研究现状分析121..污水处理技术国内硏究现状,油田采出液的含水率逐步增加我国大部分的陆上油田进入了开采的中后期,在大一1些油田的老区块的含水率甚至已经达到^可这导致油田的污水量急庆、胜利等90%剧増加。由于油田污水中含有油污、金属和添加剂等有害物质,如果不经过处理直接排还会对环境造成污染W-y。放不仅会造成水资源的大量浪费,目前,油田污水处理后应用主要有油田回注、外排水和工业用水H个应用方向从国内油田采用的处理方法>、可[^1分为常规方法(如重力分离法、絮凝法气浮法和吸附法等)和非常规方法(如膜U0-W分离法、电磁法和电絮凝法等)。2002年,李海涛和朱其佳等人针对我国某海上油田产生的含油污水,钉巧铺锡锭I 滨二首站污水处理王艺优化研巧多元氧化物涂层电极和铁为阴阳极进行电解。该方法虽然能够使污水处理达到国家污水lS一jf级排放标准,但该方法耗能大同时会产生有害气体幻2,所W无法在生产中推广。2003年,于光开展了聚醜胺树形分子类絮凝剂的试验研巧。试验表明,该类絮凝剂tW对于油田污水具有很好的除油效果,可将污水含油量降至Img/L。2005年,涂文锋对电凝聚气浮技术进巧了研巧,指出该处理技术在处理污水的过程中电解具有凝聚、氧化、气浮和还原的作用。还针对该技术提出了优化节能的措施2005年,王亮和王树众等人在我国的某油田开展了超临界水氧化的实验探究。实验结果表明,该方法能够有效的对污水中的有害物质进行去除,但由于该方法不易控制没tW能进行推广。2007年,肖锦和周勤等人研制了具有絮凝和缓蚀作用的多功能处理剂(如CMT2A和CG2A)。这些处理剂都是W华南地区含胶植物粉为原料,通过在油田上的试用发现fW具有很好的效果。2009年,包木太和泮胜友等人1^潮海某油田的回注污水为研究对象,把气浮与氧化和超滤相结合的处理方法进行试验。试验结果表明,该组合流程能够有效的净化污水,PW/使污水中油和悬浮物的质量浓度降低到mgL和20mg/LW内。I20人采用气浮一11年,杨瑞洪和钱巧等磁分离工艺处理工艺,对某油田的含油废水进行了试验。试验表明,气浮单元和磁分离单元单独作用时的平均除油率分别为71.1%PU和44.1%两者综合作用时除油率能够达到83.8%。;2011年,韩洪升和夏楠等人针对大庆油田的油水分离器,研究了粗粒化技术对油水分离的影响。研巧表明,粗粒化技术在分离器上的应用有效提高了分离的效率,使油水1的最高效率能够达到92.12%户。2012年,张雷和郭海燕等人把对除油器中的材料换成亲油疏水的SHT聚结材料进口1行试验,发现改造后除油器对油类去除率达到86%,比改造前有了显著提高。一2013年,张俊和杨敬等人利用电絮凝的方法,其中W石墨和错为电极,对胜利油P4田的污水进斤试验研究j。试验结果表明在其设置的实验条件下,除油率能够达到92%。2014年,李西北W冲洗油船后得到的含油污水为研究对象,通过改性处理使膨润±。表面变为亲油性,然后利用实验探巧膨润±的吸附性和阳离子交换性对污水的影响其王能够在一实验结果表明,膨润定程度发挥净化水的功效,如果能够对其进行有机化处PS]理净化效果会更好。1.2.2污水处理技术国外研究现状在国外,尤其是石油天然气工业发达的欧美国家对油田污水处理技术的研究比国内一些先进技术表现出很多优势,更早,而且在实际生产应用中因此了解和分析国外的研究进展,学习其研究的方向和经验,这对我国油污水处理工艺和技术的改进优化W及相关技术设备的研发具有重要的作用2 西南石油大学硕±研究生学位论文巧95年.,KKarakulski等人W含有废水为研究对象,研究了管状超滤膜和反渗透膜Om的处理效果。首先用超滤膜技术对污水进行处理,结果使含油率降到lg/L左右,COD的除去率也达到了80%;在此基础上又用反渗透膜进好处理,处理后的水质与原液相比29【]COD的含量下降了98.5%,悬浮物的含量下降95.7%。1997年,Doyle,D化在Teapo瓜ome油田进行了污水处理的试验研究,他将胺聚合一物和膨润王制备了种新的吸附剂,污水经过两次吸附处理水中的油类物质含量小于口0】0却g/L。1997年,SeyboldA等人在近海油田,对活性炭和生物硫化床结合的处理方法进行了试验探究。通过试验结果证明,该工艺的处理结果能够使海上油田污水达到美国墨西PU哥湾的排放标准。1999年,阿曼Sultanaboos大学的研究者Marmul油田的含油污水为研究对象,Q对聚合氯化铅(PAC)和聚丙赌醜胺的混凝效果进行了试验研究。试验结果表明,该方法能够降低污水含油量,但是如果单独采用该方法对污水进行处理无法满足处理要求32[]〇2001年..reire,DDF等人对序批式活性污泥法(SBR)在油田污来处理上的应用进斤了试验研究,试验结果显示,该方法对氨氮的去除效果很好能够率达到93%,但对苯P31酪类的去除率相对较差约为65%。2002年,J.C.Camu等人研巧了聚苯立贿和生物联合使用对污水的处理效果,首先p将污水进行微滤处理,然后通过聚苯己稀颗粒的反应器和生物膜。研究结果表明,经该D和TOC有很好的除去效tW方法对污水中的CO果。2004年,Dimoglo等人W石化废水为研究对象,对电絮凝法的除污性能进行了研。レ究其实验结果显示,该方法在其实验条件下对浊度、含油量义及CODCr的去除率分5〇口]别达到88%、80/〇和80%。2005年,Malogorzata等人对膜分离技术在污水处理应用进行了研巧,他们通过试PW验发现膜的亲水性能越强油污对其污染越轻。°2007umaa。-C500Pa年,Kgi等人研巧了稻壳的除油性能他们在300800,的条件下降稽壳进行炭化处理并将其制成吸附剂。他们的研究表明,这种吸附剂可レッ把大量的油污吸附除去,而对水的吸附量很小,所W可W推广使用2008年,Asha等人W油田含油污水为研究对象,对核桃壳的除油能力进行了试验一採巧一,他们的研究表明,核桃壳方面具有较高的孔隙度,另方面在纯油中的吸附能PS1力强于油水两相。2009年,Mansourpanah等通过接枝技术对膜分离技术进行了改进,他们是通过紫P9外接枝把纳米Ti〇2组装到聚酸讽/聚醜亚胺纳滤表面,优化改善了膜通量恢复率L2010年,Judson民S等人对絮凝法进行了系统的研究,他们指出絮凝剂是把微小油一W些有机物吸附然后利用重力沉降和气浮的方法使絮凝物从水中沉淀分离出去1滴和。上面从污水的处理技术和装置的角度对国内外的相关研巧进行了总结,但是国内外3 滨二首站污水处理工艺优化研巧也有很多研究者从工艺流程方面对污水处理进行了研巧。目前,国内外油田污水处理流一"二段’’程主要有贵和弓段贵两种处理流程。S段式处理流程主要由次除油罐、二次混凝除油罐和压力过滤罐构成。二段式处理流程主要由混凝除油和过滤两部分组成,包含有混凝除油罐和过滤罐。当然这只是它们的主流程,它们还会有各种类型的分离器、加药装置和一些先进的生物处理装置WWW,。1997年从相关的统计资料可知现在世界上段式的治理流程为主,DavidB等人对科威特北部油田的一种污水处理工艺流程进行了研宛和改进,他们在原来流程的基础上把API和CPI油水分离器W及IGF(Inducedasflotation)气浮等装置运用到g其中一,该流程就是种典型的H段式处理流程在得到了广泛应用王海军在其论文中也对我国长庆油田的污水处理流程进行了详细介绍,该油田共有10个污水处理单位74套处理系统,其中只有两家单位使用两段式处理流程随着环境问题成为一个全球性问题,人民化及政府会对油田污水处理提出了更高的49-^一要求,油田注水1^1及外排水质都需要进步的提升。近年来由于我国对于污水处理的重视和政府对污水处理研究的支持,油田污水处理技术己经得到极大改进。很多油田--泡凝过滤流程的基础上増加了气浮和生化处理方法在原来简单的隔油,提高了污水处n一ti理的质量。但是,很多油田为了提高油田产量会采取些增产措施(如酸处理、水力压裂等),这些措施不可避免的会给油田污水引入新的有害物质増加了污水处理的难度-553545s11t3ty。而且现在越来越多的油田采油除常规的水驱外还会采用化学驱、火驱、蒸汽ss9ti和二氧化碳驱^]等驱聚合物驱,复合驱采油方式虽然可提高采收率,但也会导致油田污水性质不稳定,给油田污水处理提出了新的挑城目前针对非常规的驱63—65油方式的采出液的污水处理研究主要是相关试剂的研制tL1.3研究内容与研究方法本论文的主要目的是针对滨二污水处理站来水水质特点及目前污水处理工艺的现、二状,在合理改造原污水站的基础上,选择成熟先进、可靠的新技术、新工艺,使滨污水处理站处理后污水水质达到B2指标,从而减少水处理系统对原油生产的制约,保障油田的可持续发展。本论文的主要研究内容为:(1)水质分析研究检测滨二污水处理站外输污水悬浮物含量、、悬浮物粒径中值、含油量腐蚀率、细菌含量、溶解氧含量、硫化氨含量、二氧化碳含量、铁含量、班值、水温等水质指标。(2)水处理技术研究针对目前滨二来液的水质情况进行改性技术研究,通过相关药剂筛选及现场试验,""明确改性技术在滨二首站污水处理系统的适应性;结合目前水质特点进行稳定+净化""、技术研巧,并通过相应的药剂筛选现场试验W及经济分析,探讨稳定+净化技术在4 西南石油大学硕±研究生学位论文滨二首站污水处理系统的适应性;通过对加药后的水样进行试验对比,筛选出适合该站水质的混凝剂、絮凝剂、杀菌剂等。