沈四聯(lián)污水處理的措施研究

朱明哲

中國(guó)石油遼河油田分公司 沈陽(yáng)采油廠 (遼寧 新民 110316）

沈陽(yáng)采油廠的沈四聯(lián)擔(dān)負(fù)著沈84塊原油處理、原油外輸以及污水處理等工作。聯(lián)合站污水處理工藝為2段除油和2級(jí)過(guò)濾，污水除油罐以及過(guò)濾罐正常運(yùn)行才能保證回注污水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，否則將直接影響到油田的穩(wěn)產(chǎn)基礎(chǔ)。

1 污水處理過(guò)程中存在的問(wèn)題

隨著低滲區(qū)塊安1-安97塊注水井網(wǎng)的完善，對(duì)回注污水水質(zhì)要求越來(lái)越高，要求污水含油量控制在6mg/L之內(nèi)，懸浮物含量控制在4mg/L之內(nèi)，但目前污水含油量為9.2mg/L，懸浮物含量為6.7mg/L，遠(yuǎn)超過(guò)了需要控制的指標(biāo)。造成這種情況的主要原因有2個(gè)[1]:①過(guò)濾罐的濾料粒徑不合理，濾料分級(jí)布置也不科學(xué)，不僅吸附懸浮物的效果不理想，而且造成反沖洗憋壓及濾后水質(zhì)不穩(wěn)定，達(dá)不到工藝指標(biāo)要求；②除油罐內(nèi)部結(jié)構(gòu)由于長(zhǎng)期使用已經(jīng)出現(xiàn)破損，同時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上也存在缺陷，出水口與液面只有0.8m左右高度差，在污油回收中，回收原油含水高，回收后原油進(jìn)入一次除油罐進(jìn)行沉降分離，沉降時(shí)間過(guò)短，油水分離不徹底，導(dǎo)致污水含油量上升。

2 采取的相應(yīng)措施

2.1 完善過(guò)濾罐內(nèi)部整體結(jié)構(gòu)，提高污水處理效果

2.1.1 優(yōu)化濾層結(jié)構(gòu)改造方案

為提高過(guò)濾效果優(yōu)化了2級(jí)過(guò)濾罐的濾層結(jié)構(gòu)，選用了粒徑大密度小的輕質(zhì)無(wú)煙煤作為上層濾料，中層選用了石英砂、磁鐵礦，底層選用了粒徑小密度大的金剛砂，形成了自上而下粒徑由大到小、密度由小到大的濾層結(jié)構(gòu)，其透深度加保護(hù)厚度共800mm。承托層上層采用金剛砂，下層采用卵石。

2.1.2 增加濾料防護(hù)網(wǎng)由于2級(jí)過(guò)濾罐底部集水系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間使用易腐蝕穿孔，為防止濾料漏失，過(guò)濾罐改造時(shí)選用不銹鋼穿孔管,采用不銹鋼腮絲纏繞，根據(jù)底部濾料粒徑和水流阻力，將腮絲間隙確定為0.4mm；為防止濾料在反洗時(shí)從頂部流失，在頂部反洗出口下面安裝孔隙0.4mm的防護(hù)網(wǎng)，改善了集水均勻性等。

2.1.3 安裝濾罐自動(dòng)排氣裝置為減少過(guò)濾罐內(nèi)頂部集氣量，及時(shí)將頂部氣體排除罐外，在改造過(guò)程中設(shè)計(jì)增加了頂部自動(dòng)排氣系統(tǒng)[2]。在濾罐頂部排氣管線上安裝DN50氣動(dòng)蝶閥，并將蝶閥開關(guān)信號(hào)引入污水過(guò)濾自動(dòng)控制系統(tǒng)，通過(guò)PLC控制實(shí)現(xiàn)手動(dòng)遠(yuǎn)程排氣或自動(dòng)排氣，在過(guò)濾狀態(tài)下每隔2h開啟排氣管線蝶閥10min，以排除濾罐內(nèi)頂部聚集的氣體。

2.2 改造除油罐內(nèi)部進(jìn)水結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化除油罐液位控制管理

