污泥循環工藝在甲醇污水處理中的應用

單巧利 郭志強 李　勇

（西安長慶科技工程有限責任公司）

污泥循環工藝在甲醇污水處理中的應用

單巧利 郭志強 李勇

（西安長慶科技工程有限責任公司）

介紹污泥循環混凝沉淀工藝的流程和原理，其核心設備渦流反應沉降罐集加藥、混凝反應、沉降、污泥回流、污泥排放于一體，混凝沉降效果好，出水穩定，確保后續工藝設備的安全運行。以長慶油田采氣一廠為例，分析污泥循環混凝沉淀工藝實施效果，結果表明：采用污泥循環混凝沉淀工藝，沉降污泥含水率降至90%，污泥減量效果明顯。

甲醇污水處理；污泥循環；混凝沉淀

0　引 言

長慶油氣田開采區域廣、層位多、污水點分散［1］，受油氣藏特點、注水水質等影響，采出水水質差異大，是一種含有固體雜質、液體雜質、溶解氣體和溶解鹽類等較復雜的多相體系［2-3］。采出水處理以混凝沉淀處理工藝為主。

氣田甲醇污水水質普遍呈現偏酸性，成分復雜，具有高礦化度、高腐蝕性、低p H值等顯著特點［4］，p H值基本處于5.5～6.5，Cl-含量10～100 g/L，總礦化度2×104～15×104mg/L，最高達22×104mg/L，遠高于其他氣田，水型主要以CaCl2為主，兼有Na2SO4、Na HCO3等水型，Ca2+、Mg2+、HC含量高，該類水型腐蝕性、結垢傾向嚴重。

加藥混凝沉降是確保采出水處理效果的關鍵，一般采用管道混合器或反應罐加藥混合、儲罐沉降的方式，加藥往往需要在管道混合器、反應罐、沉降罐三個設備中分別完成，管道混合器易結垢堵塞，維護管理工作量大。投加藥劑后混凝沉降主要在沉降罐中完成，由于沉降罐排泥方式仍需改進，日常排出污泥含水率高，污泥量大，需要配套較大處理能力的污泥處理系統［5］。如采用定期人工清掏方式，排出污泥含水率稍低，但罐內甲醇、烴類揮發對員工的健康安全有較大危害。

1　污泥循環混凝沉淀工藝

污泥循環混凝沉淀工藝是在傳統混凝沉淀工藝的基礎上，增加沉降污泥循環，利用沉降污泥的吸附、架橋及網捕功能［6］，加強原水中機械雜質、CO23-、 Ca2+、Mg2+等離子的混凝沉降，達到凈化水的目的。其核心設備渦流反應沉降罐集加藥、混合、絮凝沉淀、污泥回流于一體，工作機理見圖1。

圖1　渦流反應沉降罐工作機理示意

渦流反應沉降罐配套一個中心反應桶，中心反應桶上端封閉，下端敞口，進水切向進入中心反應桶后，與依次投加的藥劑混合呈渦流狀態自上而下完成反應沉降，中心反應桶外的水流自下而上，沉降罐上方溢流出水，底部排泥。

沉降罐配套污泥循環泵，部分污泥由沉降罐底抽出返回中心反應桶中段，返回點緊靠混凝劑投加點之后。由于投加混凝劑、助凝劑后形成的污泥本身也是一種良好的絮凝劑，在污泥回流時，增強了中心反應筒內的攪拌，污泥與污水均勻接觸，既可緩沖來水負荷，減少藥劑投加量，又可進一步利用回流污泥的吸附、架橋和網捕作用，攔截由于聚合物影響難以沉降的懸浮物質，使反應過程更穩定。同時利用高密度反應沉降原理，使沉降污泥進一步濃縮，實現無機化、減量化。沉積污泥定期由回流泵排出，無需人工操作。

2　實施效果

2.1工藝流程

該工藝已在長慶油田采氣一廠第二凈化廠、采氣三廠第二、三處理廠及中石化大牛地氣田的甲醇污水處理中應用，采出水預處理工藝流程見圖2。

圖2　采氣一廠第二凈化廠甲醇污水預處理流程

2.2水質

采氣一廠第二凈化廠接收各集氣站汽車拉運來甲醇污水的水質分析和預處理水質指標見表1和表2。

表1　甲醇污水處理站綜合污水化驗分析數據

表2　甲醇污水預處理水質指標

2.3現場試驗及效果

該工程2008年10月投運，2009年在采一二凈現場進行了污泥間歇回流、污泥連續回流及污泥不回流三種形式的試驗，試驗數據見表3，p H值、SS值變化見圖3、圖4。

表3　渦流反應沉降罐出水水質分析

圖3　不同污泥回流方式pH值變化

圖4　不同污泥回流方式SS值變化

由圖3、圖4可看出，污泥不回流工況下，渦流反應沉降罐出水p H 值不穩定，SS＞19 mg/L，三次測試平均值達到24.23 mg/L；污泥間歇回流工況下，出水p H值同樣不穩定，但出水SS值有所降低，三次測試平均值為17.30 mg/L；污泥連續回流工況下，出水p H值較為穩定，約7.5，出水SS值明顯降低，三次測值均低于10 mg/L，平均值8.63 mg/L，有效降低了后續設備結垢的可能性，保障后續工藝設備的正常、安全、穩定運行，效果顯著。

該工程投運5年以來每年進行定期監測，運行效果良好，日均處理量200 m3/d，渦流反應沉降罐一個月排泥1次，每次排泥量16 m3，污泥含水率約90%，污泥濃縮程度較高，污泥定期自動排放，無需人工清泥，降低了操作人員勞動強度，更重要的是避免了清掏污泥對員工身體健康造成危害，實現了以人為本的管理理念。

3　結束語

污泥循環混凝沉淀工藝與傳統混凝工藝相比具有以下特點：①裝置緊湊，加藥點及污泥排放點集中，管理方便，占地小；②混凝沉淀效果好，出水水質穩定，抗來水沖擊能力強；③沉降污泥循環使藥劑投加量減少，降低運行費用；④污泥濃縮程度高，排出污泥含水率低；⑤自動定期排泥，無需人工清掏，降低人員健康、安全風險。該技術具有較好的安全、環保及經濟效益，可在氣田污水處理中進行推廣應用。

［1］ 劉祎，王立昕.長慶氣田天然氣集輸現狀［J］.天然氣工業，1999，19（5）：78-81.

［2］ 孫悠.離子液體處理油田含油污水研究［D］.北京：中國地質大學（北京），2012.

［3］ 曹秋娥.微波處理含油污水的鹽促進效應研究［D］.西安：西安石油大學，2011.

［4］ 單巧利，李勇，張超，等.長慶氣田甲醇污水水質特點分析［J］.油氣田環境保護，2012，22（6）：47-49.

［5］ 張三輝，王玉堂，瞿定祥，等.污泥循環再利用技術在油田廢水處理中的應用［J］.油氣田環境保護，2010，20（3）：47-49.

［6］ 梅特卡夫和埃迪公司.廢水工程處理及回用（第四版）［J］.秦裕珩，譯.北京：化學工業出版社，2004.

（編輯 石津銘）

10.3969/j.issn.1005-3158.2015.06.007

1005-3158（2015）06-0026-03

2015-09-06）

單巧利，2006年畢業于西安建筑科技大學環境工程專業，碩士，現在西安長慶科技工程有限責任公司從事油氣田污水處理、污泥處理等方面的技術研究與工程設計工作。通信地址：陜西省西安市未央路151號長慶大廈910室，710018