溶氣式氣浮技術(shù)在污水處理中的應(yīng)用

鞠麗娜 牛濤 岳瑩

摘要：勝利油田孤島采油廠生產(chǎn)的原油屬于熱采高含水稠油，污水處理難度大，外輸污水含油一直維持在1000-3000mg/l以上，對(duì)該單位的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)造成了嚴(yán)重的影響。去年在該地區(qū)的孤三聯(lián)合站采用氣浮裝置處理污水，取得了比較理想的效果。

關(guān)鍵詞：氣浮裝置；重力除油；污水含油量；平均腐蝕率

一、引言

勝利油田孤島采油廠生產(chǎn)的原油屬于熱采高含水稠油，污水處理難度大，外輸污水含油一直維持在1000-3000mg/l，最高時(shí)可達(dá)4000-5000mg/l，多年以來，僅靠重力除油方式已不能解決外輸污水含油超標(biāo)的問題。 2008年采油廠經(jīng)過多次論證實(shí)驗(yàn)，決定在孤三聯(lián)投入使用遼寧華孚-愛德摩環(huán)保設(shè)備有限公司的氣浮污水處理技術(shù)，該系統(tǒng)于2009年3月正式投產(chǎn)運(yùn)行，大大改善了外輸污水水質(zhì)。該系統(tǒng)主要設(shè)備有螺桿式空壓機(jī)2臺(tái)，吸附式制氮機(jī)2臺(tái)，浮選機(jī)4臺(tái)，箱式壓濾機(jī)2臺(tái)，各種加藥設(shè)備5套，污泥提升螺桿泵2套。

二、污水水質(zhì)分析

1、來水水質(zhì)特點(diǎn)：

孤三聯(lián)污水站接收孤三聯(lián)原油處理站的來水。井排來液經(jīng)分離器氣液分離后，原油、污水進(jìn)入3號(hào)罐（5000m3一次沉降罐）進(jìn)行油水分離。分離后的污水直接進(jìn)入污水處理站。1）進(jìn)站含油高。一般在6000-8000 mg/L，生產(chǎn)出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，最高可達(dá)到15000mg/L以上。2）礦化度高。來水礦化度在16000-17000 mg/L。3）細(xì)菌含量高。SRB菌含量在6000個(gè)/ml，TGB菌含量在600個(gè)/ml，鐵細(xì)菌含量在0.6個(gè)/ml。4）來水呈弱酸性。來水的pH值為6.5，帶有一定的腐蝕性。

2、污水處理工藝。油站來水在經(jīng)過重力除油后雖然有所降低，但是污水含油依然很高，在1000-3000 mg/L，懸浮物在100-300 mg/l，與規(guī)定指標(biāo)相差很大。

3、采用的主要措施。污水水質(zhì)指標(biāo)超出油田標(biāo)準(zhǔn)的幾倍甚至幾十倍，聯(lián)合站只有被動(dòng)的采取以下幾點(diǎn)措施：一是平穩(wěn)調(diào)節(jié)分離器壓力，減少沉降罐乳化帶波動(dòng)；二是嚴(yán)格要求一次沉降罐的油厚控制在1.5-2米；三是加大污水罐的收油力度，控制除油罐油厚小于0.5米。

三、氣浮處理裝置在聯(lián)合站的應(yīng)用

1、氣浮處理裝置的工作原理。NF氣浮裝置由1、混合反應(yīng)段，2、溶氣系統(tǒng)（溶氣泵、溶氣罐、壓縮空氣系統(tǒng)、溶氣釋放器），3、池體（接觸區(qū)、分離區(qū)（包括集渣區(qū)、布水區(qū)、斜板分離區(qū)、集水區(qū)、集泥區(qū)））組成。原水與通過釋放器進(jìn)入接觸區(qū)的回流溶氣水及其釋放的微氣泡充分混合，懸浮物與微氣泡結(jié)合形成氣浮體，進(jìn)入布水區(qū)，此時(shí)較大的氣浮體迅速上升至集渣區(qū)，較小的氣浮體進(jìn)入斜板分離區(qū)，根據(jù)淺池原理，這些氣浮體中的大部分氣浮體將在此被去除。密度較大的顆粒將下沉至氣浮裝置底部，通過刮泥機(jī)將其排出。處理后的污水一部分作為回流水回到系統(tǒng)中，大部分水（出水）將進(jìn)入下一級(jí)處理單元。氣浮處理裝置的工藝流程為：油站來水（Oil：2000mg/L，SS：400mg/L）加入除油劑，經(jīng)過管式混合反應(yīng)器后進(jìn)入一級(jí)氣浮裝置，一級(jí)氣浮主要用于回收污水中的浮油、分散油和部分乳化油；分離出的原油經(jīng)刮油機(jī)刮入收油槽，流入站內(nèi)已有的貯油池；一級(jí)氣浮出水（Oil：200mg/L，SS：200mg/L）加入絮凝劑（PAC、HPAM）并充分混合反應(yīng)后流入二級(jí)氣浮裝置，去除剩余的乳化油和懸浮物，二級(jí)氣浮出水（Oil：30mg/L，SS：20mg/L）流入貯水罐，經(jīng)外輸泵加壓后回注。一級(jí)氣浮浮油（含水率<30%）進(jìn)入貯油池，經(jīng)輸油泵直接輸送至油站原油系統(tǒng)。一級(jí)氣浮排泥、二級(jí)氣浮排泥、排渣進(jìn)入污泥池，經(jīng)污泥泵加壓后送至干化場(chǎng)干化。

