悬浮污泥过滤法油田污水处理技术 64页

'悬浮污泥过滤法油田采出水处理技术总结报告北京欧泰克石油工程技术有限责任公司2008年7月 SSF工程应用技术案例欧泰克公司业绩油田采出水处理技术现状SSF污水净化技术工艺原理与特点SSF技术应用新进展目录 欧泰克公司近期业绩﹡1.胜利油田孤岛采油厂采出水外排达标生物处理先导工程﹡2.胜利油田现河采油厂采出水外排达标生物处理工业先导工程﹡3．胜利油田现河采油厂王家岗站外排达标处理工程(2万方/天)﹡4．胜利油田东胜公司牛庄污水站低渗透回注水处理工程﹡5．胜利油田东辛采油厂辛一站回注水精细处理先导工程﹡6．胜利油田东辛采油厂辛一站回注水精细处理扩建工程﹡7．胜利油田纯梁采油厂樊128站回注水精细处理工程﹡8．胜利油田河口采油厂大北站回注水精细处理工程﹡9．大庆油田第五采油厂杏15-1站回注水精细处理先导工程﹡10.华北油田第三采油厂高29站低渗透回注水处理工程 ﹡11．大港油田板大站低渗透回注水处理工程﹡12．大港油田扣3站采出水外排达标生物处理工程﹡13.大港油田羊16站采出水外排达标生物处理工﹡14．新疆克拉玛依油公司夏子街站回注污水/清水处理工程﹡15．河南油田双河采油厂采出水外排达标生物处理工程﹡16．大庆石化含油污水回用中试﹡17.胜利油田现河采油厂王70站回注水精细处理工程﹡18.胜利油田纯梁采油厂樊家站回注水精细处理工程﹡19.胜利油田现河采油厂牛20站回注水精细处理工程﹡20.胜利油田东辛采油厂102站污水处理改造工程﹡21.胜利油田东辛采油厂永921站回注水精细处理工程﹡22.大庆油田呼伦贝尔分公司压裂返排液处理工程﹡23.华北油田第三采油厂留西站回注水处理工程﹡24.延长油田甘谷驿采油厂污水处理工程 SSF工程应用技术案例序号项目名称处理量出水指标1胜利油田东辛采油厂辛一站回注水精细处理先导工程600方/天A3级2胜利油田东辛采油厂辛一站回注水精细处理扩建工程2000方/天A3级3胜利油田纯梁采油厂樊128站回注水精细处理工程240方/天A3级4胜利油田河口采油厂大北站回注水精细处理工程3000方/天A3级5大庆油田第五采油厂杏15-1站回注水精细处理先导工程600方/天A3级6大港油田板大站低渗透回注水处理工程5000方/天A3级7胜利油田现河采油厂王70站回注水精细处理工程1000方/天A3级8胜利油田纯梁采油厂樊家站回注水精细处理工程1200方/天A3级9胜利油田现河采油厂牛20站回注水精细处理工程800方/天A3级10大庆油田呼伦贝尔分公司压裂返排液处理工程300方/天A3级11胜利油田东辛采油厂102站污水处理改造工程10000方/天含油≤5mg/L,悬浮物≤5mg/L12胜利油田东辛采油厂永921站回注水精细处理工程1000方/天A3级13延长油田甘谷驿采油厂污水处理工程800方/天A3级14华北油田采油三厂留西污水站污水处理工程1500方/天A3级 （一）油田采出水处理技术现状“三段法”：缓冲—沉降分离除油—过滤●重力混凝沉降除油工艺●压力密闭除油工艺●浮选式污水处理工艺●旋流除油工艺●压力过滤技术●低渗透油田精细水处理技术●水质改性处理技术油田采出水处理技术现状 ●各种工艺技术不尽完善●采出水过滤技术不过关●化学药剂的现场适应性差（二）油田采出水处理技术存在的主要问题 ●加强现有工艺技术的配套完善研究●加强水处理新技术的研究●进行高效过滤技术的攻关研究●加大水质净化机理、油田水化学领域研究●加强低渗透油田精细水处理技术研究（三）油田采出水处理技术的发展方向 SSF污水净化技术工艺原理与特点（一）SSF污水净化技术原理悬浮污泥过滤法又称SSF（SuspendedSludgeFiltration）法,污水净化工艺及系统:包括物化工艺和SSF污水净化器两大部分组成。首先采用投加混凝剂使污水中部分溶解状态的污染物胶体颗粒吸附出来，形成微小悬浮颗粒，从污水中分离出来；依据旋流和过滤水力学等流体力学原理，在SSF污水净化器内使絮体和水快速分离,形成悬浮泥层,污水经过罐体内自我形成的悬浮泥层过滤之后，达到回注标准。 