優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)污水水質(zhì)的技術(shù)探索

黃慧（大慶油田有限責(zé)任公司第四采油廠）

1 現(xiàn)狀及問(wèn)題

杏三聯(lián)合站污水站是大慶油田第四采油廠普通污水處理站之一，主要處理杏十一聯(lián)、杏二十三聯(lián)來(lái)水和本站油段沉降污水，污水含油量指標(biāo)為小于20mg/L，日污水處理量達(dá)22000m3/d，處理后的污水去往杏十聯(lián)、杏二十二聯(lián)和杏二十三聯(lián)。杏三聯(lián)污水站經(jīng)2006年老區(qū)改造，現(xiàn)改造為壓力式流程，針對(duì)污水處理難度日趨加大、老化油回收難、濾料流失嚴(yán)重、污水含油量逐漸加大的現(xiàn)狀，2012年進(jìn)行了余壓反洗和快速成床等工藝改造。改造期間，雖然采用了多種方式對(duì)水質(zhì)進(jìn)行治理，但由于改造的階段性進(jìn)行，未形成系統(tǒng)完整的處理水質(zhì)方案，沒(méi)有從根本上解決水質(zhì)處理難度大的問(wèn)題。2012年外輸污水含油量見(jiàn)圖1。

圖1 2012年外輸污水含油量

2 原因分析

針對(duì)污水站所出現(xiàn)難題，經(jīng)過(guò)分析主要原因有：

1）水驅(qū)污水處理站處理液見(jiàn)聚后，含聚的污水處理難度加大，油、水、懸浮物固體之間分離難度加大。

2）聯(lián)合站為密閉系統(tǒng)，在采出液和含油污水處理設(shè)施中，大量富集著含有黑色硫化物固體顆粒的污油，增加了含油污水處理難度。

3）改造階段性的進(jìn)行，使水質(zhì)處理的運(yùn)行參數(shù)仍在單項(xiàng)數(shù)據(jù)參數(shù)的探索階段，未形成系統(tǒng)調(diào)控。

4）老化油成分復(fù)雜，油內(nèi)含有大量懸浮雜質(zhì)、硫化物、菌類等，長(zhǎng)期停留在容器內(nèi)易形成污泥，污泥中機(jī)械雜質(zhì)含量高，如果沒(méi)有定期排泥，會(huì)在罐底部沉積，減少容器的有效容積，因此影響水質(zhì)，形成惡性循環(huán)。

因此，可以看出運(yùn)行參數(shù)的合理化和及時(shí)回收污油是影響污水處理效果的主要原因。

3 解決方案

3.1 了解濾料性質(zhì)[1]

改造后過(guò)濾罐中濾料性質(zhì)見(jiàn)表1。

改造后過(guò)濾罐中濾料較之前的濾料，粒徑更小，更利于過(guò)濾。

3.2 新工藝的特點(diǎn)

我站進(jìn)行污水系統(tǒng)部分工藝改造，主要改造項(xiàng)目為余壓反洗、快速成床和濾罐收油工藝。

表1 改造后過(guò)濾罐中濾料的主要性質(zhì)

余壓反洗工藝主要依賴在單、雙號(hào)濾罐的濾后匯管加裝2個(gè)可自動(dòng)、手動(dòng)控制的蝶閥，利用閥門的關(guān)閉程度，形成水的余壓實(shí)現(xiàn)對(duì)單罐的反沖洗，所以閥門的關(guān)閉程度和形成余壓的大小，決定著是否可以正常完成余壓反洗流程，同時(shí)，也決定著余壓反洗的效果。

快速成床工藝主要是余壓反洗后，通過(guò)啟動(dòng)反沖洗泵來(lái)壓實(shí)濾罐內(nèi)的濾料，同時(shí)將過(guò)濾后的污水進(jìn)行快速沉淀。主要作用是減少濾罐內(nèi)濾料的流失量，同時(shí)保證在反洗期間外輸水的合格率。與以往流程的不同點(diǎn)是，反沖洗泵只在進(jìn)行快速成床工藝時(shí)啟動(dòng)，極大的減少了機(jī)泵運(yùn)行的時(shí)間。

濾罐收油工藝是指存留在濾罐內(nèi)上表層的污油（常年進(jìn)行反沖洗，污水經(jīng)過(guò)而遺留）由收油管線進(jìn)行回收再處理，見(jiàn)圖2。一方面減輕了濾料受污染的程度；另一方面污油的及時(shí)回收，減輕了老化油因回收周期長(zhǎng)、難以回收而帶來(lái)的壓力。同時(shí)也在一定程度上保證了水質(zhì)。

圖2 濾罐收油工藝流程

3.3 合理調(diào)整運(yùn)行參數(shù)

為了在污水站進(jìn)行污水處理的專項(xiàng)研究，嚴(yán)格監(jiān)控游離水界位、脫水器界位，并根據(jù)實(shí)際情況堅(jiān)持每天收油，將輸油崗污水沉降罐油厚控制0.3m內(nèi)，一沉、二沉油厚控制在0.5m以內(nèi)，進(jìn)行下步參數(shù)調(diào)整。

依據(jù)濾料物理性質(zhì)和新工藝流程特點(diǎn)，在改造期間，即自控儀表未全部應(yīng)用的情況下，用手動(dòng)與自動(dòng)相結(jié)合的方式，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)和遠(yuǎn)程共同控制，實(shí)行余壓反洗、快速成床和濾罐收油工藝。具體通過(guò)以下措施，初步達(dá)到了污水水質(zhì)優(yōu)化的目的。

