集輸站庫污泥處理設(shè)備的選擇與應(yīng)用

鮑春榮 劉同玲 王秀紅 邢武林 閆海

摘要：根據(jù)地質(zhì)資料，勝利油田河口采油廠大北油區(qū)平均空氣滲透率為2～27.8×10-3μm2，油田區(qū)塊儲層物性差，屬特低滲透區(qū)塊，并且非均質(zhì)嚴(yán)重，注水水質(zhì)是決定注水效果的關(guān)鍵因素。注水水質(zhì)合格率高，不僅能有效的保護(hù)儲層，而且能更好的保障油區(qū)“穩(wěn)產(chǎn)”；然而，如果注水水質(zhì)惡化，不僅加劇注水設(shè)施的腐蝕結(jié)垢，而且會對油區(qū)開發(fā)產(chǎn)生潛移默化的負(fù)面影響，最終造成開采成本上升，甚至影響產(chǎn)油水平。因此，聯(lián)合站污水處理系統(tǒng)外輸水懸浮物、含油、粒徑中值及平均腐蝕速率等各項指標(biāo)對油田能否持續(xù)穩(wěn)產(chǎn)尤其重要。

關(guān)鍵詞：污水工藝；污泥處理；污泥壓濾機(jī)

一、生產(chǎn)現(xiàn)狀

大北站于1990年2月建成投產(chǎn)，原是1座接轉(zhuǎn)站，建成初期設(shè)計能力80×104t/a（2200m3/d）。大北油區(qū)經(jīng)過不斷滾動開發(fā)，擴(kuò)建大北接轉(zhuǎn)站為聯(lián)合站，具有油氣分離、原油脫水、原油穩(wěn)定、原油外輸?shù)裙δ堋?005年由于注入水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)、腐蝕嚴(yán)重等問題的存在，對大北站進(jìn)行了技術(shù)改造，2007年2月污水處理系統(tǒng)建成投產(chǎn)。污水處理系統(tǒng)采用重力除油+懸浮污泥過濾的處理工藝，同時由于受投資限制等因素影響，站內(nèi)預(yù)留了精細(xì)過濾的位置。改造后污水處理設(shè)計規(guī)模3000m3/d，設(shè)計水質(zhì)指標(biāo)A3級，處理后外輸至大37塊各注水站回注。運行4年多來，由于SSF懸浮污泥過濾裝置較差的抗沖擊性，以及站內(nèi)缺少污泥處理設(shè)施等，導(dǎo)致大北聯(lián)合站目前外輸水水質(zhì)超標(biāo)，站內(nèi)腐蝕嚴(yán)重。根據(jù)地質(zhì)資料，大北油區(qū)平均空氣滲透率為2～27.8×10-3μm2，油田區(qū)塊儲層物性差，屬特低滲透區(qū)塊，并且非均質(zhì)嚴(yán)重。注水水質(zhì)指標(biāo)需達(dá)到A1級。大北污水站為滿足注水水質(zhì)需求，自2012年9月開始進(jìn)行污水處理工藝流程改造，由過去的“重力一級除油+懸浮污泥過濾”工藝，改造為目前的“一級除油+混凝沉降+兩級過濾”的處理工藝。污水處理系統(tǒng)主要流程：分水器來水→1×1000m3一次除油罐→2×500m3混凝沉降罐→1×200m3提升緩沖罐→提升泵→多介質(zhì)過濾器→金屬膜過濾器→外輸緩沖罐→外輸泵→外輸至注水站。

二、存在問題

大北站日常生產(chǎn)中嚴(yán)格執(zhí)行節(jié)點參數(shù)節(jié)點控制的運行模式。通過對節(jié)點參數(shù)分析，發(fā)現(xiàn)一次除油罐水質(zhì)時常出現(xiàn)較大波動。以2016年1月一次除油罐水質(zhì)統(tǒng)計數(shù)據(jù)為例：

由數(shù)據(jù)統(tǒng)計可以看出，一次除油罐出水水質(zhì)波動較大，最高時含油量達(dá)到102.58mg/L，懸浮物固體含量達(dá)到45.71mg/L，最低時含油量8.93mg/L，懸浮物固體含量11.52mg/L。對此，我們進(jìn)行了更詳細(xì)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)當(dāng)污油泵回收污油池內(nèi)污油時，一次除油罐出水水質(zhì)發(fā)生較大變化。污油池主要是擔(dān)負(fù)大北站各污水罐、沉降罐、分水器和過濾器等設(shè)備的底部排污，同時污油池與污泥池相鄰，污泥池與污油池之間有溢流堰。當(dāng)污泥池內(nèi)液位不能及時清理，到達(dá)一定高度后，污泥便通過溢流堰進(jìn)入污油池，從而使大量懸浮物和原油進(jìn)入污油池，再通過污油泵打入一次除油罐，對罐內(nèi)污水沉降產(chǎn)生沖擊，底部泥沙迅速積累，繼而影響二次除油罐、提升緩沖罐、多介質(zhì)過濾器及外輸水罐和污水事故罐，在系統(tǒng)內(nèi)部形成惡性循環(huán)，使水處理系統(tǒng)狀況惡化。污泥池的清理只能通過人工清砂，工作環(huán)境惡劣，勞動強(qiáng)度大，清理周期長。清池期間，各污水設(shè)備不能排泥，對水質(zhì)再次產(chǎn)生影響。