1、Stokes定律水中颗粒悬浮物的沉降速度可以用Stokes定律描述（当Re≤2，呈层流状态）。式中，u—颗粒沉降速度，ds—颗粒直径，ρs、ρl—颗粒和液体的密度μ—液体黏度，N·S/m2。 2、同向凝聚理论使细小颗粒凝聚长大的作用是因流体扰动使颗粒之间碰撞而结合的结果称之为同向凝聚。若有效碰撞分数为ap，水中相碰撞的粒子为同一种颗粒，则因有效碰撞使颗粒减少的速率可以用公式：式中ap—有效碰撞分数，Z—颗粒直径。单位体积中的n个颗粒的总体积常数φ 依据Stokes定律和同向凝聚理论，当加药后的污水由底部进入SSF固液分离组件，由于组件的特殊构造，水流方向发生很大变化，造成较强烈的紊动。污水中污泥颗粒正处于前期絮凝阶段，随着絮凝不断进行，污泥颗粒越来越大。污泥的絮凝过程到了后期絮凝阶段，紊动的不利影响越来越大，与絮凝过程的要求相适应，这时混合液流过组件弯折，流速大大降低，且流动开始趋于缓和。因此在固液分离组件下部的底层里，絮凝作用已基本完成。（二）SSF污水净化技术机理描述 絮凝成形的污泥颗粒在不断上升的过程中，密度越来越大，流速越来越小。慢慢开始沉降的污泥颗粒还会被罐底不断涌入的污水的上升水流所冲击，当重力与向上的冲击力相等时，污泥保持动态的静止，于是形成一个有化学活性的悬浮污泥层。值得注意的是，这个悬浮污泥层是由污水中的污泥及混凝药剂形成的絮体本身组成的。随着絮体由下向上运动，使泥层的下表层不断增加、变厚，同时，随着污泥浓缩室澄清水旁路流动，引导着悬浮泥层的上表层不断流入中心接泥桶，上表层不断减少、变薄。这样，悬浮泥层的厚度达到一个动态的平衡。当混凝后的出水由下向上穿过此悬浮泥层时，此絮体滤层靠界面物理吸附、网捕作用和电化学特性及范德华力的作用，将悬浮胶体颗粒、絮体、部分细菌菌体等等杂质全部拦截在此悬浮泥层上，使出水水质达到处理要求。 ●SSF污水净化装置打破了传统的静态滤料机械过滤模式，巧妙设计符合Stokes定律和同向凝聚理论，用动态缓慢旋转和不断更新的悬浮污泥层作为主要过滤净化介质，实现不用反洗和不怕堵塞的长期稳定过滤净化。●特点＊流程短,简单可靠，整个流程停留约40分钟＊投资和运行费用低，无需更换滤料＊没有复杂的反冲洗流程和PLC控制＊净化效果好（含油≤3mg/L，悬浮物≤3mg/L（1NTU)，粒径中值≤2µm）＊占地少（三）SSF工艺创新性及特点 SSF污水净化系统工艺流程简图 SSF污水净化系统工艺流程示意图 悬浮污泥层 （四）SSF污水净化处理工艺流程：工程应用流程：沉降罐缓冲罐SSF污水净化器清水罐回注(A3级)或外输金属膜过滤(A1级注水指标) 水质监测数据曲线图 水质监测数据曲线图 水质监测数据曲线图 SSF净化前后水样比较 （五）除油和净水药剂成本药剂净水剂助凝剂除油剂絮凝剂备注加药量（mg/l）500.50.510单价（元/t）400060000500002000按目前厂方购药价合计：0.3药剂费用计算 SSF现场中试设备 胜利油田纯梁采油厂樊128站 胜利油田纯梁采油厂樊128站●投产日期:2004年12月●设备型号:SSF-10B●处理量:240方/天●出水指标:(胜利油田质量监督检验所检测结果)日期含油(mg/L)含悬浮物(mg/L)粒径中值(цm)04.12.140.982.41.305.4.202.51.905.4.263.51.41 胜利油田东辛采油厂辛一污水站 胜利油田东辛采油厂辛一污水站●投产日期:2004年2月●设备型号:SSF-30A●处理量:600方/天●出水指标:(胜利油田质量监督检验所检测结果)日期（2004年）含油m/l悬浮物m/l粒径um进水出水进水出水进水出水4月18日15.80.05.51.01.524月19日21.70.016.53.04.541.0 东辛采油厂辛一污水精细处理扩建工程 东辛采油厂辛一污水精细处理扩建工程●投产日期:2006年10月●设备型号:SSF-80B●处理量:2000方/天●出水指标:A3级处理后出水水质项目含油mg/l含悬浮物mg/l粒径中值µm指标≤5≤3≤2 胜利油田河口采油厂大北站 