污水深度處理過(guò)濾罐反沖洗工藝的優(yōu)化

李海軍，曾儒永，周國(guó)華

（中海石油（中國(guó)）有限公司 湛江分公司，廣東 湛江 524057）

污水深度處理過(guò)濾罐反沖洗工藝的優(yōu)化

李海軍，曾儒永，周國(guó)華

（中海石油（中國(guó)）有限公司 湛江分公司，廣東 湛江 524057）

針對(duì)油田污水深度處理設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后出現(xiàn)的過(guò)濾罐過(guò)流量下降、反沖洗后短時(shí)間內(nèi)污水含油量偏高等現(xiàn)象，對(duì)過(guò)濾罐的反沖洗工藝進(jìn)行了調(diào)整，考察了反沖洗壓力、反沖洗周期、反沖洗程序?qū)^(guò)濾罐過(guò)濾效果的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：最佳反沖洗壓力為250 kPa，在此條件下濾料的更換周期長(zhǎng)達(dá)半年之久，過(guò)流量約為310 m3/h；最佳反沖洗周期為35 min；調(diào)整后的反沖洗程序?yàn)樵诿看畏礇_洗前先不提起蓋板，使濾料在壓縮狀態(tài)下水沖洗5 min，水沖洗完成后再開(kāi)始正常的氣、水反沖洗過(guò)程。調(diào)整反沖洗程序后過(guò)濾罐出口污水含油量下降了6 mg/L，平均值為8 mg/L。

過(guò)濾罐；污水深度處理；反沖洗工藝；優(yōu)化

南海某油田已開(kāi)采了20年，目前已進(jìn)入高含水后期，采出液的含水率逐漸增大，加之國(guó)家對(duì)環(huán)保要求的提高，使油田含油污水處理后達(dá)標(biāo)排放變得越來(lái)越困難。因此，該油田增加了污水深度處理設(shè)備，將生產(chǎn)污水進(jìn)行深度處理，除去污水中的雜質(zhì)和油污，以滿足生產(chǎn)用水處理后排放及回注的要求［1-6］。依據(jù)廠家的設(shè)計(jì)要求安裝污水深度處理設(shè)備后，運(yùn)行初期處理效果較好［7］，運(yùn)行半年后處理效果逐漸變差，主要表現(xiàn)在過(guò)濾罐的過(guò)流量下降，相比運(yùn)行初期下降了30 m3/h；過(guò)濾罐的濾料有損失，反沖洗再生效果變差；反沖洗后短時(shí)間內(nèi)污水含油量偏高，可達(dá)30 mg/L。

針對(duì)上述情況，本工作對(duì)過(guò)濾罐的反沖洗工藝進(jìn)行了調(diào)整，考察了反沖洗壓力、反沖洗周期、反沖洗程序?qū)^(guò)濾罐過(guò)濾效果的影響，確定了過(guò)濾罐反沖洗的最優(yōu)工藝條件。

1 原過(guò)濾罐反沖洗工藝參數(shù)

過(guò)濾罐反沖洗工藝參數(shù)為［8］：反沖洗壓力200 kPa，反沖洗周期30 min，反沖洗程序采取先氣沖再水沖的方式，其中氣沖時(shí)間2 min，水沖時(shí)間1 min，交替進(jìn)行4次，最后收尾水沖3 min。過(guò)濾罐反沖洗的流程見(jiàn)圖1。反沖洗周期的界定：以1號(hào)過(guò)濾罐進(jìn)行反沖洗作為開(kāi)始，其余5個(gè)過(guò)濾罐正常進(jìn)行過(guò)濾作業(yè)，直到6個(gè)過(guò)濾罐順序反沖洗各一次為一個(gè)反沖洗周期。圖1中只以3個(gè)過(guò)濾罐為例。過(guò)濾罐的設(shè)計(jì)過(guò)流量約為280 m3/h，處理后污水含油量為10 mg/L。

圖1 過(guò)濾罐反沖洗的流程

2 過(guò)濾罐反沖洗工藝的優(yōu)化

2.1 過(guò)濾罐反沖洗壓力的確定

在過(guò)濾罐反沖洗的過(guò)程中，反沖洗壓力主要影響過(guò)濾罐內(nèi)部濾料的再生效果及過(guò)流量的大?。?-10］。反沖洗壓力對(duì)過(guò)濾罐出口污水含油量的影響見(jiàn)圖2。由圖2可見(jiàn)：隨著反沖洗壓力的逐漸提高，污水含油量逐漸下降后略有提高；當(dāng)反沖洗壓力為250 kPa時(shí)，污水含油量最低。故本試驗(yàn)最佳反沖洗壓力為250 kPa。

