河南永利環(huán)保無煙煤濾料廠家針對低滲透油田回注污水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的問題,采用GLWA270/ 016 ( S)型雙濾料全自動過濾器,改造臨南油田污水處理系統(tǒng)。介紹了過濾器的結(jié)構(gòu)、工作原理和主要技術(shù)參數(shù),并與其它過濾罐進(jìn)行了比較,認(rèn)為雙濾料自動過濾器具有過流量大、濾料再生能力強(qiáng)的特點,可反沖洗并控制濾料粒徑自上而下由小到大的粒度濾層。通過污水處理前后水質(zhì)指標(biāo)的對比,說明這種過濾器可有效地保證污水水質(zhì)。
主題詞污水過濾器應(yīng)用
隨著油田開發(fā)的不斷深入,原油含水不斷上升,采油污水處理已成為注水開發(fā)油田的重要工作。目前,臨南油田污水量達(dá)5000m3/ d ,處理后全部回注到臨南油田。臨南油田為低滲透油田,對回注水質(zhì)要求高,污水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)直接影響油田開發(fā)效果。2000年臨盤采油廠對臨南污水處理系統(tǒng)進(jìn)行了改造,過濾罐采用江漢石油機(jī)械廠的GLWA270/ 016 ( S)型雙濾料全自動過濾器,提高了污水處理后的水質(zhì),滿足了地層注水的要求。
1.污水處理流程分析(1)改造前污水處理流程及存在問題。采用重力式除油流程: 200m3接收罐→1000m3沉降罐→100m3緩沖罐→提升泵→核桃殼過濾罐→1000m3注水罐→外輸泵→外輸至臨南油田。站內(nèi)沉降分離主要依靠重力沉降(托克斯沉降分離原理) ,通過物理方法使含油污水中懸浮雜質(zhì)沉降分離,但粒徑小的懸浮物及微小的油滴難以除去。1996年核桃殼過濾罐投產(chǎn)后,由于污油和膠質(zhì)對核桃殼濾料危害較大,出現(xiàn)濾料污染、板結(jié)和濾速降低、出水水質(zhì)變壞等現(xiàn)象,雖采取加大反沖冼強(qiáng)度、延長反沖冼時間等措施,濾后水仍不能滿足注水水質(zhì)要求。(2)改造后污水處理流程及其優(yōu)點。改造后污水處理流程: 200m3接收罐→混合反應(yīng)器→1000m3混凝沉降罐→100m3緩沖罐→提升泵→雙濾料過濾罐→1000m3注水罐→外輸泵→外輸至臨南油田。改造后的污水處理流程,保留了原重力式沉降流程,增加了混合反應(yīng)器,這樣提高了過濾器的濾前水質(zhì),充分利用了原有設(shè)備和流程,降低了改造費(fèi)用;過濾罐采用成撬并聯(lián)安裝,增大了污水處理量,提高了污水過濾精度,滿足了低滲透油田回注污水的要求;提高了污水處理的自動化程度,減輕了操作工人的勞動強(qiáng)度。
2.結(jié)構(gòu)原理及主要參數(shù)(1)結(jié)構(gòu)。雙濾料全自動過濾器主要由過濾罐體、管匯、反沖洗泵和自動控制裝置四大部分組成,其中過濾罐體結(jié)構(gòu)見圖1。濾罐體內(nèi)分為濾前水腔區(qū)、濾料區(qū)、濾料墊層區(qū)和濾后水腔區(qū)三個部分。為克服反沖洗時上層濾料容易逸出的缺點,在原設(shè)計的基礎(chǔ)上將濾前水腔區(qū)高度增加0.5m。
(2)工作原理。污水經(jīng)提升泵進(jìn)入過濾器濾層,懸浮物被濾層攔截,濾后水通過集水系統(tǒng)從排水口排出。在過濾中,過濾器的過濾流量不變,被去除的懸浮物停留在濾床上,使過濾阻力增加,處理量降低,且影響濾后水質(zhì)指標(biāo),所以應(yīng)根據(jù)過濾水質(zhì)情況,濾罐每間隔12～15h進(jìn)行10min反沖洗濾料,以去除停留在濾床的懸浮物。通過自動控制裝置設(shè)定時間,進(jìn)行反沖洗。為補(bǔ)充反沖洗過程中的濾料損失,應(yīng)定期添加濾料。(3)主要技術(shù)參數(shù)。單罐額定流量90m3/ h ;設(shè)計壓力016～1MPa ;設(shè)計溫度80℃;濾前水質(zhì)指標(biāo)為懸浮物固體含量≤30mg/ L ,油含量≤20mg/ L ;濾后水質(zhì)指標(biāo)為懸浮物固體含量≤3mg/ L ,油含量≤5mg/ L ,顆粒粒徑≤3μm (占總顆粒體積的85 %以上) ;反沖洗離心泵為45kW。