胜利油田河口采油厂大北站取样日期时间含油mg/L悬浮物mg/L处理前处理后处理前处理后2007.06.0110:00335.102.4539.491.5820:00199.901.9143.001.712007.06.0210:00531.740.64213.561.9420:00461.312.3455.672.132007.06.0310:00278.662.02219.810.7320:00203.811.37203.840.802007.06.0410:00325.142.72198.250.4020:00254.301.89197.780.792007.06.0510:00235.670.4438.672.8420:00276.700.5240.610.732007.06.0610:00248.113.5041.292.7820:00365.791.9753.441.712007.06.0710:00325.182.9839.872.0320:00308.473.7348.212.192007.06.0810:0047.311.7018.300.9320:0039.080.1425.561.972007.06.0910:0049.920.6638.311.1420:0027.601.0656.012.162007.06.1010:0080.030.12113.851.0220:0039.510.2676.901.32●投产日期:2007年1月●设备型号:SSF-80B两套●处理量:4000方/天●出水指标:A3级 大港油田板大站 大港油田板大站●投产日期:2005年6月●设备型号:SSF-100B两套●处理量:5000方/天●出水指标:A3级取样日期含油(mg/L)含悬浮物(mg/L)粒径中值(цm)2005.6.81．53.52.02005.6.104.62.51.62005.11.213.33.02.12006.3.105.13.11.82006.3.123.81.61.5 大庆油田第五采油厂杏15-1站回注水处理简化工艺流程现场试验工程 序号含油(mg/l)悬浮物(mg/l)除油缓冲罐进口除油缓冲罐出口污水净化罐进口污水净化罐出口除油缓冲罐进口除油缓冲罐出口污水净化罐进口污水净化罐出口133.958.163.510.89206.35182.5412.502.67235.2814.075.060.00127.6985.0016.273.003126.3918.729.102.3311.1183.8215.890.00462.9526.206.260.00392.54370.496.804.40564.1418.815.082.8978.1350.008.262.86672.5727.646.881.5896.9757.3810.272.567134.4717.082.882.91135.8289.556.294.53850.3913.6411.552.50127.0068.008.400.809220.0650.8210.171.8227.00164.003.200.801087.9666.8628.792.30154.00134.004.803.601143.5138.241.883.21188.0038.614.000.801243.5135.115.391.22153.3332.004.403.001341.6425.844.962.29140.0060.003.202.501483.9568.851.001.20162.00141.001.920.801554.5134.451.180.80186.0028.001.200.8016154.2150.015.880.89244.00128.002.801.00平均81.8432.166.851.67183.12107.026.662.42●投产日期:2005年6月●设备型号:SSF-30B壹套●处理量:600方/天●出水指标:A3级大庆油田第五采油厂杏15-1站回注水处理简化工艺流程现场试验工程 胜利油田现河采油厂王20站 