丘陵污水處理工藝優(yōu)化技術(shù)研究與應(yīng)用

沈克兵

關(guān)鍵詞：成本;超標(biāo);工藝優(yōu)化;絮凝沉降

1 水質(zhì)不達(dá)標(biāo)危害

丘陵油田是一個(gè)典型的低孔低滲油田，儲(chǔ)層平均孔隙度13.7%，平均滲透率l4.1×10-3μm2，孔隙度變化差異小，滲透率差異大，對(duì)注入水水質(zhì)有很高要求，從表1可以看出，裝置細(xì)菌含量、粒徑中值等指標(biāo)均得到有效控制，但是關(guān)鍵指標(biāo)懸浮物及含油超標(biāo)，不合格水質(zhì)注入會(huì)堵塞油藏，主要體現(xiàn)在懸浮物固體堵塞及乳化油的賈敏效應(yīng)[1]，地層堵塞會(huì)造成地層吸水能力下降，影響水驅(qū)動(dòng)用程度速度，造成對(duì)應(yīng)油井減產(chǎn)。

由于注水井吸水能力下降，同期用于改善注水井吸水能力的解堵措施，如注水井酸洗、酸化等措施增注的工作量會(huì)有一定幅度上升，2015年用于丘陵油田注水井解堵措施將近60井次，解堵費(fèi)用達(dá)到了900萬(wàn)元，增加了采油廠運(yùn)行成本。

2 水質(zhì)不達(dá)標(biāo)原因分析

為研究丘陵污水處理系統(tǒng)懸浮物、含油超標(biāo)及運(yùn)行成本高的原因，我們從兩方面分析研究：一是從源頭尋找超標(biāo)原因，利用水質(zhì)化驗(yàn)分析方法[2]，對(duì)丘陵聯(lián)合站集輸系統(tǒng)來(lái)水和干化池的回調(diào)水進(jìn)行取樣，化驗(yàn)來(lái)水組份，進(jìn)行定性定量評(píng)價(jià);二是從污水處理設(shè)備及工藝查找原因，采用節(jié)點(diǎn)耦合評(píng)價(jià)方法，對(duì)丘陵聯(lián)合站兩套污水處理裝置各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)工藝效率進(jìn)行評(píng)價(jià)，最終確定丘陵污水處理系統(tǒng)水質(zhì)超標(biāo)、運(yùn)行成本高的主要影響因素。

2.1 來(lái)水水質(zhì)分析評(píng)價(jià)

對(duì)丘陵污水站水源進(jìn)行取樣化驗(yàn)，主要測(cè)試指標(biāo)有離子含量、pH值、溫度、硫化物、含氧量、侵蝕性二氧化碳含量以及硫酸鹽還原菌[3]含量。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行及化驗(yàn)分析，得出結(jié)果：丘陵污水站接收水源復(fù)雜，水質(zhì)對(duì)系統(tǒng)沖擊影響較大。丘陵干化池運(yùn)行工藝嚴(yán)重影響回調(diào)水質(zhì)及聯(lián)合站日常生產(chǎn)運(yùn)行，會(huì)增加污水處理管控難度，節(jié)點(diǎn)單元的排泥、收油、反洗周期需不定期調(diào)整，影響裝置處理效率，從而增加水質(zhì)化驗(yàn)檢測(cè)費(fèi)用及藥劑投加費(fèi)用。

2.2 工藝現(xiàn)狀分析評(píng)價(jià)

采用節(jié)點(diǎn)耦合評(píng)價(jià)方法[4]，對(duì)丘陵聯(lián)合站兩套污水處理裝置的500方接收罐、400方斜管除油罐、隔油池、調(diào)節(jié)池、生化池、緩沖池、過(guò)濾器等各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行水質(zhì)化驗(yàn)分析、運(yùn)行維護(hù)效益評(píng)價(jià)，主要測(cè)試指標(biāo)有懸浮物含量、含油、操控點(diǎn)、維護(hù)費(fèi)用。

評(píng)價(jià)結(jié)果：兩套污水處理裝置控制點(diǎn)多，年檢維護(hù)費(fèi)用高，其中物化裝置節(jié)點(diǎn)機(jī)雜及含油處理效率極低，平均不足50%，生化裝置機(jī)雜及含油去除率踏線達(dá)標(biāo)。

3 工藝優(yōu)化研究

3.1 增設(shè)預(yù)處理單元

停用物化處理系統(tǒng)，單獨(dú)運(yùn)行生化處理裝置完全可以滿足油田污水處理需求。通過(guò)修舊利廢，將物化處理裝置的兩具500方接收罐和兩具400方斜管除油罐進(jìn)行流程改造，接入生化系統(tǒng)前端，作為生化裝置預(yù)處理單元，并在500方接收罐投加藥劑進(jìn)行油水沉降預(yù)處理，除去部分雜質(zhì)、上部污油，提高來(lái)水穩(wěn)定性，降低下游生化管控難度。

3.2 污水回調(diào)工藝改進(jìn)