3.雙濾料過濾器與其它過濾罐的比較
雙濾料全自動過濾器填加的不是單一濾料,而是填裝無煙煤濾料、石英砂和金剛砂等濾料,組成不同密度的上下兩層濾料。根據(jù)水質(zhì)要求,濾料采用不同的級配比,上層為密度較小,料徑較小的輕質(zhì)濾料,下層為密度較大,粒徑較大的濾料。由于兩種濾料的密度差較大,在水中下降速度也不同,密度大的下沉快,密度小的下沉慢。其優(yōu)點是:經(jīng)過多個周期反沖洗后,仍能保持“輕、細(xì)”的濾料在上,“重、粗”的濾料在下的分層,形成濾料粒徑自上而下由小到大的粒度階梯濾層,提高了過濾水的穿透能力,最大限度地發(fā)揮了不同密度、不同級配指標(biāo)下濾層的截污能力。通過自動裝置設(shè)定每12h反沖洗一次(15min) ,使濾料再生徹底,保證其過濾性能。雙濾料全自動過濾器與單一濾料的過濾罐相比,具有過濾量大、濾料再生能力強(qiáng)的特點。單一石英砂過濾罐是以石英為濾料,截污能力差,粒徑0.6～3.5mm不等,上層0.6～1.2mm ,中層1.2～2mm ,下層2～3.5mm。經(jīng)過一個周期反沖洗后,根據(jù)石英砂的料徑大小分層,自上而下形成粒徑逐漸增大的濾層。核桃殼過濾罐主要存在著濾料易受污油和膠質(zhì)污染,濾料價高、再生困難,反沖洗效果差的問題。
4.運(yùn)行情況及經(jīng)濟(jì)效益
在采用了雙濾料全自動過濾器后,污水處理量和污水水質(zhì)均達(dá)到設(shè)計要求。過濾水懸浮固體含量、油含量、SRB等均已達(dá)到《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法( SY/ T5329—94)》水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),減少了地層污染,滿足了臨南油田對回注污水要求。其經(jīng)濟(jì)效益表現(xiàn)在下面幾個方面:(1)作業(yè)大修井減少從近年水井解堵、作業(yè)大修調(diào)查情況看,臨南油田作業(yè)大修水井逐年增多。僅1999年全年大修水井29井次,其中因結(jié)垢、腐蝕嚴(yán)重而大修的井27井次,占93 %以上。在雙濾料全自動過濾器投產(chǎn)后,回注污水水質(zhì)提高,作業(yè)大修井明顯減少, 2001年1～10月作業(yè)大修井5口,減少因結(jié)垢、腐蝕的井22井次,節(jié)約作業(yè)經(jīng)費(fèi)750萬元,水井作業(yè)周期由原來最短84d延長至最短312d ,多數(shù)井目前尚沒作業(yè)。(2)系統(tǒng)效益提高回注水水質(zhì)主要指標(biāo)懸浮物和含油達(dá)到注入水標(biāo)準(zhǔn),減少了地層堵塞,注水壓力不在升高,提高了注水量,保證產(chǎn)能需要,為油田的穩(wěn)產(chǎn)創(chuàng)造了條件,同時減緩了污水的腐蝕程度,延長了注水設(shè)備及注水管線的使用壽命。(3)目前運(yùn)行近一年,尚沒補(bǔ)充濾料。
5.結(jié)論及建議(1)雙濾料過濾器與其它污水處理設(shè)備相比具有結(jié)構(gòu)緊湊、流程簡單、過濾效率高、濾料使用壽命長等優(yōu)點,對實現(xiàn)低滲透油田回注污水水質(zhì)達(dá)標(biāo),簡化污水處理流程,降低生產(chǎn)成本等具有重要意義,在油田污水處理站可推廣應(yīng)用。(2)在雙濾料過濾器的反沖洗作業(yè)中,因為濾料損失等原因使水質(zhì)變差,需加強(qiáng)管理,定期添加濾料,以保證雙濾料過濾器的正常運(yùn)行。(3)雙濾料過濾器的運(yùn)行受進(jìn)水水質(zhì)影響較大,污水處理工藝中混凝沉降效果直接影響濾前水質(zhì),需控制進(jìn)水水質(zhì),完善工藝流程,保證濾后水質(zhì)指標(biāo)。