新莊油田污水處理技術應用現狀

高立鋒 趙景龍 劉永存 方健全

（中石化河南油田分公司采油二廠，河南南陽 473132）

新莊油田污水處理技術應用現狀

高立鋒 趙景龍 劉永存 方健全

（中石化河南油田分公司采油二廠，河南南陽 473132）

河南油田采油二廠新莊油區一共管理三個油田，涉及到常采注水和熱采注蒸汽兩種生產模式，開發產生污水量大，注水和注蒸汽生產需要消耗大量清水。針對此種情況，新莊油區采用多項污水處理工藝技術，將處理后的污水用于開發注水和注汽鍋爐用水，既解決了污水的出路問題，又提高了污水的綜合利用率，產生了良好的環保和經濟效益。

污水處理 水質 氣浮 過濾 沉降

1 概述

國內各油田的稠油污水處理大都采用四到六段的處理流程，并且采用比較先進的污水處理技術，包括液-液旋流分離系統，粗粒化技術，斜板沉降技術，氣浮選技術以及精細過濾技術。新莊油田污水處理系統主要采用氣浮選技術和精細過濾技術對污水進行處理，實現污水的再生利用。

新莊油田污水處理系統始建于2007年，設計處理能力為3000 m3/d，污水處理后用于開發注水。由于油田開發規模不斷擴大和原油含水率不斷增高的原因，2012年和2014年先后兩次進行改擴建，工程設計規模為7500m3/d，其中注汽鍋爐回用水部分為3000m3/d，注水部分為4500m3/d。系統擴建后解決了污水的出路問題，又提高了污水的綜合利用率，降低了清水消耗量，提高了供注汽鍋爐用水的初始溫度，減少大量能耗。

2 污水處理工藝

2.1 污水處理工藝流程

鍋爐回用水系統采用“除油+氣浮+兩級過濾+離子交換軟化法”的處理工藝，處理規模為3000m3/d，處理后的水質滿足稠油濕蒸汽鍋爐水質標準。注水系統：采用“除油+氣浮+過濾”的處理工藝，處理規模為4500m3/d，處理后的水質滿足注水水質標準。

兩者共用相同的前端處理流程：

脫水系統來水→預除油罐→氣浮裝置→緩沖水池注水處理部分處理流程：

氣浮裝置出水→提升泵→金剛砂過濾罐→注水罐

鍋爐回用水部分處理流程：

氣浮裝置出水→提升泵→雙濾料過濾罐→多介質過濾罐→兩級大孔弱酸樹脂軟化罐→軟化水罐

2.2 各段水質指標

脫水系統來水：含油≤1300mg/L，懸浮物≤870mg/L；一級沉降后水質：含油≤300mg/L，懸浮物≤300mg/L；氣浮處理后水質：含油≤10mg/L，懸浮物≤30mg/L；注水處理部分過濾罐出水水質：含油≤10mg/L，懸浮物≤10mg/L。

鍋爐回用水處理部分出水水質：含油≤2mg/L，懸浮物≤2mg/ L，硬度≤0.1mg/L，7.5≤PH值≤9。

3 污水處理系統組成

3.1 沉降系統

沉降系統設備包括2座2000m3預除油罐、1座500m3緩沖水池。預除油罐設計出水指標為含油≤300mg/L、機雜≤300mg/L，沉降出水由重力作用進入浮選機，上部污油經收油裝置回收至污油池后進入外輸系統。浮選機出水由重力作用進入緩沖水池，經過緩沖沉降，出水指標要求為含油≤10mg/L、機雜≤30mg/L。

3.2 氣浮系統

污水處理系統使用的兩臺浮選機規格為200m3/h，日處理污水量在5000m3左右。氣浮裝置通過高壓回流溶氣水減壓產生大量的微氣泡，使其與廢水中密度接近于水的固體或液體微粒粘附，形成密度小于水的氣浮體，在浮力的作用下，上浮至水面，進行固－液或液－液分離。氣浮裝置主要包括：高壓回流水溶氣系統，絮凝劑、微氣泡、固液微?；旌戏磻到y，斜板分離系統，自動控制系統。

氣浮裝置由混合反應段、溶氣系統、池體組成。氣浮裝置溶氣泵進入工作狀態后，氣浮裝置開始進水，原水與通過釋放器進入接觸區的回流溶氣水及其釋放的微氣泡充分混合，懸浮物與微氣泡結合形成氣浮體，進入布水區，此時較大的氣浮體迅速上升至集渣區，較小的氣浮體進入斜板分離區，根據淺池原理，這些氣浮體中的大部分氣浮體將在此被去除。密度較大的顆粒將下沉至氣浮裝置底部，通過刮泥機將其排出。處理后的污水一部分作為回流水回到系統中，大部分水將進入下一級處理單元。

3.3 過濾軟化系統

3.3.1 雙濾料過濾器

污水處理系統使用的雙濾料過濾器設計流量為1500m3/d，3座過濾器兩用一備可達到每天3000m3處理能力。雙濾料過濾器添加的濾料主要有，石英砂和無煙煤，通過濾料自身形成的網狀結構，可以過濾掉水中的懸浮物，同時濾料本身也有吸附能力，可以吸附污水中的一些離子，為了更好的除去水中懸浮物，在污水進入雙濾料過濾器前，加入少量絮凝劑，以求達到更好的過濾效果。

3.3.2 多介質過濾器

污水處理系統使用的多介質過濾器設計流量為1500m3/d，3座過濾器兩用一備可達到每天3000m3處理能力。多介質過濾器是用于水質深度凈化需要而開發研制的新一代過濾器，本段來水指標要求為含油≤5mg/L、機雜≤5mg/L。過濾器內裝填上下兩層粒狀濾料，上層采用普通粗濾料進行深床過濾，下層設置極細、極重的特種濾料起表面過濾作用，對2μm以下的極細懸浮物顆粒有非常高的過濾效率。

3.3.3 大孔弱酸樹脂軟化器

污水處理系統使用的兩級大孔弱酸樹脂軟化器設計流量為1600m3/d，3座過濾器兩用一備可達到每天3200m3處理能力。大孔弱酸樹脂軟化器中的樹脂填料能夠吸收水中的Ca+2、Mg+2或其它離子，從而實現對水的軟化或對某種離子的提取。樹脂再生：用酸液除去樹脂中的Ca+2、Mg+2或其它離子，使樹脂填料重新獲得吸收能力，實現樹脂的重復利用，樹脂的使用壽命可達3到4年。

4 結語

新莊油田污水處理系統引入多項污水處理技術，實現了日均4000至5000方污水的有效處理。系統投運以來各段水質指標均達設計要求，處理后的污水滿足開發注水和注汽鍋爐用水水質指標，實現了污水的再生利用。處理后污水溫度可達45至50℃，而注汽鍋爐使用清水作為水源時的平均供水溫度低于20℃，污水回用注汽鍋爐實現了供水溫度的大幅度提高，降低了熱能需求。該系統能夠滿足新莊油田今后多年的污水處理需求，具有良好的經濟效益和節能環保作用。