(3)水处理工艺方案研究根据水处理技术研究结果,结合滨二污水处理站现状,对站内的污水处理工艺进行,,结合同行业先进确定污水处理的工艺及改造方案,并完善加药、污研巧、成熟技术水污油回收、污泥处理等系统。1.4研究技术路线r滨二首站巧水处理工艺问题调研^—-—一I:綱1程存在问题主要设备1^I水质改性研究水质净化+稳定研巧II现场试验^j指导设计方案筛选5 滨二首站污水处理工艺优化研究第2章滨二污水处理站工艺现状分析2.1地理位置及自然条件一二首站位于山东省滨州市开江1滨发区,潮海十八路^东,长路^^南,周边基础设-,1施齐全,道路通畅,交通方便,是胜利油田的主采区气象特点及地震烈度如表2所不。2-表1滨二首站气象特点及地震烈度表气象名称气象参数年平均气压101.6kPa°年平均气温126C.-极端最高气温40.9C°-20极端最低气温.9C年平均降水量587.5mm最大日降水量150.4mm最大积雪厚度24cm20m累年最大风速.7/s最大冻王深度57cm累年最多风向SE,C地震烈度7度2.2滨二首站生产现状3滨南采油厂滨二污水处理站于1989年10月建成投产,设计处理规模为5000m/d,13^5处理工艺采用重力流程,处理后的污水全部回注,主流程为:油站分离出水000m预除油罐^污水提升累^一次除油罐^二次除油罐^沉降罐缓冲罐过滤提(首站)^一^^^2-1所示升粟过滤罐储水罐外输系外输至注水站。具体工艺流程示意图如图。污水提升栗外输粟过滤提升聚2-1图1989年污水处理工艺流程示意图6 西南石油大学硕±研究生学位论文1998年该站进行改造,设计处理规模为^OOmVd,设计处理工艺为重力式流程,3■一—^^一^>■主流程为—:油站分罔出水5000m预除油極(首站)括水提升泉次除油罐次一除油罐^缓冲罐一>过滤提升系^级过滤罐^二级过滤罐^储水罐^外输累^外输至注水站2-2。具体工艺流程示意图如图所示。— ̄EEI^ML?朽水提71窮过滤提升累,外输索—注水站2-2图1W8年污水处理工芝流程示意图3200一3年滨二污水处理站进行了改性处理改造,主流程为:油站分离出水5000m一预除油罐(首站)^污水提升索^混合反应器次除油罐^澄清罐储水罐^外输系3^注水站5000mA3级双滤料过滤器。改造后污水处理规模/d,设计出水水质标准为(悬浮固体含量^mg/L,悬浮固体粒径中值£2.0叫1,含油量斗mg化)。具体工艺流程示意图如图2-3所示。泡合反应器,预除油罐AII澄清罐_Q除I巧滤料过滤器注水站国2-32003年污水处理工艺流程示意图2.2.1站内流程(1)改性处理改造后污水处理主流程如下:3一油站分离出水-^5000m预除油罐一^混合反应器^次除油罐(首站)污水提升泉^储水罐^外输泉^^注水站2-3澄清罐双滤料过滤器。如图所示目前该站未进行改二3左右性处理900m/d,输送至滨四注网注地下。。滨污水处理站目前实际处理污水37 滨二首站污水处理工艺优化研究(2)毎水回收系统流程及现状:一次除油罐、澄清罐、储水罐、反冲洗水罐和反冲洗回收水罐的溢流、放空污水W及压滤机滤后排水、污泥罐上清液排水均进入污水回收水池,用污水回收系送回主流程2-处理,具体流程如图4所示。站内的污水回收系统腐蚀严重,己不能正常使用。污水■污水回收池图2-4污水回收流程示意图(3)活油回收系统流程及现状:一->污油回收流程描述为:次除油罐、储水罐污油污油回收罐油回收泉油站,污2-198905年1,腐蚀具体流程图如图所示。站内的污油回收系统于月建成投产、堵塞严重,已无法正常使用。污油问收罐污油回收泉图2-5污油回收流程示意图(4)巧泥回收系统流程及现状:一次除油罐,、澄清罐和混合反应器排泥排入污泥罐再通过污泥累输至压滤机房进-行脱水-泥饼外运。污泥罐上清液排入污水回收池,具体流程如图26所示。站内己建。的污泥回收系统腐蚀,已、堵塞严重不能使用。站内目前不进行污泥处理msmmmm;—污水回收池tA污泥一巧户岂因污泥索压滤泉房图2-6污泥回收流程示意图(5)过滤器反洗系统流程及现状:3过滤器反洗系统流程描述为:300m过滤器反洗水罐^反冲洗系(过滤器自带)^3^m-双滤料过滤器300过滤器反洗水回收水罐,具体流程如图27所示。8 西南石油大学硕±研巧生学位论文双滤料过滤器反冲洗泉/\图2-7过滤器反洗系统流程示意图(6)加药系统流程及现状:在油站来水投加复合碱;;在油站来水投加混凝剂在油站来水投加助凝剂;在双滤料过滤器反冲洗时投加清洗剂;在外输水管线投加阻垢剂。因该站未进行改性处理,在油站来水未投加复合碱;目前站内投加杀菌剂、缓蚀剂、混凝剂、助凝剂。2.2.2站内主要处理设备、构筑物3(1)5000m预除油罐(首站)数量:1座;1建设时间:975年;,,设备状况:正在使用无为矩罐存在重大安全隐患。(2)巧水提升累数量:3台:建设时间:1989年;设备状况,:正在使用磨损严重,累效低。FM200-21型号:;==流量:360mVh扬程:H21mQ;55---=50A724N30kW配电机D电机功率:。(3)混合反应器1数量;座;建设时间:2003年;设备状况:未使用,可恢复使用;直径.:(p26m高度:H6.4m;;反应时间:4min。3—(4)1000m次除油罐1数量:座;1992003建设时间:8年建,年改造;设备状况:正在使用,腐蚀严重,部分罐内结构失去作用;直径:(H.5m几何高度:H10J6mp;有效高度.65m:6;3有效容积:690m;停留时间=3:T.化。9 滨二首站污水处理工艺优化研究3(5)1000m澄清罐数量;2座;建设时间:1W8年建、2003年改造1座;设备状况,:正在使用腐蚀严重,部分罐内结构失去作用;直径;(pll.5m几何高度:H10.36m;031建设时间:20年建座;设备状况:正在使用;:(ll.5m几何高度;H10.725m直径p;有效局度:6.20m;3有效容积:644m/单罐;=单罐停留时间:T2.化;T=双罐停留时间:5.化。3(6)1000m储水罐1数量:座;建设时间:1998年;设备状况:正在使用,腐蚀较严重;直径;15.7m几何高度:H6.36m;有效高度:3.90m;3有效容积:755m;=停留时间:T3.化。(7)外输泉数量:3台;建设时间:1989年建2台;,设备状况:正在使用腐蚀磨损严重,累效低;-1型号:0SH6;3流量=??H=7??:Q360如6612m/h扬程:165=W电机功率:N135k;建设时间:1989年建1台;设备状况:正在使用,,腐蚀磨损严重粟效低;型号-200:HTC100;3=H==流量,N45kW。:Q200m/h,扬程:45m电机功率:(8)双滤料过滤罐数量:2座(橋装);建设时间:2003年;设备状况:正在使用,罐内结构损坏,过滤效果差,滤料漏失;直径:cp3.60m;10 西南石油大学硕壬研究生学位论文设计滤速:11.3m/h;校核滤速:16.9m/h;2,m:18L/s反洗强度(水);2,m反洗强度(气);10L/s;5mhi反洗历时1;橋上附反冲洗水累、空压机、阀口、管汇及配套PLC控制拒等。(9)过滤器反冲洗水罐数量:1座;:2003年建设时间;设备状况:正在使用;:(7.71in:.56m直径,几何高度H71;pm有效局度:H4.80;3有效容积:223m。(10)过滤器反洗回收水罐:1数量;建设时间:2003年;:正在使用设备状况;:(7.71m:H.6m直径p,化何高度715;有效高度.:H480m;3有效容积:223m。(11)反冲洗水回收轰:2台数量;建设时间:1989年;:正在使用设备状况,磨损严重;型号-:FM10023;3??=m==流量:68Q.4126/h,扬程;H2517m,电机功率:N22kW。(12)污泥罐数量:2座;建设时间:1989年建、2003年改造1座;:正在使用设备状况,腐蚀严重;直径:cp6.58m,几何高度;H6.395m;建设时间:2003年建1座;设备状况:正在使用;直径:6.58m,几何高度:H7.0m;有效高度:4.60m;3有效容积:156m/单罐。11 滨二首站污水处理工芝优化研究(13)污泥累:2台数量;建设时间:2003年;设备状况:未使用,可恢复使用;--W201型号:EP1900V;===流量:30mVh:H80mQ,扬程,电机功率:N15kW。(14)厢式居滤机数量:1台;;2003年建设时间;设备状况;未使用,可恢复使用;型号-:XMZ100/1080U;过滤面棋:lOOnA滤室容积:1548L;=x配电功率:N3.32+l.lkW。(15)卧式污油罐数量;2座;建设时间:1989年;设备状况:正在使用,腐蚀严重;直径:.60m,:L7.966tn私长度;容积:40m^单罐。(16)污油回收累数量:2座;建设时间:1998年;设备状况;正在使用;型号5--;投640200;3??==??=流量:152530m/h扬;H535047m电:N7。