三元含油污水站處理工藝及運行狀況

大慶油田采油三廠大慶油田采油五廠

三元含油污水站處理工藝及運行狀況

李政軍1邢磊1鄭晗旭21大慶油田采油三廠2大慶油田采油五廠

北Ⅲ—6三元含油污水站主要負擔北Ⅲ—6轉油放水站原水的處理任務。在沉降處理工藝中，當采出水中未見表活劑時采用兩級連續流沉降的處理工藝；當采出水中表活劑返出濃度較高時采用序批沉降的處理工藝。無論是連續流還是序批式，在沉降階段，除油效果明顯，但懸浮物去除率較低。在過濾階段，懸浮物去除率較高，最終濾后水質能夠達到指標要求。建議在滿足水質要求的前提下，進一步優化三元污水處理工藝，節省建設投資。

三元含油污水站；污水處理；連續流；序批式過濾；反沖洗

隨著油田開發的深入，開采難度逐漸加大，三元復合驅油技術成為目前和今后一段時期內主導開發技術，但是該技術在提高油田采收率的同時，也給采出水處理帶來了新難題。由于三元復合驅利用了堿、表活劑及聚合物，導致采出液中化學成分更趨復雜。這些化學藥劑的存在導致采出水黏度加大，油水乳化嚴重，分離困難，特別是懸浮物指標很難穩定達標。因此研究適合于三元采出水處理的技術，摸索出一套適合于三元復合驅采油污水處理的工藝流程成為目前油田面臨的緊迫問題。

1 建設現狀及主要工藝流程

大慶油田北三東西塊三元試驗區為進行三元開發礦場性試驗，建設北Ⅲ—6三元含油污水處理站1座，于2012年12月投產，主要擔負北Ⅲ—6轉油放水站來原水的處理任務，并為第五油礦北三聯注水站和第一油礦北八注水站供水。該站設計能力為7 000m3/d，目前處理量平均為3 500m3/d。該站采用的處理工藝流程為曝氣沉降罐→氣浮沉降罐→一級石英砂磁鐵礦雙層濾料過濾罐→二級海綠石磁鐵礦雙層濾料過濾罐的四段處理工藝。

1.1沉降分離部分

由于三元復合驅采出水不同開發階段三元驅油劑的返出情況不同（開發初期和后期三元含量低，中期三元含量高），因此采取如下措施：當采出水中未見表活劑的情況下，采用兩級連續流沉降的處理工藝；當采出水中表活劑返出濃度較低時，采用序批式沉降的處理工藝。當采出水中表活劑返出濃度高時，在序批式沉降的處理工藝前端，采取在摻水時投加水質穩定劑的措施。

（1）連續流處理流程。連續流處理工藝流程見圖1。北Ⅲ—6三元轉油放水站來水，首先進入曝氣沉降罐，使污水與空氣充分接觸，達到去除浮油和部分粒徑較大的分散油的目的；出水進入氣浮沉降罐，在微氣泡的協同作用下，進一步去除乳化油及細小懸浮物；出水進入濾前緩沖罐；凈化后的污水進行外輸，送往北三注、北八注。

（2）序批式處理流程。序批式處理工藝流程見圖2。將原有的2座曝氣沉降罐和2座氣浮沉降罐改為4座序批式沉降罐。轉油放水站來水分別進入序批式沉降罐，經曝氣、靜止沉降處理后，進入一次過濾罐和二次過濾罐進行過濾處理，最終使出水水質達到注水水質指標；凈化后的污水進入外輸水罐，由外輸泵加壓后，送往北三注、北八注。每座序批式沉降罐的運行一個周期包括三個階段，即進水階段、靜沉曝氣階段、排水階段。序批式沉降曝氣工藝最主要的階段為靜沉曝氣階段，在此階段不進水、不出水，只進行靜沉和曝氣，強化去除效率。

圖1 連續流處理工藝流程

圖2 序批式處理工藝流程

1.2過濾部分

北Ⅲ—6站所采用的處理工藝優化了過濾系統，具有以下幾個特點：一是降低過濾濾速、降低處理負荷、提高過濾效果。二是采用氣水聯合反沖洗再生。氣水聯合反沖洗方式可以有效提高濾料再生效果，保證了濾料的納污截留能力，確保了過濾系統的高效運行，而且降低了自耗水量，與單純水洗相比，節省水量約40%以上。三是增加反沖洗高溫熱洗工藝。在反沖洗工藝原有氣水聯合反沖洗方式的基礎上增加高溫熱洗工藝，利用高溫熱水去除濾料中的油污，進一步提高濾料反洗再生能力。四是采用攪拌式集油過濾罐。攪拌器在反沖洗時打破板結層，使濾料上的油污及懸浮物與濾料剝離，令濾料流化，提高濾料反洗效果。在過濾器頂端安裝集油器，以收集過濾器頂端的浮油。

1.3反沖洗部分

北Ⅲ—6站反沖洗方式為氣水聯合反沖洗，不僅保證了過濾系統的高效運行，而且降低了自耗水量，與單純水洗相比，節約水量40%以上，同時減少了反沖洗排水的回收水量，降低了整個污水站的實際處理量規模。反沖洗水回收流程增加了靜沉功能：反沖洗泵從外輸及反沖洗水罐吸水，對一次、二次過濾罐進行反沖洗，反沖洗水前5min進入反沖洗緩沖罐進行靜沉8 h，罐內上清液用提升泵提升至污水站總來水管線進行處理；下部沉積液利用提升泵輸送至污泥池，定期清淤。反沖洗水4min后進入回收水池，經回收水泵升壓后，進入沉降罐進口，重新進行處理。

1.4污油回收部分

曝氣沉降罐、氣浮沉降罐、濾前緩沖罐、外輸及反沖洗水罐的污油回收至收油罐，再由污油泵加壓后，送至北Ⅲ—6三元轉油放水站的游離水脫除器進口進行處理。

2 運行效果分析

北Ⅲ—6站自投產以來至2014年7月采用的是連續流運行方式，2014年7月之后，改為序批式運行方式。分別對北Ⅲ—6三元含油污水站的來水、過濾前、外輸三個取樣點進行取樣化驗，分析污水中的含油量、懸浮物含量指標。分析結果表明，北Ⅲ—6站在實施連續流處理工藝時，處理后的水質可以達到要求；在實施序批式處理工藝時，在來水水質不佳情況下，處理效果依然滿足水質要求。因此，序批式處理工藝處理效果略好于連續流處理工藝，外輸水平均含油量為4.6mg/L，平均懸浮物含量為4.8mg/L。

無論是連續流還是序批式，在沉降階段，除油效果明顯，但懸浮物去除率較低。在過濾階段，懸浮物去除率較高，最終濾后水質能夠達到指標要求。

3 結語

（1）北Ⅲ—6三元含油污水站生產運行平穩，序批式沉降工藝及連續流沉降工藝均能滿足外輸水質指標要求。

（2）三元污水處理工藝采用的兩級沉降、兩級過濾的工藝流程，沉降工藝均具有曝氣、氣浮功能，投資較高。建議在滿足水質要求的前提下，進一步優化三元污水處理工藝，節省建設投資。

（欄目主持 張秀麗）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.1.022