聯(lián)合站污水處理流程的設(shè)計與優(yōu)化

□ 孫傲雪

2015年3月份，學校為我們安排了實習，地點選在了和油氣儲運專業(yè)相關(guān)的江漢油田廣華聯(lián)合站。通過在站上的學習，了解了污水處理技術(shù)以及優(yōu)化處理的相關(guān)內(nèi)容。

一、污水處理流程分析

在實習的第一天，筆者被分配到了聯(lián)合站污水處理站，每一個生產(chǎn)部門都會有廢物產(chǎn)生，如一些廢物、廢渣、廢氣，產(chǎn)生的“三廢”要及時處理，這樣才能將對自然環(huán)境的破壞減到最小，保護我們的生活、生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境。油氣田生產(chǎn)過程也不例外，其中尤以含油污水的排放量最大，而且處理的方法過程也比較復雜，不同的地區(qū)因環(huán)境、氣候等條件不一樣，采取的污水處理流程也不同，本文以廣華聯(lián)合站過程為例，分析一下污水處理流程。

進入污水站的污水，采用何種方法進行處理要取決于水質(zhì)的要求，油田大部分污水都用于回注地層。污水站的主要工作就是加藥和水質(zhì)處理。污水中含有很多雜質(zhì)，其類型、數(shù)量和分布情況等決定了處理方法的選擇。如污水中所含的懸浮物質(zhì)按顆粒的大小，大致可以分為四類:一是懸浮固體。它很容易在水中沉降。二是膠體。粒徑略小于懸浮固體。三是浮油和溶解油。四是顆粒最小的溶解物質(zhì)。

常規(guī)處理方法也通常分為四種:一是化學處理方法，即加藥，使加入的化學物質(zhì)和水中的雜質(zhì)發(fā)生化學反應，如聯(lián)合站通常加入絮凝劑，使小顆粒懸浮物聚合成大顆粒，這樣可通過沉降除掉雜質(zhì);二是物理處理方法，這種方法適用于大顆粒的懸浮固體雜質(zhì)，包括過濾，重力分離，活性炭吸附等;三是物理化學結(jié)合處理法，顧名思義，這種方法將化學和物理兩種方法結(jié)合起來綜合處理;四是生物處理法，這種方法的處理效率最高，而且操作費用也比較低。微生物由生物化學作用可以將有機物分解，使其轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)，最終達到污水凈化的目的。

廣華采用的常規(guī)處理流程基本分為三個步驟:一是依靠重力的自然出油段，二是進入沉降分離段，在這個步驟會加入一些化學藥劑進行分離，常采用加絮凝劑的方法，提高分離效率。三是分離乳化油和其他固體微粒的階段，目前采用的是加核桃殼的方法，但是效率不是特別高，所以正在準備用新的過濾介質(zhì)，如改性纖維球等。上述三個步驟可以總結(jié)為:除油——混凝——過濾三步法。但是，有時只用這三段常規(guī)流程不能滿足對水質(zhì)的要求，為提高處理效率，會采用精細過濾流程。精細過濾即采用雙濾料過濾，這種方式采出水的含油率很低，但是成本比較高。

二、污水處理優(yōu)化分析

污水處理流程常見問題包括:重力沉降段仍然存在問題;有些污水用絮凝劑得不到良好的混凝作用，水中包含了一定量的聚合物，采出水粘度較大，且油珠較小;立式出油罐內(nèi)流體流動方向不是很合理導致出水質(zhì)量不高;核桃殼過濾罐過濾效率不穩(wěn)定，以及對設(shè)備進行的防垢、防腐以及殺菌的保護還有待加強。針對上述存在的問題，提出了一些優(yōu)化處理工藝的方法。

(一)對于沉降池的清理和使用。重力沉降的方法能分成粒徑較大的雜質(zhì)，雖然在初級階段能起到一定的改善作用，但是在有些混凝土沉降池中，含油污水的過濾速度很慢，而且密度比水大的固體雜質(zhì)會沉積在池底，需要人工定期定時清除。而且更嚴重的是，污水在沉降池中與空氣直接接觸，對大氣環(huán)境會造成很嚴重的污染。所以，出于對采出水質(zhì)量和對環(huán)境保護方面的考慮，沉降池方式應該減少使用。