Q程机功率.5kW(17)复合碱储药罐数量2座;建设时间:2003年;设备状况:未使用,可恢复使用;直径(3.0m,几何高度H2.0m;p3容积:15m/单罐;:1每罐配套揽拌机台;型号-:BLD5.5/42;电机功率=;N5.5kW。(18)复合碱加药累12 西南石油大学硕±研宛生学位论文数量:2台;2003:年建设时间;设备状况:未使用,可恢复使用;-Z-900型号:JG/0.6;===:900L/h:60m,:l.lkW。流量Q,扬程H电化功率N(19)杀菌剂加药累:2台数量;建设时间:1993年;设备状况:已坏,无法使用;--型号;JGZ900/0.6;==60m=流量:Q900L/h,扬程:H,电机功率:Nl.lkW。(20)混凝剂加药累2台数量;建设时间:1993年;设备状况:己坏,无法使用;-Z-型号:JG90(V0.6;===流量:900L/h:H60m;llQ,扬程,电化功率N.kW。(21)助凝剂加药冢数量2台;建设时间:1993年;设备状况:己坏,无法使用;--型号:JGZ900/0.6;=L==流量:Q900/h,扬程:H60m,电机功率:Nl.lkW。(22)污水回收池1数量:座;:2003年建设时间;设备状况:正在使用;1xl:0.00.0m平面尺寸;深度:H2m.0;3有效容积:160m。(23)复合碱卸药池数量:1座;建设时间:2003年;设备状况:未使用,可恢复使用;:c2.6m,深度:H2.8m直径p;313in有效容积:;13 ■滨二首站污水化理工艺优化研究:1台池上设攒拌机;型号-5542:BLD./;=电机功率:5.5kWN;:1台池边设药剂提升粟;-V-型号:EP150001W2;3===W流量:Q15m/h,扬程;H40m,电机功率:N5.5k。(24)店滤机房数量:1栋;:2003年建设时间;设备状况:未使用,可恢复使用;1x建筑尺寸:2.6m6.6m。2.3存在的问题及原因分析1滨二污水处理站存在问题()3①5000m预除油罐(首站)投建于1975年,己使用35年,为无为矩罐,继续使用存在重大安全隐患。②滨二首站因多次扩建、改造,造成油站与污水站布置不合理,滨二首站来水需经提升累提升后方能进入污水站,造成该站耗能大。,各处理构筑物排泥后进入污水池后③站内污泥处理系统未投运,由污水提升索重新打入处理流程,从而形成污泥内循环,造成水质恶化。④各处理罐管线腐蚀、堵塞,排泥困难,导致细菌大量擎生繁殖,使污水站悬浮物含量及细菌含量严重超标。,各处理罐内部构件腐蚀、堵塞⑤由于腐蚀率严重超标,致使在污水量远未达到设计规模时,发生溢流。⑥外输累因冢体腐蚀严重、叶轮磨损严重,累效低合理,,粟轴;外输粟配置不大马拉小车。。⑦多台加药粟损坏,无法满足污水站内药剂投加要求口)设备效率低和腐蚀严重的原因分析①滨二污水处理站改性处理未投产,其富含C〇2的酸性水质腐蚀性极强,腐蚀率严重超标,导致站内金属管线、罐体、阀件、累、过滤器等腐蚀严重,并将导致注水系统因腐蚀而减少使用寿命。②过滤器腐蚀、内部构件损坏、滤料漏失,造成设备效率低下,污水中的污油及悬浮物无法有效去除,导致处理后污水水质严重超标。14 西南石油大学硕±研究生学位论文由于污水站出水腐蚀率、细菌含量超标,对后续的对注水站、注水管网及注水管柱腐蚀严重使其使用寿命缩短。污水站出水悬浮物含量、细菌含量超标,造成堵塞地层,注水井欠注,地,水驱效果差层压力不断下降,地层能量亏空严重,影响油田的注水开,发效果,降低采油速度降低油田的可采储量。因此,要满足今后油田生产开发的需要,^二污水处理站进行较为全面的改造。就必须针对1^*上问题对滨2.4本章小结本章通过对滨二污水处理站进行现场考察调研,了解了滨二污水处理站所处的地理及自然环境,分析了滨二污水处理工艺自投建W来所进行的工艺调整,重点研究了站内流程^>1二,并基,详细总结1及站内主要处理设备的生产现状于^上考察了目前滨污水处理站存在的问题,总体来讲,目前存在的问题主要有下两方面;(1)仪器设备老化、效率低、存在安全隐患,难实现优化生产;(2)外输污水水质不达标,腐蚀性强,导致设备管线腐蚀、堵塞严重。对现场问题的总结分析为下一步工艺改造研巧奠定了基础。15 滨二首站污水处理工艺优化研究第3章滨二污水处理站水处理技术研究3.1水质分析针对滨二污氷处理站外输污水水质及滨二首站来水水质进行取样化验分析,化验结-3-。果如表1和表32所示3丄1外输污水水质分析表3-1外输污水水质 ̄ ̄ ̄ ̄序号mt外输污水水质B2注水水质标准II ̄ ̄1悬浮固体含量14.5<402悬um-<25浮颗径中值.3含油量mg/L0.6含10.04平均腐蚀率mm/a0.4362<0.076 ̄5点腐蚀 ̄ ̄试片有轻微点腐蚀6SRB菌个/mL抓0<10 ̄43x7铁细菌个.31〇<口><1〇/mL1*"8腐生菌个AnL2.5x10<nxl09溶解氧mg/L0.01<0.050m—1游离C〇2g/L28.17-11硫化氨mg/L34<2.0--12H6.586p.S7.5 ̄3L80-1 ̄—V3S—14燕往:l<n<10312滨二首站来水水..质分析表3-2滨二来液水质分析序号项目单位污水水质IB2注水水质标准II?<1悬浮固体含量mg/L551004.02息浮颗径中值um-咨5L?<3m/S>2含油量g30010.04平均腐蚀率mm/a0.3629<0076.—-5点腐蚀-试片有轻微点腐蚀II16 西南石油大学硕壬研究生学位论文序号顶目单位污水水质B2注水水质标准III''<6SRB菌个/mL6.0x1010337铁细菌个6化1〇<nxl〇/mL438腐生菌个/mLtOxl〇<nxl〇9溶解氧mg/L0.3<0.05-102mg/L:3345游离C0.m4-<11硫化氨g/L52.0-6-12H466S7.5p..总铁m4—13g/L.68—14温度V40注:1<凸<10--二首站来由表31及表32化验结果可知,对于滨二污水处理站外输污水水质及滨、水而言,其悬浮固体含量H、含油量、腐蚀率、SRB菌、腐生菌、溶解氧、硫化氨p均超出B2注水水质指标。3.2水质改性技术研究一水质改性技术就是在污水中加入定的药剂,改变污水的PH值,使其酸碱度发生664811,变化,更加的偏碱性,,其原理在于,高碱性的条件下污水中的电解平衡将被打破--一+2+使得HCO,a反应生成Ca;进步电离生成CO?和H生成的CO^会与污水中的CC〇33+(沉淀,Ct还会与污水中的Fe发生双水解反应,生成Fe(OH)3结褐色沉淀,极大一?的减轻了设备腐蚀和结垢的倾向而且升高污水PH还有另好处.,铁在PH为85-12PH值使得OH.5之间会发生纯化现象,并不会发生腐蚀此外高的会有效杀死SRBtW菌,抑制了SRB菌的腐蚀。通过上方式,水质改性技术极大的降低了污水的腐蚀率。3.2.1改性技术药剂筛选为了研究水质改性技术在滨二污水站的适用性,首先在室内进行了水质改性药剂的筛选。(1)PH值对改性技术效果的影口向--利用滨二首站的来水考察了液碱的用量和H值的关系,试验结果见表33、图31。p表3-3液碱用量和pH值之间关系液罪碱盛量0500600700800(m/L)gH值6.257.347p.56.8677.17 滨二首站污水处理工艺优化研究8.0「"__一_m7-,0£-6.51■11111I1111116.0500550卵06507007现抓0的0液碱黃(mg/L)3-H图1液碱用量与p值关系图3-3-由表及图31可知,随着液碱量的增加,污水PH值呈増加趋势,当液碱用量为600mg化时,pH值大于7;当pH值调到7.5时,需将液碱用量増至800mg/L。由于水质改性会产生大量的污泥,因此考察了不同pH值下产生的污泥量,其结果-4及图-23-如表33所示。不同PH值下产生污泥量的照片如图3所示。表3-4污泥量与pH值关系表^湿泥量36.08.21213.8kg/m.0干泥量]0.60.851.21.37kg/mH.7.88p值775.87.07.578.0I?III_"溢泥量I■-_M2.2IIM。I■I8■;1ILL7.07.日7.88.0即值图3-2污泥量与pH值关系曲线18 西南石油大学硕±研究生学位论文05si一图3-3不同pH值下产生的污泥量的照片H值的升高,干泥量和湿泥量均呈増加由pH值与污泥量关系数据表可知:随着pH值?趋势,污泥产出总量逐渐增加;特别当p调至7.57.8之间,污泥产出量增加幅度最为明显。H值,能水质改性通过提高回注水的p够控制回注水的腐蚀,因此对不同pH值情--、H值情况下的腐蚀速率进行了检测分析,其结果如表35图34巧示。不同p况下的腐3-5蚀试验照片见图。表3-5腐蚀速率和pH值之间的关系 ̄ ̄腐蚀速率0.1280.030.0280.031II(mm/a)H6.477.58p值0.II''''14I'IIIIIII故難劍0--.12\--'—0.\10^CD\.i\.?I\0--貴.06\淫.\-0--.04\*?_■0.02■[■■■■■■■1I■I1jI■■6.26.46.6氏目7.07.27.47怎7.88.08.2閒值图3-4腐蚀速率和pH值关系曲线圓19 滨;二首站污水处理工艺优化研巧曲喊巧:^-一.一一K/。拍',■如山WdASinMnHijCH..