污水沉降罐過(guò)渡層組分分析與治理方法

大慶油田采油六廠

污水沉降罐過(guò)渡層組分分析與治理方法

劉福斌大慶油田采油六廠

大慶油田聚喇360污水站沉降罐過(guò)渡層厚度不斷增加，占據(jù)了沉降處理空間，造成沉降罐放水含油量和懸浮固體含量超標(biāo)，影響回注水水質(zhì)。對(duì)沉降罐內(nèi)不同液位高度介質(zhì)進(jìn)行取樣和測(cè)試，確定沉降罐內(nèi)的油水過(guò)渡層除含有原油和水外，還含有大量硫酸鹽還原菌和硫化亞鐵微粒。采取在沉降罐進(jìn)水中投加殺菌劑壓縮沉降罐油水過(guò)渡層，在沉降罐上游的三相分離器和游離水脫除器進(jìn)液中投加油水分離劑降低沉降罐進(jìn)水含油量，在污水處理站回收沉降罐上部污油期間增加脫水站游離水脫除器進(jìn)液中的油水分離劑劑量，并在電脫水器進(jìn)液中臨時(shí)投加可抑制電脫水器油水過(guò)渡層的二段破乳劑的措施，將沉降罐內(nèi)油水過(guò)渡層的厚度從3 m降低到1 m，沉降罐放水含油量降低到100 mg/L以下。

污水沉降罐；過(guò)渡層；硫化亞鐵；取樣

聚喇360污水站設(shè)計(jì)能力4×104m3/d，實(shí)際處理量3.3×104m3/d，負(fù)荷率82.5%。污水沉降罐油厚度累積已達(dá)5 m，占據(jù)了污水沉降空間，造成罐內(nèi)油水界面模糊，沉降出水發(fā)黑，懸浮固體含量嚴(yán)重超標(biāo)，直接影響回注水水質(zhì)。在收油過(guò)程中聯(lián)合站電脫水器頻繁垮電場(chǎng)，嚴(yán)重影響外輸原油的脫水。通過(guò)對(duì)過(guò)渡層的組分分析，尋找處理和抑制過(guò)渡層增長(zhǎng)的有效方法。

1沉降罐內(nèi)油水過(guò)渡層分析

1.1 分層取樣

依據(jù)《石油液體手工取樣法（GB/T4756）》的規(guī)定[1]，制作由銅管、配重塊、取樣閥和測(cè)量繩等材料組成的取樣器。為詳細(xì)劃分罐內(nèi)介質(zhì)的高度，將取樣器分為3個(gè)取樣腔，每個(gè)取樣腔容積為1 000 mL，一次投入可取3個(gè)不同高度的樣品。2014年5月12日對(duì)聚喇360污水站的1#一次沉降罐進(jìn)行取樣，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1，從沉降罐頂部向下取樣，共取樣13次，38個(gè)樣品。

1.2 樣品分析

采用絕跡稀釋法測(cè)定硫酸鹽還原菌數(shù)量，通過(guò)亞甲藍(lán)比色法測(cè)定硫化物[2]，蒸餾法檢測(cè)含水值[3]，紅外線成像儀測(cè)量溫度，沉降罐內(nèi)不同高度的介質(zhì)成分分布情況見(jiàn)表1。

表1 沉降罐介質(zhì)平均含量比值及溫度

由表1可見(jiàn)，沉降罐內(nèi)不同高度的介質(zhì)成分隨著罐高的不同呈規(guī)律性變化，其中硫化物和含水率曲線在同一高度（即6.27 m和9.24 m）出現(xiàn)拐點(diǎn)。沉降罐罐體表面溫度由26.4℃下降至18.5℃，介質(zhì)流動(dòng)性差，因此將罐內(nèi)從6.27 m到9.24 m的3 m厚度的介質(zhì)稱為過(guò)渡層。

圖1 一次沉降罐內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

將50 mL油水過(guò)渡層樣品倒入容量為160 mL的具蓋玻璃配方瓶中，加入50 mL、120#溶劑汽油稀釋后，加入10 mL濃度20%的鹽酸，有硫化氫氣體析出，表明過(guò)渡層中含有大量硫化物微粒。

