某油田聯(lián)合站污水處理工藝密閉改造

喻友均，孔 偉，王吉福，侯春生，王維利，李 凱

中國(guó)石油塔里木油田分公司，新疆庫(kù)爾勒 841000

某油田聯(lián)合站污水處理工藝密閉改造

喻友均，孔 偉，王吉福，侯春生，王維利，李 凱

中國(guó)石油塔里木油田分公司，新疆庫(kù)爾勒 841000

某油田聯(lián)合站污水處理系統(tǒng)采用“大罐沉降+懸浮污泥過(guò)濾”工藝，過(guò)濾后污水懸浮物指標(biāo)基本達(dá)到了該注水區(qū)塊要求，但是濾后合格的污水在出站前懸浮物含量卻增加到10 mg/L，遠(yuǎn)超出注水水質(zhì)要求。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)取樣分析，判斷污水處理系統(tǒng)暴氧是導(dǎo)致水質(zhì)超標(biāo)的主要原因。經(jīng)過(guò)對(duì)污水處理系統(tǒng)進(jìn)行氮?dú)饷荛]改造，避免了污水暴氧，下半年懸浮物指標(biāo)基本達(dá)標(biāo)，合格率達(dá)到95.62%，最終使得出站水質(zhì)懸浮物含量小于5 mg/L。介紹了聯(lián)合站污水處理存在的問(wèn)題、污水處理問(wèn)題產(chǎn)生的原因、工藝流程的密閉改造、密閉改造的效果等內(nèi)容。

污水處理；懸浮物；暴氧；氮?dú)饷荛]

某碎屑巖油田注水層平均空氣滲透率為0.10～0.25 μ m2，根據(jù)注水水質(zhì)指標(biāo)要求，注水水質(zhì)懸浮物含量≤5 mg/L、含油量≤15 mg/L[1]。該油田注水水源來(lái)自1#聯(lián)合站處理后的油田污水，污水溫度45～55℃。1#聯(lián)合站污水處理系統(tǒng)采用“大罐沉降+懸浮污泥過(guò)濾”工藝，設(shè)計(jì)污水處理能力5 000 m3/d，污水處理后水中懸浮物≤4 mg/L、含油量≤8 mg/L。站內(nèi)所有污水先進(jìn)入1萬(wàn)m3污水沉降罐，沉降后污水進(jìn)入懸浮污泥過(guò)濾裝置進(jìn)行過(guò)濾，濾后水再進(jìn)入700 m3注水緩沖罐，最后通過(guò)高壓注水泵進(jìn)行集中注水。

1 污水處理存在的問(wèn)題

1#聯(lián)合站污水處理工藝自2011年6月投運(yùn)以來(lái)，通過(guò)采取藥劑篩選、藥劑加注及系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化等措施，處理后的污水水質(zhì)有了極大的改善，其工藝流程見圖1。到了2014年，濾后水含油量指標(biāo)合格率達(dá)到92.27%，懸浮物含量指標(biāo)合格率達(dá)82.36%；出站水含油量指標(biāo)合格率達(dá)到94.23%，但懸浮物含量指標(biāo)合格率僅為46.72%。2014年濾后水及出站水懸浮物含量變化曲線見圖2～3。

分析1#聯(lián)合站污水處理的含油量、懸浮物指標(biāo)變化曲線，發(fā)現(xiàn)主要存在以下問(wèn)題：

（1）濾后水懸浮物含量指標(biāo)不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，存在較大波動(dòng)。

（2）合格的濾后水經(jīng)過(guò)700 m3注水緩沖罐后，出站水懸浮物含量遠(yuǎn)高于濾后水懸浮物含量。

2 問(wèn)題產(chǎn)生的原因分析

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查1#聯(lián)合站污水處理工藝流程，發(fā)現(xiàn)經(jīng)懸浮物污泥過(guò)濾后的水在出站前僅經(jīng)過(guò)一道700 m3注水緩沖罐，沒有其他污染介質(zhì)的進(jìn)入。