(二)對污水油混凝處理進行優(yōu)化。有些污水僅用絮凝劑是得不到良好的混凝效果的，此時就應該添加助凝劑。它雖然不能起到混凝作用，但是可以使絮凝劑的混凝作用得到強化，進一步加強混凝作用。常用的助凝劑有很多分類，比如酸堿類的助凝劑用于調(diào)節(jié)污水的酸堿度效果是很好的;氧化性強的助凝劑可以破壞水中含有的臭氧等有機物質(zhì)。污水的組成成分都很復雜，所以對于絮凝劑和助凝劑的選擇要根據(jù)嚴格的實驗數(shù)據(jù)得出，選用的種類和劑量都要慎重考慮。

(三)改善立式除油罐內(nèi)流體的流動方向。雖然立式除油罐有很多優(yōu)點，比如容積大，污水可以停留很長時間以便于雜質(zhì)的沉降分離，而且可以節(jié)約能量，但是缺點也是顯著的，由于系統(tǒng)的復雜性，且油的流動方向和水的流動方向是相反的，所以油水分離效果不高。故可對除油罐進行改造，使罐內(nèi)的污水呈水平方向流動，使油、雜質(zhì)和水的分離效率升高，使出水質(zhì)量明顯提高。

(四)新型濾料的研究開發(fā)。核桃殼過濾器在我國應用范圍很廣，廣華聯(lián)合站內(nèi)使用的就是核桃殼過濾器，但是存在的問題也很多，核桃殼是天然物質(zhì)，它本身具有的一些物理性質(zhì)無法改變，而且它容易破碎，破碎后形成的顆粒形狀都不規(guī)則，這些不規(guī)則形狀的顆粒會發(fā)生使篩管堵塞的現(xiàn)象，這會極大地影響過濾效率，并且核桃殼過濾器的使用壽命很短。所以現(xiàn)在我國很多機構(gòu)在開發(fā)研究新的人造微孔陶瓷濾料，這種濾料以氧化性物質(zhì)，石英為基礎(chǔ)底料，再加上一定量的粘合劑高溫烘焙而成。這種濾料較之核桃殼，外形更加規(guī)則且顆粒均勻，耐磨硬度大，使用壽命還長，經(jīng)過一定時間的審核之后，這種濾料可以投產(chǎn)利用，能夠顯著提高過濾效率。

(五)污水處理設(shè)備的防護。污水處理設(shè)備需要定期防護檢查，因為水中含有的有害物質(zhì)會侵蝕設(shè)備和管線，若不能及時發(fā)現(xiàn)處理，會降低處理效率，更嚴重的會導致安全事故問題。例如采出水中溶解鹽類含量很多，所以很容易在設(shè)備中產(chǎn)生水垢。根據(jù)不同的水垢，可采用不同的防垢劑進行防垢處理，其中效果最好的防垢劑是一種復合型防垢藥劑，防垢作用要好于單種藥劑。清垢雖然也亦可，但是費用大，所以生產(chǎn)中應該多以防垢為主。

腐蝕對設(shè)備的傷害是最大的，所以要采取控制腐蝕的相關(guān)措施，多采用抗腐蝕性能好的材料，并且加入化學緩蝕劑減輕腐蝕現(xiàn)象，還可以在內(nèi)壁涂上防腐涂層。緩蝕劑的種類有很多，所以在不同的腐蝕情況下要選用合適的緩蝕劑。在注入緩蝕劑的時候，劑量的大小要控制好，可以在最開始大量注入，這樣會快速形成防腐膜，之后再連續(xù)注入小劑量的緩蝕劑，保持有效性并且能延長使用周期。

殺菌處理也是十分必要的，好的殺菌效果會提高產(chǎn)出水的水質(zhì)質(zhì)量。廣華聯(lián)合站內(nèi)常采用次氯酸鹽，它是氧化性極強的一種氧化劑，對分解細菌有很有效的效果。殺菌劑不能只選用一種，因為在水處理系統(tǒng)中，細菌長時間后會產(chǎn)生抗藥性。注入殺菌劑也可同緩蝕劑一樣，第一次大量注入，然后定期注入，注意每次注入的周期的劑量。并且注意定期取樣分析，隨時調(diào)整殺菌劑的品種和劑量。