穩、*■*??:,--??V:岭:站图3-5不同pH值下产生的污泥量的照片H64.由试验结果可知:当p值由.增加至70过程中,腐蚀速率明显下降,但当pH值大于7.0后,若继续增大PH值腐蚀速率变化并不明显。(2)净化剂筛选由上述实验结果可知,当pH由小增加至7.0过程中,腐蚀速率明显下降,因此首先利用改性剂将pH值调到7.0,再进行净化剂筛选。1)首先固定絮凝剂的用量为40m/L,确定混凝剂的用量,不同混凝剂用量的净化g效果如表3-6-、图36所示:表3-6不同混凝剂用量的净化效果数据表画歷100120(m/L)g含油量2.52.31..108(mg/L)'景浮物261812.510.5(m/L)g(0K010。0ll()〇】WI7O9IK)12:巧"*巧I’(/I.)H国BI冉油呈mg■^|I…IIII■I1-IIiJjj〇()HO70S(1y〇10010120;UIIl疵凝別加入呈(m/.)gl图3-6不同混凝剂用量的净化效果数据图2)固定混凝剂的用量lOOmg/L,确定絮凝剂的用量,不同混凝剂用量的净化效果20 西南石油大学硕±研究生学位论文-7-7如表3、图3所示:表3-7不同絮凝剂用量的净化效果数据表絮凝剂用量20406080mL)(g/含油量2.2.81.611mL)(g/14.59.89.610(mg/L)1020如仙50如708090■■■'■■■'IIIIIII14'';■音浮物(mg/L)IlMT12-Jljl1020304060的7080卵絮凝剂添加貴(mg/L)图3-7不同絮凝剂用量的净化效果数据图由上述实验结果可知,,水质改性后进行净化较低量净化剂即可达到除油效果由;于改性后水中再生大量悬浮物,因此净化效果主要考察水中悬浮物含量变化。综合试验结果,选取最佳的加剂浓度为:混凝剂投加浓度lOOmg/Li絮凝剂40mg/L。通过对改性药剂及净化剂的筛选研究,将水质改性技术现场试验的药剂投加配方初-步确定,38具体药剂的加药类型及加药浓度见表。表3-8水质改性技术的药剂配方加巧浓度药剂名称加药点加药方式(m刪复合碱混合罐进口mm600(2.1吨/天)(0:56吨/颗混合罐进口S160.天)混凝齐I混合罐中部100(05」.3吨/天)絮凝剂混合罐出口&40(15kg/天)32.2.改性技术的现场试验(1)现场测试结果分析21 滨二首站污水化理工艺优化研究对水质改性技术进行现场试验,试验期间对污水水质进行了跟踪检测,检测结果见3-9表。表3-9试验期间的水质检测结果检测点检测指标一一二次澄清罐滨二次澄清罐次澄清罐.祐^IIIII来水进口出口出口蚀-0..^节0.889.01302360166f3---0.753253.0.,L、(m/)g溶触氧—-:0..020.020.02002,;(mg/L)含油—?106.1828.590.810.39,T,、Cmg/L)岳'季物-24化22—426.5.86.63961。、.8;m(g/L)H---66.596.8.8p.0由现场试验期间跟踪检测的数据可w看出:1)腐蚀控制不理想,腐蚀速率严重超标;2)pH值没有明显提高,试验期间不断提高液碱的用量,最高达到8t/d,外输水的pH值依然达不到7;3)由于加碱量大,造成现场结垢严重,试验期间滨二污水站过滤器筛管更换两次。(2)存在问题的分析鉴于水质改性技术在滨二污水站试验中存在的问题,对滨二污水站污水中的离子进3-斤了检测分析,其结果见表10。-表310离子检测结果检测指标含量(mg/L)灯2026150._HC033134.102-CO30.00++Na+K11000.02hM110.28g2+Ca413.20矿化度34919.10由离子检测结果可W看出:滨二污水站污水中碳酸氨根含量高,在3000mg/LW上。胜利油田采出水中碳酸氨根含量一般在lOOOmg/LW下,通过投加碱液可W中和污水中22 西南石油大学硕±研究生学位论文的碳酸氨根,控制污水的腐蚀。按照将碳酸氨根由3000mg/L中和至500mg/L计算,需要中和掉碳酸氨根2500mg/L,需要纯NaOH干剂1639mg/L,现场应用的液碱NaOH含3/量为25%,即需要液碱6556mg/L,滨二污水站每天处理污水3500〇1山每天需投加液3碱巧吨,液碱650元/吨,折算液碱的处理费用为4.26元/m,所W说,利用改性技术处理滨二污水站的污水存在处理费用过高的问题,同时,投加如此多的液碱会造成系统形成大量的垢,如此大量的垢将会引起整个污水处理系统的擁疾,所W说改性技术对滨二污水站来说不可行。因此,滨二污水站内的污水中碳酸氨根含量过高,水质改性需要的碱剂用量大,成。本高,产生的污泥多,存在不可操作性3.3水质净化+稳定技术研究水质的净化和稳定目的在于将油田采出污水处理为可满足回注要求的净化水,水质P2—M净化就是去除污水中所含的悬浮物l、污油、固体杂志W及细菌等有害物质水质稳;一段时间定的原因在于从处理站出来的净化污水进入注入站W及热采锅炉还需,期间还需经历不少的管线与金属设施一,因此应保证处理站净化的污水在相当段时间内保持稳定的状态,主要在于控制腐蚀、结垢W及细菌的繁殖3.3.1净化+稳定技术药剂筛选(1)缓蚀杀菌剂的筛选研究针对腐蚀的主要原因,在室内进行了杀菌剂的筛选,同时也进行了针对硫化氨、二。氧化碳引起的腐蚀,进行了缓蚀剂W及杀菌缓蚀剂的筛选1)杀菌剂筛选3-杀菌剂筛选结果见表11。-表311杀菌剂筛选结果 ̄药剂名称加药浓度P(mg/L)检测结果20++30—HBSJ-IIZ1^50—20++30—脚別-2^二50—30十十23 滨二首站巧水处理工艺优化研究 ̄药剂名称加药浓度P(mg/L)检测结果rm^ZZ50—60—4x6.〇l〇‘‘’’‘‘"+一表示无细菌生长备注表示有细菌生长,。3-1册SJ--二表1数据显示:杀菌剂1和册SJ2对滨巧水站污水中细菌的抑菌浓度-为30m。-。g/L但是HBSJ2的药剂成本高,因此推荐现场应用杀菌剂HBSJ1杀茜由于细菌的生长具有周期性,建议现场采用间歇式投加杀茵剂,加药浓度定为30m/L。g2)杀菌缓蚀剂缓蚀效果筛选杀菌缓蚀剂缓蚀效果筛选如表3-12所示。表3-12杀菌缓蚀剂缓蚀效果筛选 ̄药剂型号药剂浓度(mg/L)缓蚀率(%)I ̄ ̄^^水清,有黑色沉淀,?空;I现场缓蚀剂'片^_立光古亮光立淆曲4088.130%.巧杀菌缓蚀剂水清,有黑色沉淀,HBHS-140完而片光亮光滑30觀2杀菌缓蚀剂4098.8水清,有黑色沉淀,HBHS-250^片光亮光滑如抓4530觀8杀菌缓蚀剂4098.57水清,有黑色沉淀,HBHS-3片光亮光滑50^6098.733098.65杀菌缓蚀剂40W.8水黑有大量黑色沉HBHS-450瓦另淀,片黑6098.42备注:室内空白的腐蚀速率为0.592mm/a;现场检测腐蚀速率为1.2inm/a。3-如表12巧知,所有实验的杀菌缓蚀剂在加药浓度为30mg/L时对滨二污水站污水的缓蚀率达98%,而现场用缓蚀剂在加药浓度为40mg/L时对滨二污水的缓蚀率达88%。在滨二污水站腐蚀速率较高的情况下,只有室内缓蚀率大于95%时,方可保证污水的腐24 西南石油大学硕±研究生学位论文蚀速率小于化〇76mm/a。因此建议现场采用杀菌缓蚀剂,投加浓度暂定为30mg/L。3)杀菌缓蚀剂杀菌效果筛选-杀菌缓蚀剂杀菌效果筛选结果如表313所示。-表313杀菌缓蚀剂杀菌效果筛选药剂名称加药浓度P(mg/L)检测结果40++杀菌缓蚀剂—^HBHS-1—60^++40++杀菌缓蚀齐!J^H目HS-260—_—40杀菌缓蚀剂^HBHS-3—60—40++杀菌缓蚀剂^二^HBHS-4^250—"""。备注+一表示有细菌生长,表示无细菌生长。上表数据显示HBHS---二1、HBH2、HBHS:杀菌缓蚀剂S3对滨污水站污水中细菌化-的抑菌浓度均为50mg,杀菌缓蚀剂HBHS4对滨二污水站污水中细菌的抑菌浓度均60mL---为g/。因此建议现场采用杀菌缓蚀剂HBHS1、HBHS2或HBHS3,使用浓度暂定为50mg化。-8-现场试验照片如图3(a)所示,现场处理前后照片如图38(b)、(C)所示,图片中从左至右依次为空白1、2、3、现场缓蚀剂、杀菌缓蚀剂杀菌缓蚀剂杀菌缓蚀剂和杀菌缓蚀剂4。25 滨二首站污水处理工艺优化研究h:hmmmmgmim一’(a)现场照片■".-^,-\mF^\‘'T1;iv;vA*喝ill画MB醒喔I产'^:側l1I,(b)处理前的试片照片.,'.'^piL!9Hp',i;PQEfEBQ3.;JB■■■■^,.';繳如解鷄I,論獅—'号?:(c)处理后的试片照片图3-8不同缓蚀剂作用下现场试验对比图由现场反馈的试验结果来看12,相同加药浓度下,杀菌缓蚀剂、杀菌缓蚀剂、杀菌缓蚀剂3的杀菌缓蚀效果要好于杀菌缓蚀剂4,并且上述四种杀菌缓蚀剂的作用效果均好于现场在用缓蚀剂。(2)净化剂筛选利用滨二污水站的来水和滨二污水站现场应用的净化剂进行了净化剂的筛选试验,--其结果见表314、图39。26 西南石油大学硕±研究生学位论文-表314净化剂的筛选结果^ ̄絮凝剂A奏凝剂B悬浮物含量I工口^1口点(mg/L)(mg/L)(mg/L)0025-.61水黑,有黑色絮团,不密实,沉降慢。