三、疊螺式污泥壓濾機(jī)應(yīng)用

在污水處理系統(tǒng)中，污泥的處理、處置是一個非常重要的環(huán)節(jié)。就像一個生命體，如果不能及時地進(jìn)行代謝物的排泄，將直接影響到正常生理機(jī)能的發(fā)揮。石油化工污泥含油污泥種類繁多、性質(zhì)復(fù)雜，且含油量較高、乳化嚴(yán)重，顆粒細(xì)、黏度大。為徹底解決污泥池內(nèi)污泥處置的問題，在大北站污水處理系統(tǒng)改造過程中安裝了污泥壓濾機(jī)。

在污泥脫水中一般采用板框壓濾機(jī)、帶式壓濾機(jī)、離心脫水機(jī)等設(shè)備。但這些設(shè)備在石油化工領(lǐng)域分別有各自的不足之處：板框壓濾機(jī)不能連續(xù)運行、濾布被含油污泥附著堵死，壓濾效率低；帶式壓濾機(jī)易堵塞，清洗用水量極大，濾布難清理，壓濾效率低；離心式脫水機(jī)則分離效果差，能耗高，且噪音比較大，工作環(huán)境差。結(jié)合大北站污泥性質(zhì)，選擇了疊螺式污泥壓濾機(jī)。2016年3月份開始投入使用。大北站根據(jù)各污水罐底部積泥沙情況，每兩周對各污水罐依次進(jìn)行排泥，所排出污泥進(jìn)入污泥池，再通過污泥提升泵將污泥打入污泥沉降池，通過投加高分子絮凝劑進(jìn)行濃縮，進(jìn)入疊螺式污泥壓濾機(jī)脫水部分，最終自動出泥，裝袋外運。通過疊螺污泥壓濾機(jī)的運行，有效去除了污水處理系統(tǒng)中的懸浮物固體，使得污水水質(zhì)有所好轉(zhuǎn)，為大北油區(qū)的下一步開采打下基礎(chǔ)。

四、疊螺污泥壓濾機(jī)推廣

（一）結(jié)構(gòu)原理

疊螺污泥壓濾機(jī)主體主要是由過濾體和螺旋軸所構(gòu)成，過濾體又分濃縮和脫水兩部分。當(dāng)污泥進(jìn)入濾體后，利用固定環(huán)、游動環(huán)的相對游動，使濾液通過疊片間隙快速向外排出，迅速濃縮，污泥向脫水部推移，當(dāng)污泥進(jìn)入到脫水部時，在濾腔內(nèi)的空間不斷縮小，污泥內(nèi)壓不斷增強(qiáng)，再加上出泥處背壓板的背壓作用，使其達(dá)到脫水，干泥不斷排出機(jī)外。

（二）運行流程

流程說明：污泥池里的污泥，通過污泥輸送泵輸送到計量槽內(nèi)。輸送到計量槽內(nèi)的污泥，通過計量輸送到絮凝混合槽。輸送到絮凝混合槽內(nèi)的污泥，注入高分子絮凝劑，攪拌使污泥和高分子絮凝劑反應(yīng)形成絮團(tuán)。污泥通過攪拌形成絮團(tuán)后，輸送到螺旋主體。形成絮團(tuán)的污泥輸送到螺旋主體，濃縮后的污泥沿著螺旋軸旋轉(zhuǎn)的方向機(jī)械向前推進(jìn)，在背壓板形成的內(nèi)牙作用下充分脫水，輸送到脫水部，大量的濾液從濃縮的濾縫中排出。脫水后的污泥從背壓板與疊螺主題形成的間隙排出，最終排出泥餅。

（三）技術(shù)優(yōu)勢

1、低速旋轉(zhuǎn)。螺旋軸的轉(zhuǎn)速約2～3轉(zhuǎn)/分，耗電極低。故障少，噪音震動小，操作安全。

2、不易堵塞。該壓濾機(jī)具有自我清洗的功能，不需要為防止濾縫堵塞而進(jìn)行清洗，減少沖洗用水量，減少內(nèi)循環(huán)負(fù)擔(dān)。

3、操作簡單。大北站疊螺壓濾機(jī)的投用沒有增加崗位職工勞動強(qiáng)度，僅在運行時，按時巡檢即可，可以實現(xiàn)無人運行。日常維護(hù)時間段，維護(hù)作業(yè)簡單。

五、總結(jié)

實踐運行表明，疊螺污泥壓濾機(jī)運行穩(wěn)定，效果良好，一般含油污泥脫水后含水率可達(dá)標(biāo)，克服了帶式脫水機(jī)、板框式壓濾機(jī)易堵塞、離心機(jī)難以分離等缺點，最大限度地滿足了污泥無害化、減量化、資源化處理的要求。不僅能較大程度地降低了脫水、運輸、后續(xù)干化、焚燒處置等環(huán)節(jié)的費用，而且可確保污水處理的達(dá)標(biāo)排放或回用，具有非常良好的應(yīng)用前景。