圖2 反沖洗壓力對(duì)過(guò)濾罐出口污水含油量的影響

過(guò)濾罐的過(guò)流量隨反沖洗壓力的變化曲線見(jiàn)圖3。理論上反沖洗壓力越小，過(guò)流量應(yīng)該越大，但由圖3可見(jiàn)：當(dāng)反沖洗壓力為200 kPa時(shí)，過(guò)流量最低，約為280 m3/h；當(dāng)反沖洗壓力為240 kPa時(shí)，過(guò)流量最高，約為320 m3/h。這是因?yàn)榉礇_洗壓力過(guò)小時(shí)，影響了濾料的再生效果，導(dǎo)致濾料堵塞，造成過(guò)濾罐的過(guò)流量偏低；但反沖洗壓力過(guò)大時(shí)，會(huì)損傷濾料，縮短濾料的更換周期，增加成本。綜合考慮，本試驗(yàn)選擇反沖洗壓力為250 kPa。在此條件下濾料的更換周期長(zhǎng)達(dá)半年之久，過(guò)流量約為310 m3/h。

圖3 過(guò)濾罐的過(guò)流量隨反沖洗壓力的變化曲線反沖洗壓力/kPa：a 190；b 200；c 210；d 220；e 230；f 240；g 250；h 260

2.2 過(guò)濾罐反沖洗周期的確定

過(guò)濾罐的反沖洗周期主要與過(guò)濾前水質(zhì)和出水水質(zhì)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)，出水水質(zhì)需滿足低滲透油層注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，低滲透油層注水水質(zhì)參照SY/T 5329—1994《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法》［11］。在反沖洗壓力為250 kPa的條件下，過(guò)濾罐反沖洗周期對(duì)處理后污水含油量的影響見(jiàn)圖4。由圖4可見(jiàn)：當(dāng)反沖洗周期為45 min時(shí)，平均污水含油量為17 mg/L；反沖洗周期為35 min和25 min時(shí)，平均污水含油量為8 mg/L；反沖洗周期為30 min時(shí)，平均污水含油量為14 mg/L?？紤]到反沖洗周期為25 min時(shí)，反沖洗頻率過(guò)高，會(huì)影響過(guò)濾罐內(nèi)濾料的再生效果及使用壽命。故本試驗(yàn)反沖洗周期選擇為35 min。

圖4 過(guò)濾罐反沖洗周期對(duì)處理后污水含油量的影響反沖洗周期/min：25；30；35；45

2.3 過(guò)濾罐反沖洗程序的調(diào)整

試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)每個(gè)過(guò)濾罐在反沖洗完成后投用的十幾秒內(nèi)均會(huì)出現(xiàn)短暫的處理后污水含油量略高的狀況，污水含油量會(huì)高達(dá)14 mg/L。這與過(guò)濾罐的反沖洗程序有關(guān)，過(guò)濾罐正常過(guò)濾及反沖洗狀態(tài)的原理圖［12］見(jiàn)圖5。

圖5 調(diào)整前過(guò)濾罐正常過(guò)濾及反沖洗狀態(tài)的原理圖

由圖5可見(jiàn)，過(guò)濾罐的反沖洗程序是先將蓋板提起，然后采用先氣沖再水沖的方式進(jìn)行沖洗，氣、水沖洗后，過(guò)濾罐內(nèi)濾料處于雜亂狀態(tài)，反沖洗過(guò)程中會(huì)存在一定的死角，部分雜質(zhì)、油污未被徹底清除，導(dǎo)致過(guò)濾罐投用后濾料周圍松動(dòng)的油污被攜帶至過(guò)濾罐出口，使污水含油量升高。針對(duì)此種情況，調(diào)整了反沖洗程序，在每次反沖洗前先不提起蓋板，使濾料在壓縮狀態(tài)下水沖洗5 min，這樣將過(guò)濾滯留的油污和雜質(zhì)排擠到濾料的外部，通過(guò)水沖洗將其除去，水沖洗完成后再開(kāi)始正常的氣、水反沖洗過(guò)程。過(guò)濾罐反沖洗程序調(diào)整前后污水含油量的比較見(jiàn)圖6。由圖6可見(jiàn)，過(guò)濾罐反沖洗程序調(diào)整后，污水含油量平均降低了6 mg/L，平均為8 mg/L。