2isl水黑,有黑色絮团,不密实,沉降慢。80314.2水黑,有黑色絮团,不密实,沉降慢。4水黑,有黑色絮团,不密实,沉降慢。^115^9水黑,沉降后,有漂浮的小絮团。2143水黑,沉降后,有漂浮的小絮团。1003口.6水黑,沉降后,有漂浮的小絮团。' ̄412A水黑,沉降后,有漂浮的小絮团。11L7水黑,有黑色絮团,不密实,沉降慢。2水黑,有黑色絮团,不密实,沉降慢。12039.6形成大量的黑色沉淀,水透明。40形成大量的黑色沉淀,水透明。11^6水不透明,形成黑色絮团2UJ水不透明,形成黑色絮困。15039.5形成大量的黑色沉淀,水透明。4^形成大量的黑色沉淀,水透明。森南静止30min后取中层液测悬浮物。劝厂■—絮凝剂A80;mg/L-IS*—絮凝剤Al;OOmg化一^絮凝剂4;120mg/L一一.,:0mg/L516.絮凝剤A15.^?14一啊马'卸'—X ̄?長-:12X*鹏;1。,..?I■I?I■*?I8I012345絮凝剂B(mg/L)图3-9不同净化剂下悬浮物含量对比图由净化剂的筛选结果可レッ看出:随着絮凝剂A和絮凝剂B含量的增加,污水中悬浮物的含量呈减小的趋势,当絮凝剂A加药量为口Omg/L,絮凝剂B加药量为3mg/L27 滨二首站污水处理工艺优化研究时,水中悬浮物含量降至lOmg/L下,达到水质的要求,因此,净化剂的加药浓度暂时定为絮凝剂A剂120mg/L,絮凝剂B剂3mg/L。通过对缓蚀剂、杀菌剂和净化剂等污水药剂的筛选研究,确定现场试验的药剂投加3-15所示配方如表。-表315滨二污水站药剂投加方案 ̄ ̄/L序号药剂种类投加量(mg)投加方式加药点 ̄ ̄ ̄一1杀菌缓蚀剂50(75k/曰igd)Wm次除油罐进 ̄'2杀菌剂100(117kg/2d)8h/次1次/48h过滤罐进曰 ̄ ̄^絮凝剂A剂120(420kg/d)混合反应器进口^ ̄3(絮凝剂B剂10.5kg/d)lii混合反应器中部缓蚀剂的測。量可根据现场水质检测结果及时进行调整,麵少麵用量^。水13按3500m/d。3.3.2净化+稳定技术现场试验+对净化稳定技术进行现场试验,试验期间对污水水质进行了跟踪检测,检测结果---3化。现场实施后来水和外输的水样照片如图310所。见表示,现场挂片照片见图311表3-16方案实施后来水、外输的水质检测数据检测指标 ̄ ̄检测点^香巧属远(mg/L)(mg/L)(个/ml)(mm/a)来水18.6346.92500.468外输8.761.9250.051a凝簿扭述姑纖化吗盛V■功:诞變激彎城魔献fi嚴画图3-10现场实施后来水和外输的水样照片28 西南石油大学硕±研巧生学位论文義區苗t画(a)处理前(b)处理后3-图11现场挂片的照片由现场试验结果可W看出,净化+稳定技术对滨二污水处理具有较好的适应性,该技术实施后污水中悬浮物,、含油量及腐蚀率等均大幅降低并能满足水质达标要求。3.3.3净化+稳定技术的药剂成本3-净化+稳定技术的药剂成本见表17。表3-17药剂成本 ̄ ̄^^药剂成本序号种类(mg/L)(兀/吨)(兀/irf)1杀菌缓蚀剂50(175kg/d)100000.52杀菌剂100(117k/2d)120000.2g40000.48絮凝剂A剂120(420kg/d)3絮凝剂B剂3(10.5kg/d)200000.06I^缓蚀讓拋日量可根据賴水质检测结果及时进行调整,麵少錦」用量。水難333500m/。14mci药剂成本共计.2兀/。3.4自然与加药沉降试验硏究34..1空白静态沉降试验结果用滨二H相分离器出水作为试验介质,进行空白静态沉降试验,沉降时间为5h,每05hI隔.或h取中层水样进行悬浮物和含油量的检测,来考察不同状态下沉降时间与含-8--油量和悬浮物的关系31、312、313,具体实验结果如表图图所示。29 滨二首站污水处理工艺优化研究表3-18空白静态沉降试验结果序含油量悬浮物样品名称号含量(mg/L)去除率(%)含量(mg/L)去除率(%) ̄ ̄ ̄12^^^ ̄2沉降〇.5h332而^ ̄3沉降l.Oh1305^^品 ̄4沉降1.5h^5^4^^5沉降2.0h^4^5〇 ̄6沉降3.Oh^TLA4135^ ̄740h810志^^沉降. ̄8沉降5h.O^m3M^‘备注沉降温度40C200■广-1。W-.含油虽-^恩浮物含星—-:125'?I.■"-、100牠.-?如巧.?\■?■.251■I■1IIII0123456沉降时间化)3-图12空白样各指标含量随时间的变化情况80广*—■巧-'m*一一如-,A?5■?含油一一视即-?悬浮物爸./W,/.-3-707I?-IIIIIII20II1I0123456沉降时间化)图3-13空白样各指标去除率随时间的变化情况30 西南石油大学硕±研充生学位论文由空白静态沉降试验结果可知:随着静沉时间的增加,滨二污水中含油量及悬浮物含量呈减少趋势,当滨二污水静沉化,悬浮物含量、含油量变化趋于平缓,此时悬浮物含量42.3mg/L,悬浮物去除率58.6%:含油量85.2mg/L,含油去除率71.4%。综合含油、悬浮物沉降情况,滨二污水静止沉降化基本达到稳定状态。342..加药静态沉降试验用滨二污水罐出水作为试验介质,进行加药静态沉降试验,沉降时间为5h,每隔0.5h或化取中层水样进行悬浮物和含油量的跟踪检测,来考察不同状态下沉降时间与3---含油堂和悬浮物的关系。加药静态沉降试验结果如表19、图314、图315所示。表3-19加药静态沉降试验结果W7含油量悬浮物1样品名称号含量去除率(%)含量去除率(%) ̄r原水91^ ̄^ ̄2沉降0.5hS22〇7i^ ̄3沉降l.Oh^^^45J107沉降1.5h^.^5S4?7沉降2.0h53^A86沉降3.Oh^^^^7沉降4.0h^6^53^85495.55^沉降.0h2°备注沉降温度40C,加药量:聚铅、聚合物投加量为120+3mg/L22r20-,'.含油量\—■一悬浮物含量\-\16\to\3-12\'*恥-10\如\■8■6..*^一*4-*0123456沉降时间化)图3-14加药样各指标含量随时间的变化情况31 滨二首站污水处禪;艺1优化研究100r95-M*■■^?撕-扣-■含油-^80^恳诗物更巧-/输./爸7。;/6-5J-60巧-.巧,1,11111.110123456沉降时间化)-图315加药样各指标去除率随时间的变化情况由加药静态沉降试验结果可知:随着静沉时间的增加,滨二污水中含油量及悬浮物含量呈减少趋势,0.化后,含油量变化趋于平缓滨二毎水加巧静沉,此时悬浮物含量8.2mg/L加药静沉2h后,悬浮物变化趋于平缓,此时悬浮物含量义4mg/L。3.5本章小结本章首先对滨二污水处理站外输污水水质及滨二首站来水水质进行取样化验分析,,,明确了水质超标项,分析了造成腐蚀严重的原因进而研巧了水质改性技术分析了水质改性技术在滨二污水处理站的适应性,通过对水质+净化技术的研究,得到了适合滨二污水处理技术。主要的实验结论如下所示。(1)滨二污水站外输污水腐蚀、悬浮物、细菌等指标超标。腐蚀严重的主要原因,硫化氨,,是矿化度高、游离二氧化碳W及细菌含量较高几种影响因素交互作用尤其是在高矿化度水中硫化氨、游离二氧化碳的共存体系,对金属腐蚀具有较强的促进作用。同时腐蚀和细菌超标造成悬浮物超标。2),H(改性技术在滨二污水站的现场试验期间腐蚀仍然超标p值升高不明显,外输水质仍然未能达标,因此,水质改性技术在滨二污水站污水处理系统适应性不强。,原因在于滨二污水中碳酸氨根含量过高,需要的碱剂量大,水处理成本高,同时投加的碱量大,容易引起污水的结垢,,产生的污泥量大直接影响滨二污水站内污水处理系统的正常运行。3),(净化+水质稳定技术适合滨二污水站的污水处理处理效果较好。32 西南石油大学硕壬研巧生学位论文第4章滨二首站污水处理方案设计研究4.1设计规模及水质指标4丄1设计规模32003年对该站进行改造设计时确定的设升处理规模为5000m/d,近几年来,该地3区采注平衡,综合含水率也无较大増长,故确定本次改造规模仍为5000m/d。4.1.2水质指标一直是注水开发过程中十分重要的问题注入水的水质,并且对注水水质制定了严格的标准,对注水中的悬浮固体含量、悬浮物颗粒直径中值、含油量、平均腐蚀率及细菌数量等均作了严格规定。注水水质不合格对地层引起的伤害主要包括固相颗粒堵塞、腐蚀产生物堵塞、微生物堵塞、结垢堵塞及巧水含油引起的堵塞等,实际的伤害是上因,可导致渗流通道减少素综合作用的结果,地层吸水能力下降,使注水压力增大;另外,腐蚀率及细菌数量超标将导致注水系统因腐蚀而减少使用寿命。根据滨南采油厂提供的滨二巧水处理站注入区块油藏开发注水水质要求,注入水质为B2级。因此:B2,确定滨二污水处理站出水水质为级。4.2污水处理工芝设计方案一对注水水质要求结合滨二污水处理站现状及污水来液根据上章研究结论,并针,二是原有污一情况,提出如下2个污水处理方案,其中方案水处理方案,方案是根据第H章研究内容新选用的方案一二的对比。通过方案和方案研巧,对目前毎水处理工艺进行优化和改造。一++方案:大罐重力除油大罐重为沉降两级过滤处理流程;方案二:改性处理+除油沉降+澄清+两级过滤处理流程。