污水站過濾罐反沖洗參數的優化

李小斌（大慶油田有限責任公司第一采油廠）

污水站過濾罐反沖洗參數的優化

李小斌（大慶油田有限責任公司第一采油廠）

過濾罐是處理含油污水的主要設施，過濾罐工作情況的好壞與罐自身的工藝設計、現場的操作有關，控制好濾罐的反沖洗周期、反沖洗強度、反沖洗時間、反沖洗恢復期，就能夠使過濾罐高效工作,達到出好水的目的。本文通過西三深度污水處理站過濾罐反沖洗工藝應用變頻調速技術，實現了反沖洗參數的優化，確定了濾罐最佳反沖洗參數。經現場試驗與應用，提高了過濾罐反沖洗過程中的自動化使用效率，確保了深度含油污水處理質量，提高了系統運行效率，達到了深度污水處理的最佳效果，且節能降耗效果顯著。

污水處理站 過濾罐 反沖洗周期 反沖洗參數 優化

引言

西 三 深 度 污 水 處 理 站 于 2006 年 11月 改 造 并 投產 ， 擔 負 著 第 一 采 油 廠 第 三 油 礦 聚 中 312 污 水 站 、第 五 油 礦 南 1-1污 水 站 和 聚 南 1-1污 水 站 的 含 油 污水深度處理任務，設計能力 8000m3/d，實際處理量9000m3/d。 2 臺 反 沖 洗 泵 機 組 功 率 是 132kW， 額 定流 量 為 724m3/h。 該 站 采 用 石 英 砂 、 磁 鐵 礦 、 鵝 卵石 等 雙 濾 料 二 次 過 濾 流 程 ， 原 水 進 入 300m3緩 沖罐，經升壓泵升壓后進入一、二次雙濾料壓力過濾罐進行過濾，濾后水一部分輸至西三注水站，一部分進入 500m3反沖洗罐作為反沖洗水。污水處理后水 質 指 標 含油量小 于 或 等 于 10mg/L， 懸 浮 物 固 體含量小于或等于 10mg/L。

近年來，隨著大慶油田進入高含水后期，油田采出液含水率上升，加之三次采油技術的實施，含油污水深度處理越來越困難。現場操作和管理一成不變，設計要求的過濾罐反沖洗參數是多少，就按照多少運行；即使在出水不好、過濾罐阻力增大的情況下進行調整，也僅僅是把反沖洗周期縮短，沒有依據，全憑經驗而定。為此，西三深度污水處理站采取現場跟蹤實驗的方法，應用變頻調速技術，對濾罐反沖洗參數進行優化，確定西三深過濾罐的最佳反沖洗參數。

1 反沖洗參數不合理對水質的影響

西三深度污水站投產時，過濾罐反沖洗是根據過濾罐廠家設定的反沖洗周期及流量進行操作，反沖洗周期一、二次過濾罐均為 24h；反沖洗流量一次濾 罐 406m3/h，二次濾 罐 為 723m3/h；反沖洗 時 間15min， 采 用 先 預 反 沖 2min， 達 到 最 大 反 沖 量 10 min 后 ， 收 尾反 沖 3min。 此 種 反 沖 洗 方式 存 在 以 下缺點：

◇反沖洗周期短，反沖洗水量大，反沖洗后啟動回收水泵頻繁，耗能高；

◇反沖洗強度、排量不合理，反沖時間短，達不到最佳沖洗效果，而且反沖洗周期短，水質變化波動頻率高。

這種反沖洗方式易造成濾罐損壞、濾料流失，跑料現象明顯增加，過濾效果不好，且濾料再生質量差也會造成濾料的污染。同期西三深水質指標懸浮 物 含 量 5～13.2mg/L， 含 油 2.5～ 5.3mg/L， 外 輸水 含 油 合 格 率 100% 、 固 體 懸 浮 物 含 量 合 格 率85% 。經分析研究后認為，反沖洗參數的不合理是造成外輸水質超標的主要原因。

2 過濾罐反沖洗周期的確定

根據西三深度污水處理站的生產實際，對西三深度污水處理站進行反沖洗周期的重新摸索測定，在保證水質合格的情況下適當延長。為了摸清西三深度污水處理站水質變化規律，采取每2h取一次水樣進行化驗分析，摸索水質變化周期。2012年 2月 23日8：00至2月 26日6：00， 濾 罐 每2h取 樣 化驗一次，繪制的反沖洗周期曲線見表1、表2和圖1。

