薩北油田深度污水站處理放水站污水的現場試驗

1大慶油田采油三廠 2大慶油田工程有限公司 3東北石油大學4青海油田采油二廠

薩北油田深度污水站處理放水站污水的現場試驗

王巖1孫金鳳2畢航銘3郭德龍4

1大慶油田采油三廠 2大慶油田工程有限公司 3東北石油大學4青海油田采油二廠

薩北油田北二東西塊將進行三元開發，由于已建產能飽和，空白水驅階段產出的放水站含油污水由北Ⅱ-7深度污水站直接處理。該站設計采用一級緩沖兩級過濾流程，建有2座大緩沖罐以延長污水停留時間，配備收油工藝，保證濾前水質；采用磁鐵礦、石英砂雙濾料保證濾后水質。現場試驗表明，北Ⅱ-7深度污水站處理含聚濃度為200 mg/L左右的放水站原水，運行負荷率小于40%，上游來水含油量小于60 mg/L時，外輸水含油及懸浮物指標均小于5 mg/L；運行負荷提高至60%，上游來水含油量升至170 mg/L時，外輸水含油及懸浮物可以穩定在15 mg/L以內。該站投產運行11個月，外輸污水始終滿足高滲透底層的注入水質要求。

深度污水站；改進工藝；緩沖罐；收油；淤泥堆積；薩北油田

引言

由于薩北油田北二東西塊在聚驅開發后將進行三元復合驅開發，該區塊將建設三元轉油放水站1座，深度污水站1座，三元污水站1座。由于三元污水站建設周期長，而北二東區域普通污水站已建處理能力飽和，如新建調水管道投資較高，三元污水站建成后該調水管道將被閑置。為此，新建放水站空白水驅階段產出的含油污水，由提前建設的北Ⅱ-7深度污水站處理，此階段外輸水含油及懸浮物指標均需小于20 mg/L。待北Ⅱ-7三元污水站建成投產后，北Ⅱ-7深度污水站改為處理聚北十六污水站和北II-2污水站濾后水，外輸水含油及懸浮物指標均需小于5 mg/L。

北Ⅱ-7深度污水處理站于2013年12月建成投產，設計能力為20 000 m3/d。建有1 500 m3升壓緩沖罐2座，該罐設有收油工藝，1 000 m3凈化水罐2座，500 m3污水回收池2座，?4 m石英砂一次過濾罐8座，?4 m石英砂二次過濾罐12座。污水處理流程如下：外站來水→緩沖罐→升壓泵→一次過濾罐→二次過濾罐→凈化水罐→外輸泵→聚北十六注水站。

1污水站水質運行情況跟蹤

與普通污水站采用兩級沉降一級過濾流程不同，北Ⅱ-7深度污水站采用一級緩沖兩級過濾流程，北Ⅱ-7深度污水站沒有沉降罐。為保證外輸水質，上游北II-5三元轉油放水站建有5 000 m3沉降罐1座，本站建有2座1 500 m3緩沖罐，以延長污水緩沖時間。為考察實際運行效果，投產后對該站的各項運行數據進行跟蹤記錄并分析，結果見表1。

表1 北Ⅱ-7深度污水站水質統計

1.1 收油運行情況

該站2座緩沖罐內設環形收油槽，配備泵吸式收油工藝。收油槽高度為10.2 m，溢流管罐底高度為10.8 m，兩者之間凈距為0.6 m左右。為防止收油泵進氣，收油時緩沖罐液位要保證在10.5 m以上，收油液位距離溢流口僅0.3 m。由于緩沖罐沒有界面儀，難以準確掌握罐頂油厚度，一旦冬季上游水質變差、收油不及時很容易形成油蓋。按水中含油量180 mg/L、除油率50%、處理量12 500 m3/d計算，1天可產生罐頂浮油875 kg，已知罐體直徑13.5 m，運行12天產生的油厚度即可達到10 cm。運行初期含油量低，但為避免形成油蓋，生產中始終堅持10天進行一次收油，罐頂未形成油蓋。