4一.2.1方案一(1)方案流程方案一++两级流程为:大罐重力除油大罐重力沉降过滤处理流程,其中污水处理主一流程^-V->^;滨二首站来水次除油罐混合反应器澄清罐储水罐外输累双滤料过滤器一一-。多介质过滤器外输至注水站,具体工艺流程示意图如图41所示33 滨二首站污水处理工艺优化研究.》:}巧;较:£"脱巧''\_I'蝴-V'_—J妹末II广j广平1川就广■ijcTE凉度I^」W- ̄LJ-汾I討夏说巧g巧-----;#!如 ̄鄉,*/;吞31;5/d巧/IVX\—細1Y1X>細^(、)-/?JL'轉-含<1饥C*5妨,i一4-图1方案污水处理主流程示意图方案一污水处理主流程描述:3—滨二首站来水,先进入2座1000m次除油罐进行除油及悬浮物处理,在此去除绝大多数浮油及部分悬浮物一。次除油罐出水进入混合反应器,在此投加漏凝剂与絮凝剂3,W利于悬浮物及污油的分离、去除。混合反应器出水,进入2座1000m澄清罐,进行更进一步的悬浮物处理,在此去除绝大多数悬浮物及少量浮油。澄清罐出水,进入31座1000m储水罐,由污水外输粟提升后进入2座双滤料自动过滤器((3.6m),巧滤p一料自动过滤器出水进入多介质过滤器步去除含油及悬浮物,确保外输污水达到,进B2标准。过滤器成禱安装,处理后的污水外输至注水站。两套过滤器懷块自带反冲洗累,配套PLC控制柜,自动控制反洗参数、工作周期、进出水压差等,也可人工干预。6)加药系统本次改造投加的药剂品种有缓蚀剂一、混凝剂、絮凝剂、杀菌剂、清洗剂。在次除油罐进口投加杀菌剂、缓蚀剂;在混合反应器投加混凝剂、絮凝剂;在过滤器进口投加清洗剂。一(2)方案改造内容1)主流程改造3拆除5000m预除油罐(首站);取消污水提升粟;一新建2座次除油罐;修复改造1座澄清罐;修复改造储水罐;更换3台污水外输粟;新建2座双滤料自动过滤器(成橋);.新建2座多介质过滤器自动过滤器(成橋);主流程管网改造。2)过滤器反洗及回收流程改造更换2台反冲洗回收索;反洗及回收流程管网改造。3)巧水回收流程改造34 西南石油大学硕±研究生学位论文污水回收流程管网改造。4);亏泥回收及处理流程改造在一2座次除油罐内增设负压排泥装置1套;在2座澄清罐内各增设压排泥装置1套;修复改造1座污泥罐;污泥回收流程管网改造。5)污油回收流程改造新建1座污油池;新建2台污油回收索;污油回收流程管网改造。6)加药系统改造更换6台加药累。一(3)方案特点及出水水质方案一主体采用大罐重力除油沉降流程,具有水力停留时间长;抗冲击能力强,能、适应较大水质、水量变化,方便等优势。药剂的投加实现每个投;易于操作管理简单。加点的药剂控制和药剂计量,増加了药剂投加的效果,减少了药剂的浪费一、水质保证:油站来水在含油£350mg/L悬浮物含120mg/L时,经次除油罐约6.0小时除油及悬浮物沉降处理后,水中含油量和悬浮物均可分别控制在lOOmg/L和一70mg/U经混凝沉降罐进行进步的除油及悬浮物沉降处理后,水中含油和悬浮物均^可分别控制在40mg/L和25mg/LW下;经过滤器过滤处理后,外输污水水质达到B2水。质指标:悬浮固体含量斗ng/L,悬浮固体粒径中值苗邹m,含油量5l〇mg/L一(4)方案主要建(构)筑物、设备选型及设计参数一方案主要设备选型的原则为在满足生产前提下,尽量利用己建设施,方便生产管《》、《理,降低工程投资,设备选型依据为油田采出水处理设计规范油田采出水工程设L计技术规定》、《除油罐设计规范》义及《油田水处理过滤器》等相关设计规范。3一-1)1000m次除油罐巧次除油罐内各増设负压排泥装置1套)①采出水处理站设计规模根据《油田采出水处理设计规范》GB50284-2007第4丄1条规定,采出水处理站设计规模如下:=-0a+a(41)—式中:0采出水处理站的设计规模,一原油脱水系统排出的水量,幻%;一送往采出水处理站的洗井废水岛,本方案往为零,则设计规模0为5000。35 滨二首站污水处理工艺优化研究②确定除油罐设计计算水量=姆+0++(4-2)&1204岛?A—时变化系数,1.01.15,本次取1.0;==—原油脱水系统排出的水量208.33,05000;a%—送往采出水处理站的洗井废水a;一m,&滤罐反洗排水,经计算污水回收累的排量为18^;?=—2%2%0其它排水,可取5%,本次取,则4.164幻的幻的04==m1x208.33+18+4.1623〇。&.0^⑨确定除油罐设计计算水量m一污水处理规模为500〇^,按设计计算水量230计,设畳两级过滤,级双一滤料自动过滤-1。,级多介质自动过滤。过滤器计算见表4表4-1过滤器反冲洗水量计算强度反'洗强度且、'、、’^吐田□■数量巧直径化4设a计丄滤如速击校:^核化滤*fe速击反G洗历时+一一,,、名称(水)(气),、、(台)(m)(m/h)(m/h)(min),V,(L/sV)(L/s)双滤料■自23.601131691815..10动一过滤山器多介质自236011169152015..3.动一过滤山器④确定一次储油罐容积有效容积?《》-2007第5根据油田采出水出里设计规范.2.1条中,表5.2.15.2.3中要求,水一一T?他化驱采出水为3,经计算,次储油罐有效停留时间,本设计取次储油罐的有效容积:3-巧=&x;r=230x3=690m(42)3故本设计有效容积为690m。罐体髙度(H)=+好+=-3好巧巧+好1化%(4)24一=式中;保护高度,取巧1.2巧;i/一集油厚度//=0,取.8;。,一=6有效分离高度.8好,取j;=1。片泥厚度,取//.:56,根据有效容积罐底高度3,选用1000m钢制拱顶标准罐,罐体参数如下:36 西南石油大学硕±研究生学位论文==直径;(11.5m,几何高度;H10.36m;p有效高度:6.65m;3有效容积:690m/单罐;=:T3.0h单罐停留时间;T=:6X)h双罐停留时间;出口水质:含油SlOOmg/L,悬浮物含量含70mg/L。2)混合反应器数量:1座;直径:2.6m,;H6.4m9高度;反应时间:4min。33)1000m澄清罐(在澄清罐内各増设负压排泥装置1套)①采出水处理站设汁规模《》畑50284-20074丄根据油田采出水处理设计规范第1条规定,采出水处理站设计规模如下:(4-0远1)—:采出水处理站的设计规模式中0,%;—原油脱水系统排出的水量0,1一送往采出水处理站的洗井废水&,m。本方案a为零,则设计规模为500〇^②确定除油罐设计计算水量=+++-2咕02(4)&10304?—时变化系数1,1.0.15,本次取1.化一==w幻原油脱水系统排出的水量,谷5〇00208.33^;%一送往采出水处理站的洗井废水&;一滤罐反洗排水m,经计算,污水回收累的排量为15岛^;—?=a其它排水,可取幻的2%5%,本次取幻的2%,则岛4.16=X=1208.33+5+4。0.01.16227,%⑤确定一次储油罐容积有效容积》-20075?根据《油田采出水出里设汁规范第.2.1条中,表5.2.15.2.3中要求,水一一驱采出水次储油罐有效停留时间T为?34h,本设计取3h,经计算,次储油罐的有37 滨二首站污水处理工艺优化研巧效容积:3二==-巧公x;T227x3681m(42)3故本设计有效容积为681/n。罐体高度(H)H==-+H1)而H++036(43;*一=式中:巧保护高度,取巧1.2;^一=/^集油厚度,取0.8;,巧—有效分离局度=,取打6.8;巧3一=好集泥厚度,取打1.56。44根据有效容积罐底高度3,选用1000m钢制拱顶标准罐,罐体参数如下:数量:2座;直径:(ll.5m,几何高度:H10.36m;p有效局度:6.20m;3有效容积:644m/单罐;=单罐停留时间:T2.8h;=:T5.她双罐停留时间;出曰水质;含油^Omg/L,悬浮物含量含5mg/L。34)1000m储水罐数量:1座;直径;15:H636m;.7m,几何高度有效局度:3.90m;有效容积3:755m;=停留时间:T3.化。5)外输累:31)数量台(2用备;320mH==流量:CH/h,扬程:65m,电机功率;N37kW。6)双滤料自动过滤器:2座(禱装)数量;直径:c360m.p;设计滤速:".3m/h;校核滤速:16.9m/h;2,反洗强度(水):18L/sm;2,反洗强度(气);10L/sm;反洗历时"min;禱上附反冲洗水累、空压机、阀口、管汇及配套PLC控制柜等;38 西南石油大学硕±研究生学位论文出口水质:含油S25mg/L,悬浮物含量£lOmg/L。出口水质:含油<10mg/L,悬浮物含量却mg化,悬浮固体粒径中值每.5nm。一-主要设备览表如表41所不。一一表4-1方案主要设备览表序号名称型号及规格单位数量I3—=m=1m1,//m)21000次除油罐(少1.510.36座2==22,.混合反应器(巫.4m//64m)台]==3.1lOOOm澄清罐(011.5m,//1036m)座==m4(少m7/!)座2储水罐15.7,6.36=mVh==5外输泉(Q120,H65m,N37kW)台36(少=3m双滤料自动过滤器.6)台14.2.2方案二(1)方案二流程方案二工艺流程为:改性处理+除油沉降+澄清+两级过滤处理流程。