優(yōu)化回調(diào)水系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)單元池工藝：①新增5#池泄水口，對(duì)作業(yè)洗井污水進(jìn)行水質(zhì)化驗(yàn)檢測(cè)，水體透亮、水質(zhì)合格的污水直接排至5#回調(diào)池，降低干化池泄水壓力，減少無(wú)效沉降時(shí)間，提高回調(diào)污水能力;②在1#、2#、4#池加設(shè)防爆羅茨泵，保持各級(jí)沉降池流水暢通，恢復(fù)單元池功能;③新增末級(jí)沉降池4#池至氧化塘流程，形成二次沉降，延長(zhǎng)沉降時(shí)間，保證回調(diào)水質(zhì)。

3.3 提高細(xì)菌活性，增強(qiáng)除油效率

對(duì)生化池微生物進(jìn)行溫度影響活性[5]評(píng)價(jià)，從培養(yǎng)血現(xiàn)場(chǎng)效果，25℃-35℃的微生物手感柔順光滑，顏色發(fā)黃有光澤，活性很好;20℃-25℃與35℃-45℃度之間的微生物，手感粗雜含沙，顏色發(fā)黑發(fā)暗。經(jīng)過(guò)水質(zhì)化驗(yàn)檢測(cè)，25℃-35℃的微生物除油率將近100%，而20℃-25℃與35℃-45℃度之間的微生物除油率不足85%。

對(duì)此本文做了兩個(gè)方面的改進(jìn)與優(yōu)化：根據(jù)熱量計(jì)算公式，通過(guò)確定回調(diào)水量，對(duì)回調(diào)水工藝進(jìn)行改進(jìn)，利用回調(diào)水中和三相來(lái)水溫度，確保生化池進(jìn)口水溫保持在25℃到35℃之間，但是現(xiàn)場(chǎng)操控難度比較大;第2個(gè)改進(jìn)，對(duì)采油處理系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化：將原先對(duì)三相一級(jí)加熱流程改至三相二級(jí)，將三相一級(jí)分離后的大部分水直接排至污水處理系統(tǒng)，從而確保原頭的三相來(lái)水溫度保持在25℃到35℃之間，提高細(xì)菌活性，增強(qiáng)生化池含油去除效率。

4 優(yōu)化藥劑配比

對(duì)三相來(lái)水、生化池出口分別進(jìn)行取樣化驗(yàn)分析，優(yōu)選出接收罐及沉淀池最佳藥劑配比。將水樣置于500mL燒杯中，按實(shí)驗(yàn)方案加入PAC，以200r/min攪拌5min;然后加入PAM，以100r/min攪拌5min，靜置30min測(cè)上層水的濁度，優(yōu)先選取不同PAC濃度進(jìn)行試驗(yàn)，確定PAC最佳濃度后，進(jìn)行PAM濃度實(shí)驗(yàn)。最終接收罐最佳配比：30 ppm混凝劑+0.15 ppm絮凝劑[6]，沉淀池藥劑配比：180 ppm混凝劑+1.6ppm絮凝劑+100ppm氧化型殺菌劑。

5 現(xiàn)場(chǎng)效果評(píng)價(jià)

通過(guò)停用物化系統(tǒng)，增設(shè)來(lái)水預(yù)處理單元，實(shí)施回調(diào)水工藝優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了站外來(lái)水的穩(wěn)定，提高了系統(tǒng)管控強(qiáng)度，降低了污水處理運(yùn)行維護(hù)成本;重點(diǎn)利用調(diào)節(jié)生化池進(jìn)水溫度，提高細(xì)菌活性，實(shí)現(xiàn)除油100%控制;針對(duì)站內(nèi)各單元的懸浮物處理效率分析評(píng)價(jià)，開(kāi)展絮凝處理配方優(yōu)化研究，優(yōu)選出接收罐、沉淀池最佳藥劑配比。

方案實(shí)施后，丘陵污水處理站出口水質(zhì)由平均8.2mg/L下降至2.1mg/L，含油降至0mg/L，實(shí)現(xiàn)了裝置出口水質(zhì)滿足《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)》要求。

6 結(jié)論

①通過(guò)節(jié)點(diǎn)耦合分析方法對(duì)系統(tǒng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)單元進(jìn)行工藝效率和運(yùn)行維護(hù)效益評(píng)價(jià)，為系統(tǒng)優(yōu)化措施研究提供指導(dǎo);

②通過(guò)停用物化系統(tǒng)，修舊利廢，增設(shè)預(yù)處理單元，提高了來(lái)水穩(wěn)定性，降低了來(lái)水水質(zhì)對(duì)后續(xù)流程的沖擊;提高了污水處理系統(tǒng)管控強(qiáng)度，形成了丘陵接收罐、沉淀池、過(guò)濾器的排泥、收油、反洗周期制度;

③回調(diào)水工藝及加熱爐工藝流程改造，提高了系統(tǒng)運(yùn)行保障能力，保證了回調(diào)水質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了來(lái)水溫度穩(wěn)定在30℃的要求，提高了系統(tǒng)除油效率;

④室內(nèi)藥劑評(píng)價(jià)研究為丘陵污水處理系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)加藥方案的優(yōu)化提供參考。

參考文獻(xiàn)：

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