1.2 緩沖除油效果

該站所在區塊已完成聚合物驅注入階段，回注地下的污水含聚濃度在200 mg/L左右。數據表明，污水站運行初期的負荷率小于40%，上游來水含油量小于60 mg/L，污水在緩沖罐中停留時間為9 h以上，緩沖除油率可達60%，外輸水含油及懸浮物指標均小于5 mg/L。

負荷提高至50%，上游來水含油量升至100 mg/L時，污水在緩沖罐中停留時間降至7 h，緩沖除油率降至50%，外輸水含油及懸浮物含量穩定在9 mg/L以內。

當負荷提高至60%，上游來水含油量升至170mg/L時，污水在緩沖罐中停留時間降至6 h，緩沖除油率降至40%，外輸水含油及懸浮物含量穩定在15mg/L以內。

圖1為2014年北Ⅱ-7深度污水站來水及濾前水含油量曲線，圖2為濾后污水含油量曲線。

圖1 北Ⅱ-7深度污水站來水及濾前水含油量

圖2 濾后污水含油量

2緩沖罐運行情況跟蹤

緩沖罐進出口采用單喇叭口工藝，罐內進出水口處流速快而罐內其余部分流速較慢，出水口高度僅為0.7 m，比常規污水沉降罐集水喇叭口工藝低0.5～0.8 m，罐底出水口周圍松散的淤泥更容易被水流帶出。

在日平均處理量9 000 m3、懸浮物含量80 mg/L、去除率50%的條件下，運行6個月后，淤泥在罐底的堆積高度可達0.4 m。2014年7月，通過測量罐壁冷熱分界線的高度來掌握淤泥堆積情況，結果發現：出水口以內，遠離出水口到離出水口1/4圓周處，離出水口1/2圓周處，罐壁冷熱分界線存在著由高逐漸變低再變高的規律，最高處達0.6 m，最低處不足0.2 m，這說明運行中在罐底將會產生不均勻的淤泥堆積。緩沖罐沒有設計排泥工藝，在罐底淤泥堆積穩定之后，沉降下來的污染物會進入到過濾段。

3濾罐運行情況跟蹤

北Ⅱ-7深度污水站建有兩級?4m雙濾料濾罐20座，一次濾罐8座，二次濾罐12座。實際運行中將兩級過濾調整為一級過濾，將全站20座濾罐全部作為一級投用，僅反沖洗時分成兩組，每組10座交替反沖洗。濾罐運行情況如表2所示。

表2 北Ⅱ-7深度污水站濾罐運行情況

2014年5月，對該站濾罐進行開罐檢查并取樣，經檢查，濾罐內濾料松散、無板結。水質化驗結果顯示，來水水質逐漸惡化，外輸污水含油、懸浮物含量均由2 mg/L升至14 mg/L，但仍可達到普通注水站來水水質要求。

4結論

（1）現場試驗表明，北Ⅱ-7深度污水站處理含聚濃度為200 mg/L左右的放水站原水，當運行負荷率小于40%，上游來水含油量小于60 mg/L時，外輸水含油及懸浮物指標均小于5 mg/L；當運行負荷提高至60%，上游來水含油量升至170 mg/L時，外輸水含油及懸浮物可以穩定在15 mg/L以內。該站投產運行11個月，外輸污水始終滿足高滲透底層的注入水質要求。

（2）在保證來水水質的條件下，通過延長緩沖時間、增加收油工藝提高濾前水質，采用磁鐵礦、石英砂雙濾料濾罐并調整級配保證過濾段的去除能力，可以達到利用深度污水處理站階段性處理水驅普通污水。

（欄目主持 楊軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.8.015

王巖：工程師，2005年畢業于天津工業大學環境工程專業，從事注水污水設計工作。

（0459）5857076、whaiqun@petrochina.com.cn

2015-06-02