污水处理主流一程如下^混合反应器->^:方案二污水处理主流程为:滨二首站来水次除油罐澄清罐^储水罐^外输累^^多介质过滤器^外输至注水站双滤料过滤器,具体工艺流程示意-图如图42所示。r:itX;-..XSnft嘴您>;巧并0——一— ̄m___1ij、一,…———-JJ職劍s結—■?伽■r-當讀j?1\j;巧山说I图4-2方案二污水处理主流程示意图方案二污水处理主流程描述:二首?滨站来水,先进入混合反应器,在此投加复合碱使污水PH值升至7.58.5,不仅能减少药剂的投加品种,,而且能有效控制腐蚀从而有效地延长系统设备的使用寿3命2—;同时投加混凝剂与絮凝剂。混合反应器出水,进入座1000m次除油罐进行除一油及悬浮物处理,在此去除绝大多数浮油及部分悬浮物。次除油罐出水进入2座3一1000m澄清罐,进行更进步的悬浮物处理,在此去除绝大多数悬浮物及少量浮油。澄3清罐出水,进入1座lOOOm储水罐,由污水外输泉提升后进入2座双滤料白动过滤器一((.6m)器出水进入多介质过滤器p3,双滤料自动过滤,进步去除含油及悬浮物,确保外输污水达到B2标准。过滤器成構安装,处理后的污水外输至注水站。两套过滤器橋39 滨二首站污水处理工艺优化研究块自带反冲洗索,,,酷套PLC控制柜自动控制反洗参数、工作周期、进出水压差等也可人工干预。2二()方案改造内容1)主流程改造拆3除5000m预除油罐(首站);取消污水提升粟;3新建2座—1000m次除油罐;修复改造1座澄清罐;修复改造储水罐;更换3台污水外输粟;新建2座双滤料自动过滤器(成橫);新建2座多介质过滤器自动过滤器(成禱);主流程管网改造。2)过滤器反洗及回收流程改造更换2台反冲洗回收累;反洗及回收流程管网改造。3)污水回收流程改造污水回收流程管网改造。4)污泥回收及处理流程改造一在2座次除油罐内各增设内置式机械刮吸泥装置1套;在2座澄清罐内各増设内置式机械刮吸泥装置1套;修复改造1座污泥罐;污泥回收流程管网改造。5)污油回收流程改造新建1座污油池;新建2台污油回收泉;污油回收流程管网改造。6)加药系统改造更换6台加药索。(3)方案二特点及出水水质方案二主体采用改性及大罐重力除油沉降流程,能有效控制腐蚀,从而有效地延长系统设备的使用寿命;出水水质达标保证率高;具有水力停留时间长;抗冲击能力强,能适应较大水质、水量变化;易于操作,管理简单、方便等优势。药剂的投加实现每个投加点的药剂控制和药剂计量,增加了药剂投加的效果,减少了药剂的浪费。水质保证:根据己运行改性处理污水站相关资料,在油站来水在含油^350mg/L、悬一浮物<20mg/L好,污水经改性处理后,经次除油罐约6.0小时除油及悬浮物沉降处理40 西南石油大学硕壬研巧生学位论文L一后,水中含油量和悬浮物均可分别控制在lOOmg/和120mg/I^;经混凝沉降罐进行进步的除油及悬浮物沉降处理后,水中含油量和悬浮物均可分别控制在40mg/L和25mg/LW下,外:/L,;经过滤器过滤处理后输污水水质达到B2水质指标悬浮固体含量含4mg悬浮固体粒径中值谷.51l〇m/L。叫,含油量5g4二主()方案要建(构)筑物、设备选型及设计参数方案二主要设备选型的原则为在满足生产前提下,尽量利用己建设施,方便生产管理,降低工程投资,设备选型依据为《油田采出水处理设计规范》、《油田采出水工程设计技术规定》、《除油罐设计规范》W及《油田水处理过滤器》等相关设计规范。各设备一计算方法参见方案。1)混合反应器:1座数量;已建,恢复使用;直径:(2.6mp;商度:H6.4m;反应时间:4min。32-一)1000m次除油罐(在次除油罐内増设内置式机械刮吸泥装置I套)数量:2座;新建;==1:(11m:H0.36m直径p.5,几何高度;5m有效高度:6.6;3:690m/单罐有效容积;=:T3X)h单罐停留时间;=:T6.0h双罐停留时间;出曰水质:含油封OOmg/L,悬浮物含量£70mg/L。33)1000m澄清罐(在澄清罐内各増设内置式机械刮吸泥装置1套)数量:2座;已建,改造1座;直径:ll.5m,:H10.36m(几何高度;p有效高度:6.20m;有效容积3:644ni/单罐;=单罐停留时间:T2.化;T=:5.化双罐停留时间;出曰水质:含油每Omg/L,悬浮物含量咨5mg化。34)1000m储水罐数量:1座;已建,改造;41 滨二首站污水处理工艺优化研巧5mm直径;1.7,几何高度;H636;:3.90m有效局度;355m有效容积;7;=停留时间:T3.化。5)外输冢:3(2用1备)数量台;新建;3=m==流量:Q120/h,扬程:H65m,电机功率;N37kW。6)双滤料自动过滤数量:2座(橋装);新建;直径:(3.60tn;p设计滤速:11.3m/h;1校核滤速:6.9m/h;2,反洗强度(水):18L/sm;2,反洗强度(气);l〇L/sm;反洗历时ISmin;橋上附反冲洗水累、空压机、阀口、管汇及配套PLC控制柜等;出口水质:含油苗5mg/L,悬浮物含量含lOmg/L。一-主要设备览表如表42所示。一表4-2方案二主要设备览表序号名称型号及规格单位数量I==12混合反应器(憂.4111,巧6.4111)台2S—2==lOOOm次除油罐(少11.5m,/710.36m)座23==3100〇111澄清罐(少11.5111,巧10.36111)座2=4储水罐(巫15.7m,护6.%m)座23=化==5外输累(Q120m,H65m,N37kW)台3=6双滤料自动过滤器(<^3.6m)台14.2.3主要工程量-本次污水处理部分改造各专业主要工程量见表43。42 西南石油大学硕±研巧生学位论文表4-3本次污水处理部分改造各专业主要工程量唐里数量Z名称及规格f可^方案一方案二—工芝部分S—1Om.lOO次除油罐.536m2(pllmm0座2S2lOOOm澄清罐(改造)cll.5mH10.36m座11pS3lOOOm储水罐(改造)cp15.70mH6.36m座1134200m污泥罐(改造)(6.58mH6.395m座11p5双滤料全自动过滤器(p3.60m座226多介质全自动过滤器(3.60m座22p=3==7污油回收(螺巧)累Q20m/hH40mN7.5kW台223===8外输泉Q120m/hH65mN37kW台33===9反冲洗水回收累Q60mVhH20mN15kW台2210液压隔膜计量加药累台66。内置式机械刮吸泥装置套4口负压排泥装置套43主1流程管网改造套1114反洗及回收流程管网改造套1115污水回收流程管网改造套11化污泥回收流程管网改造m11,17污油回收流程管网改造套11二结构部分x1污油池8.〇x8.〇2.0座113—200m2210次性除油罐基础座3多介质全自动过滤器基础座11H自控部分1超声波液位计台112仪表箱台113数字显示控制仪台114声光报警器台115控制电缆KWRPL222X2X15m200200.四电气部分—二1变频柜37kW拖面11—一2变频柜37kW拖面1143 滨二首站污水处理工艺优化研巧序单数量I名称及规格三号i乂方案一方案二3配电柜GCS面21YJV22-04电力电缆.6/14x50m1801805JV22-0电力电缆Y.6/14x35m500350622-0电力电缆YJV.6/14X16m3003007JV22-0电力电缆Y.6/14X4m%06008彼巧角钢L50"x2500根12169锭巧扁钢?40x4m300300-10控制电缆KW227506X2.5m18018022-X300II控制电缆KW75042.5m50012防爆操作柱台8114.3方案比选4.3.1经济技术指标比较(1)工程投资估算一工程费方案1014.22万元。方案二工程费1067.04万元;一较方案二投资略低方案。(2)成本分析1)药剂成本分析一二污按改造后污水处理系统药剂投加量进行药剂成本分析,方案与方案水处理系-4-统药剂用量及成本分析如表4、表45所示。一表4>4方案污水处理系统药剂用量及成本分析表药剂混凝剂絮凝剂杀菌缓蚀剂杀菌剂项目投加方式HHH面感 ̄加药量(mg/L)350iro单价(元/吨)4^2000010000120003药剂成本(元/m)0480^^44 西南石油大学硕壬研究生学位论文表4-5方案二污水处理系统药剂用量及成本分析表药剂^复合碱混凝剂絮凝剂杀菌剂项目投加方式WmHMl ̄加药量(mg/L)^40100单价(元/吨)^40008000120003药剂成本(元/m)3M^3经计算方案一和方案二药剂成本及每年投入的药剂费日处理污水量为5000m计算)为;3一1.24,.3方案:药剂成本元/m药剂费226万元/年。3。方案二药剂成本4.30元/m,药剂费784.75万元/年2)制水成本分析一-方案与方案二制水成本分析如表46所亦。