胜利油田现河采油厂王20站●投产日期:2007年8月●设备型号:SSF-50B套●处理量:1000方/天●出水指标:A3级取样日期含油(mg/L)含悬浮物(mg/L)粒径中值(цm)2008.1.82.911.982.02008.1.104.711.251.6 大庆呼伦贝尔压裂返排液处理工程●投产日期:2008年8月●设备型号:SSF-15B壹套●处理量:300方/天●出水指标:A3级 大庆呼伦贝尔压裂返排液处理进出水样对比 大庆七厂葡三联污水处理改造工程中试进出水样对比 SSF技术应用新进展利用SSF技术改造混凝沉降罐 常规污水处理三段流程也称为“三段法”：缓冲除油混凝沉降过滤除油混凝过滤外输国内油田直接影响着过滤器的进水水质和污水净化处理效果油田污水处理主力常用流程图常规污水处理流程 经过对悬浮污泥水处理技术的现场调研,确定在胜利东辛102污水站应用该技术对1000立方米混凝沉降罐进行改造，设计规模为10000方/天.◆改造成的SSF污水净化装置进口要求为:含油≤100mg/L,对悬浮物的多少不做限制◆设计出水指标：含油≤10mg/L，悬浮物含量≤15mg/L改造方案 已有混凝沉降罐的结构:混凝沉降罐的尺寸和内部情况：1000方沉降罐：Φ11.55m,H=9.90m.内部有布水系统、集水系统和收油/排泥装置，个别的有中心反应桶等。改造工程设计 改造后的污水处理系统工艺流程 利用悬浮污泥污水处理技术改造后系统管线图 改造后结构示意图 改造成的SSF-400C污水处理装置 改造后水质效果:利用悬浮污泥污水处理技术改造混凝沉降罐后运行效果良好,大大简化了污水处理流程,节省污水处理成本,减少操作工作量,并且运行稳定。改造后出水优于C1级注水指标.达到含油≤5mg/L,悬浮物≤5mg/L.◆改造后处理量:10000方/天.◆改造后实际运行中检测水质指标：胜利油田检测中心检测数据见下表改造效果 102站改造后混凝沉降罐出口水样比较 (1）加药费用药剂用量和费用估算表：药剂混凝剂助凝剂氧化剂加药量（mg/l）50125单价（元/吨）4000600002000药剂费（元/方）0.200.060.05合计0.31元/方污水效益分析 处理量投资优点缺点悬浮污泥污水处理20000方/天万元,改造2座二沉罐1、流程短2、没有过滤段3、水质达标C11.改造施工复杂2.技术要求高重力沉降过滤20000方/天万元,包括:6套核桃壳过滤器万元,反冲洗流程(反冲洗水罐,PLC,反冲洗泵,管线/阀门,污水池,泵房,征地等)万元1、常规工艺流程2、设计/施工经验丰富1.流程长2.操作维护复杂3.水质不达标(C3)4.排泥不畅5.需频繁换滤料从上表可简单分析出通过悬浮污泥水处理技术改造混凝沉降罐可以比常规流程节省投资50%以上,并且可以克服原来常规重力沉降过滤工艺的很多缺点.(2)用悬浮污泥污水处理技术改造混凝沉降罐(1000方)和常规重力沉降过滤工艺投资等比较 经过对混凝沉降罐应用悬浮污泥水处理技术进行改造，可以：1、长期稳定去除污水中的含油和悬浮物，使后续过滤设备不受污染困扰而长期稳定运行。2、实现有效排泥，克服原来混凝沉降罐因不能很好排泥而使水质受到严重影响的问题。3、经该设备处理后,可以省掉后续的过滤设备,从而极大地简化污水处理流程,经过该设备处理后出水达到优于C1级注水指标,节省投资、占地.4、处理量大,运行成本低.5、操作管理简便.结论 胜利油田技术鉴定会 悬浮污泥过滤法污水处理技术获科技进步一等奖 悬浮污泥过滤法污水处理新技术推广奖 SSF污水净化技术应用范围：◆油田回注水处理，特别是作为低渗透精细处理的预处理.◆利用SSF污水净化技术改造二沉罐(混凝沉降罐).◆石化冷却循环水净化处理、循环排污水处理.◆作为各种膜处理装置的预处理：除油、除铁、除悬浮物（降浊度）、除COD.◆各种含油污水的除油和净化.◆各种生物处理系统的预处理.◆各种高浊度污水的净化处理和回用.结束语 Thankyou!北京欧泰克石油工程技术有限责任公司地址：北京市海淀区中关村南大街6号中电信息大厦1210室电话：010-82193595传真：010-82193597网址：www.oil-tech.com.cn邮箱：jiangxw923@yahoo.com.cn'