圖1 污水處理工藝流程示意

圖2 濾后水懸浮物含量變化曲線（2014年）

圖3 出站水懸浮物含量變化曲線（2014年）

從懸浮污泥過(guò)濾裝置出口取濾后水，發(fā)現(xiàn)水樣顏色透亮，肉眼觀察不到大的顆粒雜質(zhì)，水樣放置一段時(shí)間后水樣顏色從透亮逐漸變黃，最后形成大量紅褐色沉淀聚集在取樣瓶底部。從700 m3注水緩沖罐出口取出站水，水樣顏色發(fā)黃，肉眼可見部分懸浮顆粒，水樣放置一段時(shí)間后同樣形成大量紅褐色沉淀聚集在取樣瓶底部。

據(jù)以上初步分析，取濾后水水樣和出站水水樣分別化驗(yàn)水中鐵離子、溶解氧含量，并進(jìn)行離子全分析，同時(shí)對(duì)濾后水水樣做水質(zhì)穩(wěn)定性模擬試驗(yàn)。

2.1 鐵離子分析

2014年8月9日至10日在站內(nèi)分別取濾前水、濾后水及出站水進(jìn)行化驗(yàn)分析，每個(gè)水樣取4組分別化驗(yàn)水樣的含油量、懸浮物含量、Fe3+含量及總鐵含量，最后算平均值，分析結(jié)果見表1。

表1 不同取樣點(diǎn)鐵離子含量

2014年8月26日、28日再次化驗(yàn)濾前水、出站水的Fe3+含量，見表2。數(shù)據(jù)表明，與濾后水相比，出站水懸浮物及Fe3+含量都有明顯上升趨勢(shì)。

表2 不同取樣點(diǎn)Fe3+含量

2.2 污水離子全分析

取濾后水及出站水水樣進(jìn)行離子全分析，檢測(cè)數(shù)據(jù)如表3所示。

2.3 溶解氧分析

2014年9月，分別檢測(cè)濾后水及出站水水樣溶解氧含量，見圖4、5。對(duì)比濾后水及出站水水樣分析結(jié)果可知，出站水中溶解氧含量顯著增加，遠(yuǎn)超過(guò)注水水質(zhì)溶解氧含量≤0.1 mg/L的要求。

表3 濾后水及出站水離子全分析

圖4 濾后水溶解氧含量

圖5 出站水溶解氧含量

2.4 濾后水穩(wěn)定性分析

2014年8月15日10:00取濾后水水樣9瓶，密閉保存在55℃恒溫水浴中，儲(chǔ)存不同時(shí)間后測(cè)量水中懸浮物含量；8月16日10:00取濾后水水樣8瓶，敞口儲(chǔ)存在55℃恒溫水浴中，儲(chǔ)存不同時(shí)間后測(cè)量水中懸浮物含量，結(jié)果見圖6。

圖6 濾后水水樣穩(wěn)定性模擬試驗(yàn)

上述試驗(yàn)說(shuō)明，在密閉條件下濾后水水樣是比較穩(wěn)定的，在有氧條件下，懸浮物含量2 h后明顯升高。

8月22日10:10，取濾后水水樣9瓶，在52℃恒溫水域中敞口儲(chǔ)存，間隔不同時(shí)間測(cè)量懸浮物及三價(jià)鐵含量。抽濾后，測(cè)量濾膜上停留的三價(jià)鐵含量，結(jié)果見表4。

表4 濾后水穩(wěn)定性試驗(yàn)（敞口）

表4數(shù)據(jù)表明，水樣在靜態(tài)敞口條件下，懸浮物含量及Fe3+含量明顯升高。8 h水樣中鐵被氧化量約42%，1 h之內(nèi)比較穩(wěn)定，2～3 h懸浮物含量及Fe3+含量有一個(gè)迅速上升的過(guò)程。

由于懸浮污泥過(guò)濾裝置以及700 m3注水緩沖罐都是敞口裝置，污水可與空氣直接接觸，從Fe3+、溶解氧含量測(cè)定結(jié)果可知，出站水與濾后水相比這兩者明顯升高，因此可判斷出站水懸浮物含量升高主要是氧化造成的。