在油田采出水處理過(guò)程中，由于硫酸鹽還原菌的廣泛存在和大量繁殖，相繼產(chǎn)生了大量的硫化亞鐵微粒，這些硫化物微粒與采出液中的鉆井泥漿、黏土顆粒以及各種菌類等包裹摻雜在一起，集于污水沉降罐內(nèi)的油水層之間，形成油水過(guò)渡層。隨著過(guò)渡層厚度的增加，沉降罐內(nèi)有效沉降空間變小，沉降時(shí)間縮短，導(dǎo)致沉降出水水質(zhì)超標(biāo)。一方面，嚴(yán)重影響過(guò)濾和回注水系統(tǒng)；另一方面，過(guò)渡層內(nèi)的介質(zhì)較強(qiáng)的導(dǎo)電性，在回收過(guò)渡層過(guò)程中電脫水器運(yùn)行困難。

2抑制措施

（1）在沉降罐進(jìn)水中投加殺菌劑，壓縮沉降罐油水過(guò)渡層。聚喇360污水處理站原有殺菌劑加藥點(diǎn)設(shè)計(jì)在濾后水匯管處，進(jìn)行工藝改造后，實(shí)現(xiàn)加藥點(diǎn)前移和單罐加藥工藝。2014年6月7日-7月10日，聚喇360污水站一次、二次沉降罐每隔3天進(jìn)行間歇投加殺菌劑650 kg。

（2）投加油水分離劑，降低沉降罐進(jìn)水的含油量。前端放水站，于2014年5月15日—6月7日，在三相分離器、游離水脫除器中投加油水分離劑25 kg，確保沉降罐進(jìn)水含油量控制在800 mg/L以內(nèi)，污水沉降罐連續(xù)強(qiáng)化回收污油1 600 t。

（3）調(diào)整系統(tǒng)，確保收油期間電場(chǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。由于聚喇360污水站回收污油最終進(jìn)入喇Ⅱ—1聯(lián)合站進(jìn)行脫水，為避免聚喇360污水站回收污油影響電脫水器的穩(wěn)定運(yùn)行，在聚喇360污水站回收污油的過(guò)程中，喇Ⅱ—1聯(lián)合站一段游離水脫除器進(jìn)液，增加油水分離劑加藥量100 kg/d，將游離水脫除器放水含油量控制在600 mg/L以內(nèi)。用臨時(shí)加藥裝置，向電脫水器進(jìn)液中投加可抑制油水過(guò)渡層的二段破乳劑，增強(qiáng)電脫水器對(duì)回收污油中機(jī)械雜質(zhì)的耐受能力，確?；厥瘴塾推陂g電場(chǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。

3實(shí)施效果

通過(guò)對(duì)污水沉降罐內(nèi)油水過(guò)渡層的治理，沉降罐內(nèi)油水過(guò)渡層厚度由3 m變?yōu)? m；過(guò)渡層中硫化物含量比由59.6%降至3.54%，硫酸鹽還原菌由10 000 mL-1降到100 mL-1，沉降罐出水含油量低于100 mg/L。2014年5月12日和7月12日兩次取樣化驗(yàn)結(jié)果對(duì)比如圖2所示。

圖2 回收污油前后聚喇360污水站1#一次沉降罐熱成像儀成像圖片

4結(jié)論

聚喇360污水站沉降罐內(nèi)的油水過(guò)渡層除含有原油和水外，還含有大量硫酸鹽還原菌和硫化亞鐵微粒，可有效抑制污水處理站沉降罐內(nèi)油水過(guò)渡層形成的措施包括：在沉降罐進(jìn)水中投加殺菌劑壓縮沉降罐油水過(guò)渡層；在沉降罐上游的三相分離器和游離水脫除器進(jìn)液中投加油水分離器，降低沉降罐進(jìn)水含油量；在污水處理站回收沉降罐上部污油期間增加脫水站游離水脫除器進(jìn)液中的油水分離劑劑量，并在電脫水器進(jìn)液中臨時(shí)投加可抑制電脫水器內(nèi)油水過(guò)渡層的二段破乳劑。

[1]金德璽．石油液體手工取樣法：GB/T4756[S]．北京：中國(guó)石油化工總公司石油化工科學(xué)院,1998.

[2]裴艷玲，古文革，韓麗華，等．含油污水中硫化物含量的測(cè)定：Q/SY DQ1007—2004[S]．大慶：大慶油田有限責(zé)任公司，2004.

[3]宋守國(guó)，劉文濤，李季成，等．高含水原油水含量測(cè)定方法—蒸餾法：Q/SYDQ1625—2014[S]．大慶：大慶油田有限責(zé)任公司，2014.

（欄目主持 焦曉梅）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.8.035

劉福斌：工程師，1990年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院石油地質(zhì)勘查專業(yè)，從事油田生產(chǎn)規(guī)化管理工作。

（0459）5836443、liufubin@petrochina.com.cn

2015-05-09