1）根據(jù)新流程特點(diǎn)，適當(dāng)加大余壓反洗強(qiáng)度。新工藝中余壓反洗強(qiáng)度沒(méi)有儀器數(shù)據(jù)顯示，只有通過(guò)余壓反洗壓力和余壓反洗瞬時(shí)流量來(lái)綜合判定余壓反洗強(qiáng)度。余壓反洗強(qiáng)度的增加，雖然可以使水質(zhì)明顯好轉(zhuǎn)，但在實(shí)際生產(chǎn)中，余壓反洗強(qiáng)度大，會(huì)迫使濾料加速流失，導(dǎo)致濾罐內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞，嚴(yán)重的甚至?xí)购Y管斷裂，造成濾料大量流失，最終影響水質(zhì)。所以要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用和反沖洗壓力變化情況適時(shí)調(diào)整，來(lái)實(shí)現(xiàn)水質(zhì)的最優(yōu)化。通過(guò)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，將余壓反洗壓力控制為0.10MPa，余壓反洗瞬時(shí)流量在130～140m3/h，參數(shù)較為合理，水質(zhì)優(yōu)化效果明顯，見(jiàn)表2。

表2 余壓反洗控制壓力與余壓反洗瞬時(shí)流量試驗(yàn)數(shù)據(jù)

2）余壓反洗時(shí)間的調(diào)整。余壓反洗時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)使污水含油量明顯下降，但通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)余壓反洗時(shí)間延長(zhǎng)到一定值時(shí)，污水含油量則波動(dòng)平緩。實(shí)際生產(chǎn)管理中，余壓反洗時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，只能造成設(shè)備消耗和電能的耗損。所以在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，將余壓反洗時(shí)間定為25min，較為合理，見(jiàn)表3。

表3 余壓反洗時(shí)間與機(jī)泵耗電量試驗(yàn)數(shù)據(jù)

3）快速成床時(shí)間的確定。在原工藝當(dāng)中，沒(méi)有快速成床的工藝，所以罐內(nèi)濾料沒(méi)有及時(shí)的沉淀、壓實(shí)，而是在濾罐上方漂浮，使濾罐內(nèi)濾料的流失、篩板的堵塞情況加劇，反沖洗后的污水也不能快速沉淀。新工藝中添加的快速成床工藝，在很大程度上抑制了上述弊端。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，快速成床時(shí)間的延長(zhǎng)可以使污水含油量有下降趨勢(shì)，對(duì)污水含懸浮物穩(wěn)定效果更明顯。但快速成床的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)在一定程度上損壞罐內(nèi)結(jié)構(gòu)；而快速成床的時(shí)間太短，會(huì)影響罐內(nèi)濾料壓實(shí)的效果。通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)，認(rèn)為將快速成床時(shí)間確定為8min較為合理，且可以保證反洗期間的外輸水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，見(jiàn)表4。

表4 余壓反洗成床時(shí)間與污水含油、懸浮物的試驗(yàn)數(shù)據(jù)

4）回收浮油時(shí)間的確定。新工藝添加了過(guò)濾罐回收油的管線，對(duì)回收油的時(shí)間、周期、效果進(jìn)行階段試驗(yàn)，3#過(guò)濾罐為試驗(yàn)罐進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 濾罐收油與濾后水含油量的統(tǒng)計(jì)

從表5看出，濾罐收油的時(shí)間并非越長(zhǎng)越好，當(dāng)濾罐收油時(shí)間達(dá)到一定程度時(shí)，污水含油量并無(wú)明顯下降。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，將濾罐收油時(shí)間定為4min，即可滿足生產(chǎn)需要。

4 結(jié)論

1）污水優(yōu)化效果明顯。通過(guò)以上對(duì)運(yùn)行參數(shù)的摸索和跟蹤，我們選取了改造前后2011—2013年同期濾后水水質(zhì)的含油量的對(duì)比情況，發(fā)現(xiàn)污水水質(zhì)初步好轉(zhuǎn)。尤其是應(yīng)用了快速成床的新工藝后，可以保證外輸水在反洗期間的水質(zhì)合格，見(jiàn)圖3。

圖32011 —2013年外輸污水含油量

2）節(jié)能優(yōu)勢(shì)凸現(xiàn)。新工藝減少了反沖洗泵的運(yùn)行時(shí)間，依靠對(duì)新安裝匯管上蝶閥的開(kāi)啟控制完成自壓反沖洗流程，反沖洗泵從原來(lái)的洗單個(gè)罐的半個(gè)小時(shí)縮短到完成快速成床部分的十幾分鐘，每月較去年同期節(jié)約耗電約1000kWh。年節(jié)約1.2×104kWh，按平均 0.47元/kWh計(jì)算，年節(jié)約費(fèi)用5640元。

3）減少濾料受污染程度，延長(zhǎng)濾料使用壽命。以2008—2010年杏三聯(lián)合站每座核桃殼過(guò)濾罐每年所需添入濾料0.2t計(jì)算，濾料0.35萬(wàn)元/t，即我站12座濾罐年可節(jié)約材料費(fèi)用0.84萬(wàn)元，另外節(jié)約人工費(fèi)、車輛費(fèi)1.2萬(wàn)元，即可獲總經(jīng)濟(jì)效益2.04萬(wàn)元。綜上所述，共創(chuàng)造直接經(jīng)濟(jì)效益6.804萬(wàn)元。

4）自動(dòng)化程度提高。員工通過(guò)值班室微機(jī)顯示可了解反沖洗及流量變化情況，第一時(shí)間掌握生產(chǎn)數(shù)據(jù)，減輕員工勞動(dòng)強(qiáng)度。

[1]張翼.石油石化工業(yè)污水分析與處理[M].北京:石油工業(yè)出版社,2006:43-44.