四、氣浮處理裝置的投產(chǎn)運(yùn)行

1、一期投產(chǎn)試運(yùn)情況。2009年2月19日，開始對(duì)氣浮裝置進(jìn)行清水試運(yùn)。模擬污水運(yùn)行狀態(tài)。試運(yùn)過程中發(fā)現(xiàn)的影響氣浮處理裝置運(yùn)行的主要問題有：1）設(shè)計(jì)不符合污水站工藝布局而引起的過流不暢問題。于氣浮處理裝置處理工藝采用依靠落差的重力流程，在運(yùn)行中來水量一直在690 m3～730m3的范圍內(nèi)，相對(duì)比較平穩(wěn)，但氣浮接受水量則是一個(gè)變化值，水量變化很快，特別是二級(jí)浮選機(jī)，從水量增加到飽和甚至接近溢出只有短短五分鐘左右的時(shí)間，在全面考慮罐高、來液量、設(shè)備等情況后，最終確定原因：一是因?yàn)榱髁坑?jì)、靜混器等管線變徑縮口引起水的流速、流態(tài)發(fā)生變化。二是位差小，產(chǎn)生不了足夠的動(dòng)力。孤六污水站的一級(jí)浮選機(jī)的高度在8米左右，二級(jí)浮選機(jī)的高度在4米左右，而緩沖罐溢流高度為6米，如果緩沖罐可用高度超過二級(jí)浮選機(jī)，那么當(dāng)水量較大而外輸不暢時(shí)，很可能導(dǎo)致二級(jí)浮選機(jī)發(fā)生溢罐事故。采取措施：一是在管線上增加了放氣閥，拆除了一級(jí)氣浮出水靜混器。二是經(jīng)過反復(fù)論證與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，確定緩沖罐的最高使用高度為2.9米，并將緩沖罐溢流口全部改造，下移到規(guī)定高度。改造完成后，氣浮處理裝置運(yùn)行良好，水量基本穩(wěn)定，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。）投加藥劑量過多，平均腐蝕率升高在2007年的實(shí)驗(yàn)中，進(jìn)站污水只需要加入7mg/l的除油劑和80-90mg/l的混凝劑就能夠達(dá)到雙50以下的污水處理指標(biāo)。在3月6日正常投運(yùn)后，加藥量一直居高不下，絮凝劑聚合氯化鋁濃度到600ppm也無法達(dá)到要求。

2、二期投產(chǎn)運(yùn)行情況

6月10日改造工程按期完成了施工驗(yàn)收。整個(gè)改造工程主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。1）流程上的改造

改造后新的流程：

孤三聯(lián)氣浮處理裝置改造后的簡(jiǎn)易流程圖

改造后的流程有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）增加了一級(jí)沉降除油，為油站來水的水質(zhì)優(yōu)化增加了沉降時(shí)間，可以回收油量增加；（2）、增加了污水提升泵，盡管耗能有所增加，但可以更加靈活的調(diào)節(jié)水量，避免了只能依靠重力沉降調(diào)節(jié)的尷尬局面；

五、氣浮處理裝置的運(yùn)行效果

二期改造結(jié)束后，目前一級(jí)氣浮入口的含油量約在1000-2000mg/l，一級(jí)氣浮出口含油約在200-400mg/l，二級(jí)氣浮出口含油在50mg/l以下，滿足生產(chǎn)要求。

氣浮裝置應(yīng)用前后污水水質(zhì)指標(biāo)

六、結(jié)束語

氣浮處理裝置的使用徹底改變了孤三聯(lián)外輸污水含油高的問題，目前外輸污水含油一直控制在10mg/L左右，懸浮物為17.1mg/L，平均腐蝕率為0.182 mm/a.基本達(dá)到生產(chǎn)要求但由于是中途改造，各種條件受到限制，留下了一些隱患問題：1、除油罐沉油量增加，收油頻繁，勞動(dòng)量大。2、一級(jí)氣浮除油出口懸浮物較多，造成二級(jí)氣浮污泥較多，增加除泥拉泥工作量。

參考文獻(xiàn)

1.油田水處理 .石油大學(xué)出版社 .1997.09