2.2.1 污水除油罐內(nèi)部結(jié)構(gòu)改造，提高除油罐的除油效果

污水除油罐由于受基礎(chǔ)下沉、變形及腐蝕等因素的影響，使得收油槽堰板高低不齊，收油箱底部局部出現(xiàn)滲漏，在收油的過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)有些部位收不到油的現(xiàn)象。如果抬高收油液位，收油箱內(nèi)會(huì)進(jìn)入大量的水，造成收油時(shí)間變長(zhǎng)，收油效果變差。目前除油罐收油液位高度在7.2m的位置，進(jìn)水出口在中心反應(yīng)筒6.0m高度的位置，出口采用開孔呈180°環(huán)形分布，當(dāng)除油罐收油升高液面時(shí)，由于出水口與液面只有0.8m左右的高度差，出水口的液流會(huì)對(duì)收油液面產(chǎn)生不同程度的沖擊和攪動(dòng)，使油水混合在一起，影響到收油的質(zhì)量。此外，除油罐中心反應(yīng)筒出水高度在6.0m的位置處，聯(lián)合站日常運(yùn)行液位控制在6.8m左右，由于油顆粒粒徑較小，脫水時(shí)間較長(zhǎng)，缺少水洗和沉降的時(shí)間，降低了除油效果，因此嚴(yán)重影響了污水除油罐處理效果[3]。

針對(duì)污水除油罐存在的問(wèn)題，2011年4月對(duì)污水除油罐進(jìn)行了內(nèi)部結(jié)構(gòu)改造（圖1）:一是收油堰板做成鋸齒狀，鋸齒高度為50mm，兩尺中心距離為80 mm，保證液流均勻、穩(wěn)定地進(jìn)入收油箱內(nèi)，以提高收油效果；二是在中心反應(yīng)筒出水口上段焊接直徑為1.53m的圓形擋板，起到了導(dǎo)流作用，減少出水對(duì)收油液面的影響，縮短了收油時(shí)間，提高了收油的質(zhì)量；三是進(jìn)水管采用多孔管布置，減小液體的流動(dòng)速度保證液面的穩(wěn)定，減少了沉降的時(shí)間，提高了處理效果。

2.2.2 控制除油罐液位和油層厚度，確保除油罐出水水質(zhì)

引起除油罐液位不穩(wěn)定的原因有2個(gè)[4]:①調(diào)節(jié)水箱放水閥門開關(guān)調(diào)節(jié)不及時(shí)，油水界面高度發(fā)生變化時(shí)，未及時(shí)進(jìn)行放水閥調(diào)節(jié)，導(dǎo)致油水界面產(chǎn)生波動(dòng)；②分水器根據(jù)液面變化自動(dòng)調(diào)節(jié)放水量，由于分水器放水為自動(dòng)放水，放水量的大小受來(lái)液量、原油破乳效果以及除油罐氣壓等影響比較大。因此，為了保障一次除油罐沉降脫水效果，定期將污水除油罐內(nèi)的原油進(jìn)行處理，將一次除油罐油層厚度控制在2m以內(nèi)，控制除油罐液位運(yùn)行在11m左右，保證了油水的沉降分離。

3 實(shí)施效果

2011年12月對(duì)沈四聯(lián)污水化驗(yàn)的8組數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),污水含油量從改造前的9.2mg/L下降到目前的4.9mg/L，懸浮物含量從改造前的6.7mg/L下降到目前的3.4mg/L，大部分達(dá)到了管理指標(biāo)（表1）。

表1 實(shí)施后化驗(yàn)數(shù)據(jù)表

4 結(jié) 論

由于沈四聯(lián)的污水處理量大、污水處理站處理裝置超負(fù)荷運(yùn)行，造成污水水質(zhì)超標(biāo)嚴(yán)重，處理后污水水質(zhì)不能滿足油田注水的要求。沈陽(yáng)采油廠積極引進(jìn)新技術(shù)、新工藝，對(duì)污水處理系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)改造,完善了除油裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，優(yōu)化了過(guò)濾裝置改造方案，污水處理系統(tǒng)得到了逐步改進(jìn),污水處理工藝得到了進(jìn)一步優(yōu)化,有效提高了污水質(zhì)量。

[1]馮叔初.油氣集輸[M].北京:石油大學(xué)出版社,1988.

[2]苗承武.高效油氣集輸與處理技術(shù)[M].北京:石油工業(yè)出版社,1997.

[3]楊筱蘅，張國(guó)忠.輸油管道設(shè)計(jì)與管理[M].山東:石油大學(xué)出版社(山東),1996.

[4]聶世全.淺談變頻技術(shù)在油庫(kù)輸油泵站的應(yīng)用[J].石油庫(kù)與加油站,2001,10(2):12-13.