表4-6成本分祈表项一方案二目单位方案I1投资万元1293.151355.92 ̄ ̄ ̄ ̄电费(污水系统全部电负荷;.740乃地年37.3一二方案220kW;方案200kW)^药剂费万元/年226.3784.75产投资年金(投资的10%)万元/年129.3135.625修理费(投资的5%)万元/年64.6567.8指污泥处理费及运费万元/年13.4315.1标其它(W上各项总和的5%)万元/年23.5767.18合计万元俾494.921410.733制水成本元/m2.717.734828污油回收费万元/年.12.1i注:电费按0.50元/kWh;折现率按10%计,按10年折孤回收污油的价格按1500元/巧计。一-4、-5-6可知由表4表4及表4,药剂及制水成本方案较方案二投资略低。综上所一述,方案均少于方案二。,无论是工程投资、制水成本还是药剂成本4.3.2方案优缺点比较45 滨二首站污水处理工艺优化研究表4-7方案优缺点比较表 ̄ ̄ ̄^案优点缺点I1巧.药剂费用低;制水成本低;1.对污水水质变化适应性弱,耐冲案2.污泥量小,污泥处理费用低。击性弱。一3.能耗略低,投资略低。2.对药剂依赖性强。1,,1巧.污水水质控制有保障腐蚀率低.药剂费用高;制水成本高;外输水悬浮物易控制;2.污泥量大,污泥处理费用高。^—2,,.对污水水质变化适应性强耐冲击性强。3.能巧略高投资略高。II4.3.3方案推荐一投加药量少上两方案均可使水质达标。考虑到方案,制水成本及工程成本低,一故推荐方案。4.3.4效益分析滨二污水处理站近几年来,由于来水水质富含二氧化碳而使污水呈现较强酸性、腐蚀性强、加药不正常、细菌大量繁殖、水质污染严重等原因,造成站内部分设备低效运斤,致使外输污水严重超标。造成油田注入状况差,影响了油藏开发效果,开发成本上升。对注水站、.注水管网及注水管柱腐蚀严重由于堵塞地层,造成注水压力升高;;注水水质差引起启动压为上升,吸水指数降低;注水井欠注,地层压力不断下降,地层能量亏空严重,水驱效果差,影响油田的注水开发效果,降低采油速度,降低油田的可采储量。:因注水水质变差注水水质差,造成开发成本不断提高,注水启动压力上升,单井注水能力下降,为保证注水井按照油藏需求配注注水,对注水管线堵塞井管采用更换套管,对达不到油藏配注需求的注水井采用増注手段实施单井増注。进行工艺改造并结合化学药剂的适当使用,使处理后采出水质达到SY/T5329规定的B2级指栋,可W避免因水质不合格而产生的地层堵塞、注水压力上升等问题,其直接经济效益和间接经济效益都是十分巨大、不可估量的。通过对滨二污水处理站的改造,将很大程度缓解存在的注采矛盾,増强油田稳产基础,减缓老井递减。4.4本章小结本章首先针对目前滨二来液的水质情况进行改性技术研究,通过相关药剂筛选及现场试验,明确改性技术在滨二首站污水处理系统的适应性较差;结合目前水质特点进行46 西南石油大学硕±研究生学位论文"""稳定+净化技术研巧,并通过相应的药剂筛选、现场试验{^及经济分析,探讨稳定"+净化技术在滨二首站污水处理系统的适应性;通过对加药后的水样进行试验对比,筛选出适合该站水质的混凝剂、絮凝剂、杀菌剂等。其次根据水处理技术研究结果及滨二污水处理站现状,对站内的污水处理工艺进斤研究,结合同行业先进、成熟技术,确定污水处理的工艺及改造方案,并完善加药、毎水污油回收、污泥处理等系统。最后从经济技术指标、方案适应性W及经济效益等方面对所设计方案进行综合比选,筛选出既经济又工艺可行的设计方案。47 滨二首站污水处理工艺优化研究第5章结论与建议5.1主要结论(1)二污水处理站目前外输水悬浮物含量滨、腐蚀率、细菌等各项水质指标严重超标,造成服务区块欠注层増多、吸水指数下降,严重影响油田的稳产高t同时造成注水压力大幅度升高和生产成本的增多。为保证平方王油田持续稳产,急需对滨二污水处理站进行改造,保证水质达标。(2)工程实施后,可使外输回注水质满足地质要求对水质要求的B2级标准(含油量lOmg/L、悬浮物含量4mg/L)。此外,改造方案实施后,从加强药剂研究和加强化学、一二物理措施入手,可解决长期Jl来直困扰滨污水处理站的腐蚀结垢问题,i^减少对水质二次污染的同时,也将降低维修费用。(3)滨二污水站外输污水腐蚀、悬浮物、细菌等指标超标。腐蚀严重的主要原因是矿化度高,硫化氨、游离二氧化碳及细菌含量较高,几种影响因素交互作用,尤其是在高矿化度水中硫化氮、游离二氧化碳的共存体系,对金属腐蚀具有较强的促进作用。同时腐蚀和细菌超标造成悬浮物超标。(4)改性技术在滨二污水站的现场试验期间腐蚀仍然超标,pH值升高不明显,外输水质仍然未能达标,因此,水质改性技术在滨二污水站污水处理系统适应性不强。原因在于滨二污水中碳酸氨根含量过高,需要的碱剂量大,水处理成本高,同时,投加的碱量大,容易引起污水的结垢,产生的污泥量大,直接影响滨二污水站内污水处理系统的正常运行。(5)净化+水质稳定技术适合滨二污水站的污水处理,处理效果较好。(6)滨二首站污水处理工芝设计方案为:采用大罐重力除油+大罐重为沉降+过滤处理流程工艺。(7)滨二首站污水处理工艺设计方案投资:工程总投资1293.15万元,其中工程费1014.22万元。二首3(8)滨站污水处理工艺设计方案生产成本:药剂成本1.24元/m;制水成本32.71元/m。5.2建议(1)应定期对整个系统的腐蚀、结垢及水质情况进行分析调查,便于及时掌握水质变化情况,对设备的运行参数及药剂类型使用进行适时的调整,W保证处理后水质保持稳定达柄。一(2)工程投产的段时间内,应紧密跟踪观察水质投纺后的变化,并根据实际运行情况和原水水质的变化调整加药量,若原水水质变化幅度过大,还需视具体情况确定是否需重新筛选药剂。48 西南石油大学硕±研究生学位论文致谢本篇论文的完成是在廖柯嘉教授的指导下完成的,在论文的创作过程中,廖老师都给予了大力的指导。从论文的选题、论文提纲的确定到论文章节的编排,及最后论文。版面格式的要求,廖老师都悉也指导廖老师的严谨治学作风,是我作为研究生最大的一收获,,,能师从廖老师是我的莫大荣幸。在今后的学习生活中我定按照廖老师的教导,严格要求自己,做事细也、认真、周全。同时一,在此我也要感谢我的家人和朋友,是你们对于我极大的支持,才使我步步走到现在,感谢你们。也要感谢实验室师弟师妹们的帮助,在平日大家商讨过程中,我们彼此学到很多,也领悟很多,感谢。49 滨二首站污水处理工艺优化研究参考文献--:122山袁泉.大庆油田科技引领发展[卿人民日报2062.,()岳平汪大舉.污水回用新技术及工程设计[M].北京:化学工业出版社2002.P]雷乐成,杨,,[3]葛林文,魏峰唐伟.高含水油井计量现状及改进意见[J].价值工程,2012(1):化[4]WojtanowiczAK.OilfieldenvironmentalControlTechnology:ASymopsisJPT19%,口)工203-口]叶春松.油田污水处理技术研究进展机观代化1535:5558.,陈程,周为,,()6冯叔初,郭授常.油气集输与矿场加工[M].东营:中国石油大学出版狂,2006.5.[][7]赵东风.采灿废水用于低滲透油田注水处理工艺研究[J].石油大学学报(自然科学版),1999,23(2):109110.田污水处理方法分析J.油气田地面工程201008.网刘敬敏刘广丽,卢宇础[],()-9蔡削荣.油田含油污水处理及回用技术D.中国海洋大学硕±学位论文200646[][],,10:张兴儒吴振烈.油气田开发建设与环境影响[M].北京石油工业出版社199义[],,UJ-张文.油201012:1110..油田污水处理技术现状及发展趋势[]气地质与采收率708[],,()12任永忠陈素宁刘智金等.油田外排污水处理技术及研究进展的.安全与环境工[],,-程201118巧:4548.,,20-J11368:111113姜蔚然.含油废水处理方法[.环境科学与管理.[巧],,()14陈国华.水体油污治理[M].北京:化学工业出版杜2002.[],业水处理2002-15:李海涛朱其佳.电化学氧化法处理J.工2223[],,祖荣海洋油田废水[],,(句25.[1巧于光.新型高分子絮凝剂处理含油废水的研究[J].北京理工大学学报,2003,巧(2):260-26317涂文锋.含油废水处理的电凝聚气浮技术研究阿.南昌大学硕±论文2005.[],[18]王亮,王树众,张钦明,等.超临界水氧化处理含油废水的实验研究阴.环境污染与防277546-547治2005.:,(),[19]肖锦,周勤,王杰.天然高分子改性制良性絮凝剂及其性能研究机.工业水处2007-理6巧:1315.),^-生化-超滤工艺处理低渗透油田回注污水饥0包木太泮胜友苏俊杰等.气浮.水处理口],,,-技术2009355:.()117119,:2-1.气浮磁分离工艺处理含油废水化化工环[]杨瑞洪,钱琢,赵云龙,等-保;2011314:342345.,()[22]韩洪升,夏楠,彭元,等.新型油水分离器提高含油污水处理效率的实验研巧[J].科学技-20111123.术与工程:55巧5537,,()口3]张雷,郭海燕,刘惠玲.聚结除油器改造及处理聚驱采出液效果研究[叮现代化工-2012327:9597.,,()一[24]张俊,杨敬,徐也茹.电絮凝技术处理油田含油污水的研巧[町现代化工,2013,33(1):50 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