3 工藝流程密閉改造

3.1 密閉工藝的選擇

污水處理工藝流程常用的密閉隔氧工藝有浮床式密閉隔氧、薄膜囊式密閉隔氧、天然氣密閉隔氧、油封密閉隔氧和氮?dú)饷荛]隔氧等方式[2]。由于站內(nèi)污水處理系統(tǒng)日污水處理量約為2 000～4 000 m3，處理量變化大，700 m3注水緩沖罐液位在3～6 m，波動(dòng)較大，懸浮污泥過(guò)濾裝置出水口又設(shè)在設(shè)備頂部，因此油封密閉隔氧、浮床式密閉隔氧工藝不適合應(yīng)用在1#聯(lián)合站污水處理系統(tǒng)。1#聯(lián)合站是一座綜合處理油、氣、水的聯(lián)合站，站內(nèi)有充足的天然氣氣源，還有一套制氮系統(tǒng)，出于對(duì)系統(tǒng)安全及改造難易程度的考慮，最終選擇氮?dú)饷荛]隔氧工藝對(duì)圖1中的懸浮污泥過(guò)濾裝置、700 m3注水緩沖罐進(jìn)行密閉隔氧。

3.2 密閉改造后的安全措施

懸浮污泥過(guò)濾裝置、700 m3注水緩沖罐罐頂原設(shè)有機(jī)械式呼吸閥，密閉改造后將透光孔及人孔用法蘭盤密封，污泥過(guò)濾裝置排泥管出口及注水緩沖罐溢流口維持在污水池液面以下，通過(guò)調(diào)節(jié)氮?dú)馊肟诮刂归y使容器內(nèi)保持10 cm水柱（100 Pa）的微正壓。

4 密閉改造效果

2015年6月，站內(nèi)實(shí)施污水處理系統(tǒng)氮?dú)饷荛]改造，改造后污水處理后水質(zhì)懸浮物指標(biāo)逐漸下降，下半年懸浮物指標(biāo)基本都達(dá)標(biāo)，合格率達(dá)到95.62%，見圖7。

圖7 出站水懸浮物含量變化曲線（2015年下半年）

5 結(jié)束語(yǔ)

1#聯(lián)合站污水處理工藝采用懸浮污泥過(guò)濾處理裝置，過(guò)濾后污水懸浮物指標(biāo)基本達(dá)到了該注水區(qū)塊的要求，但是濾后合格的污水在出站前懸浮物含量卻高于10 mg/L，遠(yuǎn)超出注水水質(zhì)要求。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)取樣分析，判斷污水處理系統(tǒng)暴氧是導(dǎo)致水質(zhì)超標(biāo)的主要原因。經(jīng)過(guò)對(duì)污水處理系統(tǒng)進(jìn)行氮?dú)饷荛]改造，避免了污水暴氧，最終使得出站水質(zhì)懸浮物含量小于5 mg/L，合格率達(dá)到95.62%。

[1]SY/T5329-2012，碎屑巖油藏注水水質(zhì)指標(biāo)及分析方法[S].

[2]劉德緒，王振玉，黃巍，等.油田污水處理密閉隔氧技術(shù)的改進(jìn)[J].油氣田地面工程，2003，22（6）：29-30.

Closed Reformation ofSewage Treatment Process at Unite Station ofOilfield

YU Youjun，KONG Wei，WANG Jifu，HOU Chunsheng，WANG Weili，LIKai
PetroChina Tarim Oilfield Company，Kuerle 841000，China

The sewage treatment system at the unite station of an oilfield adopts the process of“l(fā)arge sedimentation tank +suspended sludge filtration”.The index of suspended matter in the filtrated sewage meets the water rejection requirement basically.But the index of suspended matter in the qualified filtrated sewage raises to 10 mg/L when the qualified sewage leaves the unite station，that is far more than the standard of treated sewage quality for reinjection.It is judged from field sampling analysis that the increase of suspended matter is due to the sewage treatment system exposed to oxygen.So the sewage treatment system is reformed to be closed（air tight） and filled with nitrogen.The qualified rate of suspended matter reaches 95.62%during the second half of the year.Finally，the index of suspended matter in filtrated sewage leaving the unite station is less than 5 mg/L and is qualified.This paper illustrates the problems and reasons in the sewage treatment at the unite station，the closed reformation of process flow，the reformation results，etc.

sewage treatment；suspended matter；exposure to oxygen；nitrogen tight

10.3969/j.issn.1001-2206.2016.06.015

喻友均（1973-），男，四川仁壽人，高級(jí)工程師，1999年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（華東）生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)從事油氣田開發(fā)工作。Email：yuyj_2001@sina.com.cn

2016-07-17