圖6 過(guò)濾罐反沖洗程序調(diào)整前后污水含油量的比較調(diào)整前；調(diào)整后

3 結(jié)論

a）在油田污水深度處理過(guò)程中，隨著過(guò)濾罐反沖洗壓力的逐漸提高，污水含油量逐漸下降后略有提高；最佳反沖洗壓力為250 kPa，在此條件下濾料的更換周期長(zhǎng)達(dá)半年之久，過(guò)流量約為310 m3/h。

b）最佳反沖洗周期為35 min。

c）調(diào)整的反沖洗程序?yàn)樵诿看畏礇_洗前先不提起蓋板，使濾料在壓縮狀態(tài)下水沖洗5 min，水沖洗完成后再開(kāi)始正常的氣、水反沖洗過(guò)程。調(diào)整反沖洗程序后過(guò)濾罐出口污水含油量下降了6 mg/ L，平均為8 mg/L。

［1］ 田軍，謝陽(yáng). 油氣田采出水深度處理和利用技術(shù)［J］.油氣田地面工程，1998，17（6）：28 - 31.

［2］ 楊勝，劉向榮，田魯興. 污水深度處理系統(tǒng)在油田污水處理中的應(yīng)用［J］.油氣田環(huán)境保護(hù)，2002，12 （3）：29 - 32.

［3］ 陳進(jìn)富.油田采出水處理技術(shù)與進(jìn)展［J］. 環(huán)境工程，2000，8（1）：18 - 20.

［4］ 楊云霞，張曉健. 我國(guó)主要油田污水處理技術(shù)現(xiàn)狀及問(wèn)題［J］. 油氣田地面工程，2001，20（1）：4 - 5.

［5］ 馮鵬邦. 浮選柱用于油田回注水處理的研究［J］. 油氣田環(huán)境保護(hù)，1994，4（1）：4 - 7.

［6］ 張鈞編.海上采油工程手冊(cè)［M］. 北京：石油工業(yè)出版社，2001：941 - 953.

［7］ 鄒啟賢，陸正禹. 油田污水處理綜述［J］. 工業(yè)水處理，2001，21（8）：1 - 3.

［8］ 向?qū)W會(huì).污水站過(guò)濾罐反沖洗參數(shù)優(yōu)化［J］.油氣田地面工程，2011（4）：51 - 52.

［9］ 邵軍. 污水處理站反沖洗自控技術(shù)［J］. 油氣田地面工程，2005，24（7）：24 - 27.

［10］ 盧瑜林.核桃殼濾料污染后的清洗再生［J］. 油氣田地面工程， 2004，23（2）：25 - 28.

［11］ 勝利石油管理局地質(zhì)科學(xué)研究院.SY/T 5329—1994碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1994.

［12］ 于靜輝，李清德，邢曉.自動(dòng)反沖洗過(guò)濾器控制系統(tǒng)的改進(jìn)［J］.液壓與氣動(dòng)，2002，12（8）：44 - 45.

（編輯 祖國(guó)紅）

Process Optimization of Filter Tank Backwashing for Wastewater Advanced Treatment

Li Haijun，Zeng Ruyong，Zhou Guohua
（Zhanjiang Branch of CNOOC，Zhanjiang Guangdong 524057，China）

Aiming at the device problems in advanced treatment of oilfi eld wastewater，such as the excess fl ow decrease of fi lter tank in operation and the higher oil content of the effl uent after backwashing for a short time，the backwashing process of filter tank was adjusted and the effects of backwashing pressure，backwashing cycle and backwashing procedure on filtration were investigated. The test results indicate that：The optimum backwashing pressure is 250 kPa，under which the replacement cycle of fi lter materials is up to half a year and the excess fl ow is about 310 m3/h；The optimum backwashing period is 35 min. The backwashing process is adjusted as follows：Before each time of backwashing，the compressed fi lter materials are water-washed for 5 min with the cover closed，after that the normal gas-water backwashing process can be started. After the adjustment，the oil content of the fi lter tank effl uent is decreased by 6 mg/L and the average value is 8 mg/L.

fi lter tank；wastewater advanced treatment；backwashing process；optimization

X703

A

1006 - 1878（2015）01 - 0055 - 04

2014 - 07 - 24；

2014 - 10 - 15。

李海軍（1987—），男，黑龍江省海林市人，大學(xué)，助理工程師，電話 13828260742，電郵 xingehaijun2008@163.com。