表1 西三深一次濾罐懸浮固體含量測定原始記錄

表2 西三深二次濾罐懸浮固體含量測定原始記錄

實驗過程中，通過濾罐水質、壓差的變化，適當延長過濾罐的反沖洗周期。以水質變差開始反沖洗，作為一個反沖洗周期。雖然圖表顯示水質達到合格的時間長，超過確定的反沖洗周期時間，但是過濾罐的壓差已經開始變大，這說明過濾罐的濾料已經嚴重堵塞，所以必須及時沖洗，保證濾料潔凈以免污染，使濾料能夠重復利用。

圖1 西三深改變后的反沖洗周期曲線

3 過濾罐反沖洗參數的優化

2012年 2月中旬，加強了變頻反沖洗情況的檢查。根據水質變化情況摸索過濾罐反沖洗的變化規律，及時、合理調整反沖洗周期、強度，保證濾料再生，提高過濾效率，收到了較好的效果。在變頻控制反沖洗過程中，發現圖紙中給定的最大排量一次濾 罐 306m3/h，二次濾 罐 633m3/h， 反沖洗排 量 較低，達不到反沖效果，影響水質，不符合西三深度污水處理站的實際生產。

經過反復現場試驗，將反沖洗最大排量分別調整 到 濾 罐 出 廠 設 計 要 求 的 一 次 濾 罐 406m3/h 和 二 次濾 罐 723m3/h， 反 沖 洗 持 續 時 間 約 為 25min， 分 成三個階段進行沖洗，排量分別為最大排量的 50%、75%和 100%。這樣 ，反 沖可減 少對濾罐的 損壞，不但能保證濾料的潔凈度，還可延長反沖洗周期，避免濾料污染，提高處理水質，還達到了節能目的（圖2、 圖3、 表3）。

圖2 西三深優化前的反沖洗排量隨時間變化曲線

本階段試驗共歷時4個周期，累計化驗水樣168個。通過摸索，發現過濾罐的反沖洗周期一次濾 罐 可 延 長 至 36h， 二 次 濾 罐 可 延 長 至 72h。 濾 后水質較好，其懸浮物含量為 4～7.4mg/L，含油量為1.5～ 3.0mg/L。

圖3 西三深優化后的反沖洗排量隨時間變化曲線

表3 西三深反沖洗周期改變前后的能耗對比

過濾罐的反沖洗周期延長后，每個反沖洗周期可 以 少 運 轉 反 沖 洗 泵 1.25h， 月 節 電 1650kWh。 反沖 洗 水 量 由 原 來 的 1400m3/d 減 少 到 900m3/d， 回 收水泵由原來運行2臺調整為運行1臺，泵運轉時間由 原 來 的 24h連 續 運 轉 調 整 為 每 天 運 行 12h， 日 節電 約 300kWh，月節 電 9000kWh。

4 參數優化效果分析

1）濾料污 染 情況得 以解決 。 試驗前 ， 西三 深的各個濾罐的濾料均存在一定程度污染(濾料含油率 11.1% ～20.0%)， 隨 著 反 沖 洗 參 數 優 化 試 驗 的 進行，濾料逐漸恢復正常狀態。試驗后對污染較嚴重一次 5＃過 濾 罐 進行開罐， 該 罐 濾 料 含 油 率 由 20%降為5%。

2）濾后水 質 得到改 善。試 驗 后，西 三 深度 含油污水處理站 12臺過濾罐均改為優化后反沖洗方式運行，至今已平穩運行一年，目前該站濾后水質有很大程度改善。濾后污水含油量由試驗前的 5.3mg/L降為 3.0mg/L，懸浮物固體含量由試驗前的 13.2mg/L降為 7.4mg/L。

5 結束語

西三深度污水處理站雙濾料壓力過濾器反沖洗參數優化試驗表明，選擇適合的反沖洗參數，可以保證濾料有效再生，確保反沖洗效果，恢復濾料的納污能力，減少濾料流失，延長化學清洗和更換濾料的周期，最終達到改善濾后水質的目的。

[1]向學會.污水站過濾罐反沖洗參數優化[J].油氣田地面工程,2011(4):51-52.

[2]李庚昌,何文勇,林濤.變頻控制系統在反沖洗中的應用[J].油 氣 田 地 面 工 程 ,2005（5）:60.

10.3969/j.issn.2095-1493.2013.006.026

2013-04-08）

李小斌，1993年畢業于大慶石油學校，從事油田節能技術 管 理 工 作 ，E-mail：lxb7409@163.com， 地 址 ： 黑 龍 江 省 大 慶 油 田有限責任公司第一采油廠第三油礦，163451。