污水沉降罐過渡層組分分析與治理方法

大慶油田采油六廠

污水沉降罐過渡層組分分析與治理方法

劉福斌大慶油田采油六廠

大慶油田聚喇360污水站沉降罐過渡層厚度不斷增加，占據了沉降處理空間，造成沉降罐放水含油量和懸浮固體含量超標，影響回注水水質。對沉降罐內不同液位高度介質進行取樣和測試，確定沉降罐內的油水過渡層除含有原油和水外，還含有大量硫酸鹽還原菌和硫化亞鐵微粒。采取在沉降罐進水中投加殺菌劑壓縮沉降罐油水過渡層，在沉降罐上游的三相分離器和游離水脫除器進液中投加油水分離劑降低沉降罐進水含油量，在污水處理站回收沉降罐上部污油期間增加脫水站游離水脫除器進液中的油水分離劑劑量，并在電脫水器進液中臨時投加可抑制電脫水器油水過渡層的二段破乳劑的措施，將沉降罐內油水過渡層的厚度從3 m降低到1 m，沉降罐放水含油量降低到100 mg/L以下。

污水沉降罐；過渡層；硫化亞鐵；取樣

聚喇360污水站設計能力4×104m3/d，實際處理量3.3×104m3/d，負荷率82.5%。污水沉降罐油厚度累積已達5 m，占據了污水沉降空間，造成罐內油水界面模糊，沉降出水發黑，懸浮固體含量嚴重超標，直接影響回注水水質。在收油過程中聯合站電脫水器頻繁垮電場，嚴重影響外輸原油的脫水。通過對過渡層的組分分析，尋找處理和抑制過渡層增長的有效方法。

1沉降罐內油水過渡層分析

1.1 分層取樣

依據《石油液體手工取樣法（GB/T4756）》的規定[1]，制作由銅管、配重塊、取樣閥和測量繩等材料組成的取樣器。為詳細劃分罐內介質的高度，將取樣器分為3個取樣腔，每個取樣腔容積為1 000 mL，一次投入可取3個不同高度的樣品。2014年5月12日對聚喇360污水站的1#一次沉降罐進行取樣，內部結構如圖1，從沉降罐頂部向下取樣，共取樣13次，38個樣品。

1.2 樣品分析

采用絕跡稀釋法測定硫酸鹽還原菌數量，通過亞甲藍比色法測定硫化物[2]，蒸餾法檢測含水值[3]，紅外線成像儀測量溫度，沉降罐內不同高度的介質成分分布情況見表1。

表1 沉降罐介質平均含量比值及溫度

由表1可見，沉降罐內不同高度的介質成分隨著罐高的不同呈規律性變化，其中硫化物和含水率曲線在同一高度（即6.27 m和9.24 m）出現拐點。沉降罐罐體表面溫度由26.4℃下降至18.5℃，介質流動性差，因此將罐內從6.27 m到9.24 m的3 m厚度的介質稱為過渡層。

圖1 一次沉降罐內部結構示意圖

將50 mL油水過渡層樣品倒入容量為160 mL的具蓋玻璃配方瓶中，加入50 mL、120#溶劑汽油稀釋后，加入10 mL濃度20%的鹽酸，有硫化氫氣體析出，表明過渡層中含有大量硫化物微粒。

在油田采出水處理過程中，由于硫酸鹽還原菌的廣泛存在和大量繁殖，相繼產生了大量的硫化亞鐵微粒，這些硫化物微粒與采出液中的鉆井泥漿、黏土顆粒以及各種菌類等包裹摻雜在一起，集于污水沉降罐內的油水層之間，形成油水過渡層。隨著過渡層厚度的增加，沉降罐內有效沉降空間變小，沉降時間縮短，導致沉降出水水質超標。一方面，嚴重影響過濾和回注水系統；另一方面，過渡層內的介質較強的導電性，在回收過渡層過程中電脫水器運行困難。

2抑制措施

（1）在沉降罐進水中投加殺菌劑，壓縮沉降罐油水過渡層。聚喇360污水處理站原有殺菌劑加藥點設計在濾后水匯管處，進行工藝改造后，實現加藥點前移和單罐加藥工藝。2014年6月7日-7月10日，聚喇360污水站一次、二次沉降罐每隔3天進行間歇投加殺菌劑650 kg。

（2）投加油水分離劑，降低沉降罐進水的含油量。前端放水站，于2014年5月15日—6月7日，在三相分離器、游離水脫除器中投加油水分離劑25 kg，確保沉降罐進水含油量控制在800 mg/L以內，污水沉降罐連續強化回收污油1 600 t。

（3）調整系統，確保收油期間電場穩定運行。由于聚喇360污水站回收污油最終進入喇Ⅱ—1聯合站進行脫水，為避免聚喇360污水站回收污油影響電脫水器的穩定運行，在聚喇360污水站回收污油的過程中，喇Ⅱ—1聯合站一段游離水脫除器進液，增加油水分離劑加藥量100 kg/d，將游離水脫除器放水含油量控制在600 mg/L以內。用臨時加藥裝置，向電脫水器進液中投加可抑制油水過渡層的二段破乳劑，增強電脫水器對回收污油中機械雜質的耐受能力，確保回收污油期間電場穩定運行。

3實施效果

通過對污水沉降罐內油水過渡層的治理，沉降罐內油水過渡層厚度由3 m變為1 m；過渡層中硫化物含量比由59.6%降至3.54%，硫酸鹽還原菌由10 000 mL-1降到100 mL-1，沉降罐出水含油量低于100 mg/L。2014年5月12日和7月12日兩次取樣化驗結果對比如圖2所示。

圖2 回收污油前后聚喇360污水站1#一次沉降罐熱成像儀成像圖片

4結論

聚喇360污水站沉降罐內的油水過渡層除含有原油和水外，還含有大量硫酸鹽還原菌和硫化亞鐵微粒，可有效抑制污水處理站沉降罐內油水過渡層形成的措施包括：在沉降罐進水中投加殺菌劑壓縮沉降罐油水過渡層；在沉降罐上游的三相分離器和游離水脫除器進液中投加油水分離器，降低沉降罐進水含油量；在污水處理站回收沉降罐上部污油期間增加脫水站游離水脫除器進液中的油水分離劑劑量，并在電脫水器進液中臨時投加可抑制電脫水器內油水過渡層的二段破乳劑。

[1]金德璽．石油液體手工取樣法：GB/T4756[S]．北京：中國石油化工總公司石油化工科學院,1998.

[2]裴艷玲，古文革，韓麗華，等．含油污水中硫化物含量的測定：Q/SY DQ1007—2004[S]．大慶：大慶油田有限責任公司，2004.

[3]宋守國，劉文濤，李季成，等．高含水原油水含量測定方法—蒸餾法：Q/SYDQ1625—2014[S]．大慶：大慶油田有限責任公司，2014.

（欄目主持 焦曉梅）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.8.035

劉福斌：工程師，1990年畢業于大慶石油學院石油地質勘查專業，從事油田生產規化管理工作。

（0459）5836443、liufubin@petrochina.com.cn

2015-05-09